DE102007057940A1

DE102007057940A1 - Bedienelement für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102007057940A1
Application number: DE102007057940A
Authority: DE
Inventors: Gerold Eckert; Joachim Storath
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-12-01
Publication date: 2008-10-09
Also published as: WO2008119483A3; WO2008119483A2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehsteller (1) für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus mindestens - einem Drehknopf (1), der drehbar in einem Gehäuse (10, 24) gelagert ist, - einer verdrehfest mit dem Drehknopf (1) verbundenen Verlängerung (2) und - einem Drehwiderstand (7), wobei der Drehwiderstand (7) mittels der Verlängerung (2) verstellbar ist, wobei - an die Verlängerung (2) eine Verzahnung (3) angeformt ist und - die Verzahnung (3) mit einem im Gehäuse (10, 24) gelagerten Ritzel (4) und - das Ritzel (4) mit einem im Gehäuse (10, 24) gelagerten Zahnrad (5) zusammenwirkt, wobei der Drehwiderstand (7) mittels des Zahnrads (5) verstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehsteller für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus mindestens einem Drehknopf, der drehbar in einem Gehäuse gelagert ist, einer verdrehfest mit dem Drehknopf verbundenen Verlängerung und einem getriebeartigen Gebilde, das wiederum einen Drehwiderstand antreibt.
In Kraftfahrzeugen werden häufig Drehsteller in Bedienelementen verwendet, um veränderbare Stellgrößen, wie beispielsweise die Lautstärke eines Radios, einstellen zu können. Um den Bedienkomfort zu erhöhen und die Drehsteller auch ohne Tageslicht auffinden und bedienen zu können, sind diese Drehsteller hinterleuchtet und/oder mit hinterleuchtbaren Markierungen und/oder hinterleuchtbaren Symbolen versehen. Ist beispielsweise der Drehknopf oder Drehsteller, wobei diese Worte als Synonyme verwendet werden, mit einem Anzeigestrich versehen, der hinterleuchtet ist und ist auf der den Drehsteller umgebenden Blende des Armaturenbretts oder dem Gehäuse des Drehstellers selbst eine Skalierung vorgesehen, so ist ein Justieren auch bei schlechten Lichtverhältnissen oder in der Dunkelheit leicht möglich. Um mittels eines Drehstellers einen vorgebbaren Wert einstellen zu können und gleichzeitig eine Hinterleuchtung des Drehstellers zu realisieren, sind verschiedene Lösungen aus dem Stand der Technik bekannt.
In der DE 197 12 294 C2 ist ein Drehsteller beschrieben, bei dem das Licht einer Lichtquelle mittels eines Lichtleitkörpers einerseits zur Ausleuchtung des Drehknopfes und gleichzeitig zur Hinterleuchtung einer den Drehknopf umgebenden Korona verwendet wird. Hierzu ist das Leuchtmittel hinter einer mit einer Öffnung versehenen Leiterplatte angeordnet, wobei der Lichtleiter in die Öffnung der Leiterplatte hineinreicht, um somit einen möglichst guten Lichtübergang zwischen Lichtquelle und Lichtleiter zu gewährleisten. Neben dem Lichtleiter sind mit dem Drehsteller Widerstandsbahnen verbunden, die mittels des Drehstellers drehbar sind. Hierbei drehen sich die Widerstandsbahnen über Kontaktfedern, so dass ein Verstellen eines vorgebbaren elektrischen Wertes möglich wird.
Darüber hinaus ist aus der DE 101 27 211 B4 ein Drehknopf bekannt, der eine als Drehübertragungselement bezeichnete Verlängerung aufweist, wobei mit der Verlängerung ein Ringpotentiometer unmittelbar betätigbar ist. Das Drehübertragungselement dient gleichzeitig als Lichtleiter, wobei eine Lichtquelle unterhalb des Potentiometers auf einer Leiterplatte befestigt ist. Die Lichtquelle ist derart vor eine Öffnung montiert, dass das Licht in die Verlängerung und durch das Ringpotentiometer hindurch in Richtung des Drehstellers leitbar ist. Nachteilig hieran ist, dass die Einstellbarkeit des Ringpotentiometers unmittelbar an eine Verdrehung des Drehknopfes gekoppelt ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bedienelement und insbesondere einen Drehsteller für ein Kraftfahrzeug bereit zu stellen, mittels dem einerseits eine hohe konstruktive Freiheit bei der Anordnung der Bauelemente gegeben ist und darüber hinaus die Einstellbarkeit, das heißt der relative Drehwinkel zwischen dem Drehknopf und einem Drehwiderstand veränderbar und einstellbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass an die Verlängerung des Drehknopfes eine Verzahnung angeformt ist und die Verzahnung mit einem in einem Gehäuse gelagerten Ritzel drehmomentübertragend verbunden ist und das Ritzel mit einem im Gehäuse gelagerten Zahnrad zusammenwirkt, wobei der drehbare Widerstand mittels des Zahnrads verstellbar ist. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Bedienelementes und insbesondere die Zuordnung zwischen Drehknopf und Drehwiderstand ist nun die Möglichkeit gegeben, den Drehwiderstand sehr leicht an die konstruktiven Vorgaben, wie beispielsweise eine Bautiefe des Bedienelementes anpassen zu können. Hierbei ist es erfindungsgemäß möglich und vorteilhaft, dass der Drehwiderstand nahezu beliebig im Gehäuse des Bedienelementes anordbar ist. Hierdurch werden große konstruktive Freiräume erzeugt, die sich positiv auf die geometrischen Abmessungen des Bedienelementes auswirken. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist es, dass durch die Verwendung einer Übersetzung aus einer Verzahnung, einem Ritzel und einem Zahnrad eine Möglichkeit einer Einstellbarkeit des Übersetzungsverhältnisses gegeben ist. So können je nach Aufgabenstellung mit dem Drehsteller sehr hohe Auflösungen im Drehwiderstand, das heißt sehr genaue Einstellbarkeiten, ermöglicht werden. Darüber hinaus ist es selbstverständlich ebenfalls möglich, ein Untersetzungsgetriebe aus der Verzahnung, dem Ritzel und dem Zahnrad zu kombinieren, so dass bei großen Drehwinkeln am Drehsteller nur geringe Veränderungen am Drehwiderstand einstellbar sind. Vorzugsweise wird mit einem Übersetzungsverhältnis von ≥ 1 gearbeitet.
Ein weiterer Vorteil ist der, dass bei der Ausgestaltung des Bedienelementes die Anordnung des Leuchtmittels nun beliebig unterhalb des Drehknopfes im Bedienelement möglich ist. Sind bei den aus dem Stand der Technik bekannten Bedienelementen die Lichtleiter stets an konstruktiv aufwendige Lösungen gebunden, so ist es erfindungsgemäß nun möglich, die Ausleuchtung des Drehknopfes auf bekannte Weise durch beliebige Anordnung von Leuchtmitteln im Bedienknopf zu ermöglichen.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich dann, wenn an dem Drehknopf eine Rast vorhanden sein soll. Es ist nun erfindungsgemäß möglich, an eine an das Ritzel angeformte oder angebrachte Rastkontur Rastfedern anliegen zu lassen, wodurch ebenfalls eine einstellbare Rast erzielbar ist. Hierbei kann je nach Übersetzung zwischen der Verzahnung an der Verlängerung und der Zähnezahl des Ritzels sowie der Rastkontur eine feine oder grobe Auflösung der Rast erzielt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das Ausführungsbeispiel keine Beschränkung in der Bauform wiedergibt, sondern dass lediglich eine Lösung des in den Patentansprüchen definierten Schutzumfangs wiedergegeben ist. Es zeigen:
1 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Bedienelementes in der Seitenansicht,
2 eine Detailansicht eines Ritzels mit Rastkontur in teilweise geschnittener Darstellung
3 eine zum Teil geschnittene Darstellung des Bedienelementes von der Rückseite und
4 eine Seitenansicht mit einer Darstellung der erfindungswesentlichen Bestandteile des Bedienelementes
In der 1 ist ein Bedienelement in einer Schnittdarstellung mit seinen zur Erfindung wesentlichen Elementen wiedergegeben. Das Bedienelement besteht hierbei aus einem Drehknopf 1, einer mit dem Drehknopf 1 formschlüssig verbundenen Verlängerung 2, wobei die Verlängerung an ihrem in der 1 dargestellten unteren Ende eine Verzahnung 3 aufweist. Die Verzahnung 3 wirkt mit einem Ritzel 4 zusammen, das im Bedienelement drehbar gelagert gehalten ist. Das Ritzel 4 wiederum wirkt mit einem ebenfalls drehbar im Bedienelement gelagerten Zahnrad 5 zusammen, so dass eine Drehbewegung vom Drehknopf 1 über das Ritzel 4 an ein Zahnrad 5 übertragbar ist. In der Drehachse 6 ist ein Drehwiderstand 7 angeordnet, der vorzugsweise auf einer Leiterplatte 8 montiert ist. An der Drehachse 6 ist ein Stellmittel 9 angeformt, mit dem der Drehwiderstand 7 einstellbar ist, wobei das Stellmittel in der 3 besser sichtbar dargestellt ist.
Der Drehknopf 1 ist in einer Blende 10, zum Beispiel ein Armaturenbrett eines Kraftfahrzeuges oder in ein Gehäuse des Bedienelementes 10 eingebaut. In der dargestellten Form wird der Drehknopf 1 aus einer Randabdeckung 11, einer äußeren Hülse 12 und der Verlängerung 2 mit Verzahnung 3 gebildet. Es ist hierbei natürlich selbstverständlich, dass der Drehknopf 1 auch einstückig oder in anderen Kombinationen ausbildbar ist. Erfindungswesentlich ist eine einstückig angeformte oder mehrteilige aber verdrehfest verbundene Verzahnung 3 am Drehknopf 1, mittels der ein Ritzel antreibbar ist. Die Verzahnung 3 ist bevorzugt voll umfänglich am Bedienknopf 1 angeformt oder angebracht. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Drehknopf 1 auf einem flaschenhalsförmigen Innenknopf 14 gelagert. Im Inneren des Innenknopfes 14 sind Lichtleitelemente 15 sowie hülsenartige Befestigungsmittel 16 angeordnet, die die Knopfkappe 13 und/oder die Randabdeckung 11 beleuchten und/oder hinterleuchten. So ist es üblich, in eine Randabdeckung 11 und/oder die Knopfkappe 13 Symbole, Zeiger, et cetera 18 einzubringen. Zur Hinterleuchtung und/oder Durchleuchtung der Symbole 17, 18 sind auf der Leiterplatte 8 Leuchtmittel 19 montiert.
Das Ritzet 4 ist im Bedienelement 1 gelagert und dient zur Momentübertragung von der Verzahnung 3 auf das Zahnrad 5. Hierbei ist beispielhaft eine Ausführungsform eines Ritzels 4 wiedergegeben, bei der an das Ritzet 4 eine Rastkontur 20 angeformt ist. Zur leichten Montierbarkeit wird das Ritzel 4 mittels eines Zwischenstücks 21 im Gehäuse des Bedienelementes 1 positioniert und gehalten. Mittels des Zwischenstücks 21 wird mindestens eine Rastfeder 22, wie sie in der 2 dargestellt ist, gehalten. Selbstverständlich ist es ebenfalls möglich, mehrere Rastfedern 22 im Zwischenstück 21 und an der Rastkontur 20 anliegend aufzunehmen. Je nach ausgebildeter Rastkontur 20, Übersetzungsverhältnis und Rastfeder 22 sind beliebige Rastverläufe am Bedienelement einstellbar. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Ritzel 4 in einer zylinderförmigen Erhöhung 23 des Gehäuses 24 gelagert.
Erfindungsgemäß nimmt das Gehäuseteil 24 des Bedienelementes, das beispielsweise ein rückseitiger Gehäusedeckel 24 ist, das Zahnrad 5 auf. Hierbei ist eine Achse 25 des Zahnrads 5 im Gehäuse 24 drehbar gelagert aufgenommen. Zur leichteren Drehbarkeit des Zahnrads 5 liegt das Zahnrad mit einer ringförmigen Erhebung 26 auf dem Gehäuse auf. Die Zahnradachse 25 dient einerseits zur Lagerung im Gehäuse 24 und andererseits als Stellmittel für den Drehwiderstand 7. Bevorzugt ist der Drehwiderstand 7 ein Potentiometer 7. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Zahnrad 5 hohl ausgeführt, so dass sich eine hohlzylinderförmige Vertiefung 27 ausbildet, wodurch das Potentiometer 7 im Inneren des Zahnrads 5 anordbar ist. Durch diesen Aufbau ist es möglich, lediglich mit einer Leiterplatte 8 zu arbeiten, wobei die Leiterplatte 8 beidseitig bestückt ist. Eine verdeutlichende Ansicht des Zusammenbaus des Bedienelementes 1 ist in der teilweise geschnitten dargestellten Ansicht der 3 erkennbar. Deutlich zu erkennen ist die Achse 25 sowie die Anordnung des Potentiometers 7 auf der Leiterplatte 8.
In der 4 ist eine Seitenansicht auf das Bedienelement 1 dargestellt, wobei der Drehknopf 1 aus einer äußeren Hülse 12, die beispielsweise metallisch beschichtet ist und der Randabdeckung, die beispielsweise aus einem transluzenten Werkstoff wie Polycarbonat (PC) oder einem Elastomer ausbildbar ist, besteht. Zu Erkennen ist die Anordnung von Zahnkranz 3 zum Ritzet 4 und zum Zahnrad 5. Darüber hinaus sind die zur Hinterleuchtung oder zur Durchleuchtung des Drehknopfs 1 verwendeten Leuchtmittel 19 deutlich zu erkennen.
Wird nun der Drehknopf 1 vom Bediener bewegt, so dreht sich die Verlängerung 2 auf dem Innenknopf 14, wobei die Verzahnung 3 ein Drehmoment auf das Ritzel 4 überträgt. Hierbei würde eine Drehbewegung des Ritzels 4 mittels der Rastfedern 22 ein Rastgeräusch erzeugen und dem Bediener gleichzeitig eine haptische Rückmeldung über eine eingestellte Drehposition vermitteln. Die direkte Kopplung des Ritzels 4 in das Zahnrad 5 führt zu einer Übertragung des Drehmomentes vom Ritzel 4 auf das Zahnrad 5, wodurch die Achse 25 bewegt wird und gleichzeitig das Potentiometer 7 einstellbar wird. Anzumerken bleibt hier, dass beliebige Unter- oder Übersetzungsverhältnisse, je nach Wahl der Zähnezahl von Zahnkranz 3, Ritzet 4 und Zahnrad 5 einstellbar ist. Ein Vorteil der beispielhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der, dass lediglich eine Leiterplatte 8 benötigt wird, so dass eine kompakte Höhe des Bedienelementes realisierbar und eine beliebige Anordnung des Potentiometers 7 im Bedienelement möglich ist.
Vorzugsweise sind die Bestandteile des Bedienelementes aus Kunststoff gefertigt. Bevorzugte Kunststoffe sind Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA) für die Bestandteile Symbole und Lichtleiter und für die Ritzel und Zahnräder Polyoxymethylen (POM) und zum Teil, zum Beispiel für die Lagerstelle des Ritzels das Zwischenstück 21, das aus Zamac gefertigt ist und somit einen bestimmten Geräuscheffekt erzielen kann. Sollten je nach geometrischen Gegebenheiten im Kraftfahrzeug die Voraussetzungen vorliegen, dass das Potentiometer 7 weit entfernt vom Drehsteller 1 einzusetzen ist, so ist es erfindungsgemäß natürlich ebenfalls vorstellbar, ein weiteres Ritzel 4' (nicht dargestellt) zwischen dem Ritzel 4 und dem Zahnrad 5 anzuordnen, wodurch einerseits das Übersetzungsverhältnis beeinflussbar, aber auch der Drehwinkel am Potentiometer 7 einstellbar wird.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Bedienelementes ist der, dass Potentiometer 7 verwendet werden können, die eine einfache Verstellung bis zu 360 Grad ermöglichen, es aber darüber hinaus ebenfalls möglich ist, Potentiometer zu verwenden, die größere Einstellwinkel, das heißt größer 360 Grad ermöglichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19712294 C2 [0003]
- DE 10127211 B4 [0004]

Claims

Bedienelement für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus mindestens einem Drehknopf (1), der drehbar in einem Gehäuse (10, 24) gelagert ist, einer verdrehfest mit dem Drehknopf (1) verbundenen Verlängerung (2) und einem Drehwiderstand (7), wobei der Drehwiderstand (7) mittels der Verlängerung (2) verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an die Verlängerung (2) eine Verzahnung (3) angeformt ist und die Verzahnung (3) mit einem im Gehäuse (10, 24) gelagerten Ritzel (4) und das Ritzel (4) mit einem im Gehäuse (10, 24) gelagerten Zahnrad (5) zusammenwirkt, wobei der Drehwiderstand (7) mittels des Zahnrads (5) verstellbar ist.
Bedienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehwiderstand (7) in einer Mittelachse (25) des Zahnrads (5) im Gehäuse (10, 24) befestigt ist.
Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (5) unterhalb des Drehknopfs (1) im Gehäuse (10, 24) befestigt ist.
Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Ritzel (4) zusätzlich eine Rastkontur (20) vorgesehen ist, wobei an der Rastkontur (20) mindestens eine Rastfeder (22) anliegt.
Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Ende der Verlängerung (2) und dem Zahnrad (5) eine Leiterplatte (8) im Gehäuse (10, 24) befestigt ist.
Bedienelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Leiterplatte (8) mindestens ein Leuchtmittel (19) derart angeordnet ist, dass zumindest der Drehknopf (1) ausleuchtbar ist und dass im Drehknopf (1) mindestens ein transluzenter Bereich (17, 18) vorhanden ist.
Bedienelement nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehwiderstand (7) auf einer dem Drehknopf (1) entgegen gesetzten Seite der Leiterplatte (8) angeordnet ist.
Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Übersetzung zwischen Verzahnung (3), Ritzel (4) und Zahnrad (5) ≥ 1 eingestellt ist.
Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehknopf (1) mit der Verlängerung (2) in einer Zwischenplatte (14) drehbar aufgenommen ist, wobei die Zwischenplatte (14) mit einer Öffnung für das Leuchtmittel (19) versehen ist.
Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (3) das Ritzel (4) und das Zahnrad (5) aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyoxymethylen (POM) gebildet sind.