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Technischer Bereich der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung entstammt dem technischen Bereich von Steuereinrichtungen,
die für die
Kontrolle einer Belüftungs-,
Heizungs- und/oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs bestimmt sind. Diese
Erfindung dient der Verstärkung
der Kraft, die von einem auf einer Steuereinrichtung montierten Betätigungselement
ausgeht. Ein Element gemäß des Oberbegriffs
des Anspruchs 1 wird in dem Dokument
GB
1204115 beschrieben.
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Stand der Technik
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Die
Steuereinrichtungen einer Belüftungs-, Heizungs-
oder Klimaanlage sind unter dem Begriff „Steuerpult" bzw. -„konsole" bekannt. Diese Vorrichtungen
umfassen Dreh- oder Schiebesteuerungen, die auf die Stellklappen,
die den Luftdurchfluss im Inneren der Belüftungs-, Heizungs- und/oder
Klimaanlage des Fahrzeugs kontrollieren, wirken sollen. In bestimmten
Anwendungen müssen
die Stellklappen in genauen Positionen gehalten werden und die instabile
Lokalisierung zwischen diesen genauen Positionen verhindern. Dies
kann beispielsweise der Fall sein bei einer Stellklappe, die den
Umluftstrom im Verhältnis
zum Außenluftstrom
steuert, oder für
eine so genannte Verteilerklappe, welche die Verteilung des Luftstroms
auf die unterschiedlichen Ausgänge im
Fahrgastraum (Fußbereich,
zentrale oder seitliche Belüftung,
Windschutzscheibe) steuert.
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Die
Aufrechterhaltung gemäß den genauen Positionen
einer Ein-Aus-Regelung erfolgt normalerweise über eine Kugel, die mit einem
Gehäuse
zusammenwirkt, sodass auf diese Weise die Positionen definiert werden.
Jedoch ermöglicht
dieser Steuertyp das Anhalten zwischen den beiden genauen Positionen,
d.h. in der Mitte des Verlaufs, was für eine Regelung vom Typ Ein-Aus
nicht zufriedenstellend ist.
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Ein
weiterer Nachteil dieses Steuertyps liegt in der Tatsache, dass
er sich besonders schwer bedienen lasst. Die Kräfte sind im Verlauf der Bewegung
in der Tat oft sehr groß und
bei der Annäherung an
eine genaue Position zu stark, um die Arretierung, die notwendig
ist, um die Stellklappen geschlossen zu halten, zu gewährleisten.
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Ein
weiterer Nachteil des zuvor genannten Stands der Technik liegt in
der Tatsache, dass er nicht auf zufriedenstellende Weise die Unumkehrbarkeit
des Vorgangs unterbindet. Die Stellklappe ist in der Tat imstande,
das Betätigungselement
zu steuern und somit den Knopf des Steuerpults unter der vom Luftstrom
auf die Stellklappe ausgeübten
Kraft zu drehen.
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Gegenstand der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung zielt somit darauf ab, die zuvor beschriebenen
Nachteile zu beseitigen, indem Sie hauptsächlich eine mechanische Anordnung
vorsieht, die eine Kraft ausübt,
die zur Steuerkraft des Betätigungselements
komplementär
bzw. entgegengesetzt ist, so dass zum Einen das Betätigungselement
und demzufolge die Stellklappe in einer genauen Position festgehalten
wird und zum anderen die instabile Positionierung zwischen zwei
genauen Punkten, die einer Ein-Aus-Regelung entsprechen, verhindert
wird.
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Die
Erfindung bezieht sich somit auf eine Steuereinrichtung, hauptsächlich für die Installation einer
Belüftungs-,
Heizungs- und/oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen
Halter und ein drehbewegliches Betätigungselement, dadurch gekennzeichnet,
dass es zumindest ein flexibles Element umfasst, das in Kontakt
mit zumindest einem Stift ist, der fest mit dem Betätigungselement
verbunden ist, so dass das flexible Element über einen ersten Drehwinkelbereich
eine Kraft, die der Steuerkraft des Betätigungselements entgegengesetzt
ist, ausübt,
und danach über
einen zweiten Drehwinkelbereich eine Kraft, die komplementär zur Steuerkraft des
Betätigungselements
ist, ausübt.
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Gemäß eines
ersten Merkmals der Erfindung wird das flexible Element durch den
Halter durch zumindest einen Befestigungspunkt gehalten.
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Gemäß eines
zweiten Merkmals der Erfindung erstreckt sich das flexible Element
gemäß einer Ebene,
die im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse des Betätigungselements
verläuft.
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Gemäß eines
weiteren Merkmals der Erfindung ist das flexible Element ein Federblatt.
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Gemäß eines
weiteren Merkmals der Erfindung umfasst der Stift an seinem freien
Ende ein Gleitmittel bezüglich
des flexiblen Elements.
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Gemäß eines
weiteren Merkmals der Erfindung ist das Gleitmittel eine abgerundete
Form des Endes des Stift.
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Das
Gleitmittel ist eine dreieckige Form des Endes des Stifts, von dem
ein Rand im Kontakt mit dem flexiblen Element ist, oder ein Rad
sich auf das flexible Element stützt,
dessen Drehachse vom Stift getragen wird.
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Vorteilhafterweise
umfasst das Betätigungselement
einen Hebel, der dazu vorgesehen ist, die Drehkraft des Betätigungselements
auf ein Kabel zu übertragen.
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Es
ist außerdem
von Vorteil, dass der Hebel mit dem Kabel über einen Zug verbunden ist,
der gleitend im Halter montiert ist.
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Dieser
Hebel umfasst ein Kontaktstück,
das in einer Öffnung,
die im Zug vorgenommen ist, gleitet.
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Außerdem wird
das Betätigungselement durch
einen Betätigungsknopf,
der mit dem Halter zusammenwirkt, in Drehung versetzt.
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Gemäß eines
Merkmals der Erfindung ist der Halter zwischen dem Betätigungselement
und dem Betätigungsknopf
eingefügt,
wobei Letzterer mittels zumindest drei Befestigungsclips mit dem
Betätigungselement
verbunden ist.
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Schließlich weist
der Betätigungsknopf
einen Wulst auf, der derart mit einer Aussparung, die im Halter
vorgenommen ist, zusammenwirkt, dass die Drehbewegung des Betätigungselements
eingeschränkt
wird.
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Ein
allererster Vorteil der Vorrichtung gemäß der Erfindung liegt in der
Tatsache, dass sie die Arretierung zwischen den beiden Positionen,
die die Öffnung
und Schließung
einer Stellklappe definieren, verhindert.
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Ein
weiterer Vorteil liegt in der Möglichkeit der
Bereitstellung einer zusätzlichen
Kraft neben der Steuerkraft, die vom Benutzer während eines festgelegten Winkelbereichs
erbracht wird, was die Qualität des
vom Benutzer wahrgenommenen Allgemeineindrucks erhöht.
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Ein
weiterer nicht vernachlässigbarer
Vorteil liegt in der Tatsache, dass die Vorrichtung praktisch jegliche
Irreversibilität
der Steuerung unmöglich macht.
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Beschreibung der Abbildungen
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Weitere
Merkmale, Details und Vorteile zur vorliegenden Erfindung werden
beim Lesen der zur Orientierung dienenden nachfolgenden Beschreibung
klar hervortreten, welche sich auf die Abbildungen bezieht, in denen:
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Die 1 eine
Gesamtansicht der Steuereinrichtung gemäß der Erfindung ist,
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Die 2 eine
Explosionszeichnung der Steuereinrichtung gemäß der Erfindung ist,
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Die 3 bis 5 Rückansichten
der Steuereinrichtung gemäß der Erfindung
sind, die verschiedene Positionen des Betätigungselements veranschaulichen,
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Die 6 eine
Teilansicht einer Ausführungsvariante
eines Stifts der Steuereinrichtung gemäß der Erfindung ist,
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Die 7 eine
Teilansicht einer anderen Ausführungsvariante
eines Stifts der Steuereinrichtung gemäß der Erfindung ist.
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Die
Abbildungen enthalten im Wesentlichen Elemente mit bestimmten Eigenschaften.
Sie können somit
nicht nur dem besseren Verständnis
der Beschreibung dienen, sondern gegebenenfalls auch zur Definition
der Erfindung beitragen.
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Die 1 veranschaulicht
eine Steuereinrichtung für
eine Belüftungs-,
Heizungs- und/oder
Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs. Diese Vorrichtung umfasst unter
anderem einen Halter 1, der sich in eine Hauptwand 1a und
eine Nebenwand 1b unterteilt. Die Hauptwand 1a weist
eine Fläche 24a,
die vom Benutzer der Steuereinrichtung nicht sichtbar ist, und eine
Fläche 24b auf.
In dem Fall, in dem der Halter 1 neben seiner technischen
auch eine ästhetische
Funktion hat, wird die Fläche 24b die
Seite, die durch den Benutzer sichtbar ist, und kann in diesem Fall
mit einer Folie, Leder, Holz oder mit Siebdruck überzogen werden.
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Die
Wand 1a weist zumindest ein Loch 25 auf, das für das Anbringen
eines Betätigungsknopfes 21 erforderlich
ist. Letzterer wird eng an der Fläche 24b angeordnet
und wirkt mit einem Betätigungselement 2 zusammen,
das eng an der Fläche 24a installiert
ist. Die Verbindung zwischen dem Betätigungselement 2 und
dem Betätigungsknopf 21 erfolgt
mittels Befestigungsclips 22, die mit den Aufnahmen 26 zusammenwirken,
welche sich rings um den inneren Rand des Betätigungselements 2 befinden.
Es ist somit verständlich,
dass der Halter 1 zwischen dem Betätigungselement 2 und
dem Betätigungsknopf 21 eingefügt oder
zwischenliegend ist und dass diese zuletzt Genannten eine Dreh bewegung
erfahren, wenn sie einer Krafteinwirkung durch den Benutzer des
Fahrzeugs ausgesetzt sind.
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Das
Betätigungselement 2 erscheint
in einer allgemein ringförmigen
Form und umfasst auf seinem äußeren Umkreis
einen Stift 4 und einen Hebel 15. Diese drei Teile
sind vorteilhafterweise aus einem Guss.
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Der
Stift 4 ist in Kontakt mit einem flexiblen Element 3,
das von zumindest einem Befestigungspunkt 7 gehalten wird.
Selbstverständlich
wird die Funktion durch zwei vorhandene Befestigungspunkte 7 erleichtert.
Die zuletzt Genannten sind fest mit der Fläche 24a des Halters 1 verbunden
und entstehen bei der Formung des Halters 1. Diese Befestigungspunkte 7 erscheinen
in einer allgemeinen, rechteckigen Form und umfassen einen Spalt 7a,
der dazu dient, das flexible Element 3 aufzunehmen. Letzteres ist
somit einerseits in die Spalten 7a geschoben und andererseits
in Kontakt mit dem Stift 4 des Betätigungselements 2.
Das flexible Element weist hier alle Merkmale eines Federblatts
auf, d. h. es ist imstande, seine Position wieder einzunehmen, nachdem
es einer Krafteinwirkung ausgesetzt wurde.
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Das
freie Ende des Stiftes 4 umfasst ein Gleitmittel, das hier
in abgerundeter Ausführungsform
erscheint.
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Das
flexible Element 3 ist beispielhaft in der Form eines Federblattes
dargestellt, das eine Kraft auf den Stift 4 ausübt. Dieses
flexible Element 3 erstreckt sich gemäß einer Ebene 8, die
im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse des Betätigungselements 2 verläuft, so
dass der Kontakt zwischen dem Stift 4 und dem flexiblen
Element 3 während
der gesamten Bewegung des Betätigungsknopfes
(kontinuierlich) weiter besteht.
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Der
Hebel 15 des Betätigungselements 2 ist mit
einer Zugstange 17 durch das Zusammenwirken der Form zwischen
dem Ende des Hebels 15 und einer Öffnung 19 verbunden,
die senkrecht zur Achse, die die Längsseite der Zugstange 17 trägt, verläuft. Die
zuletzt Genannte wird gleitend im Halter 1 montiert und
an einem ihrer Enden mit einem Kabel 16 verbunden, das
in einem Kanal bzw. Mantel 27 gleitet.
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Die 2 ist
eine Explosionszeichnung der Vorrichtung gemäß der Erfindung. Der Hebel 15 des Betätigungselements 2 umfasst
an seinem Ende ein Kontaktstück 18 in
Form einer aus dem Formguss hervorgegangenen Rolle, die dazu dient,
sich in die Öffnung 19 zu
verlagern oder zu gleiten.
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Die
Verbindung zwischen dem Kabel 16 und der Zugstange 17 wird
mittels einer Befestigung 28 gesichert, die dazu bestimmt
ist, das Kabelendstück aufzunehmen.
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Das
Loch 25 umfasst eine Verstärkung 29, in der die Öffnungen 30 mit
halbzylindrischer Form eingebracht sind. Diese Öffnungen 30 werden
von den Befestigungsclips 22 des Betätigungsknopfes 21 durchquert.
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Die 3 bis 5 veranschaulichen
die Steuereinrichtung in drei Positionen.
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In 3 befindet
sich das Betätigungselement 2 in
einer ersten Position, die einem ersten Winkelbereich 5 entspricht.
Diese Abbildung zeigt außerdem,
dass zumindest eine der Öffnungen 30 eine
zusätzliche
Aussparung 31 umfasst, die insbesondere mit einem fest
mit dem Betätigungsknopf 21 verbundenen
Wulst 23 zusammenwirkt. In der Tat wirken die Endpunkte
dieser Aussparung 31 mit dem Wulst 23 zusammen
und dienen somit als Anschlagspunkte bei der Bewegung des Betätigungsknopfes 21 und somit
der gesamten kinematischen Kette bis zur Befestigung 28.
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In
dieser ersten Position übt
das flexible Element 3 eine Kraft auf den Stift 4 aus
und hält
somit den Betätigungsknopf 21 und
folglich das Betätigungselement 2 an
einem Anschlag der Aussparung 31.
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Wenn
der Benutzer die Steuereinrichtung betätigen möchte, drückt er so auf den Betätigungsknopf 2,
dass er sich um eine Drehachse 9 dreht, während das
flexible Element 3 eine Gegenkraft ausübt. Diese Kraft wird als der
Kraft des Benutzers entgegengesetzt erachtet, solange die Bewegung
des Stiftes 4 im ersten Winkelbereich 5 erfolgt.
Das Kontaktstück 18 gleitet
in die Öffnung 19 und
regelt somit die Verschiebung des Zugstange 17.
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Die 4 zeigt
die Vorrichtung in einer sogenannten instabilen Position, in der
das flexible Element 3 eine maximale Kraft auf den Stift 4 ausübt. Der
Betätigungsknopf
befindet sich somit in einer Zwischenposition im Wesentlichen in
der Mitte seines Bewegungsverlaufs. Diese Position ist keine normale Funktionsposition
und die in dieser instabilen Position mögliche Arretierung wird durch
die abgerundete Form des Endes des Stifts 4 gestört, derart,
dass dadurch ein fehlerhafter Stillstand der Steuereinrichtung in
dieser instabilen Position verhindert wird. Es sind weitere Ausführungsvarianten
möglich,
die in der Beschreibung in Bezug auf die 6 und 7 beschrieben
werden.
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Die 5 veranschaulicht
die Steuereinrichtung gemäß der Erfindung
in einer zweiten Position, die einem zweiten Anschlagspunkt entspricht, der
sich am anderen Ende der Aussparung 31 befindet.
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Zwischen
der in 4 veranschaulichten instabilen Position und der
in 5 gezeigten zweiten Position durchquert der Stift
eine Bahn, die unter der Wirkung einer Kombination aus der Kraft
des Benutzers des Fahrzeugs einerseits, und einer vom flexiblen
Element 3 ausgeübten
Kraft andererseits weitestgehend kreisförmig verläuft, wobei diese Bahn einem
zweiten Drehwinkelbereich 6 entspricht.
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Die
beiden Kräfte
sind somit komplementär, so
dass die vom Benutzer ausgeübte
Kraft sich vor der Kraft des flexiblen Elements 3 aufhebt,
was zur Folge hat, dass zum Einen für den Benutzer unerwünschte Zusatzkräfte vermieden
werden und zum Anderen eine zufriedenstellende Betätigungssensibilität ermöglicht wird.
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Es
ist zu beachten, dass der Prozess sich umkehrt, wenn der Benutzer
von der zweiten Position in die erste Position zurückkehren
möchte.
Auf der Bahn des zweiten Winkelbereichs 6 übt das flexible Element 3 eine
der Steuerkraft des Betätigungselements
entgegengesetzte Kraft aus, während
auf der Bahn des ersten Winkelbereichs 5 das flexible Element 3 eine
Komplementärkraft
zur Steuerkraft des Betätigungselements 2,
das vom Benutzer bedient wird, ausübt.
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Die 6 hebt
eine Ausführungsvariante des
Stiftes 4 hervor, bei der sein freies Ende ein Gleitmittel
umfasst, das weitestgehend in einer dreieckigen Form erscheint.
Diese Form umfasst eine vorzugsweise scharfe Kante 12,
welche die Reibung zwischen dem Stift 4 und dem flexiblen
Element 3 maximal verringert. Diese Ausführungsvariante
des Endes des Stifts 4 verhindert die unbeabsichtigte Arretierung
der Betätigungsvorrichtung 2 in
einer unerwünschten
Position, wie beispielsweise in der in 4 dargestellten
instabilen Position.
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Die 7 stellt
eine weitere Ausführungsvariante
des Stiftes 4 dar. Letzterer umfasst an seinem freien Ende
ein Gleitmittel, das aus einem Rad 13 besteht, dessen Drehachse 14 durch
den Stift 4 gestützt
wird. Der äußere periphere
Teil dieses Rads 13 liegt auf dem flexiblen Element 3 auf
und rollt auf Letzterem im Verlauf der Drehung des Betätigungselements 2 im
ersten und zweiten Winkelbereich 5 und 6.
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Diese
Ausführungsvariante
verringert beträchtlich
die Risiken eines fehlerhaften Stillstands in der instabilen Position,
da der Kontakt zwischen dem Stift 4 und dem flexiblen Element 3 nicht
mehr durch Reibung erfolgt, sondern vielmehr durch Rollen eines Teils
auf dem anderen. Somit ist die Drehbewegung des Betätigungselements 2 flüssig und
ununterbrochen, wodurch für
den Benutzer die Sensibilität
und der dynamische Eindruck erhöht
wird.