Bedienelement zur Einstellung einer Heiz-, Lüftungs- oder Klimaeinrichtung eines Kraftfahrzeugs

Die Erfindung betrifft ein Bedienelement für ein Kraftfahrzeug mit einem Drehsteller, der in einer Blende gehalten und um seine Mittelachse drehbar ausgeführt ist und der aus der Mittelachse heraus horizontal in unterscheidbare Schaltstellungen und vertikal verschiebbar ist und mittels dem in jeder Schaltstellung oder Verschiebeposition ein Parameter einer Heiz-, Lüftungs- oder Klimaeinrichtung des Kraftfahrzeugs einstellbar ist.

Bedienelemente zur Heiz-, Lüftungs- oder Klimasteuerung in einem Kraftfahrzeug sind zumeist in einem Armaturenbrett eingesetzt und zumeist ergonomisch an den Fahrer angepasst angeordnet. Hierbei befinden sich üblicherweise in dem Armaturenbrett eine Vielzahl von Messanzeigen und Bedieneinheiten, alleine für die Heiz-, Lüftungs- oder Klimasteuerung. So ist zum Beispiel ein Stufenschalter für das Gebläse, ein Wahlschieber oder Drehknopf für die Temperatur und ein oder mehrere Schieber oder Drehsteller für den Luftstromauslass vorhanden. Bei einfachen mechanischen Systemen zur Heiz-, Lüftungsoder Klimasteuerung werden hierzu diverse Bowdenzüge und/oder flexible Wellen, sogenannte Flexwellen verwendet. Bowdenzüge und/oder Flexwellen werden durch jeweils spezifische Drehsteller oder Schiebehebel bedient. Auf diesem Stellelement wird die gewählte Stellung durch einen Zeiger oder eine Markierung angezeigt, wobei die einzelnen Funktionen durch aufgedruckte Symbole auf einer Blende des Bedienelementes oder des Armaturenbrettes oder auf dem Stellelement angezeigt werden.

Um die Übersichtlichkeit beim Steuern der Heiz- und Lüftungsanlage in einem Kraftfahrzeug zu erhöhen, ist in der DE 199 29 294 A1 ein multifunktionales Bedienelement beschrieben. Bei diesem Bedienelement ist ein erstes Einstellelement in einer Bedienebene als Schiebefunktion eines anderen Einstellelementes in der Bedienebene ausgebildet. Aufgrund dieses Bedienelementes reduziert sich die Anzahl der Bedienelemente im Armaturenbrett, wodurch das Armaturenbrett übersichtlicher wird. In den einzelnen Schaltstellungen des Bedienelementes wird dem Drehsteller in jeder Schaltstellung eine andere Funktion zugeordnet. Diese Funktionen sind beispielsweise die Temperatur, die Luftstromauslasswahl oder die Luftstrommenge. In dieser Druckschrift ist zwar die funktionale Zuordnung von

einzelnen Schaltstellungen zu unterschiedlichen Funktionen des Bedienelementes beschrieben, es ist dieser Schrift aber kein Hinweis zu entnehmen, dass ein derartiges Bedienelement zur Bowdenzug- oder Flexwellenanlenkung eingesetzt werden kann.

Multifunktionale Bedienelemente zur Bowdenzug- und/oder Flexwellenanlenkung sind beispielsweise aus der US 3,286,044 sowie der DE 15 755 92 A1 bekannt. In beiden Systemen, erfolgt die Einstellung einer Heiz-, Lüftungs- oder Klimaeinrichtung mittels eines Bedienknopfes, der drehbar um seine Mittelachse, horizontal in einer Kulisse und aus der Kulisse heraus oder in die Kulisse hinein verstellbar ist. In beiden Systemen erfolgt durch die Bewegung des Bedienknopfes in dem Bedienelement eine mechanische Verstellung der Elemente der Heiz-, Lüftungs- oder Klimaeinrichtung. Keinem dieser Systeme kann aber ein Hinweis entnommen werden, das den unterschiedlichen Verschiebepositionen beziehungsweise Schaltstellungen unterschiedliche Funktionen zuordbar sind.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Bedienelement eines Kraftfahrzeuges zu konzipieren, bei dem zur Optimierung des vorhandenen Bauraums mittels eines Drehstellers in einem Bedienelement mehrere Funktionen ausführbar sind und das darüber hinaus mit minimalem konstruktiven Aufwand und minimiertem Kostenaufwand ein simples mechanisches System zur Ansteuerung verschiedenster Steuerungs- und Regelungseinrichtungen in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung stellt.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Drehsteller in einer Kulisse in beliebige Richtungen in unterscheidbare Schaltstellungen verstellbar ist, und dass der Drehsteller mit einem ersten Kupplungselement versehen ist, und dass das erste Kupplungselement in jeder Schaltstellung mit einem der Schaltstellung zugehörigen weiteren Kupplungselement verbunden ist, so dass in der jeweiligen Schaltstellung mittels des Drehstellers eine Verstellung mindestens eines Parameters der Heiz-, Lüftungs- oder Klimaeinrichtung ermöglicht wird. Durch den erfindungsgemäßen Gedanken ist nun die Möglichkeit geschaffen, mit simpelsten mechanischen Mitteln ein Bedienelement bereitzustellen, das durch die Verstellung in unterschiedliche Schaltstellungen und dem Einkuppeln des Drehstellers des Bedienelementes in dieser Schaltstellung mittels eines Kupplungselementes in ein weiteres Kupplungselement eine Einstellung der Heiz-, Lüftungsoder Klimaeinrichtung ermöglicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt das Bedienelement eine Kulisse, in der der Drehsteller in unterscheidbare, fest vorgebbare Schaltstellungen bringbar ist. In diesen Schaltstellungen wird der Drehsteller mittels magnetischer und/oder

elektrischer Kraft positioniert, wodurch eine eindeutige Zuordnung der Schaltstellung und darüber hinaus eine optimale Kraftübertragung im mechanischen System gewährleistet ist. Erfindungsgemäß ist es möglich, jeder Schaltstellung eine Anzeige zuzuordnen, so dass dem Bediener auch visuell die Einstellung der einzelnen Parameter der Heiz-, Lüftungs- oder Klimaanlage angezeigt wird. Angezeigt werden kann beispielsweise die Temperatur, die Luftstrommenge, die Luftstromauslasswahl, die Stufen der Gebläse, oder erfasste, ermittelte oder voreinstellbare Werte der Klimaanlage.

Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben und werden im Folgenden an einzelnen Ausführungsbeispielen beschrieben.

Figur 1 zeigt die Vorderansicht auf einen Drehsteller sowie die Anordnung der einzelnen Kupplungselemente in Bezug auf die Verstellung des Drehstellers,

Figur 2 die Seitenansicht auf die prinzipielle Darstellung eines Drehstellers mit Kupplungselementen gemäß der Figur 1 in der Ansicht A-A' und

Figur 3 zeigt die Vorderansicht auf ein erfindungsgemäß ausgeführtes Bedienelement mit einer Kreuzkulisse und den den jeweiligen Schaltstellungen zugeordneten Anzeigeeinrichtungen.

In der Figur 1 ist eine Bedieneinheit 1 in der Vorderansicht dargestellt, wobei hier lediglich ein Drehsteller 2 mit einem am Drehsteller 2 angeordneten ersten Kupplungselement 3 und vier weiteren Kupplungselementen 4, 5, 6 und 7 dargestellt sind. Diese prinzipielle Skizze eines Bedienelementes 1 dient zur Veranschaulichung des Funktionsprinzip des Einkuppeins des Drehstellers 2 in die jeweiligen Schaltstellungen, in denen jeweils eine Verbindung zwischen dem Kupplungselement 3 des Drehstellers 2 und einem der weiteren Kupplungselemente 4, 5, 6 oder 7 hergestellt wird. Durch ein Verschieben des Drehstellers 2 in Richtung der Pfeile P gelangt der Drehsteller in mechanischen Kontakt mit einem der weiteren Kupplungselemente 4, 5, 6 oder 7. In dieser Ausführungsform sind vier weitere Kupplungselemente 4, 5, 6 und 7 dargestellt, so dass mittels dieses Bedienelementes vier unterschiedliche Parameters oder Verstellelemente einer Heiz-, Lüftungs- oder Klimaanlage einstellbar sind.

In der Figur 2 ist die Seitenansicht auf das in der Figur 1 dargestellte Bedienelement in der Ansicht A-A' wiedergegeben. Der Drehsteller 2 als Teil des Bedienelementes 1 ragt aus einer Blende 8 heraus, wobei die Blende eine separate Blende 8 des Bedienelementes 1 ist

oder zum Beispiel einen Teil eines Armaturenbrettes 8 eines Kraftfahrzeuges darstellt. Ausgehend vom Drehsteller 2 ragt eine Welle 9 durch die Blende 8 hindurch und ist mit dem ersten Kupplungselement 3 zumindest kraftschlüssig verbunden. In der Blende 8 ist hierbei eine Öffnung 10 vorgesehen, die eine Kulisse 10 bildet, in der der Drehsteller 2 verschiebbar geführt ist. Wird nun der Drehsteller 2 in eine Richtung des Pfeils P und vertikal in Richtung des weiteren Kupplungselementes 7 verschoben, so gelangt das erste Kupplungselement 3 in den Eingriff des weiteren Kupplungselementes 7. Erfindungsgemäß ist es hierbei vorstellbar, die Kupplungselemente 3, 4, 5, 6 und 7 mit einer Verzahnung zu versehen, so dass bei der vorstehend beschriebenen Verschiebung des Drehstellers 2 in Richtung des weiteren Kupplungselementes 7 die beiden Zahnräder 3 und 7 ineinandergreifen und eine Kraftübertragung in Form einer Drehbewegung am Drehsteller 2 in Richtung auf das weitere Kupplungselement 7 ermöglichen. An dem weiteren Kupplungselement 7 ist zur Weiterleitung der Kraft eine flexible Welle 11 oder in Form einer weiteren Mechanik ein Bowdenzug 11 befestigt.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist es vorstellbar, an diese flexible Welle 11 oder den Bowdenzug 11 eine Mechanik für das Öffnen oder Schließen der Frischluftzufuhr in den Kraftfahrzeuginnenraum zu adaptieren. Hierbei ist es selbstverständlich ebenfalls vorstellbar, dass mittels einer flexiblen Welle 11 mehrere Zuluftklappen bewegbar sind. Es ist weiterhin vorstellbar, mittels des vorstehend beschriebenen Kupplungselementes 3, 7, das in dieser Form ein Getriebe 3, 7 darstellt, zum Beispiel einen Temperaturregler zu betätigen.

Wird nun der Drehsteller 2 in vertikale Richtung P in Richtung des weiteren Kupplungselementes 5 in der Kulisse 10 verschoben, so kommt das erste Kupplungselement 3 mit dem weiteren Kupplungselement 5 in kraftschlüssige Verbindung. Entsprechend der Aufgabe der Erfindung ist es dabei naheliegend und vorstellbar, sämtliche weitere Kupplungselemente 4, 5, 6 und 7 sowie das erste Kupplungselement 3 als Zahnräder 3, 4, 5, 6 und 7 und aus Kunststoff zu fertigen. Somit wäre eine kostengünstige vorteilhafte Lösung der Erfindung realisiert. Ist nun das erste Kupplungselement 3 als Zahnrad 3 mit dem weiteren Kupplungselement 5 in Eingriff, so kann mittels des zweiten Zahnrades 5 ebenfalls über eine flexible Welle 12 eine mechanische Verstellung eines Parameters der Heiz-, Lüftungs- oder Klimaeinrichtung des Kraftfahrzeugs eingestellt werden. Vorstellbar wäre hierbei zum Beispiel die Umstellung von Umluft auf Frischluft. Sind erfindungsgemäß mittels der flexiblen Wellen 11, 12 vornehmlich mechanische Bauteile in der Heiz-, Lüftungs- oder Klimaanlage des Kraftfahrzeugs einstellbar, so ist es erfindungsgemäß aber ebenso vorstellbar, mittels der weiteren Kupplungselemente 4, 5, 6 und 7 elektrische Bauelemente zu parametrisieren.

In den einzelnen Schaltstellungen in Richtung der Pfeile P wird der Drehsteller 2 in einer Kulisse 10 geführt. In den ausgewählten Schaltstellungen wird der Drehsteller 2 mittels elektrischer und/oder magnetischer und/oder elektromagnetischer Kraft in Position gehalten, so dass eine schlupflose Kraftübertragung zwischen den Kupplungselemententen 3, 4, 5, 6 und 7 jederzeit gewährleistet ist. Diese Positionierelemente sind in dieser prinzipiellen Skizze nicht wiedergegeben, wobei hier auf übliche Elemente zur Fixierung und Positionierung, wie beispielsweise eine metallische Welle in Kombination mit Elektromagneten vorstellbar sind.

Der Drehsteller 2 ist um seine Mittelsachse 13 herum drehbar gelagert. Der Drehsteller wird bevorzugt aus Kunststoff gefertigt Es ist erfindungsgemäß aber ebenso vorstellbar, den Drehsteller 2 aus Metall oder aus einem Kunststoff mit metallischer Oberfläche oder einem Kunststoff mit metallischem Anschein auszuführen. Bevorzugt werden die Bestandteile des Bedienelementes 1 aus Kunststoff gefertigt, wobei je nach konstruktiver Notwendigkeit auch metallische Werkstoffe einsetzbar sind.

In der Figur 3 ist eine Bedienelement 1 in der Vorderansicht dargestellt. Das Bedienelement 1 besteht im Wesentlichen aus einem Drehsteller 2, einer Blende 8, einer in die Blende eingearbeiteten Kulisse 10, durch die eine Welle 9 hindurch geführt und in die verschiedenen Schaltstellungen 14, 15, 16 und 17 führbar ist. Jeder Schaltstellung 14, 15, 16 und 17 ist in diesem Ausführungsbeispiel jeweils eine Anzeige 18, 19, 20, 21 zugeordnet. Die Bedieneinheit besteht weiterhin aus den Kupplungselementen 3, 4, 5, 6 und 7 sowie die an die Kupplungselemente 4, 5, 6 und 7 angeformten flexiblen Wellen 11 , 12. Diese Aufzählung der Bauteile des Bedienelementes 1 ist nicht abschließend und beschränkt sich lediglich auf die wesentlichen für die Erfindung notwendigen Bauteile des Bedienelementes 1. Es ist selbstverständlich ebenfalls vorstellbar, elektrische Baugruppen an das Bedienelement anzuschließen oder in das Bedienelement 1 zu integrieren.

Wird nun der Drehsteller 2 in Richtung der Schaltstellung 14 in horizontale Richtung verschoben, so gelangt das Kupplungselement 3 in den Eingriff des weiteren Kupplungselementes 4. Mit diesem weiteren Kupplungselement 4 ist die Anzeigeeinheit 18 mechanisch oder elektromechanisch oder elektrisch verbunden. Vorstellbar ist, dass die Anzeige 18 mit Leuchtmitteln 22 versehen ist, die zum Beispiel Licht imitierende Dioden (LEDs) sind. In einer Ausführungsvariante ist es vorstellbar, mittels des weiteren Kupplungselementes 4 einen Schalter zu betätigen, so dass entsprechend der Verstellung der Parameter der Heiz-, Lüftungs- oder Klimaanlage ein entsprechender Anzeigewert 22 visuell darstellbar ist. Es ist aber ebenso vorstellbar, mittels des weiteren Kupplungselementes 4 unmittelbar eine drehbare bedruckte Scheibe zu betätigen, um so

mittels einer in der Blende 8 vorgesehenen Öffnung 22 visuell ein Verdrehen des weiteren Kupplungselementes 4 anzuzeigen. Diese Verstellung des weiteren Kupplungselementes 4 kann unmittelbar durch eine an dem weiteren Kupplungselement 4 angebrachten Scheibe oder aber auch mittels einer weiteren an dem Kupplungselement 4 angebrachten Welle erfolgen.

Im Wesentlichen ist aber an jedes weitere Kupplungselement 4, 5, 6 und 7 eine flexible Welle oder ein Bowdenzug 11 , 12 befestigt, um damit einen Parameter der Heiz-, Lüftungsoder Klimaanlage mechanisch zu verstellen.

Wird nun der Drehsteller in horizontaler Richtung in Richtung des weiteren Kupplungselementes 6 verschoben, so ist die Schaltstellung 16 am Bedienelement eingestellt. Mittels des Kupplungselementes 3 steht der Drehsteller 2 nun mit einer am weiteren Kupplungselement 6 befestigten Bowdenzug oder einer flexiblen Welle in Verbindung. Wird nun der Drehsteller 2 um einen Winkel verdreht, so erfolgt gleichzeitig eine Verdrehung des Kupplungselementes 3 und folglich auch eine Verdrehung des weiteren Kupplungselementes 6, das wiederum die flexible Welle oder den Bowdenzug betätigt. Mittels des Bowdenzuges oder der flexiblen Welle sind verschiedenste Parameter an der Heiz-, Lüftungs- oder Klimaanlage verstellbar. So ist beispielsweise die Temperatur, die Luftstrommenge, die Luftstromauswahl der Stufenwahlschalter für die Gebläse, die Luftverteilungsstufe, die Umluft oder Frischluft oder andere Parameter der Klimaanlage mechanisch einstellbar. Der Betrag der Einstellungen des Parameters wird in der Anzeige 20 dargestellt. Dies erfolgt beispielsweise über einen Schalter, mittels dem die einzelnen Leuchtdioden in der Anzeige 20 ansteuerbar sind. Die Anzeige 20, wie auch die Anzeigen 18, 19 und 21, sind hier lediglich prinzipiell dargestellt. Es ist natürlich und selbstverständlich, dass auch andere Anordnungen mit einer Vielzahl von Leuchtmitteln einsetzbar sind. Darüber hinaus sind auch Piktogramme, Ziffern, oder alphanumerische Zeichen mittels einer Hinterleuchtung anzeigbar. Auch ist die Anzahl der in der Figur 3 dargestellten Leuchtmittel 22, 23, 24 und 25 nicht beschränkend.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorstellbar, in den Drehsteller 2 einen Taster zu integrieren. Es ist somit möglich, eine zusätzliche Funktion in den Drehsteller zu integrieren. Dieser Drucktaster kann erfindungsgemäß einteilig oder mehrteilig ausgeführt und hinterleuchtet sein.