EP2282250A1 - Daumenrad - Google Patents

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EP2282250A1
EP2282250A1 EP10008168A EP10008168A EP2282250A1 EP 2282250 A1 EP2282250 A1 EP 2282250A1 EP 10008168 A EP10008168 A EP 10008168A EP 10008168 A EP10008168 A EP 10008168A EP 2282250 A1 EP2282250 A1 EP 2282250A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
switch
carrier housing
switch according
light guide
Prior art date
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Granted
Application number
EP10008168A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2282250B1 (de
Inventor
Michael Hetzer
Stefan Höss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Elobau GmbH and Co KG
Original Assignee
Elobau GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Elobau GmbH and Co KG filed Critical Elobau GmbH and Co KG
Publication of EP2282250A1 publication Critical patent/EP2282250A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2282250B1 publication Critical patent/EP2282250B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/16—Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off"
    • H01H9/161—Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off" comprising light emitting elements
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/08—Controlling members for hand actuation by rotary movement, e.g. hand wheels
    • G05G1/10—Details, e.g. of discs, knobs, wheels or handles
    • G05G1/105—Details, e.g. of discs, knobs, wheels or handles comprising arrangements for illumination
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G25/00—Other details or appurtenances of control mechanisms, e.g. supporting intermediate members elastically
    • G05G25/04—Sealing against entry of dust, weather or the like
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/05—Means for returning or tending to return controlling members to an inoperative or neutral position, e.g. by providing return springs or resilient end-stops
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H23/00—Tumbler or rocker switches, i.e. switches characterised by being operated by rocking an operating member in the form of a rocker button
    • H01H23/02—Details
    • H01H23/025—Light-emitting indicators
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    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/18—Distinguishing marks on switches, e.g. for indicating switch location in the dark; Adaptation of switches to receive distinguishing marks
    • H01H9/182—Illumination of the symbols or distinguishing marks
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H23/00—Tumbler or rocker switches, i.e. switches characterised by being operated by rocking an operating member in the form of a rocker button
    • H01H23/02—Details
    • H01H23/04—Cases; Covers
    • H01H23/06—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof casings

Definitions

  • the present invention relates to an electrical switch for use on multiple controls in the field of commercial vehicles, the control panel performs a rotational movement about a limited angle and is directly actuated by a solid body outside the switch, comprising a carrier housing and a thumbwheel comprising a control panel, at least one light source and a light guide, wherein the control panel is formed depending on the working position in different colors illuminated.
  • the respective operating fingers have only a relatively small range of motion, as the rest of the hand on the multiple control element, also called joystick, must remain.
  • the operating direction of the thumbwheel is regularly approximately orthogonal to the longitudinal axis of the multiple control element, following the natural movement of the thumb of a gripping hand.
  • the EP 1 246 040 describes a multi-function handle with individual pressure switches for earthmoving machinery such as excavators.
  • the EP 1 288 763 describes a multi-function handle for an agricultural vehicle such as a combine having only push-buttons.
  • a rotary electric switch describes the DE 10 2007 033 911 A1 ,
  • the switch described therein has a hollow inside, arranged on a hub thumbwheel, in which the light of the single light source is passed through a prismatic light distributor on the single back-lightable area of the thumbwheel, rotate over the rotation state dependent different symbols.
  • the known light distributor is either colored or it decomposes the light of the single light source spectrally, in order to backlight the only backlit signal surface in different colors.
  • the light guide has a spatially large light collection side and a single, compared to the light collection side spatially small, light exit end, so that it is the control panel in each of its deflection states with light spatially separated bulbs or a single light source illuminating.
  • the present invention provides a lit, rotatable by a limited angle rotary switch, which indicates the operator in the dark or in low light conditions, the current position and thus the switching state by light safely. It is particularly advantageous if the switch is not only illuminated as such, but this lighting is formed depending on the working position, that is formed differently depending on the working position of the switch. The operator can therefore easily determine at a glance in which operating position the rotary switch according to the invention is at a certain time.
  • the switch according to the invention is provided for operation by a thumb or an index finger of an operator, wherein it is arranged erster admiration on the front side of a multi-function handle and otherwise on the back of the multi-function handle.
  • the light guide allows with great advantage the decoupling of mechanical rotation and place of light generation, so that no cables or the like must be carried along in the mechanical rotary motion.
  • the optical waveguide is designed such that it receives light from one or more light sources at one and / or a plurality of spatially distant locations and is forwarded to the operating part.
  • light sources emitting differently colored light can advantageously be arranged spatially separated from one another, so that even large rotational movements of the operating part are still possible cause the light of a light source to be collected, conducted and emitted on the control panel.
  • the light guide is formed by the carrier housing itself by being formed of transparent thermoplastic material.
  • the use of the transparent thermoplastic material according to the invention enables a simple production of the carrier housing by injection molding and advantageously reduces the number of parts required, so that it is possible to dispense with an independent light guide next to the transparent light-conducting carrier housing.
  • a further light guide is provided between the carrier housing and exit point of the light on the control panel so that the light emitted by the bulbs light inside the carrier housing collected by the carrier housing and in the further light guide is largely unchanged in color and scattering coupled to Lichtaustrittsart on the control panel.
  • the control unit has a neutral and two or more working positions, in particular an upper and lower stop with interposed neutral center position.
  • more than two working positions for example four working positions with a neutral middle position, are also conceivable.
  • a neutral end position is conceivable and adjoining differently illuminated operating positions. This is always useful if you want to control work processes with this switch, which always have to be processed in the same order, so that one work step is always followed by the second, third etc. step, if necessary also in the reverse order back to the initial or neutral position.
  • the embodiments of the switch as a momentary switch with provision or as described as a latching switch with multiple switch positions or combinations thereof.
  • the carrier housing carries a printed circuit board, in particular an SMD-equipped printed circuit board, which in turn carries lamps and that the carrier housing has a light guide.
  • the printed circuit board, in particular SMD-equipped printed circuit board is arranged in the interior of the carrier housing, so that it is largely protected from external influences such as in particular dust and moisture and mechanical stress.
  • the printed circuit board carries lighting means, which according to the invention may be LEDs, for example, but need not.
  • the light guide provided on or in the carrier housing collects the light of the one or more light sources and is therefore also mechanically protected. According to the invention, the light guide can also be part of the carrier housing itself.
  • control unit is arranged on a support shaft of the carrier housing and has means for limiting the rotational movement.
  • the control panel serves to adjust the operating state of the switch, this is structurally the simplest way in that it is arranged on a central, coaxial support shaft of the support housing. If it has means for limiting the rotational movement, incorrect operation of the switch according to the invention can be avoided since mechanical forces can not be exerted excessively. In particular, when a return spring is provided for returning the deflected operating part in its rest position between the carrier housing and the setting wheel, the restoring force can be applied very easily.
  • a wheel cover is fastened to the control unit, in particular a wheel cover snapped onto the control panel, wherein preferably a light conductor is provided and supported between the wheel cover and the control panel, a particularly efficient, structurally simple and permanent solution is made possible.
  • a simple and advantageous embodiment of the light guide provides that this is designed as a bent and rotated in the installed position by 180 ° T.
  • the crosspiece of the T in the form of a cylinder jacket section forms a spatially large light collecting side which, even with strong deflection of the operating element, still captures the light of a luminous means and initiates at its single light exit end into a control element, for example a wheel cover.
  • the switch according to the invention is able to produce both angle-dependent and function-dependent lighting situations on the control panel with great advantage.
  • the light of another and differently colored light source reaches the light exit end via the light guide and illuminates the control panel so that it is illuminated in an angle-dependent manner.
  • the switch according to the invention is also functionally illuminated by different luminescent colors can be displayed in one and the same working position of the control panel. This is always advantageous if, with an actuation of the switch, a work process is triggered from several automatically successive steps, such as gripping, pivoting and releasing.
  • the individual stages of operation are displayed by changing colors of a single light source, for example, the sequence green-yellow-red of a multicolour LED.
  • Electro-technically particularly advantageous is the design of the switch as a non-contact switch, in particular Hall or reed switch, as this reduces the number of parts required and at the same time allows a reliable and long-lasting switch as possible.
  • the assembled printed circuit board is formed mechanically protected from penetrating dust or moisture, so that their life is not shortened even under the rough conditions of the invention.
  • this mechanical protection can be achieved by casting by means of transparent potting compound or by using a transparent adhesive for bonding the printed circuit board. This results in high advantage in a switch with a high IP class, for example, a class above IP67, as is particularly desirable when used in commercial vehicles such as excavators, combine harvesters or tractors.
  • FIG. 1 shows an exploded view of an embodiment of a switch according to the invention.
  • the central part of the switch is made of transparent thermoplastic material carrier housing 4. This has on one side a coaxially arranged support shaft 15, on the other side a holder for a SMD-equipped printed circuit board 7. On the printed circuit board 7 are bulbs 8, namely three spatially separated LED 8. Also shown are a cable gland 12 and a label 13.
  • a Hall element 14 is located between the carrier housing 4 and printed circuit board 7.
  • On the other side of the support housing 4 are a bearing bush 16 and a bearing ring 17 for supporting the rotary adjusting wheel 5 and the possibility of its rotational movement arranged.
  • This rotary adjusting wheel 5 carries the magnets 18.
  • the adjusting wheel 5 is returned by means of a leg spring 10 and secured by means of shim 19 and lock washer 20 on the support shaft 15 against axial movement.
  • the two long arms on the upper side of the adjusting wheel 5 carry a separate, non-colored light guide 6, which is covered by a wheel cover 11 and the single light exit end 21 through an opening, not shown in FIG Solsteg the wheel cover 11 is optically accessible.
  • the light-collecting side 22 is formed curved and covers in the mounted state, the bulbs 8.
  • the switch is designed as a tactile or latching switch, is inferior to the invention, provided that its switching states are clearly and easily visible.
  • a control of a multi-color LED 8 according to the invention in which without further actuation of the switch successively different colors of the multi-color LED and thus also illuminate the keypad and thereby indicate the state of an ongoing work process and thus illuminate the switch function dependent.
  • the printed circuit board 7 is supplied by the commercial vehicle with information about the state of the currently running automatic process, the vehicle is, after which the printed circuit board 7, the LED 8 controls.
  • FIG. 2a carries the formation of the carrier housing 4, in particular its support shaft side.
  • the support shaft 15 has in the region of its free end a groove which serve to receive a shim 19 and a lock washer 20.
  • the housing side of the groove extending portion of the support shaft 15 serves to receive the adjusting wheel 5, wherein the thumbwheel 5 both in this section, as well as on the further carrier housing side arranged and larger diameter section rests. Between adjusting wheel and the larger diameter part of the carrier housing 4 are not shown bearing bush and bearing ring.
  • FIG. 2b shows the thumbwheel 5 with two different diameter passage openings through which the support shaft 15 passes. Also visible are the two rotation angle limiter, which extend radially outward, pointing in the direction of the free end of the support shaft 15.
  • the two sections with the passage bore form a receiving pocket for a leg spring 10, whose eye is arranged coaxially to the two passage openings.
  • two longer arms are shown pointing in the direction of the housing 4 and the light guide 6 according to Figure 2c holders.
  • This has a cylinder-shell portion-like shaped light-collecting section 22 and a light exit end 21.
  • the wheel cover 11 is clipped over the light guide 6 on the thumbwheel 5 so that they can not be easily withdrawn. This is achieved in that on the inner lower side of the wheel cover 11, two beads are formed, which engage over the elongated arms of the adjusting wheel, so that this engages as in the wheel cover 11.
  • the light sources emit light on the SMD-equipped printed circuit board 7, in particular in different color characteristics. It is particularly important here that in the rest position of the thumbwheel according to the invention a different light color passes through the control unit to the outside than at the upper or lower attachment point in the case of training as a detent switch. It is also particularly important that an operator through a luminous in different colors bulbs different Function states can be displayed, which follow one another without further actuation of the switch.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter (1) zur Verwendung an Mehrfachbedienelementen (2) im Bereich der Nutzfahrzeuge, dessen Bedienteil eine Drehbewegung um einen begrenzten Winkel ausführt und durch einen festen Körper außerhalb des Schalters (1) unmittelbar betätigbar ist, aufweisend ein Trägergehäuse (4) und ein Stellrad (5) aufweisend ein Bedienteil, wenigstens ein Leuchtmittel (8) und einen Lichtleiter (6), wobei das Bedienteil arbeitspositionsabhängig in unterschiedlicher Farbe beleuchtet ausgebildet ist. Die Erfindung schlägt vor, dass der Lichtleiter (6) eine räumlich große Lichtsammelseite (22) und ein einziges, im Vergleich zur Lichtsammelseite (22) räumlich kleines, Lichtaustrittsende (21) aufweist, so daß er das Bedienteil in jedem seiner Auslenkungszustände mit Licht räumlich voneinander getrennter Leuchtmittel (8) oder eines einzigen Leuchtmittels (8) beleuchtend ausgebildet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter zur Verwendung an Mehrfachbedienelementen im Bereich der Nutzfahrzeuge, dessen Bedienteil eine Drehbewegung um einen begrenzten Winkel ausführt und durch einen festen Körper außerhalb des Schalters unmittelbar betätigbar ist, aufweisend ein Trägergehäuse und ein Stellrad aufweisend ein Bedienteil, wenigstens ein Leuchtmittel und einen Lichtleiter, wobei das Bedienteil arbeitspositionsabhängig in unterschiedlicher Farbe beleuchtet ausgebildet ist.
  • Elektrische Schalter in Kraftfahrzeugen und insbesondere in Nutzfahrzeugen müssen auch im Dunkeln sicher bedienbar sein und dem Bediener Schaltzustandsinformation zur Verfügung stellen. Daher sind Tastschalter in Kraftfahrzeugen seit langem beleuchtet. In Nutzfahrzeugen sind oftmals Mehrfachbedienelemente vorhanden, die mehrere Schaltfunktionen mit einer Hand ermöglichen und beispielsweise als Multifunktionsgriff bzw. Steuerknüppel mit einer Mehrzahl von Schaltern ausgestaltet sind. Hierdurch werden sowohl die Bewegung der ganzen Hand als auch die Bewegung einzelner Finger eines Bedieners für die Betätigung von Funktionen des Nutzfahrzeugs verwendbar, ohne dass die Hand vom Mehrfachbedienelement genommen werden müsste. Dies steigert die Effizienz des Nutzfahrzeugs und die Sicherheit für den Bediener. An diesen Mehrfachbedienelementen sind in der Regel mehrere, mit einzelnen Fingern zu bedienende elektrische Schalter vorgesehen, wobei die jeweiligen Bedienfinger nur einen relativ geringen Bewegungsraum haben, da die restliche Hand am Mehrfachbedienelement, auch Joystick genannt, verbleiben muß. Die Bedienrichtung des Daumenrades ist dabei regelmäßig annähernd orthogonal zur Längsachse des Mehrfachbedienelements, der natürlichen Bewegung des Daumens einer greifenden Hand folgend.
  • Die EP 1 246 040 beschreibt einen Multifunktionsgriff mit einzelnen Druckschaltern für erdbewegende Maschinen wie Bagger. Die EP 1 288 763 beschreibt einen Multifunktionsgriff für ein landwirtschaftliches Fahrzeug wie einen Mähdrescher, der ausschließlich Tastschalter aufweist.
  • Mit einem Finger, insbesondere Daumen, zu bedienende und um einen bestimmten Winkel verschwenkende Schalter sind als solche ebenfalls bekannt und sollen von der Erfindung weiterentwickelt werden.
  • Einen drehbewegten elektrischen Schalter beschreibt die DE 10 2007 033 911 A1 . Der dort beschriebene Schalter weist eine innen hohles, auf einer Nabe angeordnetes Stellrad auf, in dem das Licht der einzigen Leuchtquelle über einen prismenartigen Lichtverteiler auf den einzigen hinterleuchtbaren Bereich des Stellrades geleitet wird, über den sich drehzustandsabhängig unterschiedliche Symbole hinwegdrehen. Der bekannte Lichtverteiler ist entweder eingefärbt oder er zerlegt das Licht der einzigen Lichtquelle spektral, um die einzige hinterleuchtete Signalfläche sukzessive in unterschiedlichen Farben zu hinterleuchten.
  • Nachteilig an diesem Stand der Technik ist jedoch, dass derartige Schalter für den Einsatz an Mehrfachbedienelementen zu wenige unterschiedliche Beleuchtungssituationen ermöglichen, zu groß bauen und aufgrund der Drehbewegung des Stellrades von den Fingern einer greifenden Hand schlecht bedienbar sind.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Schalter zur Verwendung an Mehrfachbedienelementen anzugeben, bei dem eine Vielzahl an unterschiedlichen Beleuchtungssituationen verwirklichbar sind.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Lichtleiter eine räumlich große Lichtsammelseite und ein einziges, im Vergleich zur Lichtsammelseite räumlich kleines, Lichtaustrittsende aufweist, so daß er das Bedienteil in jedem seiner Auslenkungszustände mit Licht räumlich voneinander getrennter Leuchtmittel oder eines einzigen Leuchtmittels beleuchtend ausgebildet ist. Mit großem Vorteil stellt die vorliegende Erfindung einen beleuchteten, um einen begrenzten Winkel drehbaren Drehschalter zur Verfügung, der dem Bediener auch im Dunkeln oder bei schlechten Lichtverhältnissen die aktuelle Position und damit den Schaltzustand durch Licht sicher anzeigt. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Schalter nicht nur als solcher beleuchtet ist, sondern diese Beleuchtung arbeitspositionsabhängig ausgebildet ist, d. h. je nach Arbeitsposition des Schalters unterschiedlich ausgebildet ist. Der Bediener kann daher einfach durch einen Blick feststellen, in welcher Betriebsposition sich der erfindungsgemäße Drehschalter zu einem bestimmten Zeitpunkt befindet. Der erfindungsgemäße Schalter ist dabei zur Bedienung durch einen Daumen oder einen Zeigefinger eines Bedieners vorgesehen, wobei er ersterenfalls an der Frontseite eines Multifunktionsgriffes und anderenfalls an der Rückseite des Multifunktionsgriffes angeordnet ist. Der Lichtleiter ermöglicht mit großem Vorteil die Entkopplung von mechanischer Drehbewegung und Ort der Lichterzeugung, so dass keine Kabel oder dergleichen bei der mechanischen Drehbewegung mitgeführt werden müssen. Der Lichtleiter ist dabei erfindungsgemäß so ausgebildet, dass er Licht einer oder mehrerer Lichtquellen an einem und/oder mehreren räumlich voneinander entfernten Orten aufnehmend und zum Bedienteil weiterleitend ausgebildet ist. Durch die erfindungsgemäß räumlich große Lichtsammelseite können mit Vorteil unterschiedlich gefärbtes Licht aussendende Lichtquellen räumlich voneinander getrennt angeordnet sein, so dass selbst große Drehbewegungen des Bedienteils noch immer dazu führen, dass das Licht eines Leuchtmittels eingesammelt, geleitet und am Bedienteil ausgesandt werden kann.
  • Besonders vorteilhaft ist, dass der Lichtleiter durch das Trägergehäuse selber gebildet ist, indem es aus transparentem thermoplastischen Material gebildet ist. Die Verwendung des erfindungsgemäßen transparenten thermoplastischen Materials ermöglicht eine einfache Herstellung des Trägergehäuses durch Spritzguss und reduziert mit Vorteil die Zahl der benötigten Teile, so daß auf einen eigenständigen Lichtleiter neben dem transparenten lichtleitenden Trägergehäuse verzichtet werden kann. Um die nach außen tretende Lichtstärke am Bedienteil zu erhöhen, kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dass zwischen Trägergehäuse und Austrittsstelle des Lichtes am Bedienteil ein weiterer Lichtleiter vorgesehen ist, so dass das von den Leuchtmitteln ausgesandte Licht im Inneren des Trägergehäuses durch das Trägergehäuse gesammelt und in den weiteren Lichtleiter weitgehend unverändert in Farbe und Streuung zum Lichtaustrittsart am Bedienteil eingekoppelt wird.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Bedienteil eine Neutral- und zwei oder mehr Arbeitspositionen aufweist, insbesondere einen oberen und unteren Anschlag mit dazwischen angeordneter neutraler Mittelstellung. Erfindungsgemäß sind auch mehr als zwei Arbeitsstellungen, beispielsweise vier Arbeitsstellungen mit neutraler Mittelstellung denkbar. Je nach Einsatzzweck ist natürlich erfindungsgemäß auch eine neutrale Endstellung denkbar und sich daran anschließende unterschiedlich beleuchtete Betriebsstellungen. Dies ist immer dann sinnvoll, wenn mit diesem Schalter Arbeitsvorgänge gesteuert werden sollen, die immer in derselben Reihenfolge abgearbeitet werden müssen, so dass auf den einen Arbeitsschritt immer der zweite, dritte usw. Schritt folgt, gegebenenfalls auch wieder in umgekehrter Reihenfolge zurück bis zur Ausgangs- oder Neutralposition. Erfindungsgemäß sind auch die Ausführungen des Schalters als tastender Schalter mit Rückstellung oder wie beschrieben als rastender Schalter mit mehreren Schaltstellungen oder Kombinationen daraus.
  • In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Trägergehäuse eine Leiterplatine trägt, insbesondere eine SMD-bestückte Leiterplatine, die ihrerseits wiederum Leuchtmittel trägt und dass das Trägergehäuse einen Lichtleiter aufweist. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Leiterplatine, insbesondere SMD-bestückte Leiterplatine im Inneren des Trägergehäuses angeordnet ist, so dass sie vor äußeren Einflüssen wie insbesondere Staub und Feuchtigkeit und mechanischen Belastungen weitestgehend geschützt ist. Die Leiterplatine trägt Leuchtmittel, die erfindungsgemäß beispielsweise LED's sein können, jedoch nicht müssen. Der am oder im Trägergehäuse vorgesehene Lichtleiter sammelt das Licht des einen oder der mehreren Leuchtmittel und ist daher ebenfalls mechanisch geschützt. Erfindungsgemäß kann der Lichtleiter auch Teil des Trägergehäuses selber sein.
  • In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Bedienteil an einer Tragachse des Trägergehäuses angeordnet ist und Mittel zur Begrenzung der Drehbewegung aufweist. Das Bedienteil dient dazu, den Betriebszustand des Schalters zu verstellen, dies erfolgt konstruktiv am einfachsten dadurch, dass es an einer zentralen, koaxialen Tragachse des Trägergehäuses angeordnet ist. Weist es Mittel zur Begrenzung der Drehbewegung auf, so kann eine Fehlbedienung des erfindungsgemäßen Schalters vermieden werden, da mechanische Kräfte nicht übermäßig ausgeübt werden können. Insbesondere dann, wenn eine Rückstellfeder zur Rückstellung des ausgelenkten Bedienteils in dessen Ruhelage zwischen Trägergehäuse und Stellrad vorgesehen ist, lässt sich die Rückstellkraft besonders einfach aufbringen.
  • Ist an dem Bedienteil eine Radabdeckung befestigt, insbesondere eine an das Bedienteil aufgeschnappte Radabdeckung, wobei vorzugsweise ein Lichtleiter zwischen Radabdeckung und Bedienteil vorgesehen und gehaltert ist, so wird eine besonders effiziente, konstruktiv einfache und dauerhafte Lösung ermöglicht.
  • Eine einfache und vorteilhafte Ausgestaltung des Lichtleiters sieht vor, daß dieser als ein gebogenes und in Einbaulage um 180° gedrehtes T ausgebildet ist. Hierbei bildet das Querstück des T's in Form eines Zylindermantelabschnittes eine räumlich große Lichtsammelseite, die auch bei starker Auslenkung des Bedienteils noch immer Licht eines Leuchmittels einfangend und an ihrem einzigen Lichtaustrittsende in ein Bedienteil, beispielsweise eine Radabdeckung, einleitend ist.
  • Sind bis zu drei Leuchtmitteln mit jeweils unterschiedlicher Lichtfarbe oder mit wechselnder Lichtfarbe vorgesehen, ist der erfindungsgemäße Schalter mit großem Vorteil in der Lage, sowohl winkel- als auch funktionsabhängige Beleuchtungssituationen am Bedienteil zu erzeugen. Je nach Auslenkung des erfindungsgemäßen Schalters erreicht das Licht eines anderen und andersfarbigen Leuchtmittels über den Lichtleiter das Lichtaustrittsende und beleuchtet das Bedienteil, so daß dieses winkelabhängig beleuchtet ist. Mit großem Vorteil ist der erfindungsgemäße Schalter aber auch funktionsabhängig beleuchtbar, indem in ein und derselben Arbeitsposition des Bedienteils unterschiedliche Leuchtfarben anzeigbar sind. Dies ist immer dann von Vorteil, wenn mit einer Betätigung des Schalters ein Arbeitsvorgang aus mehreren automatisch nacheinander ablaufenden Schritten ausgelöst wird, beispielsweise ein Greifen, Verschwenken und Loslassen. Die einzelnen Arbeitsvorgangsstufen werden dabei durch wechselnde Farben eines einzigen Leuchtmittels angezeigt, beispielsweise mit der Abfolge Grün-Gelb-Rot einer Multicolour-LED.
  • Elektrotechnisch besonders vorteilhaft ist die Ausbildung des Schalters als berührungsloser Schalter, insbesondere Hall- oder Reedschalter, da dies die Zahl der benötigten Teile reduziert und gleichzeitig einen möglichst betriebssicheren und lang haltenden Schalter ermöglicht.
  • Besonders vorteilhaft ist, dass in Ausgestaltung der Erfindung die bestückte Leiterplatine mechanisch vor eindringendem Staub oder Feuchtigkeit geschützt ausgebildet ist, so dass ihre Lebensdauer auch unter den erfindungsgemäßen rauen Einsatzbedingungen nicht verkürzt ist. Erfindungsgemäß kann dieser mechanische Schutz durch Vergießen mittels transparenter Vergussmasse erreicht werden oder durch Verwenden eines transparenten Klebers zur Verklebung der Leiterplatine. Dies führt mit hohem Vorteil zu einem Schalter mit hoher IP-Klasse, beispielsweise einer über IP67 liegenden Klasse, wie sie beim Einsatz in Nutzfahrzeugen wie Baggern, Mähdreschern oder Traktoren besonders wünschenswert ist.
  • Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind.
  • Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
    • Figur 1:
    zeigt eine Explosionszeichnung eines erfindungsgemäßen Schalters.
    Figuren 2a bis d:
    zeigen Bauteile des erfindungsgemäßen Schalters.
  • Figur 1 zeigt eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Schalters. Zentraler Teil des Schalters ist das aus transparentem thermoplastischen Material gefertigte Trägergehäuse 4. Dieses weist auf einer Seite eine koaxial angeordnete Tragachse 15 auf, auf der anderen Seite eine Halterung für eine SMD-bestückte Leiterplatine 7. Auf der Leiterplatine 7 befinden sich Leuchtmittel 8, nämlich drei räumlich voneinander entfernte LED 8. Ebenfalls dargestellt sind eine Kabeldurchführung 12 und ein Label 13. Ein Hallelement 14 befindet sich zwischen Trägergehäuse 4 und Leiterplatine 7. Auf der anderen Seite des Trägergehäuses 4 sind eine Lagerbuchse 16 und ein Lagerring 17 zur Lagerung des drehbeweglichen Stellrads 5 und der Ermöglichung dessen Drehbewegung angeordnet. Dieses drehbewegliche Stellrad 5 trägt die Magnete 18. Das Stellrad 5 wird mittels einer Schenkelfeder 10 zurückgestellt und mittels Passscheibe 19 und Sicherungsscheibe 20 auf der Tragachse 15 gegen axiale Bewegung gesichert. Hierbei tritt die Tragachse 15 durch das Auge der Schenkelfeder 10. Die beiden langen Arme auf der oberen Seite des Stellrades 5 tragen einen separaten, nicht eingefärbten Lichtleiter 6, der von einer Radabdeckung 11 überdeckt wird und dessen einziges Lichtaustrittsende 21 durch eine nicht dargestellte Öffnung im Bediensteg der Radabdeckung 11 optisch zugänglich ist. Die Lichtsammelseite 22 ist gebogen ausgebildet und überdeckt im montierten Zustand die Leuchtmittel 8. Durch drehende Bewegung der Radabdeckung 11 mittels eines Daumens oder eines Zeigefingers der Hand eines Bedieners eines Multifunktionsgriffes wird das Stellrad 5 bewegt. Diese Bewegung wird von der auf der Leiterplatine 7 angeordneten Steuerelektronik erkannt, die ihrerseits das entsprechende Leuchtmittel 8 ansteuert und zum Leuchten bringt. Dessen ausgesandtes Licht tritt zunächst durch die transparente Vergussmasse oder den transparenten Kleber von der Leiterplatine 7 hindurch zum Trägergehäuse 4, das seinerseits das Licht weiterleitet und in den Lichtleiter 6 einkoppelt, ohne dabei Lichtstärke, Phase, Wellenlänge oder Farbe wesentlich zu verändern, vorzugsweise überhaupt nicht zu verändern. Aufgrund des räumlich groß ausgebildeten Lichtsammelendes 22 führt die mechanische Drehbewegung des Stellrades oder -gliedes 5 nicht dazu, dass das Licht der Leuchtmittel 8 nicht durch den Lichtleiter 6 eingefangen und zur Radabdeckung 11 weitergeleitet werden könnte. In Abhängigkeit von der Drehbewegung wird eine bestimmte LED 8 angesteuert, so dass deren farbiges Licht am Lichtaustrittsende 21 von einem Bediener wahrgenommen werden kann. Jedem Schaltzustand des erfindungsgemäßen Schalters ist dabei eine Lichtfarbe zugeordnet, so dass der Schaltzustand des Schalters leicht zu erkennen ist. Ob der Schalter dabei als Tast- oder Rastschalter ausgebildet ist, ist erfindungsnachrangig, sofern seine Schaltzustände klar und einfach optisch zu erkennen sind. Wie bereits geschildert ist auch eine Steuerung einer Multicolour-LED 8 erfindungsgemäß, bei der ohne weitere Betätigung des Schalters nacheinander unterschiedliche Farben an der Multicolour-LED und damit auch am Bedienteil aufleuchten und hierdurch den Stand eines ablaufenden Arbeitsverfahrens anzeigend und somit den Schalter funktionsabhängig beleuchten. Hierzu wird die Leiterplatine 7 vom Nutzfahrzeug mit Informationen darüber versorgt, in welchem Stand des gerade ablaufenden automatischen Verfahrens sich das Fahrzeug befindet, wonach die Leiterplatine 7 die LED 8 ansteuert.
  • Figur 2a trägt die Ausbildung des Trägergehäuses 4, insbesondere dessen Tragachsenseite. Zu erkennen sind zwei Befestigungsflansche, die sich armartig radial vom Trägergehäuse 4 weg erstrecken. Die Tragachse 15 weist im Bereich ihres freien Endes eine Nut auf, die zur Aufnahme einer Passscheibe 19 und einer Sicherungsscheibe 20 dienen. Der sich gehäuseseitig an die Nut erstreckende Abschnitt der Tragachse 15 dient zur Aufnahme des Stellrades 5, wobei das Stellrad 5 sowohl in diesem Abschnitt, als auch an dem weiter trägergehäuseseitig angeordneten und durchmessergrößeren Abschnitt aufliegt. Zwischen Stellrad und dem durchmessergrößeren Teil des Trägergehäuses 4 befinden sich die hier nicht dargestellten Lagerbuchse und Lagerring.
  • Figur 2b zeigt das Stellrad 5 mit zwei im Durchmesser unterschiedlichen Durchtrittöffnungen, durch die jeweils die Tragachse 15 hindurchtritt. Ebenfalls zu erkennen sind die beiden Drehwinkelbegrenzer, die sich radial auswärts erstrecken und dabei in Richtung des freien Endes der Tragachse 15 zeigen. Die beiden Abschnitte mit der Durchtrittsbohrung bilden eine Aufnahmetasche für eine Schenkelfeder 10, deren Auge koaxial zu den beiden Durchtrittsöffnungen angeordnet ist. Im oberen Bereich des Stellrades 5 sind zwei längere Arme dargestellt, die in Richtung des Gehäuses 4 weisen und den Lichtleiter 6 gemäß Figur 2c haltern . Dieser weist einen zylindermantelabschnittartig geformten Lichtsammelabschnitt 22 auf und ein Lichtaustrittsende 21. Die Radabdeckung 11 ist dabei über den Lichtleiter 6 auf das Stellrad 5 so aufgeklipst, dass sie nicht ohne weiteres abgezogen werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass auf der inneren unteren Seite der Radabdeckung 11 zwei Wülste angeformt sind, die über die länglichen Arme des Stellrades greifen, so dass dieses wie in der Radabdeckung 11 einrastet.
  • Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Leuchtmittel auf der SMDbestückten Leiterplatine 7 Licht aussenden, insbesondere in unterschiedlicher Farbausprägung. Besonders wichtig ist hierbei, dass in der Ruhestellung des erfindungsgemäßen Daumenrades eine andere Lichtfarbe durch das Bedienteil nach außen tritt als am oberen oder unteren Anschlagpunkt im Fall einer Ausbildung als Rastschalter. Besonders wichtig ist auch, daß einem Bediener durch ein in unterschiedlichen Farben leuchtendes Leuchtmittel unterschiedliche Funktionszustände anzeigbar sind, die ohne weitere Betätigung des Schalters aufeinander folgen.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    elektrischer Schalter
    2
    Mehrfachbedienelement
    3
    4
    Trägergehäuse
    5
    Stellrad
    6
    Lichtleiter
    7
    Leiterplatine
    8
    Leuchtmittel
    9
    Mittel
    10
    Rückstellfeder
    11
    Radabdeckung
    12
    Kabeldurchführung
    13
    Label
    14
    Hallelement
    15
    Tragachse
    16
    Lagerbuchse
    17
    Lagerring
    18
    Magnet
    19
    Paßscheibe
    20
    Sicherungsscheibe
    21
    Lichtaustrittsende
    22
    Lichtsammelseite

Claims (12)

  1. Elektrischer Schalter (1) zur Verwendung an
    Mehrfachbedienelementen (2) im Bereich der Nutzfahrzeuge, dessen Bedienteil eine Drehbewegung um einen begrenzten Winkel ausführt und durch einen festen Körper außerhalb des Schalters (1) unmittelbar betätigbar ist, aufweisend ein Trägergehäuse (4) und ein Stellrad (5) aufweisend ein Bedienteil, wenigstens ein Leuchtmittel (8) und einen Lichtleiter (6), wobei das Bedienteil arbeitspositionsabhängig in unterschiedlicher Farbe beleuchtet ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (6) eine räumlich große Lichtsammelseite (22) und ein einziges, im Vergleich zur Lichtsammelseite (22) räumlich kleines, Lichtaustrittsende (21) aufweist, so daß er das Bedienteil in jedem seiner Auslenkungszustände mit Licht räumlich voneinander getrennter Leuchtmittel (8) oder eines einzigen Leuchtmittels (8) beleuchtend ausgebildet ist.
  2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (6) durch das Trägergehäuse (4) selber gebildet ist, indem das Trägergehäuse (4) aus transparentem thermoplastischen Material gebildet ist.
  3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienteil (3) eine Neutral- und zwei oder mehr Arbeitspositionen aufweist.
  4. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägergehäuse (4) eine Leiterplatine (7), insbesondere eine SMD-bestückte Leiterplatine (7), trägt, die wiederum Leuchtmittel (8) trägt und dass das Trägergehäuse (4) einen Lichtleiter (6) aufweist.
  5. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellrad (5) an einer Tragachse (8) des Trägergehäuses (4) angeordnet ist und Mittel (9) zur Begrenzung der Drehbewegung des Stellrades (5) aufweist.
  6. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückstellfeder (10) zur Rückstellung des ausgelenkten Stellrades (5) in dessen Ruhelage zwischen Trägergehäuse (4) und Stellrad (5) vorgesehen ist.
  7. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Stellrad (5) eine Radabdeckung (11) befestigt ist, insbesondere eine auf das Stellrad (5) aufgeschnappte Radabdeckung (11), wobei vorzugsweise ein Lichtleiter (6) zwischen Radabdeckung (11) und Stellrad (5) vorgesehen und gehaltert ist.
  8. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (6) als ein gebogenes und in Einbaulage um 180° gedrehtes T ausgebildet ist.
  9. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bis zu drei Leuchtmitteln (8) mit jeweils unterschiedlicher Lichtfarbe oder mit wechselnder Lichtfarbe vorgesehen sind.
  10. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Leuchtmittel (8) mit wechselnder Lichtfarbe vorgesehen ist.
  11. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (1) als berührungsloser Schalter (1) ausgebildet ist, insbesondere als Hall-Schalter oder ReedSchalter (1) ausgebildet ist.
  12. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatine (7) mechanisch vor eindringendem Wasser oder Staub geschützt ausgebildet ist, insbesondere mittels transparenter Vergussmasse vergossen oder mittels transparentem Kleber verklebt ist.
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