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Die Erfindung betrifft ein Bedienelement zur Erzeugung eines
elektrischen Stellsignals mit einem feststehenden Innenteil
und einer drehbar um das Innenteil gelagerten Handhabe.
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Derartige Bedienelemente werden beispielsweise bei
Kraftfahrzeugklimaanlagen zur Einstellung eines Temperaturwertes
verwendet. Das feststehende Innenteil weist eine Temperaturskala
auf. Die um das feststehende Innenteil angeordnete Handhabe
ist um dieses drehbar gelagert und wirkt auf ein elektrisches
Stellglied, beispielsweise ein Potentiometer oder ein
Schaltelement ein. Derartige Bedienelemente werden als
Kunststoffformteile hergestellt, wobei die Handhabe gleitend gelagert
ist. Nachteilig ist bei diesen Bedienelementen, dass aufgrund
des Spiels zwischen dem feststehenden Innenteil und der
Handhabe ein Wackeln der Handhabe auftritt.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein derartiges
Bedienelement so weiterzubilden, dass eine annähernd spielfreie
Lagerung erzielt wird, wobei insbesondere auf die geforderte
kompakte Bauform für die Verwendung in Kraftfahrzeugen Rücksicht
genommen werden muß.
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Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Bedienelement
dadurch gelöst, dass die Handhabe mittels eines Wälzlagers
drehbar um das Innenteil gelagert ist. Durch die Lagerung der
Handhabe mittels eines Wälzlagers wird eine annähernd
spielfreie Lagerung der Handhabe realisiert. Das Wälzlager ist
dabei zwischen dem feststehenden Innenteil und der drehbaren
Handhabe angeordnet.
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Mit kommerziell erhältlichen Wälzlagern, die zwischen dem
Innenteil und der Handhabe angeordnet werden, lassen sich die
für die Anwendung in Kraftfahrzeugen erforderlichen kompakten
Bedienelemente jedoch in vielen Fällen nicht realisieren.
Daher ist insbesondere vorgesehen, dass das Wälzlager einen
Innen- und einen Außenring aufweist, zwischen denen die
Wälzelemente angeordnet sind, wobei der Innenring Bestandteil des
Innenteils und der Außenring Bestandteil der Handhabe ist.
Mit dieser Ausgestaltung lassen sich nun sehr kompakte
Bedienelemente realisieren. Das Innenteil des Bedienelementes
übernimmt dabei gleichzeitig die Funktion des Innenrings
eines herkömmlichen Wälzlagers. Die Handhabe übernimmt die
Funktion des Außenrings eines herkömmlichen Wälzlagers.
Dadurch ist es nicht erforderlich, zusätzlich zu dem in den
Bedienelement vorhandenen Innenteil und der Handhabe noch einen
separaten Innen- und Außenring des Wälzlagers innerhalb des
Bedienelementes unterzubringen.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung können der Innenring
und/oder der Außenring neben der Lagerfunktion insbesondere
auch zur Übertragung und/oder Ausführung mindestens einer
weiteren Funktion ausgebildet sein. Gegenüber der Verwendung
herkömmlicher kommerziell erhältlicher Wälzlager ergibt sich
durch die besondere Ausgestaltung des Innen- und Außenrings
als Bestandteil des Bedienelementes die Möglichkeit weitere
Funktionen des Bedienelementes in den Innen- und Außenring zu
integrieren. Hierzu gehören beispielsweise die Gestaltung von
Schnappelementen, Verstemmzapfen, Rastgeometrien, Rippen,
Bohrungen u. s. w. zur Aufnahme von Schleifkontakten,
Leiterplatten, Lichtabschottungen oder dergleichen.
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Insbesondere weist der Innenring des Wälzlagers einen
Symbolträger auf. Auf diesem Symbolträger können verschiedene
Symbole angeordnet werden, die dem Bediener des Bedienelementes
klar verdeutlichen, welche Einstellungen mit dem
Bedienelement vorgenommen werden können bzw. welcher Wert mit dem
Bedienelement gerade eingestellt wurde. Der Innenring kann den
Symbolträger selbst enthalten oder der Symbolträger ist als
separates Bauteil ausgeführt, das jedoch fest mit dem
Innenring verbunden ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist am
Innenring des Wälzlagers eine Leiterplatte senkrecht zu einer
Drehachse der Handhabe angeordnet. Diese Leiterplatte kann
beispielsweise Lichtquellen in Form von Leuchtdioden tragen,
über die eine Beleuchtung des Bedienelementes realisiert
wird. Weiterhin kann diese Leiterplatte eine
ringsegmentförmige Leiterbahn aufweisen, die als Potentiometerbahn ein von
der Stellung der Handhabe abhängiges Stellsignal generiert.
Die Handhabe weist dazu einen Schleifer auf, der über die
Kreissegmentbahn geführt wird. Durch die Befestigung der
Leiterplatte am Innenteil des Bedienelementes ist die der
Handhabe zugewandte Seite der Leiterplatte hinsichtlich ihrer
Lage festgelegt, so dass Toleranzen der Leiterplattendicke
keinen Einfluß auf den Abstand zwischen der Handhabe und der die
kreissegmentförmige Leiterbahn tragenden Seite der
Leiterplatte haben. Dies wirkt sich positiv auf einen sicheren
Kontakt eines mit der Handhabe verbundenen Schleifers auf der
Leiterbahn aus.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind am
Außenring des Wälzlagers Rastmittel angeordnet. Hierdurch kann ein
rastendes Drehen der Handhabe realisiert werden.
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Eine besondere Ausführungsform des Bedienelementes ist
dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Bedienelement zur
Temperatureinstellung einer Klimaanlage handelt und der
Symbolträger mehrere durch Lichtquellen beleuchtbare Symbole
enthält, wobei eine Zuordnung zwischen den Lichtquellen und
den Symbolen besteht, und das Innenteil Lichtabschottungen
enthält, wodurch die Beleuchtung anderer als der Lichtquelle
zugeordneter Symbole verhindert wird. Mit den
Lichtabschottungen wird eine weitere Funktion in den Innenring des
Wälzlagers direkt integriert. Hierdurch wird wiederum eine sehr
kompakte Bauform für die Anwendung in einem Kraftfahrzeug
realisiert.
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Die erfindungsgemäßen Bedienelemente sind insbesondere für
die Verwendung in einer Bedienvorrichtung einer
Kraftfahrzeugklimaanlage geeignet. Jedoch auch für andere Anwendungen
sind die Bedienelemente geeignet, beispielsweise als
Bedienelement für Haushaltsgeräte, oder Geräte der
Unterhaltungsindustrie, wie zum Beispiel Radiogeräte.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines
Ausführungsbeispiels und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes
Bedienelement;
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Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Bedienelement.
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Fig. 2 zeig eine Draufsicht auf ein Bedienelement, das ein
feststehendes Innenteil 1 und eine drehbar um das Innenteil 1
gelagerte Handhabe 2 aufweist. Auf dem feststehenden
Innenteil 1 sind Symbole 3a, 3b angeordnet, bei denen es sich hier
um Zahlenwerte handelt, die Temperatureinstellungen
entsprechen. Die Handhabe 2 weist eine Markierung 4 auf, so dass
über die Stellung der Markierung einem Benutzer signalisiert
wird, welchem Einstellwert die Stellung der Handhabe 2
entspricht. Im gezeigten Beispiel entspricht die Stellung der
Handhabe 2 der Einstellung eines Temperaturwertes von 20°C.
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Fig. 1a zeigt einen vereinfachten Schnitt durch ein
erfindungsgemäßes Bedienelement. Das Bedienelement umfaßt das
feststehende Innenteil 1 und die drehbare Handhabe 2, wobei
zwischen dem Innenteil 1 und der Handhabe 2 ein Wälzlager 5
angeordnet ist. Die Handhabe 2 ist um die Drehachse 6 somit
drehbar gelagert.
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Fig. 1b zeigt eine detailliertere Darstellung eines
Teilschnittes eines erfindungsgemäßen Bedienelementes. Das
erfindungsgemäße Bedienelement weist einen Innenring 7 auf, der
das feststehende Innenteil des Bedienelementes bildet. Um
diesen feststehenden Innenring 7 ist die Handhabe 2 drehbar
angeordnet. Die Handhabe 2 beinhaltet einen Außenring 8 und
ein den Außenring 8 verlängerndes Metallelement 9. Der
Außenring 8 bildet eine Aufnahme für das Wälzelement 10. Eine
zweite Aufnahme für das Wälzelement 10 ist in den Innenring 7
eingeformt.
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Der Innenring 7 enthält weiterhin Versteifungsrippen 11, die
einen inneren Teilbereich 7a des Innenrings 7 und einen
äußeren Teilbereich 7b des Innenrings 7 miteinander verbinden.
Der Innenring 7 mit dem inneren Teilbereich 7a, dem äußeren
Teilbereich 7b und den Versteifungen ist dabei einstückig
hergestellt.
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Durch die erfindungsgemäße Lagerung der Handhabe mittels
eines Wälzlagers, das insbesondere als Kunststoffwältlager
ausgebildet ist, wird eine wackelfreie Anordnung realisiert.
Dadurch, dass der Innenring 7 und der Außenring 8 speziell an
die Bedürfnisse des Bedienelementes angepaßt sind, wird eine
besonders kompakte Bauform realisiert. Weiterhin übernehmen
der Innenring 7 und der Außenring 8 neben der reinen
Lagerfunktion weitere Funktionen.
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An den Innenring 7 ist eine Leiterplatte 12 angeschraubt. Der
Innenring 7 dient daher auch als Tragelement für die
Leiterplatte 12. Auf der der Handhabe 2 zugewandten Seite 13 der
Leiterplatte 12 ist eine nicht dargestellte Leiterbahn
ringsegmentförmig angeordnet, die eine Potentiometerfunktion
realisiert. Hierzu gehört auch ein am Außenring 8 befestigter
Schleifer 14. Somit ist der Außenring nicht nur Lagerelement
für das Wälzelement 10 sondern auch Befestigungselement für
den Schleifer 14.
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Durch die Befestigung der Leiterplatte 12 an dem Innenring 7
in der dargestellten Art ist die Lage der der Handhabe 2
zugewandte Seite 13 der Leiterplatte 12 genau festgelegt,
unabhängig von der Dicke der Leiterplatte. Dies wirkt sich
ebenfalls positiv auf die Positionierung des Schleifers aus.
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Der Außenring 8 weist weiterhin in einem Bereich 15 ein
wellenförmiges Profil auf, das mit einem nicht dargestellten
Rastfederblech zusammenwirkt, das am Stützring 16 befestigt
ist. Der Stützring 16 ist seinerseits wieder an einem
Gehäusemodul 17 befestigt. Mit der Rastfunktion, die durch den
wellenförmigen Bereich und das Rastfederblech realisiert
wird, ist somit eine weitere Funktion in den Außenring 8
integriert.
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An dem Innenring 7 ist ein Symbolträger 18 angeordnet, auf
den eine Symbolfolie 19 aufgebracht ist, die Zahlenwerte als
Temperatursymbole enthält. Somit ist auch eine
Anzeigefunktion in den Lagerring 7 integriert.
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Durch die Stege 11 findet eine Unterteilung des Innenrings
statt. Eine durch zwei benachbarte Stege 11 sowie die
Teilbereiche 7a, 7b gebildeter Raum kann eine auf der Leiterplatte
12 angebrachte Leuchtdiode aufnehmen. Durch entsprechende
Unterteilung durch mehrere Stege 11 können so definierte
Aufnahmeräume für unterschiedliche Leuchtdioden geschaffen
werden. So können beispielsweise die Temperatursymbole eines
Temperatureinstellelements durch eine gelbe Leuchtdiode
beleuchtet werden, während andere Symbole, z. B. ein blaues
Symbol für "kalt" und ein rotes Symbol für "warm", durch
andersfarbige Leuchtdioden beleuchtet werden, wobei die
verschiedenfarbigen Leuchtdioden in unterschiedlichen durch die Stege
11 gebildeten Räumen angeordnet sind. Durch die Stege 11 wird
somit eine Abschottung des Lichts der Leuchtdioden erreicht.
Auch diese Abschottfunktion ist somit in den Innenring
integriert.
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Mit dem erfindungsgemäßen Bedienelement ist eine kompakte
Bedienvorrichtung realisierbar, die insbesondere zur Verwendung
in Kraftfahrzeugen geeignet ist.