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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein hohles und beleuchtbares Stellrad
zur Betätigung
von mindestens einem mechanischen Funktionseinstellelement und/oder
einem elektrischen Steuerelement mit den im Oberbegriff des Anspruchs
1 angegebenen Merkmalen.
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Für zahlreiche
technische Anwendungen werden manuell betätigbare Bedienelemente mit
Beleuchtungskomponenten ausgestattet, um für den Nutzer auch bei schlechten
Lichtverhältnissen,
zum Beispiel bei Dämmerung
oder in der Nacht, eine problemlose Bedienung zu ermöglichen.
Eine typische Anwendung sind Kraftfahrzeuge, bei denen in Bedienringen,
Bedienrädern
und ähnlichen
Bauteilen Durchbrüche
mit zugeordneten Dioden als Lichtquelle ausgestaltet sind.
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In
DE 201 03 007 U1 wird
eine Einrichtung zum Anzeigen der Position eines Schalters beschrieben,
die ein Gehäuse
mit zahlreichen lichtemittierenden Elementen aufweist, welche jeweils
in den Ecken des Gehäuses
angeordnet sind. Weiterhin ist ein Chipmodul mit einem lichtdurchlässigen Abdeckelement
vorgesehen.
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Aus
DE 43 11 937 A1 ist
eine Vorrichtung bekannt, mit der eine Hinterleuchtung von schmalen Anzeigefeldern
durch Lumineszenzdioden realisiert wird. Die Vorrichtung ist aus
einem lichtstreuenden, die Lumineszenzdioden aufnehmenden Leuchtkörper aufgebaut,
der auf eine Leiter platte aufgesetzt ist, an welcher die Leuchtdioden
befestigt sind.
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DE 101 14 588 A1 beschreibt
ein Anzeige- und/oder Funktionseinstellelement für elektrische Steuer- und/oder
Anzeigegeräte.
Diese Konstruktion umfasst einen durchsichtigen Grundkörper aus Kunststoff,
der auf seiner Oberseite mit einer dünnen Metallschicht bedampft
ist. In der Metallschicht können
mittels Laserstrukturierung Symbole ausgestaltet werden. Auf der
Unterseite des Grundkörpers
ist ein lichtundurchlässiger
Lack aufgebracht, der oberhalb einer Lichtquelle (z.B. einem Lichtleiter
oder einer LED) ausgespart ist. Somit kann das Licht durch den Kunststoffkörper bis
zu dessen Oberseite dringen und hier die freigelegten Symbole beleuchten. Durch
die jeweilige Einfärbung
der Lichtquelle, beispielsweise als rote oder grüne Leuchtdiode, wird dabei
auch die Metallschicht am Rand der Symbole diffus und farbig ausgeleuchtet.
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In
DE 10 2005 027 530
A1 wird eine technische Lösung zur Hinterleuchtung oder
Ausleuchtung von hohlen Stellrädern
mit lichtdurchlässigen
Abschnitten an der Umfangsfläche,
von Markierungen oder Feldern in Flächenabdeckungen oder zur Funktionsanzeige
unter Verwendung von Leuchtdioden beschrieben, wobei diese Druckschrift
auch ein Verfahren zur Herstellung diesbezüglicher Baugruppen vorschlägt.
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Weiterhin
ist aus
DE 103 39
833 B4 ein beleuchtetes Stellrad bekannt, das mechanische
Kopplungselemente zur Herstellung einer Wirkverbindung mit mindestens
einem mechanischen Funktionseinstellelement und/oder einem elektrischen
Steuerelement aufweist. Das Stellrad ist innen hohl ausgestaltet
und umfasst mindestens eine Nabe, eine Welle oder einen Zapfen zur
drehbaren Lagerung in Lagerschalen, Lagerbohrungen oder ähnlichen
Bauteilen. Über
einen Umfangsabschnitt der Mantelwand des Stellrades sind lichtdurchlässige, von
dem Licht einer Lampe hinterleuch tete Anzeigezonen, Signalisierungsflächen oder
Symbole vorgesehen, so dass eine funktionell vorteilhafte Hinterleuchtung
oder Ausleuchtung von hohlen Stellrädern und ähnlichen Baugruppen erreichbar
ist.
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Mit
den benannten technischen Lösungen können manuell
betätigbare
Bedienelemente verschiedenartiger Anzeige- und/oder Funktionseinstellelemente
beleuchtet werden. Somit ist auch bei schlechten Lichtverhältnissen
eine funktionell sichere Bedienung möglich, wobei auch die erzielte
diffuse Beleuchtung vom Nutzer überwiegend
als angenehm empfunden wird. Sofern das Bedienelement für lediglich
eine Funktion (z.B. EIN – AUS)
konzipiert wird, ist der hierfür
notwendige Bauteil-, Bauraum- und Kostenaufwand akzeptabel. Probleme
ergeben sich jedoch, sofern mit einem Bedienelement mehrere Funktionen
(z.B. WARM – NEUTRAL – KALT)
geschaltet werden sollen. Für
derartige Ausführungen sind
zumindest drei separate LED's
notwendig, um jede Funktion durch eine andere Farbe unterscheidbar
darzustellen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Stellrad für eine Betätigung von mindestens einem
mechanischen Funktionseinstellelement und/oder einem elektrischen
Steuerelement zu schaffen, mit dem mehrere Funktionen geschaltet
werden können,
wobei die jeweils aktuelle Wirkverbindung von Stellradposition und
ausgewählter
Funktionsart mit geringem Bauteil- und Bauraumaufwand darstellbar
ist.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein Stellrad mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind Gegenstand der Unteransprüche,
deren technische Merkmale im Ausführungsbeispiel näher beschrieben
werden.
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Bei
einem erfindungsgemäß ausgestalteten Stellrad
ist im Strahlengang zwischen einem, im Innenraum des Stellrades
angeordneten Beleuchtungselement und der Mantelwand des Stellrades
ein prismenartiges Bauteil angeordnet, mit dem die Wellenlänge des
auf zumindest ein Symbol, auf eine Anzeigezone oder auf eine Signalisierungsfläche auftreffenden
Lichts veränderbar
ist.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung wird erreicht, indem das prismenartige
Bauteil mehrere Abschnitte aufweist, die eine jeweils andere Wellenlänge des durchdringenden
Lichts bewirken. Somit können
unterschiedliche Zonen an der Mantelfläche des Stellrades mit jeweils
unterschiedlichen Farben beaufschlagt werden.
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Dieser
Effekt wird mit einer alternativen Ausgestaltung ebenfalls erreicht,
sofern das prismenartige Bauteil eine solche Kontur aufweist, dass
nur das auf ein Segment der Mantelwand gerichtete Licht durch das
prismenartige Bauteil dringt, während
das auf andere Segmente der Mantelwand gerichtete Licht neben dem
prismenartigen Bauteil vorbei strahlt. Somit wird mit dem prismenartigen
Bauteil lediglich für
ein Segment eine andere Farbe bewirkt.
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Das
erfindungsgemäße Stellrad
erfordert einen geringen Bauraum, weil nicht – wie bisher üblich – für jede Farbe
ein separates Beleuchtungselement benötigt wird, sondern weil nunmehr
mehrere Farben mit einem einzigen Beleuchtungselement (vorzugsweise
LED) dargestellt werden können.
Somit wird gleichzeitig eine Kostenreduzierung erzielt und die technische
Abgleichung von eventuell mehreren unmittelbar benachbart angeordneten
Stellrädern
vereinfacht.
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Die
bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäßen Stellrades sind Konstruktionen,
die für
eine mehrfache Änderung
von Funktionsstellungen konzipiert sind, wie beispielsweise Stellräder zur
Betätigung
von Heizungs-, Lüftungs-
oder Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen. Hierbei können in der Mantelwand vom
Stellrad ein blaues (für
KALT), ein grauweißes (für MITTEL)
und ein rotes Symbol (für
WARM) ausgestaltet werden. In einer bevorzugten Variante dringt nur
das auf das mittlere Segment gerichtete Licht durch das prismenartige
Bauteil, das in einer vorteilhaften Ausbildung als ein kreisbogenförmiger Lichtleiter
ausgestaltet ist. Sofern das Beleuchtungselement z.B. eine weiße LED ist,
dringt deren Licht also nur in dem Abschnitt durch den Lichtleiter,
der im weiteren Strahlungsverlauf auf das grau-weiße Symbol
(also auf die Funktionsstellung MITTEL) trifft. Hingegen werden
die blauen und roten Segmente direkt vom Licht der LED beaufschlagt,
wodurch der blaue bzw. rote Farbton dieser Segmente nochmals verstärkt wird.
Dies ist für
eine Nutzung im Tag- und Nachtbetrieb vorteilhaft, weil dann ein
bei Tageslicht ohnehin gut sichtbarer Bereich (z.B. der mittlere
Bereich des Einstellzyklus) bei Dunkelheit mit einem zweifelsfrei
erkennbaren Farbton (z.B. orange) gekennzeichnet werden kann.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele ergänzend erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
erste Ausführung
eines Stellrades in perspektivischer Ansicht
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2 den
grundsätzlichen
Aufbau des in 1 dargestellten Stellrades
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3 eine
zweite Ausführung
eines Stellrades in perspektivischer Ansicht
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4 den
grundsätzlichen
Aufbau des in 3 dargestellten Stellrades
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5 eine
dritte Ausführung
eines Stellrades.
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Das
in der Zeichnung dargestellte Stellrad 1 ist für eine Betätigung von
mechanischen Funktionseinstellelementen und/oder elektrischen Steuerelementen
geeignet, die u.a. als Bedienräder
im Innenraum von Kraftfahrzeugen bekannt sind. Das Stellrad 1 steht über Kopplungselemente 2 mit
dem jeweils zu betätigenden
Element in Wirkverbindung. In 1 und 2 wird
ein solches Kopplungselement 2 mit einer Zahnradkontur
realisiert.
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Das
Stellrad 1 ist innen hohl ausgestaltet und mit einer Nabe 3,
einer Welle 3 oder einem Zapfen 3 drehbar in einer
zugeordneten und in der Zeichnung nicht näher dargestellten Lagerung
abgestützt.
Außerdem
sind über
einen Abschnitt am Umfang der Mantelwand des Stellrades 1 lichtdurchlässige und mit
Licht hinterleuchtete Symbole 4, Anzeigezonen 4 oder
Signalisierungsflächen 4 ausgestaltet.
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Im
Innenraum vom Stellrad 1 ist ein Beleuchtungselement 5,
vorzugsweise eine LED, angeordnet. Das Licht der LED trifft auf
zumindest ein Symbol 4, auf eine Anzeigezone 4 oder
auf eine Signalisierungsfläche 4.
Hierbei ist im Strahlengang zwischen dem Beleuchtungselement 5 und
der Mantelwand des Stellrades 1 ein prismenartiges Bauteil 6 angeordnet.
Mit diesem prismenartigen Bauteil 6 wird die Wellenlänge des
vom Beleuchtungselement 5 ausgehenden Lichts verändert.
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Das
prismenartige Bauteil 6 kann verschiedenartig ausgestaltet
werden. So ist es möglich,
dass dieses Bauteil 6 mehrere Abschnitte aufweist, die eine
jeweils andere Wellenlänge
des durchdringenden Lichts bewirken. Ebenso kann das prismenartige Bauteil 6 eine
solche Kontur aufweisen, dass nur das auf ein Segment der Mantelwand
des Stellrades 1 gerichtete Licht durch das prismenartige
Bauteil 6 dringt, während
das auf andere Segmente der Mantelwand gerichtete Licht neben dem
prismenartigen Bauteil 6 vorbei strahlt.
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In 1 und 2 ist
ein Stellrad 1 dargestellt, das beispielsweise als Bedienrad
für eine Schließklappe
ver wendet wird. Auf der Mantelwand ist lediglich ein Symbol 4 in
lediglich einem Farbton (z.B. grau-weiß) ausgestaltet. Das Symbol 4 ist
bei Tagbetrieb eindeutig zu erkennen und wird bei Nachtbetrieb mittels
der LED 5 beleuchtet. Hierbei wird die Wellenlänge des
Lichts der LED 5 durch den hier kreisbogenförmigen Lichtleiter 6 beispielsweise
auf eine Wellenlänge
der Farbe orange verändert,
so dass das Symbol 4 auch bei Nachtbetrieb eindeutig zu
erkennen ist.
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In 3 und 4 ist
ein Stellrad 1 dargestellt, das beispielsweise als ein
Bedienrad zur Schichtung verwendet wird. Die Mantelwand des Stellrades 1 weist
drei Symbole 4 auf, die als ein blaues (z.B. Kaltstufe),
ein grauweißes
(z.B. Schließstellung)
und ein rotes (z.B. Warmstufe) Symbol 4 ausgestaltet sein
können.
Bei der gezeigten Ausführung
wird als Beleuchtungselement 5 eine weiße LED verwendet. Hierbei dringt
nur das auf das mittlere Symbol 4 gerichtete Licht der
LED 5 durch das prismenartige Bauteil 6. Die drei
Symbole 4 sind bei Tagbetrieb eindeutig zu erkennen und
werden bei Nachtbetrieb mittels der LED 5 beleuchtet. Hierbei
wird die Wellenlänge
des Lichts der LED 5 durch den auch hier kreisbogenförmigen Lichtleiter 6 z.B.
auf eine Wellenlänge
der Farbe orange verändert,
so dass das mittlere Symbol 4 orange leuchtet. Gleichzeitig werden
die beiden seitlichen Symbole 4 direkt von der LED 5 beleuchtet,
so dass alle Symbole 4 auch bei Nachtbetrieb eindeutig
zu erkennen sind.
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Ein
Stellrad 1 nach 3 und 4 kann in 3-K-Technik
hergestellt werden. Hierbei werden drei Hartkomponenten für die Symbole 4 in
den Farben grau-weiß,
rot und blau verwendet. Das Stellrad 1 wird mit schwarzem
Laserlack beschichtet. Danach werden die entsprechenden Symbole 4 freigelasert, so
dass die gesamte Bediensymbolik in den Farben grau-weiß, rot und
blau sichtbar wird. Somit ist das Design für den Tagbetrieb ausgestaltet.
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Für das Design
im Nachtbetrieb werden die Symbole 4 von einer weißen LED 5 angestrahlt.
In dem Bereich des grauweißen
Tag-Designs wird vor der LED 5 ein orangefarbener Lichtleiter 6 angeordnet,
so dass dieses Bediensymbol 4 im Nacht-Design orange leuchtet.
Seitlich von dem orangefarbenen Lichtleiter 6 kann das
Licht der LED 5 auf die rote und blaue Kunststoffkomponente
strahlen, so dass diese Symbole 4 auch im Nachtbetrieb
gut sichtbar sind.
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In 5 ist
ein weiteres Stellrad 1 dargestellt, bei dem gegenüber den
Ausgestaltungen der 1 bis 4 eine andere
Konstruktion des prismenartigen Bauteils 6 vorliegt. Die
Funktionsweise dieser Variante entspricht jedoch ebenfalls dem bereits
oben erläuterten
Prinzip.
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- 1
- Stellrad
- 2
- Kopplungselement/Zahnradkontur
- 3
- Nabe/Welle/Zapfen
- 4
- Symbol/Anzeigezone/Signalisierungsfläche
- 5
- Beleuchtungselement/LED
- 6
- prismenartiges
Bauteil/Lichtleiter