B E S C H R E I B U N G

Bedienelement für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Drehbedienelement mit einem Bedienelementkörper und einem Drehknopf, der wenigstens um eine Drehachse drehbar gelagert ist, wobei Bedienelementkörper und Drehknopf so zusammenwirken, dass durch Verdrehen des Drehknopfs eine erste zugehörige Schaltfunktion bereitgestellt wird

Es sind Joystick-Bedienelemente bekannt, bei denen ein Schalthebel entlang wenigstens 2 vorgegebenen Richtungen oder frei verschwenkbar ist, bei denen mit Erreichen jeder Endstellung eine Schaltfunktion ausgeführt wird (digitale Schaltfunktion) oder bei denen proportional zur jeweiligen Auslenkung in den zwei zueinander senkrecht stehenden Auslenkrichtungen ein zugehöriges Signal erzeugt wird, das beispielsweise zur Bewegung eines Cursors auf einem zugehörigen Anzeigefeld einer Anzeigevorrichtung verwendet wird. Bei letzterem werden die zugehörigen der Verschwenkung entsprechenden Signale durch eine Potentiometerverstellung oder mittels eines optischen Encoders erzeugt. Die üblichen Joysticks weisen dazu einen zentral angeordneten und mittels eines Kreuzgelenks gelagerten Bedienhebel auf. Zwar ist eine Verkleinerung des Bedienhebels möglich, die Verkleinerungen weisen jedoch den Nachteil auf, dass Sie nur bei direktem Hinblicken zu Ertasten sind, da Sie aufgrund der Verkleinerung nicht umgriffen werden können, können Sie nicht oder zumindest nur eingeschränkt für andere Schaltfunktionen, beispielsweise als Drucktaster, zur Verfügung stehen.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch festgestellt, dass der Fahrer eines Kraftfahrzeugs traditionell gewohnt ist, eine Bedienung durch Drehschalter vorzunehmen. Der konventionelle Drehschalter und seine zur Verfügung stehenden Schaltfunktionen reichen jedoch nicht aus, um aus den immer mehr zunehmenden, insbesondere gleichzeitig auf einem Anzeigefeld, Display oder Monitor angezeigten Wahlmöglichkeiten auszuwählen und Eingaben vorzunehmen. Um dem Fahrer

und/oder Bediener eine leichtere, das heißt eine so gering wie mögliche Aufmerksamkeit abverlangende, Orientierung bei der Bedienung zu verschaffen, haben sich die Erfinder die Aufgabe gestellt, ausgehend von einem Drehschalter eine Bedienmöglichkeit zu schaffen, wobei gegenüber einem reinen Drehschalter eine verbesserte Funktionalität bereitgestellt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Drehknopf in wenigstens einer, im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse stehenden Richtung gegenüber dem Bedienelementkörper verschiebbar gelagert ist, wobei wenigstens eine zusätzliche Schaltfunktion bereitgestellt wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der nebengeordneten Ansprüche.

Die Erfindung betrifft ein Drehbedienelement mit einem Bedienelementkörper zur Aufnahme der zugehörigen Schaltelemente, wie beispielsweise optische Encoder. Ferner ist ein Drehknopf vorgesehen. Der erfindungsgemäße Drehknopf ist hinsichtlich seiner Ausgestaltung nicht eingeschränkt. Er umfasst beispielsweise einen zylindrischen Ring und eine den zylindrischen Ring zum Bediener hin abschließende tellerförmige Kappe. Der Ring ist beispielsweise aus haptischen und/oder optischen Gründen verchromt. In dem Drehknopf können ein hinterleuchtbares Symbol und ein zugehöriges Lichtleitelement angeordnet sein. Der Drehknopf ist erfindungsgemäß wenigstens um eine Drehachse drehbar gelagert, wobei Bedienelementkörper und Drehknopf so zusammenwirken, dass durch Verdrehen des Drehknopfs eine erste zugehörige Regel- und/oder Schaltfunktion bereitgestellt wird.

Beispielweise kann ein dem Maß der Drehverstellung entsprechendes, gegebenenfalls proportionales, Ausgangssignal als Regelfunktion erzeugt werden. In einer anderen Ausgestaltung ist eine reine Schaltfunktion vorgesehen, wobei durch ein Hin- und Herbewegen des Drehknopfes ein Umschalten zwischen einer Aus- und Einschaltstellung eines mit dem Drehknopf mechanisch verbundenen Schaltelements bewirkt wird. Neben der Drehverstellung um die Drehachse kann eine Schaltfunktion durch Bewegung des Drehknopfes in einer zur Drehachse parallelen Richtung bereitgestellt werden.

Der erfindungsgemäße Drehknopf zeichnet sich dadurch aus, dass er in wenigstens einer, im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse stehenden Richtung gegenüber

dem Bedienelementkörper verschiebbar gelagert ist, und somit seine Drehachse parallel verlagert wird. Durch diese Verlagerung wird erfindungsgemäß eine zusätzliche Regel und/oder Schaltfunktion bereitgestellt. Wie zuvor beschrieben, kann ein dem Maß der Verschiebung entsprechendes Ausgangssignal als Steuergröße erzeugt werden. Bei einer reinen Schaltfunktion bewirkt die Verschiebung ein Umschalten zwischen einer Aus- und Einschaltstellung eines mit dem Drehknopf mechanisch verbundenen Schaltelements. Bei einer besonders einfachen Gestaltung wird die Verschiebung des Drehknopfes durch eine Gleitlagerung des Drehknopfes gegenüber dem Bedienelementkörper erreicht.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Drehknopf in zwei, im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse stehenden Richtungen gegenüber dem Bedienelementkörper verschiebbar gelagert, wodurch eine Joystick-Funktionalität bereitgestellt wird. Im einfachsten Fall wird so eine Vier-Wege-Verschiebbarkeit des Drehknopfes bereitgestellt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Drehknopf frei in einer zur Drehachse senkrechten Ebene verschiebbar. Joystick-Funktionalität im Sinne der Erfindung meint, dass in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung eine Schaltfunktion bereitgestellt wird. Hierbei ist ein Schaltsignal oder ein zum Betätigungsweg proportiona _: les Signal erzeugbar. Beispielsweise kann eine Verschiebbarkeit in zwei senkrechten Richtungen zur Steuerung von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs verwendet werden, beispielsweise zur Navigation in einem Display. Bei einer freien Verschiebbarkeit in einer zur Oberfläche des Bedienelements horizontalen Ebene eignet sich das erfindungsgemäße Bedienelement als Mausersatz, d.h. als Eingabemittel, um auf einem Anzeigegerät einen Cursor zu bewegen.

Vorteilhaft ist zur Bereitstellung der Joystick-Funktionalität ein Kreuzgelenk vorgesehen, um die Verschiebung des Drehknopfes auf zugehörige Schalt- oder Regelelemente zu übertragen, die im Bedienelementkörper angeordnet sind.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Drehknopf mittels Rollenlagerung, das heißt auf Achsen gelagerten Rollen, verschiebbar gegenüber dem Bedienelementkörper gelagert. Dadurch wird besonders einfach eine nahezu reibungs-

freie Verschiebung des Drehknopfes insbesondere bei zwei möglichen Verschiebungsrichtungen (Vier-Wege-Schalter) gestattet.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung ist der Drehknopf mittels Kugellagerung verschiebbar gelagert. Dadurch wird eine reibungsfreie und verschleißarme Lagerung erreicht, die zudem eine einfache freie Verschiebung des Drehknopfs gegenüber dem Bedienelementkörper gestattet.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Lagerung zur Verschiebung des Drehknopfes unterhalb des Drehknopfs, bevorzugt innerhalb eines durch den Drehknopf vorgegebenen Hohlraums, angeordnet. Dadurch kann die Lagerung vorteilhaft vor Staub, Reinigungsflüssigkeit und andersartiger Verschmutzung geschützt werden.

Bevorzugt sind zudem mechanische Mittel, wie eine Feder, zur Rückstellung des Drehknopfes in eine Ruhestellung vorgesehen. Die Ruhestellung ist eine bezüglich der maximalen Verschiebbarkeit in der jeweiligen Verschieberichtung mittige Stellung, vorteilhaft liegt dabei der Mittelpunkt des Drehknopfes in der Mittelachse und/oder Drehachse des Bedienelements.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Drehknopf mit einem im Wesentlichen scheibenförmigen Innenteil versehen, das in einem Käfig verschiebbar aufgenommen ist. Dadurch wird eine kompakte Bauweise erreicht. Scheibenförmig im Sinne der Erfindung ist weit auszulegen, beispielsweise kann das Innenteil sternförmig sein oder lediglich eine flache Ringform aufweisen. Der zentrale Innenteil kann durchbrochen sein und/oder der Lagerung des Kreuzgelenkes dienen. Bevorzugt ist das im Wesentlichen scheibenförmigen Innenteil jeweils gegenüber den in Drehachsenrichtung benachbarten Flächen des Käfigs mittels wenigstens drei, bevorzugt gleichmäßig beabstandeten, Kugeln oder Kugelpaaren verschiebbar gelagert. Beispielsweise sind jeweils 3 Kugelpaare gleichmäßig beabstandet über den Umfang des im Wesentlichen scheibenförmigen Innenteils verteilt, das heißt um jeweils 120° um die Drehachse versetzt angeordnet.

Zum Erreichen einer hohen Festigkeit und Haltbarkeit sind das im Wesentlichen scheibenförmige Innenteil und/oder der Käfig aus einer Zink-Aluminium-Magnesium- Kupfer-(ZAMAK)-Legierung hergestellt. Beispielsweise sind das Innenteil und/oder der Käfig im Zinkdruckgussverfahren hergestellt.

Aufgrund seiner zusätzlichen Funktionalität findet das erfindungsgemäße Drehbedienelement vorteilhaft bei einem Kraftfahrzeug oder bei einem Haushaltsgerät („weiße Ware") Anwendung. Da der Bediener meist an eine Bedienung mittels Drehschalter gewöhnt ist, bedarf es keiner Umgewöhnung trotz zusätzlicher Funktionalität durch den erfindungsgemäßen Drehschalter. Andererseits wird der Bedienkomfort gesteigert, da das erfindungsgemäße Bedienelement eine gegenüber einem gewöhnlichen Drehschalter gesteigerte Funktionalität aufweist, die ein Umgreifen zu einem weiteren Bedienelement entbehrlich macht. Diese gesteigerte Funktionalität kann beispielsweise die Cursor-Steuerung auf einer zugehörigen Anzeigeeinrichtung beinhalten.

In der beigefügten Figur ist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehknopfes des verbesserten Drehbedienelements dargestellt, ohne die Erfindung darauf zu beschränken, es zeigt:

Figur 1 eine schematische Explosionszeichnung des Drehkopfes 1 ;

Figur 2 eine Detailansicht einiger zusammengesetzter Komponenten aus Figur 1 ist; und

Figur 3 eine perspektivische Detailansicht einiger der in Figur 1 gezeigten Komponenten.

Fig. 1 zeigt einen Teil des Drehknopfs 1 des erfindungsgemäßen Bedienelements. Dem Bediener ist eine tellerförmige Abdeckung 2 zugewandt, der sich ein im Wesentlichen zylindrischer, verchromter Ring 6 als Griffbereich des Drehknopfes 1 zur Bedienerseite hin anschließt. Der dadurch definierte Hohlraum dient der Aufnahme eines Lichtleitelements 6 zur Hinterleuchtung eines in der Abdeckung 2 angeordneten durchscheinenden Symbols oder Designelements. Die Hinterleuchtung

erfolgt durch eine nicht näher dargestellte Lichtquelle, die im Bereich des nicht dargestellten Bedienelementkörpers, der sich auf der dem Bediener abgewandten Seite des Drehknopfes 1 (links in Figur 1) befindet, angeordnet ist.

Der Hohlraum des Drehknopfes 1 dient der Aufnahme der Lagerung zur Verschiebung des Drehknopfes 1 in einer zu seiner, in etwa in der Papierebene der Figur 1 liegenden Drehachse senkrechten Ebene. Durch die Integration in den durch den Drehknopf 1 vorgegebenen Hohlraum, fällt trotz dieser zusätzlichen Bewegbarkeit keine zusätzliche Bauhöhe an. Die Bewegbarkeit wird durch ein im Wesentlichen scheibenförmiges Innenteil 3 erreicht, das in einem aus der Führungsplatte 4a und dem Führungsblech 4b gebildeten Käfig in beliebige Richtung verschiebbar ist. Die Verschiebebewegung des Drehknopfes 1 wird mittels eines Kreuzgelenkes 5 auf die in dem Bedienelementkörper angeordnete Schalt- oder Regelelemente übertragen. Hierbei werden, je nach gewünschter Funktionalität, aus dem Stand der Technik bekannte Technologien verwendet,

Die Anordnung der Komponenten 3, 4a, 4b und 5 des Drehknopfes 1 sind in Figur 2 im zusammengesetzten Zustand gezeigt. Die Führungsplatte 4a und das Führungsblech 4b sind mittels Schnapphaken miteinander verrastet. Der dabei gebildete Käfig dient der Aufnahme des im Wesentlichen scheibenförmigen Innenteils 3. Dessen nahezu verschleiß- und reibungsfreie Verschiebbarkeit wird durch drei Kugelpaare 8 erreicht, die im Detail in Figur 3 gezeigt sind und jeweils um 120° um die Drehachse versetzt angeordnet sind. Das Innenteil 3 dient ebenfalls der Lagerung des Kreuzgelenks 5, mit dessen Hilfe die Verschiebung mechanisch in eine elektrische Schaltoder Regelfunktion umgewandelt wird. Weitere Rastösen des Führungsblechs 4b dienen zur Verrastung mit Rastnasen, die am verchrombaren Ring 7 vorgesehen sind.

Der Drehknopf 1 ist um seine Mittelachse 9 drehbar und mittels der ineinander gerasteten Führungsteile 4a, 4b in beliebiger Richtung verschiebbar. Die Verschiebung erfolgt hierbei in einer zur Mittelachse 9 senkrechten Ebene, die im Wesentlichen in einer Ebene mit der Abdeckung 2 liegt, so dass sich für den Bediener eine im Wesentlichen horizontale Verschiebbarkeit bei einer Abordnung des Bedienelements in einer Mittelkonsole eines Kraftfahrzeugs ergibt.

Die Kugel 8 in der zugehörigen Kugelaufnahme 10 bewegen sich gegeneinander und in unterschiedliche Richtungen, wobei die Kugeln 8 aneinander und an den Führungsteilen 4a, 4b anliegen. Die Verschiebbarkeit der Führungsteile 4a, 4b über das feststehende Innenteil 3 wird durch die äußeren Enden 11 des Innenteils 3 begrenzt.