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Die Erfindung betrifft eine Bedieneinheit und insbesondere eine Bedieneinheit für eine Fahrzeugkomponente, bei der es sich beispielsweise um eine Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage handelt.
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Bedieneinheiten für elektrische/elektronische Geräte sind in vielfältigen Ausgestaltungen bekannt. Eine dieser Typen von Bedienelementen sind kipphebelartige Bedienelemente, die nach Art eines Hebels um eine Kippachse kippbar gelagert sind. Hierbei können derartige Bedienelemente als Balkon-Wipp-Tasten ausgeführt sein, die über die Vorder- oder Oberseite eines Gehäuses vorstehen und in zwei gegengesetzten Kippbewegungsrichtungen kippbar sind. Ein Zentrierelement sorgt dafür, dass das Kipphebel-Bedienelement eine Ausgangs-(Null-)Stellung beibehält bzw. nach einer Betätigung diese Ausgangsstellung automatisch wieder einnimmt.
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Bedieneinheiten mit derartigen Bedienelementen sind beispielsweise aus
EP 1 988 441 A1 und
WO 2012/072608 A1 bekannt. Diese bekannten Kipphebel-Bedienelemente arbeiten mit mechanischen Schaltern zusammen, indem das Bedienelement bei Betätigung in einer der beiden Kipprichtungen auf jeweils einen der beiden Schalter mechanisch einwirkt. Die Haptik des Bedienelements, also der mechanische Widerstand, der bei der Kippbewegung des Bedienelements zu überwinden ist, hängt also auch von den mechanischen Eigenschaften der Schalter ab.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bedieneinheit insbesondere für eine Fahrzeugkomponente wie z. B. einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage mit mindestens einem Bedienelement zu schaffen, dessen haptische Eigenschaften nicht durch mechanische Schalter o. dgl. beeinflusst ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine Bedieneinheit, insbesondere für eine Fahrzeugkomponente wie z. B. einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage geschaffen, wobei die Bedieneinheit versehen ist mit
- – einem Bedienelement, das um eine Kippachse kippbar gelagert ist,
- – einem Zentrierelement zur nachgiebigen Vorspannung des Bedienelements in eine Ausgangsstellung,
- – wobei das Bedienelement durch in ein von zwei entgegengesetzten Richtungen erfolgendes Kippen um die Kippachse in eine von zwei Betätigungsstellungen überführbar ist und
- – einer Sensoreinheit zur Erkennung der Kipprichtung des Bedienelements bei dessen Betätigung,
- – wobei die Sensoreinheit für jede Kipprichtung mindestens einen berührungslos arbeitenden Sensor aufweist.
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Gemäß der Erfindung dient zur Auslösung der den beiden Betätigungsstellungen jeweils zugeordneten Schaltfunktionen eine berührungslos arbeitende Sensoreinheit, mit der die jeweils aktuelle Betätigungsstellung des Bedienelements sensiert und über eine Auswerte- und Auslöseeinheit die Schaltfunktion ausgelöst wird. Die Sensoreinheit ersetzt also insoweit die bei den bekannten Kipphebeln vorhandenen mechanischen Schalter.
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Vorzugsweise arbeitet die Sensoreinheit optisch. Alternativ können als berührungslos arbeitende Sensoreinheiten auch solche eingesetzt werden, die magnetisch oder kapazitiv sensitiv sind.
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Im Falle einer optisch arbeitenden Sensoreinheit weist diese zweckmäßigerweise eine Gabellichtschranke mit einem Sender sowie zwei Empfängern und mit einem Zwischenraum zwischen dem Sender einerseits und den beiden Empfängern andererseits und ein in dem Zwischenraum angeordnetes, die lichte Verbindung zwischen dem Sender einerseits und den beiden Empfängern andererseits beeinflussendes Auslöseelement auf, wobei das Auslöseelement zur bei Betätigung des Bedienelements im Zwischenraum zwischen einerseits dem Sender und andererseits den beiden Empfängern erfolgender Bewegung mit dem Bedienelement in Wirkverbindung steht. Gabellichtschranken sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt, und zwar auch solche, die nicht nur die Anwesenheit eines Auslöseelements zwischen einem Sender und einem Empfänger erkennen sondern auch die Bewegungsrichtung erkennen können, in der ein Auslöseelement in die Gabellichtschranke hineinbewegt wird. Bei dem Auslöseelement kann es sich beispielsweise um ein Strahlungsblockierelement handeln, das die vom Sender ausgehende Strahlung (beispielsweise Licht oder IR-Strahlung) blockiert. Auf die Anwendung einer derartigen Gabellichtschranke als berührungslose Sensoreinheit für die erfindungsgemäße Bedieneinheit bezogen bedeutet dies, dass die aktuelle Kippbewegungsrichtung und damit die aktuelle Betätigungsstellung des Bedienelements dadurch erkannt werden kann, dass einer der beiden Empfänger keine Strahlung empfängt. Es ist aber auch möglich, dass die Gabellichtschranke und das Auslöseelement derart arbeiten, dass in der Ausgangsstellung beide Empfänger abgedunkelt sind und in jeder beiden Betätigungsstellungen (nur) ein anderer der beiden Empfänger Strahlung vom Sender empfängt.
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Bei Ausgestaltung der berührungslosen Sensoreinheit als magnetisch arbeitende Sensoreinheit weist diese zwei Hallsensoren und ein sich relativ zu diesen bewegendes Magnetelement auf, das zur bei Betätigung des Bedienelements entlang der Anordnung der beiden Hallsensoren erfolgender Bewegung mit dem Bedienelement in Wirkverbindung steht.
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Wird eine kapazitiv arbeitende berührungslose Sensoreinheit eingesetzt, so weist diese beispielsweise zwei Kondensatorelektroden oder zwei Paare von gegenüberliegenden Kondensatorelektroden und ein die elektrischen Felder der beiden Kondensatorelektroden oder der beiden Paare von Kondensatorelektroden beeinflussendes Steuerelement auf, das zur bei Betätigung des Bedienelements entlang der Anordnung der beiden Kondensatorelektroden oder der beiden Paare von Kondensatorelektroden erfolgender Bewegung mit dem Bedienelement in Wirkverbindung steht. Hierbei kann das Steuerelement beispielsweise eine dielektrische Wirkung auf die Kondensatorelektroden oder die Paare von Kondensatorelektroden haben oder beispielsweise eine Sensor-Kondensatorelektrode aufweisen.
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Sowohl für die optisch arbeitende Sensoreinheit gemäß obiger Beschreibung als auch für die ebenfalls oben erwähnten magnetisch und kapazitiv arbeitenden Sensoreinheiten gilt, dass die Elemente der Sensoreinheit und insbesondere die Empfänger bzw. Hallsensoren oder Kondensatorelektroden mit einer Auswerte- und Auslöseeinheit zur Auslösung einer der beiden Schaltfunktionen verbunden sind.
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In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung können zwei Kippbewegungsrückmeldeelemente zur akustischen und/oder elektrischen und/oder optischen Rückmeldung der Kippbewegung des Bedienelements in einer der beiden Richtungen vorhanden sein. Diese Rückmeldeelemente können darüber hinaus gezielt zur Beeinflussung der Haptik des Bedienelements eingesetzt werden.
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Zur Zentrierung des Bedienelements können gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zwei Federelemente eingesetzt werden, die versetzt zur Kippachse des Bedienelements sowie an zwei gegenüberliegenden Seiten des Bedienelements an diesem anliegen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei:
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1 eine Teilvorderansicht auf die Frontblende einer Bedieneinheit, die mehrere erfindungsgemäße Bedienelemente aufweist,
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2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II der 1, und zwar in Richtung der Pfeile II betrachtet,
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3 einen Schnitt entlang der Schnittlinie III-III der 1, und zwar in Richtung der Pfeile III betrachtet,
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4 einen Schnitt entlang der Schnittlinie IV-IV der 1, und zwar in Richtung der Pfeile IV betrachtet und
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5 einen Schnitt entlang der gestrichelten Hilfslinie der 4, und zwar in Richtung der Pfeile V betrachtet.
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In 1 ist ein Teil einer Frontblende 10 einer Bedieneinheit 12 gezeigt, wobei unterhalb eines Displays 14 in diesem Ausführungsbeispiel vier nebeneinander angeordnete Kipp-Bedienelemente 16 gezeigt sind. Der Aufbau jedes dieser Bedienelemente 16 wird nachfolgend anhand der verschiedenen Schnittansichten der 2 bis 5 erläutert. Jedes Bedienelement 16 weist einen kippbar gelagerten Hebel 18 auf, der um eine Kippachse 20 kippbar gelagert ist. An seinem vorderen Bedienende 22 ragt der Kipphebel 18 durch eine Öffnung 24 in der Frontblende 10 über diese hinaus. An diesem vorderen Ende 22 befindet sich in diesem Ausführungsbeispiel ein aufgestecktes Betätigungsteil 26, das manuell in einer der beiden durch den Doppelpfeil 28 angedeuteten Kippbewegungsrichtungen bewegbar ist. Von dem Betätigungsteil 26 aus betrachtet erstreckt sich der Hebel jenseits der Kippachse 20 bis zu einem Auslöseelement 30, das in den Zwischenraum 32 einer Gabellichtschranke 34 hineinragt (siehe auch die 4 und 5). Die Gabellichtschranke 34 weist im Wesentlichen die Form eines U-förmigen Bügels 36 auf, der zwei Flankenabschnitte 38, 40 aufweist, zwischen denen sich der Zwischenraum 32 bildet. An der Innenseite des Flankenabschnitts 40 befindet sich ein optischer Sender 42, dem gegenüberliegend auf der Innenseite des anderen Flankenabschnitts 38 zwei optische Empfänger 44, 46 angeordnet sind. Je nach Kippstellung des Hebels 18 (entweder obere Kippstellung oder untere Kippstellung) befindet sich das Auslöseelement 30 zwischen dem Sender 42 und einem der Empfänger 44, 46, wodurch die Kipp- bzw. Betätigungsstellung des Bedienelements 16 detektiert werden kann (siehe auch 2). In 5 ist angedeutet, dass die Gabellichtschranke 34 mit einer Auswerte- und Auslöseeinheit 48 verbunden ist, in der die Signale der Empfänger 44 und 46 ausgewertet und dementsprechend eine Schaltfunktion ausgelöst wird.
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Anstelle einer optischen Sensoreinheit 50 in Form beispielsweise der zuvor beschriebenen Gabellichtschranke 34 kann auch eine berührungslos arbeitende magnetische bzw. kapazitive Sensoreinheit eingesetzt werden.
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In der 2 ist ferner zu erkennen, dass der Hebel 18 und damit das Bedienelement 16 durch ein mechanisches Zentrierelement 52 in seiner Null- bzw. Ausgangslange gehalten wird. Das Zentrierelement 52 ist in diesem Ausführungsbeispiel zweigeteilt und weist zwei Federelemente 54 mit Federzungen 56 auf, die an einander gegenüberliegenden Seiten 58 des Hebels 18 bzw. des Bedienelements 16 anliegen, und zwar seitlich versetzt zur Kippachse 20 (in diesem Ausführungsbeispiel in einem Bereich des Hebels 18 zwischen der Kippachse 20 und dem Auslöseelement 30).
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Schließlich ist in 3 noch dargestellt, dass das Bedienelement 16 mit zwei mechanischen Rückmeldeelementen 60 zusammenwirkt, die ebenfalls an zwei gegenüberliegenden Seiten an dem Hebel 18 anliegen. Zu diesem Zweck weist der Hebel 18 einen weiteren Fortsatz 62 auf, der in diesem Ausführungsbeispiel in der gleichen Richtung wie das Auslöseelement 30 absteht. Der Fortsatz 62 ragt zwischen die beiden Rückmeldeelemente 60. Bei einer Kippbewegung des Bedienelements 16 drückt der Fortsatz 62 auf eines der beiden Rückmeldeelemente, die elastisch ausgebildet sind und nach Art von Keytops ausgebildet sind. Derartige Keytops sind von elastischen Schaltkontaktmatten bekannt und weisen eine im Wesentlichen Zylinderform auf. Innerhalb des elastomeren Zylinders befindet sich ein ebenfalls zylindrischer Stößel 63, der auf ein sphärisch geformtes Federstahlelement 64 einwirkt und dieses unter Erzeugung eines akustischen ”Knack”-Geräusches verformt.
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Die beiden Keytop-Elemente sind in diesem Ausführungsbeispiel aus Gründen der vereinfachten Montage durch eine elastomere Lasche 66 miteinander verbunden und, wie in 3 gezeigt, in einen Aufnahmeschacht 68 eingesetzt, der auch die beiden Federelemente 56 des Zentrierelements 52 hält sowie die Kippachse 20 definiert. Die Gabellichtschranke 34 ist in diesem Ausführungsbeispiel an einer Leiterplatine 70 fixiert, die, bezogen auf die Ansicht auf die Frontblende 10, hinter dem Schacht 68 angeordnet ist. Der Schacht 68 ragt beispielsweise von einer Trägerplatte 72 ab, die auf der Platine 70 aufliegt und von der die Schächte für die anderen Bedienelemente 16 abstehen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Frontblende
- 12
- Bedieneinheit
- 14
- Display
- 16
- Kipp-Bedienelement
- 18
- Kipphebel des Kipp-Bedienelements
- 20
- Kippachse des Kipp-Bedienelements
- 22
- Bedienende des Kipp-Bedienelements
- 24
- Öffnung in Frontblende
- 26
- Betätigungsteil des Kipp-Bedienelements
- 28
- Kipp-Richtungen (Doppelpfeil)
- 30
- Auslöseelement
- 32
- Zwischenraum der Gabellichtschranke
- 34
- Gabellichtschranke
- 36
- Bügel der Gabellichtschranke
- 38
- Flankenabschnitt der Gabellichtschranke
- 40
- Flankenabschnitt der Gabellichtschranke
- 42
- Sender der Gabellichtschranke
- 44
- Empfänger der Gabellichtschranke
- 46
- Empfänger der Gabellichtschranke
- 48
- Auswerte- und Auslöseeinheit
- 50
- Sensoreinheit
- 52
- Zentrierelement
- 54
- Federelement (Federzunge)
- 56
- Federelement (Federzunge)
- 58
- gegenüberliegende Seiten des Kipphebels
- 60
- (Kippbewegungs-)Rückmeldeelemente
- 62
- Fortsatz
- 63
- Stößel
- 64
- Federstahlelement
- 66
- Lasche
- 68
- Aufnahmeschacht
- 70
- Leiterplatine
- 72
- Trägerplatte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1988441 A1 [0003]
- WO 2012/072608 A1 [0003]
