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Die Erfindung betrifft eine Schieber-Bedieneinheit für ein Gerät und insbesondere eine Bedieneinheit für eine Fahrzeugkomponente, bei der es sich beispielsweise um eine Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage des Fahrzeugs oder ein Steuergerät für eine solche Anlage handelt.
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Bedieneinheiten der vorstehend genannten Art sind in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Die bekannten Bedieneinheiten sind mit einem Gehäuse versehen, das eine Vorderwand und eine Rückwand sowie eine diese beiden Wände verbindende Seitenwand aufweist. An der Vorderwand (auch Frontblende oder Abdeckung genannt) befinden sich typischerweise mehrere Bedienelemente und im Regelfall auch ein oder mehrere Displays. Die Bedienelemente sind dabei im Allgemeinen als Tasten oder Drehbedienelemente ausgebildet. Aus ästhetischen Gründen sollte darauf geachtet werden, dass die Spaltmaße um die Tasten und/oder um die Drehbedienelemente herum gleichmäßig und vorzugsweise nicht zu groß sind.
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Ein weiterer Typ von bei Bedieneinheiten der hier in Rede stehenden Art anzutreffenden Bedienelementen ist ein Schiebeorgan, das sich an der Frontblende linear verschieben lässt. Ein derartiges Schiebeorgan ist an einem Linearführungselement verschiebbar geführt, das innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
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Um das Schiebeorgan bequem manuell bedienen zu können, sollte das Schiebeorgan über die Außenseite, im Regelfall über die Vorderseite des Gehäuses, in bzw. an dem das Linearführungselement angeordnet ist, vorstehen. Dabei ist es wünschenswert, dass das Schiebeorgan mit Linearführungselement, also das Schiebersystem, auch dann, wenn auf das Schiebeorgan eine (Aufschlag-)Kraft bis zu einer gewissen Grenze einwirkt, dennoch weiterhin funktionstüchtig ist. Das setzt voraus, dass das Schiebersystem für den Normalbetrieb feinmechanisch ausgelegt werden sollte, andererseits das Schiebersystem auch bei Beaufschlagung mit einer "Missbrauchs"-Kraft von bis zu 300 N noch funktionstüchtig bleibt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schieber-Bedieneinheit für ein Gerät, insbesondere für eine Fahrzeugkomponente wie z.B. eine Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage zu schaffen, wobei die Schieber-Bedieneinheit für oben genannten Normal- und Maximalbedingungen ausgelegt sein soll.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine Schieber-Bedieneinheit für ein Gerät, insbesondere für eine Fahrzeugkomponente wie z.B. eine Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage, vorgeschlagen, wobei die Schieber-Bedieneinheit versehen ist mit
- – einem Linearführungselement, das eine Längserstreckung aufweist, welche eine Verschiebeachse definiert, und
- – einem Schiebeorgan, das an dem Linearführungselement zur translatorischen Verschiebung in Erstreckung der Verschiebeachse geführt ist,
- – wobei das Linearführungselement eine Oberseite, zwei einander gegenüberliegende Lateralseiten und eine der Oberseite gegenüberliegende Unterseite aufweist,
- – wobei das Schiebeorgan einen oberhalb der Oberseite des Linearführungselements angeordneten Schiebeknopf und zwei sich von dem Schiebeknopf aus erstreckende Seitenschenkel aufweist, die an den beiden Lateralseiten des Linearführungselements geführt sind,
- – wobei jede Lateralseite eine erste Führungsnut und eine zweite Führungsnut aufweist,
- – wobei die erste Führungsnut näher zur Oberseite des Linearführungselements angeordnet ist als die zweite Führungsnut,
- – wobei jede erste Führungsnut zum an der betreffenden Lateralseite geführten Seitenschenkel des Schiebeorgans hin offen ist,
- – wobei jede zweite Führungsnut in zum Schiebeknopf des Schiebeorgans entgegengesetzter Richtung hin offen ist und
- – wobei jeder Seitenschenkel des Schiebeorgans einen zur betreffenden Lateralseite des Linearführungselements weisenden ersten Führungsvorsprung, der in die erste Führungsnut an der betreffenden Lateralseite des Linearführungselements eingetaucht ist, und einen zweiten Führungsvorsprung aufweist, der zum Schiebeknopf des Schiebeorgans weisend in die zweite Führungsnut eingetaucht ist.
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Wie bereits oben erwähnt, weist die Schieber-Bedieneinheit ein Linearführungselement auf, das eine Längserstreckung aufweist und damit eine Verschiebeachse definiert. An dem Linearführungselement linear verschiebbar geführt ist das Schiebeorgan, das einen Schiebeknopf und zwei sich seitlich des Linearführungselements erstreckende Seitenschenkel aufweist. Das Linearführungselement seinerseits weist eine Oberseite und eine Unterseite sowie zwei diese Seiten miteinander verbindende Lateralseiten auf. Der Schiebeknopf befindet sich bzw. oberhalb der Oberseite des Linearführungselements, wobei seine beiden Seitenschenkel an den Lateralseiten des Linearführungselements und erfindungsgemäß auch an dessen Unterseite geführt sind. Zu diesem Zweck weist das Linearführungselement an seinen Lateralseiten erste und zweite Führungsnuten auf. Jede erste Führungsnut ist zu einem unterschiedlichen der beiden Seitenschenkel des Schiebeorgans hin offen; die Seitenschenkel des Schiebeorgans weisen erste Führungsvorsprünge auf, die in die ersten Führungsnuten des Linearführungselements eingetaucht und dort geführt sind, und zwar soweit wie möglich spielfrei. Die zweiten Führungsnuten sind in zum Schiebeknopf entgegengesetzter Richtung, also nach unten offen. Von unten aus, also in Richtung zum Schiebeknopf weisend erstrecken sich von den Seitenschenkeln an deren Innenseiten zweite Führungsvorsprünge, die in die zweiten Führungsnuten eingetaucht und dort wiederum zweckmäßigerweise möglichst spielfrei geführt sind.
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Die zuvor beschriebenen Führungsnuten erstrecken sich also in Längserstreckung des Linearführungselements und sind an dessen Stirnenden offen. Über diese offenen Enden lässt sich dann das Schiebeorgan am Linearführungselement montieren.
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Durch das Umgreifen des Linearführungselements durch das Schiebeorgan ist dieses auch dann noch an dem Linearführungselement montiert und lässt sich längs dieses verschieben, wenn auf den Schiebeknopf des Linearführungselements größere Andrückkräfte wirken, als dies beim Verschieben des Schiebeorgans der Fall ist. Derartige Kräfte entstehen beispielsweise, wenn gegen das Schiebeorgan mit übermäßig großer Kraft gedrückt wird, was beispielsweise versehentlich erfolgen kann. Die Seitenschenkel des Schiebeorgans sind durch die winklig zueinander gerichteten ersten und zweiten Führungsvorsprünge an der Innenseite jedes Seitenschenkels am Linearführungselement "gefangen", und zwar auch dann, wenn auf den Schiebeknopf eine derart große Andrückkraft wirkt, dass auf die Seitenschenkel auswärts gerichtete Momente wirken, die das gesamte Schiebeorgan plastisch ballig verformen (bezogen auf den Schiebeknopf mit den beiden sich von diesem aus erstreckenden Seitenschenkeln).
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Anders ausgedrückt weist also jede erste Führungsnut eine im Wesentlichen in der betreffenden Lateralseite des Linearführungselements liegende erste Öffnung und jede zweite Führungsnut eine zur Unterseite des Linearführungselements weisende zweite Öffnung auf. Alternativ ausgedrückt weist also jede erste und jede zweite Führungsnut einen Nutgrund, zwei vom Nutgrund aufragende Flanken und eine dem Nutgrund gegenüberliegende Öffnung auf, wobei die Öffnung der ersten Führungsnut in einer zur Lateralseite des Linearführungselements parallelen Ebene verläuft und somit die ersten Führungsnuten zur jeweils einer Lateralseite des Linearführungselements hin offen sind und wobei die Öffnung der zweiten Führungsnut in einer zur Unterseite des Linearführungselements parallelen Ebene verläuft und somit die zweite Führungsnut in zum Schiebeknopf des Schiebeorgans entgegengesetzter Richtung hin offen ist.
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In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann die erfindungsgemäße Schieber-Bedieneinheit eine Vorderwand mit einem durch einen Rand definierten Langloch aufweisen, in dem oder oberhalb dessen der Schiebeknopf des Schiebeorgans angeordnet ist, wobei der Rand zwei in Längserstreckung des Langlochs verlaufende parallele Längsrandabschnitte aufweist und wobei die Seitenschenkel des Schiebeorgans beabstandet zu den parallelen Längsrandabschnitten und beabstandet zu Flanschen angeordnet sind, die sich unterhalb der Vorderwand von dieser abstehend an die Längsrandabschnitte anschließen. Bei dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schieber-Bedieneinheit dienen die seitlichen Begrenzungen längs des Langlochs der Frontblende als Anschlag für das Schiebeorgan, wenn dieses unverhältnismäßig stark in Richtung auf die Frontblende gedrückt wird. Wie bereits zuvor erwähnt, nimmt das Schiebeorgan (Schiebeknopf mit Seitenschenkeln) eine ballige Form an, "bläht" sich also auf, wenn auf den Schiebeknopf hohe Andrückkräfte wirken. Das elastische Ausweichen nach links und nach rechts und damit das seitliche Ausstellen der Seitenschenkel wird durch die Flansche beidseitig des Langlochs der Frontblende bzw. durch die Längsrandabschnitte des Langlochs der Frontblende nach Art eines Anschlags begrenzt.
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Zur weiteren Stabilisierung der Führung und Anordnung des Schiebeorgans am Längsrandabschnitt ist es zweckmäßig, wenn die Seitenschenkel des Schiebeorgans an ihren dem Schiebeknopf abgewandten Enden mit Hilfe eines Verbindungselements verbunden sind. Durch den Zusammenhalt der Seitenschenkel an deren dem Schiebeknopf abgewandten Enden erhält das Schiebeorgan eine größere Stabilität, indem es das Linearführungselement an sämtlichen Seiten umgibt. Zwischen dem Verbindungselement und der Unterseite des Linearführungselements kann eine Platine o.dgl. Trägerplatte für elektrische Schaltungen angeordnet sein, die entsprechende Sensorik aufweist, damit die aktuelle Verschiebeposition des Schiebeorgans erfasst werden kann. Ein Beispiel für eine derartige Ausprägung des Schiebersystems ist in der am 26. März 2013 eingereichten, noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung 10 2013 205 305.3 beschrieben, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
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Neben oben beschriebenen Andrückkräften können auf das Schiebersystem auch noch andere Kräfte einwirken, die die Funktionstüchtigkeit des Schiebersystems beeinträchtigen können.
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Insbesondere bei Gehäusen größerer Abmessungen kann nämlich der Fall eintreten, dass es in dem Einbauzustand des Gehäuses in einer Haltekonstruktion wie beispielsweise der Instrumententafel eines Fahrzeugs zu Verspannungen und Verwindungen kommt. Die Gründe für derartige Verspannungen bzw. Verwindungen können vielfältig sein. Hier seien beispielhaft thermisch induzierte Verspannungen oder aber auch montagebedingte Verspannungen genannt. Derartige Verspannungen/Verwindungen des Gehäuses können sich bei Bedieneinheiten mit translatorisch verschiebbaren Schiebeorganen unerwünschterweise als Torsionen des zur Führung des Schiebeorgans vorgesehenen Linearführungselements auswirken. Wenn aber das Linearführungselement tordiert ist, so kann die Verschiebbarkeit des Schiebeorgans beeinträchtigt sein, was wiederum unerwünscht ist.
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Insoweit wünschenswert ist es also, wenn sich das Schiebeorgan auch bei potentiellen Verspannungen und Verwindungen der Bedieneinheit ohne Funktionsbeeinträchtigung bedienen lässt.
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Dies kann zweckmäßigerweise dadurch erreicht werden, dass die erfindungsgemäße Bedieneinheit neben dem einen oder anderen obigen Merkmal vorteilhaft versehen ist mit
- – einem Gehäuse, das eine Vorderwand sowie eine umlaufende Seitenwand und eine Rückwand aufweist, die mit der Seitenwand und/oder der Vorderwand verbunden ist,
- – wobei das Gehäuse Anbringungspunkte zur Befestigung des Gehäuses an einer Haltekonstruktion, wie z.B. der Instrumententafel eines Fahrzeugs, aufweist,
- – wobei die Vorderwand mindestens ein Langloch mit einem in Längserstreckung des Langlochs verschiebbaren Schiebeorgan aufweist, und
- – einem in dem Gehäuse angeordneten Linearführungselement, an dem das Schiebeorgan linear verschiebbar geführt ist,
- – wobei das Linearführungselement zwei entgegengesetzte Verbindungsenden aufweist, an denen das Linearführungselement zur Unterdrückung der Übertragung von Verwindungen des Gehäuses auf das Linearführungselement flexibel mit der Seitenwand des Gehäuses verbunden und von der Rückwand und der Vorderwand des Gehäuses beabstandet ist oder flexibel mit der Rückwand des Gehäuses verbunden und von der Vorderwand und der Seitenwand des Gehäuses beabstandet ist oder flexibel mit der Vorderwand des Gehäuses verbunden und von der Rückwand und der Seitenwand des Gehäuses beabstandet ist.
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Die Bedieneinheit nach dieser Variante weist ein an sich bekanntes Gehäuse mit einer Vorderwand sowie einer umlaufenden Seitenwand und einer Rückwand auf. An der Vorderwand können neben ein oder mehreren Displays verschiedene Bedienelemente angeordnet sein. Eines dieser Bedienelemente ist dabei erfindungsgemäße als Schiebeorgan ausgeführt, das sich, innerhalb eines Langlochs der Vorderwand des Gehäuses angeordnet, manuelle verschieben lässt. Hierzu weist das Gehäuse im Innern ein Linearführungselement auf, an dem das Schiebeorgan linear verschiebbar geführt ist.
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Das Linearführungselement kontaktiert bei dieser Variante weder die Vorderwand noch die Rückwand des Gehäuses. Vielmehr ist das Linearführungselement an seinen beiden entgegengesetzten Längsenden flexibel mit der Seitenwand verbunden. Die beiden Längsenden des Linearführungselements bilden also dessen Verbindungsenden bzw. Verbindungspunkte zum Gehäuse. Die flexible Kopplung dient der Unterdrückung der Übertragung von Verwindungen und Verspannungen des Gehäuses auf das Linearführungselement, das insoweit weitestgehend torsionsfrei im Gehäuse angeordnet ist.
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Das generelle Konzept der torsionsfreien Aufhängung des Linearführungselements besteht also darin, dass das Linearführungselement an seinen entgegengesetzten Längsenden mit lediglich einer Komponente des mehrteiligen Gehäuses mechanisch gekoppelt ist. Hierbei kann es sich, wie oben ausgeführt, um die Seitenwand des Gehäuses, aber ebenso gut und alternativ zu dieser Variante der Erfindung aber auch um die Rückwand oder aber auch um die Vorderwand des Gehäuses handelt. Sämtliche dieser Möglichkeiten sind von der Erfindung umfasst.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann vorgesehen ferner sein, dass das Linearführungselement an seinen Enden mit entweder der Seitenwand oder der Rückwand oder der Vorderwand des Gehäuses mechanisch durch eine Nut-Feder-Verbindung gekoppelt ist. Eine Nut-Feder-Verbindung ist einerseits montagefreundlich und andererseits vorteilhaft hinsichtlich der Entkopplung von Verwindungen zwischen demjenigen Teil des Gehäuses, mit dem die Enden des Linearführungselements verbunden sind, und dem Linearführungselement.
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Zur weiteren Verringerung der Entstehung von Verwindungen bzw. Verspannungen des Gehäuses kann es zweckmäßig sein, wenn die Rückwand des Gehäuses mindestens eine insbesondere als Langloch oder Schlitz ausgeführte Entlastungsöffnung zur Reduktion des Aufbaus von Verwindungen innerhalb der Rückwand und über diese in der Seitenwand und/oder der Vorderwand des Gehäuses aufweist.
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Unabhängig von der zuvor beschriebenen Variante der torsionsflexiblen Anbindung des Schiebersystems an das Gehäuse der Schieber-Bedieneinheit ist es im Rahmen dieser Erfindung ferner zweckmäßig, wenn das Linearführungselement biegesteif ausgeführt ist. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung lässt sich eine vergleichsweise hohe Biegesteifigkeit des Linearführungselements dadurch erreichen, dass das Linearführungselement ein Profil mit einer im Wesentlichen T-förmigen Kontur mit einem oberseitigen Führungsbereich zur Längsführung des Schiebeorgans und einem vom Führungsbereich abstehenden, unterseitigen Stegbereich aufweist.
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Wie bei rotatorisch bewegbaren Bedienelementen (z.B. Drehstellern) ist es auch bei translatorisch verschiebbaren Bedienelementen, wie dem erfindungsgemäßen Schiebeorgan, zweckmäßig, wenn das Schiebeorgan selbsttätig in zuvor definierten Raststellungen verbleibt. Insoweit weist die erfindungsgemäße Bedieneinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Rasteinheit auf, die mindestens eine Rastkulisse an dem Linearführungselement und mindestens einen elastisch an der Rastkulisse anliegenden Rastarm aufweist, wobei das Linearführungselement oberseitig einen Führungsbereich zur Längsführung des Schiebeorgans und unterseitig und damit dem Langloch in der Vorderwand des Gehäuses abgewandt einen in Längserstreckung des Linearführungselements verlaufenden Längsfortsatz aufweist, an dem die Rastkulisse auf einer der Lateralseiten des Linearführungselements liegend ausgebildet ist. Der Längsfortsatz, der den unteren Stegbereich des zweckmäßigerweise T-förmigen Profils des Linearführungselements bildet, weist also zumindest einseitig eine Rastkulisse auf.
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Durch die Ausbildung des Längsfortsatzes als Rastkulisse weist dieser Längsfortsatz eine Wellenform mit in Längserstreckung des Linearführungselements verlaufender "Wellenfront" auf. Die Rastmulden und Erhöhungen der Rastkulisse folgen also in Erstreckung des Linearführungselements aufeinander. Dies führt zu einer weiteren Erhöhung der (Durch-)Biegesteifigkeit und insbesondere auch zu einer Erhöhung der Verwindungssteifigkeit des Linearführungselements.
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Aus Gründen der symmetrischen Krafteinleitung auf das Schiebersystem (Schiebeorgan und Linearführungselement) ist es zweckmäßig, wenn an beiden Lateralseiten des Linearführungselements eine Rastkulisse angeordnet ist. Dementsprechend weist dann auch das Schiebeorgan zwei elastisch gegen jeweils eine der Rastkulissen vorgespannte Rastarme auf. Das Schiebeorgan umgreift also das Linearführungselement beidseitig und kann zusätzlich nahe der Unterseite des Linearführungselements ein Verbindungselement aufweisen, so dass das Schiebeorgan das Linearführungselement allseitig umschließt bzw. umgibt, was der Erhöhung der Stabilität des Schiebeorgans dient.
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Damit bei geringem Materialeinsatz für das Linearführungselement dennoch eine hohe Biegesteifigkeit erzielt werden kann, ist es von Vorteil, wenn der Längsfortsatz des Linearführungselements eine Wabenstruktur aufweist.
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Die der Erfindung zu Grunde liegenden Überlegungen sowie die mit der Erfindung einhergehenden Vorteile sind wie folgt.
- – "Einfangen" des Schiebeorgans über dessen Seitenschenkeln an den Lateralseiten des Linearführungselements durch das Zusammenspiel von in unterschiedlichen Richtungen offene (nämlich seitlich und nach unten) Führungsnuten, in die Führungsvorsprünge eintauchen.
- – Abstützen des Schiebeorgans seitlich an den Längsrändern bzw. sich an diese anschließende Flanschen, wenn das Schiebeorgan größeren Andrück-/Aufschlagkräften ausgesetzt ist,
- – Durch die sehr weit auseinanderliegenden Anbindungen des Gehäuses einer Bedieneinheit an eine Haltestruktur (z.B. Instrumententafel) sind Verspannungen des Gehäuses recht wahrscheinlich.
- – Diese Spannungen übertragen sich auf die Bedienelemente der Bedieneinheit.
- – Im Normalfall ist es Ziel, möglichst viele Funktionen in die Bedieneinheit zu integrieren. Die Integration würde die lineare Führung eines Schiebeorgans vorzugsweise in der Mitte der Vorderseite des Gehäuses beinhalten.
- – Eine derartige lineare Ausführung hat den Nachteil, dass es bei einer engen Führungsabstimmung zu Verspannungen und damit Funktionsbeeinträchtigungen kommen kann (z.B. Klemmen des Schiebeorgans).
- – Durch das Trennen des Gehäuses in ein Gehäuseteil (z.B. innen) mit dem Schiebeorgan und ein weiteres Gehäuseteil (z.B. außen) für andere Bedienelemente wird die Torsionsbeaufschlagung auf das das Schiebersystem tragenden (Innen-)Gehäuseteil deutlich verringert.
- – Die Einbringung von Freistellungen (z.B. Längsschlitze) in die Leiterplatte unterstützt diese Torsionsflexibilität.
- – Die Funktionssicherheit, nämlich das Verschieben eines Bauteils entlang einer linearen Führung, wird deutlich gesteigert.
- – Um die haptischen Eigenschaften eines Schiebeschalters darstellen zu können, benötigt man im Normalfall eine (Wellenprofil-)Kulisse mit nur sehr begrenztem geometrischen Ausmaß (wenige mm Höhe).
- – Zweckmäßigerweise wird diese Kulisse in Z-Richtung verlängert.
- – Dieses Wellenprofil unterstützt und ergänzt die Torsions- und Biegesteifigkeit des das Schiebersystem tragenden Gehäuseteils in allen Richtungen in erheblichem Maße.
- – Damit übernimmt das Wellenprofil (Kulisse) nicht nur die Teilfunktion eines Gehemmes, sondern auch die Funktion der Biegesteifigkeits-/Torsionserhöhung des das Schiebersystem tragenden Gehäuseteils.
- – Diese Funktionsintegration erhöht die Funktionssicherheit des linearen Schiebeschalters und wirkt einem möglichen Klemmen des Schiebeorgans weiter entgegen.
- – Die lineare Führung wird "gerade" gehalten.
- – Die Funktionssicherheit, nämlich das Verschieben eines Bauteils entlang einer linearen Führung, wird nochmals deutlich gesteigert.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei:
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1 eine perspektivische Ansicht auf die Vorderseite eines Gehäuses einer Fahrzeug-Bedieneinheit,
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2 eine Ansicht ins Innere des Gehäuses (ohne Frontblende),
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3 eine perspektivische Darstellung des Schiebersystems aus Schiebeorgan und dieses führendem Linearführungselement,
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4 eine Stirnseitenansicht auf das Linearführungselement und Schiebersystem in Richtung des Pfeils IV der 1 mit teilweiser Darstellung der benachbart zum Schiebersystem angeordneten Bereiche der Bedieneinheit (geschnitten bei IV-IV der 1) und
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5 einen Längsschnitt durch das Schiebersystem entlang der Linie V-V der 1.
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1 zeigt perspektivisch das Gehäuse 10 einer Bedieneinheit für eine Fahrzeugkomponente, bei der es sich in diesem Ausführungsbeispiel um ein Klimasteuergerät handelt. Das Gehäuse 10 weist eine Vorderwand 12, eine von der Vorderwand 12 rückseitig abstehende, umlaufende Seitenwand 14 und eine Rückwand 16 auf, die in diesem Ausführungsbeispiel nach Art eines Deckels ausgeführt ist, aber auch als Plattenelement ausgestaltet sein kann. An der Vorderwand 12 zur Vorderseite 18 weisend befinden sich ein Display 20 sowie mehrere (Druck-)Taster 22. Zwischen dem Display 20 und der Anordnung von Tastern 22 befindet sich an der Vorderwand 12 ein Schiebeorgan 24, das innerhalb eines Langlochs 26 der Vorderseite 18 in Richtung des Doppelpfeils 28 längsverschiebbar ist. Die jeweils aktuelle Verschiebeposition des Schiebeorgans 24 kann beispielsweise durch einen Sensor oder Detektor erfasst und an eine Auswerteeinheit gemeldet werden, die dann einen mit dem Schiebeorgan 24 einstellbaren Betriebsparameter eines Geräts vorgibt. Ein Beispiel für einen solchen Sensor/Detektor ist z.B. in der am 26. März 2013 eingereichten, noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung 10 2013 205 305.3 beschrieben.
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Über Anbringungspunkte 29 lässt sich das Gehäuse 10 an z.B. einer Instrumenten-Tafel oder allgemein Haltekonstruktion befestigen.
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Innerhalb des Gehäuses 10 und hinter dessen Vorderwand 12 befindet sich ein Linearführungselement 30 (siehe auch 2), an dem das Schiebeorgan 24 linear geführt ist. Mit der umlaufenden Seitenwand 14, d.h. mit dem Gehäuseteil 31, das die Seitenwand 14 bildet, sind Führungsschächte 32 für die Taster 22 ausgebildet. An den einander gegenüberliegenden Verbindungs-(Längs-)Enden 34 ist das Linearführungselement 30 mechanisch mit einem der mehreren Gehäuseteile 33, 35 (in diesem Ausführungsbeispiel existieren drei Gehäuseteile, die Erfindung ist aber darauf nicht beschränkt und kann auch Gehäuse umfassen, die lediglich zwei Gehäuseteile aufweisen) gekoppelt. Das Besondere an dieser mechanischen Kopplung ist, dass sie insoweit flexibel ist, als Verwindungen des Gehäuseteils 31 nicht bzw. nur reduziert auf das Linearführungselement 30 übertragen werden.
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Die Kopplung des Linearführungselements 30 mit dem Gehäuseteil 31 ist die einzige mechanische Verbindung des Linearführungselements 30 innerhalb des Gehäuses 10. Insbesondere ist das Linearführungselement 30 von der Rückwand 16 oder einer in dem Gehäuse 10 angeordneten Platine getrennt und beabstandet (siehe 4). Die Rückwand 16 bzw. die Platine sollte zweckmäßigerweise geschlitzt sein, damit die Platine bzw. Rückwand 16 eine gewisse Flexibilität aufweist, was wiederum der Reduktion des Entstehens von mechanischen Spannungen auf Grund von Verwindungen und Verspannung dient.
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Die bereits zuvor erwähnte mechanische Kopplung des Linearführungselements 30 mit dem Gehäuseteil 31 erfolgt mittels zweier Nut-Feder-Verbindungskonstruktionen 36, wie es in 2 angedeutet ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Linearführungselement 30 an seinen beiden Verbindungsenden 34 Vorsprünge 38, nämlich die Federn, auf, die in Aussparungen 40 (nämlich Nuten) des Gehäuseteils 31 eingetaucht sind. In diese Aussparungen 40 lässt sich das Linearführungselement 30 mit seinen Vorsprüngen 38 rückwärtig der Vorderwand 12 hineinschieben. Die Vorsprünge 38 und die Aussparungen 40 sind paarweise unterschiedlich geformt und damit weist das Schiebersystem eine mechanische Kodierung auf, so dass die Einbaulage des Linearführungselements 30 in dem Gehäuseteil 31 eindeutig definiert ist.
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Eine perspektivische Ansicht auf das Linearführungselement 30 zeigt 3, während 4 eine Stirnansicht auf das Schiebersystem bei entlang der Linie IV-IV der 1 geschnittenem Gehäuse zeigt. Das Linearführungselement 30 umfasst einen oberseitigen Linearführungsbereich 42, an den sich unterseitig ein stegförmiger Längsfortsatz 44 anschließt. Insgesamt weist damit das Linearführungselement 30 im Querschnitt eine im Wesentlichen T-förmige Kontur auf. Der Linearführungsbereich 42 liegt mit seiner Oberseite 46 innerhalb bzw. hinter dem Langloch 26 der Vorderwand 12 und kann Symbole, insbesondere Zahlen (beispielsweise für die Solltemperatur im Innenraum des Fahrzeugs) aufweisen. Zu beiden Lateralseiten 47 des Linearführungselements 30, nämlich am Längsfortsatz 44 befindet sich jeweils eine Rastkulisse 48 einer Rasteinheit 50, die ferner zwei Rastarme 52 umfasst, welche an dem Schiebeorgan 24 angeordnet sind und von außen gegen jeweils eine Rastkulisse 48 drücken. Jede Rastkulisse 48 weist Rastmulden 54 und Erhebungen 56 mit zwischen diesen angeordneten Flankenbereichen 58 auf, die der Rastkulisse 48 eine wellenförmige Gestalt bzw. Oberseite verleihen. Die Rastkulisse 48 weist dabei eine wesentlich größere Breite (Höhe 60 in 4) auf als derjenige Kontaktbereich (Kontaktbahn 62 in 4) der Rastkulisse 48, in dem der betreffende Rastarm 52 auf der Rastkulisse 48 entlang gleitet, wenn das Schiebeorgan 24 verschoben wird. Durch diese gegenüber dem Kontaktbereich (Kontaktbahn 62) deutlich vergrößerte Breite (Höhe 60) der Rastkulissen 48 wird dem Linearführungselement 30 eine erhöhte (Durch-)Biegesteifigkeit verliehen. Die wellenförmige Struktur der Rastkulissen 48 sorgt für weitere Steifigkeit des Linearführungselements 30, und zwar hinsichtlich der Erhöhung der Unempfindlichkeit des Linearführungselements 30 gegen Torsionen.
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In ihrer allgemeinsten Form kann die Erfindung dahingehend beschrieben werden, dass das Gehäuse einer Bedieneinheit, die ein Schiebersystem aufweist, ein erstes Gehäuseteil mit dem Schiebersystem und mindestens ein zweites Gehäuseteil aufweist. Dabei kann das zweite Gehäuseteil zumindest teilweise das erste Gehäuseteil umgeben und dieses insbesondere allseitig umgeben, so dass das Schiebersystem zentral an der Vorderseite der Bedieneinheit angeordnet ist. Die mechanische Verbindung des ersten Gehäuseteils zum zweiten Gehäuseteil ist weitgehend torsionsflexibel und damit hinsichtlich einer potentiellen Übertragung von Torsionen des zweiten Gehäuseteils auf das erste Gehäuseteil entkoppelt angelegt.
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Mögliche weitere/alternative Ausgestaltungen der Rasteinheit und des Schiebeorgans des Schiebersystems und dessen torsionsfreie Anbringung sind in den am gleichen Tage eingereichten Patentanmeldungen der Anmelderin mit den Anwaltskatenzeichen 130872de und 131822de beschrieben. Die Gegenstände dieser beiden Patentanmeldungen werden somit durch Bezugnahme zum Inhalt der vorliegenden Patentanmeldung gemacht.
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Anhand der 4 und 5 wird nachfolgend auf die Kraft- und Belastungstoleranz des linearen Schiebersystems eingegangen. Das Schiebersystem 64 weist das Schiebeorgan 24 und das Linearführungselement 30 auf. Dabei ist das Schiebeorgan 24 mit einem Schiebeknopf 66 versehen, der sich oberhalb der Oberseite 46 des Linearführungselements 30 befindet. An den Schiebeknopf 66 schließen sich beidseitig des Linearführungselements 30 zwei Seitenschenkel 68 an, mit denen das Schiebeorgan 24 die Lateralseiten 47 des Linearführungselements 30 umschließt. An den dem Schiebeknopf 66 abgewandten unteren Enden 70 der beiden Seitenschenkel 68 sind diese durch ein Verbindungselement 72 miteinander verbunden. Im Zwischenraum zwischen der Unterseite 74 des Linearführungselements 30 und dem Verbindungselement 72 erstreckt sich eine Platine o.dgl. Trägerplatte 75.
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Wie insbesondere anhand der 4 und 5 zu erkennen ist, erstreckt sich ausgehend von der Vorderwand 12 ins Innere des Gehäuses ein Flansch 76, und zwar jeweils beidseitig des Langlochs 26, d.h. längs der Längsränder 78 des Langlochs 26. Die Flansche 76 befinden sich im Abstand zu den oberen Abschnitten der Seitenschenkel 68 des Schiebeorgans 24 und insbesondere im Übergangsbereich der Seitenschenkel 68 zum Schiebeknopf 66.
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Wird nun, wie anhand der 4 und 5 gezeigt, auf den Schiebeknopf 66 bzw. auf das Schiebeorgan 24 in Richtung des Pfeils 80 versehentlich eine zu große Andrückkraft ausgeübt, so taucht der Schiebeknopf 66 in das Gehäuse hinein, was zur Folge hat, dass die Seitenschenkel 68 dazu tendieren, sich in Richtung der Pfeile 82 nach außen verformen zu wollen. Diesen Kräften muss das Schiebersystem 64 standhalten können. Hierzu dient zum einen die Tatsache, dass der Schiebeknopf 66 die Oberseite 46 des Linearführungselements 30 kontaktiert, was seine weitere Bewegung in Richtung des Pfeils 80 mehr oder weniger verhindert. Außerdem stützen die Flansche 76 die Seitenschenkel 68 nach außen hin ab.
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Entscheidend für die Aufrechterhaltung der Funktionstüchtigkeit im Falle von Krafteinwirkungen der oben beschriebenen Art ist aber auch die spezielle Linearführung des Schiebeorgans 24 über dessen Seitenschenkel 68 an den Lateralseiten 47 des Linearführungselements 30. Zu diesem Zweck weist das Linearführungselement 30 an seinen beiden Lateralseiten 47 jeweils eine seitlich offene erste Führungsnut 84 auf, in die jeweils ein erster Führungsvorsprung 86 eingetaucht ist, der jeweils an einer der einander zugewandten Innenseiten 88 der Seitenschenkel 68 angeordnet ist. Wie insbesondere anhand von 4 zu erkennen ist, gleiten die ersten Führungsvorsprünge 86 mit ihren einander abgewandten Außenseite 90 an den Innenflanken 92 der ersten Führungsnuten 84.
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Zusätzlich sind an den Lateralseiten 47 des Linearführungselements 30 zwei zweite Führungsnuten 94 ausgebildet, die, anders als die ersten Führungsnuten 84, zur Unterseite des Linearführungselements 30 hin offen sind. In der Stirnseiten- bzw. Querschnittsansicht der 4 und 5 betrachtet, sind diese zweiten Führungsnuten 94 durch nach unten weisende, winkelförmige Vorsprungsleisten 96 an den Lateralseiten 47 des Linearführungselements 30 ausgebildet. In die zweiten Führungsnuten 94 ragen nun zweite Führungsvorsprünge 98 an den Innenseiten 88 der Seitenschenkel 68 des Schiebeorgans 24 hinein, die ihrerseits als zum Schiebeknopf 66 weisende, winkelförmige Vorsprünge ausgebildet sind. Die Außenflächen 100 dieser zweiten Führungsvorsprünge 98 liegen an den Innenflanken 102 der zweiten Führungsnuten 94 an. Durch die in unterschiedlichen Richtungen offenen ersten und zweiten Führungsnuten 84 bzw. 94 des Linearführungselements 30 und die entsprechend in diese Führungsnuten eintauchenden, dementsprechend ebenfalls in unterschiedliche Richtungen weisenden ersten und zweiten Führungsvorsprünge 86 und 98 ist das Schiebeorgan 24 in hohem Grad verliersicher an dem Linearführungselement 30 geführt. Dies gilt auch für den Fall, dass sich die Seitenschenkel 68 bei übermäßig großen in Richtung des Pfeils 80 der 4 und 5 auf das Schiebeorgan 24 wirkenden Kräfte nach außen ausstellen bzw. aufblähen. Die Seitenschenkel 68 sind durch die spezielle, oben beschriebene Konstruktion um die Anlagepunkte ihrer zweiten Vorsprünge 98 in den zweiten Führungsnuten 94 drehbar an dem Linearführungselement 30 gelagert, was ihren Verbleib am Linearführungselement 30 garantiert, und zwar auch dann, wenn die Seitenschenkel 68 an ihren oberen, am Schiebeknopf 66 angebundenen Enden lateral nach außen gerichtete Momente (siehe die Pfeile 82 in den 4 und 5) erfahren.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gehäuse
- 12
- Vorderwand des Gehäuses
- 14
- Seitenwand des Gehäuses
- 16
- Rückwand des Gehäuses
- 18
- Vorderseite der Vorderwand
- 20
- Display
- 22
- Taster
- 24
- Schiebeorgan
- 26
- Langloch in der Vorderwand
- 28
- Verschiebeachse
- 29
- Anbringungspunkte des Gehäuses
- 30
- Linearführungselement
- 31
- Gehäuseteil
- 32
- Führungsschächte für die Taster
- 33
- Gehäuseteil
- 34
- Verbindungs-(Längs-)Enden des Linearführungselements
- 35
- Gehäuseteil
- 36
- Nut-Feder-Verbindungskonstruktion
- 38
- Vorsprünge der Nut-Feder-Verbindungskonstruktion
- 40
- Aussparungen der Nut-Feder-Verbindungskonstruktion
- 42
- Linearführungsbereich
- 44
- Längsfortsatz (Stegbereich) des Linearführungselements
- 46
- Oberseite des Linearführungselements
- 47
- Lateralseiten des Linearführungselements
- 48
- Rastkulisse der Rasteinheit
- 50
- Rasteinheit
- 52
- Rastarm der Rasteinheit
- 54
- Rastmulden der Rastkulisse
- 56
- Erhebungen der Rastkulisse
- 58
- Flankenbereichen der Rastkulisse
- 60
- Höhe/Breite der Rastkulisse
- 62
- Breite des Kontaktbereichs (der Kontaktbahn) des Rastarms mit der Rastkulisse
- 64
- Schiebersystem aus Schiebeorgan und Linearführungselements
- 66
- Schiebeknopf des Schiebeorgans
- 68
- Seitenschenkel des Schiebeorgans
- 70
- untere Enden der Seitenschenkel
- 72
- Verbindungselement der Seitenschenkel
- 74
- Unterseite des Linearführungselements
- 75
- Trägerplatte
- 76
- Flansch längs der Längsränder des Langlochs
- 78
- Längsränder des Langlochs
- 80
- Pfeil (Krafteinwirkungsrichtung)
- 82
- Pfeil (Wirkung von Momenten auf die Seitenschenkel des Schiebeorgans)
- 84
- erste Führungsnuten am Linearführungselement
- 86
- erste Führungsvorsprünge an den Seitenschenkeln des Schiebeorgans
- 88
- Innenseiten der Seitenschenkel
- 90
- Außenseiten der ersten Führungsvorsprünge
- 92
- Innenflanken der ersten Führungsnuten
- 94
- zweite Führungsnuten am Linearführungselement
- 96
- Vorsprungsleisten
- 98
- zweite Führungsvorsprünge an den Seitenschenkeln des Schiebeorgans
- 100
- Außenseiten der zweiten Führungsvorsprünge
- 102
- Innenflanken der zweiten Führungsnuten
