Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter zur Verwendung an Mehrfachbedienelementen im Bereich der Nutzfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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
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
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, diesen Schalter zu verbessern, kleiner zu bauen und eine Vielzahl an unterschiedlichen Beleuchtungssituationen zu ermöglichen.
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. Ist das Bedienteil an der Tragachse des Trägergehäuses angeordnet und weist es Mittel zur Begrenzung der Drehbewegung auf, so ist es konstruktiv am einfachsten und vermeidet eine Fehlbedienung des erfindungsgemäßen Schalters, da mechanische Kräfte nicht übermäßig ausgeübt werden können.
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 zweiten 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 zweite Lichtleiter sammelt das Licht des einen oder der mehreren Leuchtmittel und ist daher ebenfalls mechanisch geschützt. Erfindungsgemäß kann der zweite Lichtleiter auch Teil des Trägergehäuses selber sein.
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 zweiter 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 zweiten 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:
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.
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