Rüttiger, Anton (Ellerweg 11, Wildflecken, 97772, DE)
| 1. | Bedienelement (1), aufweisend einen Betätigungsknopf (2), der auf einer Welle (3) auf sitzt, sowie LED's (6), welche auf einer Leiterplatte (7) befestigt sein können, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Betätigungsknopf (2) ein magnetisches Mittel (8,8. 1, 8.2) funktional verbunden ist, dem wenigstens ein Magnet (9) zugeordnet ist, wobei beim vertikalen Bewegen durch Schieben des Betätigungsknopfes (2) das magnetische Mittel (8,8. 1,8. 2) vom Magneten (9) durch Kippen abhebt und eine am Betätigungsknopf (2) angebrachte Codierscheibe (10) derart in eine Schräglage gebracht wird, dass ein Licht fluss an durch die LED' (6) gebildeten Lichtschranken (11) unterbrochen und/oder geöff net wird. |
| 2. | Bedienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Mittel (8) ein Stahlkern (8. 1) ist. |
| 3. | Bedienelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (8.1) achteckig ist. |
| 4. | Bedienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Mittel (8) ein magnetisches Gebilde (8.2) ist, bestehend aus acht miteinander verbunde nen Facetten. |
| 5. | Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (9) ein Permanentmagnet ist. |
| 6. | Bedienelement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierscheibe (10) eine am Betätigungsknopf (2) angebrachte Kulisse ist. |
| 7. | Bedienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Welle (3) eine Encoderwelle mit einer Codierung verbunden ist, die mit den Lichtschranken (11) funk tional in Verbindung steht. |
| 8. | Bedienelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Encoderwelle ein Lichtleiter ist. |
| 9. | Bedienelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter trans parent ausgeführt ist, welcher umfangsseitig im Wechsel Lichtspiegel (5) und Licht durchlässe ausweist. |
| 10. | Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Welle (3) ein an der Leiterplatte (7) befindlicher Taster (12) oder Kontakt in Wirkver bindung steht. |
| 11. | Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (9) durch einen Elektromagneten ersetzt oder ergänzt wird. |
Aus"Mensch-Maschine-Interface", Proseminar Software für Automobilsteuergeräte, Referent Gary Weissenbacher, Seiten 7 bis 10 ist ein Bedienelement der gattungsgemäßen Art be- kannt, weicher neben gedreht und getastet in der Ebene auch gekippt oder verschoben wer- den kann.
Insbesondere das Kippen oder Verschieben des Bedienknopfes bzw. Betätigungsknopfes kann bei diesen bekannten Ausführungen zu undefinierbaren Stellungen des Knopfes und damit der Funktionsauswahl führen.
Ein joystickartiges Betätigungselement, welches vorzugsweise flach ausgeführt ist, wird in der nicht vorveröffentlichten DE 101 52 978.3 offenbart. Das Betätigungselement ist so kon- zipiert, dass der Betätigungsknopf in vier unterschiedliche Kontaktlagen gebracht bzw. ge- drückt werden kann, wobei jeweils nur eine Kontaktgabe erfolgt. Eine im Betätigungselement, verwendete Kontaktmatte ist auf eine Leiterplatte aufgeclipsbar und als 4-fach-Kontaktmatte ausgeführt. Die Kontaktmatte ist im Kontaktzentrum für eine LED ausgespart, um die Be- leuchtung der Symbole auf dem Betätigungsknopf zu gewährleisten.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Konzept anzugeben, wodurch insbesondere die Funktionsanwahl eines Kippstellers oder Schiebestellers innerhalb eines Bedienelements eindeutig definiert wird.
Gelöst wird diese Aufgabe durch das Einbinden eines Haftmagnetensystems in ein Be- dienelement nach dem Anspruch 1, wodurch die Funktion"Schiebesteller"in eindeutige La- gen gebracht wird und die undefinierten Zwischenstellungen nicht angewählt werden kön- nen. Die Basis-Anlenkung erfolgt vorzugsweise über einen Kippkern und Dauermagneten.
Der Kippwinkel wird während der Betätigung gemessen, beispielsweise über Analoglicht- schranke, und kann in einer bevorzugten Ausführung mittels einem zusätzlichen Elektroma- gneten einer vorprogrammierten Kipplinie angepasst werden. Dieser kann mit dem Dauer- magneten in Kombination gebracht werden, z. B. Dauermagnet innen und Elektromagnet um diesen herum befindlich.
In Weiterführung der Erfindung ist dieses Bedienelement ebenfalls mit weiteren Funktionen wie Tasten, Drücken und/oder Drehen ausgestattet. Insbesondere die Drück-Funktion kann optisch digital, optisch analog, magnetisch oder mechanisch ausgewertet werden.
Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt : Fig. 1 ein Bedienelement mit Stahikern in Ruhefunktion, Fig. 1a magnetisches Gebilde anstelle des Stahikerns aus Fig. 1, Fig. 2a, b das Bedieneiement aus Fig. 1 in Funktion Schieben, Fig. 3a, b das Bedienelement aus Fig. 1 in Funktion Drücken, Fig. 4a-4e Varianten der Kontaktinformation für die Funktion Drücken.
In Fig. 1 ist ein Bedienelement 1 mit einem Betätigungsknopf 2, welcher über eine Welle- Drehknopf 3 in einem nicht rotierenden Zylinder 4 geführt wird, dargestellt.
Für die Funktion"Drehen"ist wenigstens ein Lichtspiegei 5 an einer Encoderwelle vorgese- hen, dem LED's 6 wenigstens einer Leiterplatte 7 zugeordnet sind. Mit dem Betätigungs- knopf 2 funktional in Verbindung stehend ist ein magnetisches Mittel 8, beispielsweise ein achteckiger Stahikern 8.1 (Oktaeder) oder ein magnetisches Gebilde 8.2 bestehend aus acht miteinander verbundenen Facetten (1, 5°) (Fig. 1a), mit einem zugehörigen Magneten 9, hier einem Permanentmagneten, vorgesehen. Das magnetische Mittel 8 kann auf einem Dämp- fungselement 13 gelagert sein. Der komplette Betätigungsknopf 2 (siehe Fig. 2b) wird über den zentralen Permanentmagneten 9 vorzugsweise mittig gehalten. Der Stahlkern 8.1 ist beispielsweise fest mit dem Zylinder 4 verpresst. Die Leiterplatte 7 weist in diesem Bereich vorzugsweise eine Ausnehmung bzw. einen Durchbruch auf.
Die Fig. 2a und 2b widerspiegeln die Funktion"Schieben" ("Kippen").
Dazu greift eine Kraft B an den Betätigungsknopf 2 an und versucht diesen in die ge- wünschte Richtung zu verschieben. Beim Kippen ergibt sich ein steiler Anstieg der einwir- kenden Kraft, die danach abnimmt und am Anschlag über einen nicht dargestellten am Zylinder 4 angebrachten Gummiring oder dergleichen wieder ansteigt. Das Kippen erfolgt nicht über einen zentrischen Drehpunkt, sondern läuft über eine Kante des achteckigen Stahikerns 8. 1. Dabei hebt die Welle-Drehknopf 3 beim Kippen ab. Dadurch wird bezogen
auf den zentrischen Drehpunkt die theoretisch vertikale Relativbewegung des Betätigungs- knopfes 2 reduziert. Die achteckige Form des Stahikerns 8.1 führt zum einen zu einer Bevor- zugung der acht Hauptrichtungen, zum anderen wird dadurch der gesamte Betätigungsknopf 2 zentriert. Die Haptik des Kippens wird durch die Abmessungen des Permanentmagneten 9 und die des Stahlkrens 8.1 bestimmt, d. h., durch Veränderungen dieser Parameter kann die Haptik beeinflusst werden. Dies kann bevorzugt auch durch einen zusätzlichen Elektroma- gneten erfolgen (nicht näher dargestellt). Dieser befindet sich dann beispielsweise unterhalb des Stahikerns 8.1 und umschließt den Permanentmagneten 9 teilweise oder ganz. Durch das Kippen wird eine am Betätigungsknopf 2 befestigte Codierscheibe 10 in eine Schrägla- ge versetzt. Diese Schräglage bewirkt, dass der Lichtfluss an mehreren Lichtschranken 11, gebildet durch die LED's 6, unterbrochen bzw. geöffnet wird. Das Prinzip ist aus der nicht vorveröffentlichten DE 103 42 335.4 bekannt, auf die hiermit Bezug genommen wird.
Die Auswertung der Schiebebewegung erfolgt vorzugsweise über acht auf der Leiterplatte 7 befindliche Lichtschranken 11, wobei jeweils zwei Lichtschranken 11 aus einer gemein- samen Sendediode und zwei Emfpängern bestehen. Die Sendedioden werden vorzugsweise gepulst betrieben, wodurch einer Alterung der Lebensdauer vorgebeugt werden kann. Durch die Codierscheibe 10, beispielsweise eine Kulisse, die am Betätigungsknopf, insbesondere am Kippelement befestigt ist, werden beim Kippen in eine Richtung drei Lichtschranken 11 unterbrochen und so die Betätigungsrichtung sicher erkannt.
Die Drehfunktion lässt sich anhand der Fig. 1 näher erklären.
Der Betätigungsknopf 2 ist über die Welle-Drehknopf 3 im Zylinder 4 radial gelagert. Axial sichert die Encoderwelle den Betätigungsknopf 2 gegen ein herausziehen. Dies geschieht vorzugsweise durch Rastnasen (nicht näher dargestellt) an der Encoderwelle, die dabei bei- spielsweise in eine Radialnut am Zylinder 4 eingreifen. Eine gewünschte haptische Rast kann am Zylinder 4 vorgesehen werden. Beim Drehen nimmt der Betätigungsknopf 2 die Encoderwelle mit und unterbricht bzw. schließt einen Lichtdurchfluss zwischen den zu den Lichtschranken 11 zugehörigen LED's 6. Dieses Signal wird dann von der Elektronik (nicht näher dargestellt) ausgewertet. Die Encoderwelle ist vorzugsweise a ! s Lichtleiter (transpa- rent) ausgeführt, wozu an den entsprechenden Stellen jeweils ein Lichtspiegel 5 angeordnet ist, wodurch das von der Sendediode ausgesendete Licht zur entsprechenden Empfänger- diode gelenkt wird. Am Umfang des Lichtleiters wechseln sich somit Lichtspiegel 5 und Lichtdurchlässe in entsprechender Weise ab. Die Anzahl und Anordnung der LED's 6 im Winkel zueinander ist dabei abhängig der Anzahl der einzustellenden Rastpunkte und kann nach bekannter Methode berechnet werden. Eine solche Codierung ist auch in der nicht vor- veröffentlichten DE 103 42 325.7 offenbart, auf die hiermit Bezug genommen wird : Bei die- sem optischen Encoder ist die Codierscheibe ein spezieller Lichtleiter.
Anhand der Fig. 3a und 3b lässt sich die mechanische Druckfunktion besser erläutern.
Über die Welle-Drehknopf 3 wird die Druckkraft vom Betätigungsknopf 2 auf einen darunter befindlichen Taster 12 bzw. Kontakt übertragen.
In weiteren Fig. 4 a, b sind weitere mechanische Kontaktvarianten aufgezeigt. So ist die Ein- bindung einer Schaltfolie 20 nach Fig. 4a möglich. Eine weitere Variante ist in Fig. 4b darge- stellt. Hierbei wird die Schaltfolie funktional durch Kontaktfedern 21 ersetzt.
Eine berührungslos arbeitende Variante zeigt Fig. 4c. Hierbei können die vorhandenen Licht- schranken 11 des Bedienelements 1 genutzt werden. Mit Hilfe von mehreren Lichtschranken 11, beispielsweise vier der acht d. h., jede zweite, wird ein Drücken ermittelt, wenn diese vier Lichtschranken 11 gleichzeitig unterbrochen werden. Der Vorteil liegt in der einfachen Aus- wertung. Eine optisch analoge Variante zeigt Fig. 4d auf. Dabei werden vorzugsweise zwei um 45° versetzte analoge Lichtventile 22, bestehend aus wenigstens einem Sender-und wenigstens einem Empfängerbaustein, verwendet. Die Verwendung eines Hallelements 23 und eines entsprechenden Magneten 24 anstelle der Lichtventile liegt Fig. 4e zugrunde.
Die Ausleuchtung einer vorgesehenen Suchbeleuchtung im Nachtdesign kann mittels einer LED erfolgen, die im Taster 12 bzw. in diesem Bereich unterhalb der Welle 3 integriert ist (nicht näher dargestellt).
Das vorgeschlagene Betätigungselement 1 ist einbaufähig in einer zentralen Bedieneinheit (nicht näher dargestellt).
Es versteht sich, dass im Rahmen des erfinderischen Gedankens Weiterführungen möglich sind. So kann der Magnet 9 durch einen nicht näher dargestellten Elektromagneten mit sei- ner bekannter Ansteuerung zur Funktion ersetzt oder erweitert werden. Das Prinzip des Schieben des Betätigungsknopfes, welches zwar in technisch in ein Kippen umgesetzt, dem Benutzer aber immer noch als Schieben des Betätigungsknopfes selbst beibehalten bleibt, bleibt dabei Voraussetzung. D. h., obwohl die Funktionsauswahl durch Kippen des Betäti- gungsknopfes erfolgt, hat der Bediener weiterhin das Gefühl, diesen Betätigungsknopf zu schieben.
Obwohl des Bedienelement 1 alle drei Funktionen in sich vereint, sind auch Einzelkombina- tionen möglich.