EP4235353A1

EP4235353A1 - Bedienanordnung

Info

Publication number: EP4235353A1
Application number: EP23155935.2A
Authority: EP
Inventors: Stephan Maier
Original assignee: Eberspaecher Controls Esslingen & Co Kg GmbH
Current assignee: Eberspaecher Controls Esslingen & Co Kg GmbH
Priority date: 2022-02-25
Filing date: 2023-02-10
Publication date: 2023-08-30
Also published as: DE102022104508A1

Abstract

Eine Bedienanordnung, insbesondere für ein Fahrzeug, umfasst eine Basiseinheit (12) und eine an der Basiseinheit (12) vermittels einer Trägeranordnung (38) zur Eingabe von Bedienbefehlen bewegbare getragene Bedieneinheit (20), wobei die Trägeranordnung (38) eine Magnet-Wechselwirkungsanordnung (39) mit einem ersten Magnet-Wechselwirkungsbereich (40) an der Basiseinheit (12) und einem zweiten Magnet-Wechselwirkungsbereich (42) an der Bedieneinheit (20) umfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bedienanordnung, welche in Fahrzeugen genutzt werden kann, um einer Bedienperson die Möglichkeit zu geben, Bedienbefehle, wie zum Beispiel Temperaturvorgaben oder dergleichen, zur entsprechenden Ansteuerung eines Geräts oder eines Systembereichs in dem Fahrzeug einzugeben. Auch in anderen Anwendungsbereichen, wie zum Beispiel im Bereich von Wasserfahrzeugen, im Bereich medizinischer Geräte, im Bereich von Küchen- bzw. Haushaltsgeräten sowie im Bereich von Baugeräten bzw. landwirtschaftlichen Geräten, kann eine derartige Bedienanordnung Einsatz finden.
Bei derartigen Bedienanordnungen besteht einerseits die Notwendigkeit, einer Bedienperson die Möglichkeit zu geben, mit den bloßen Fingern oder einer behandschuhten Hand eine Manipulation zur Eingabe von Bedienfehlen vornehmen zu können. Dabei soll eine derartige Bedienanordnung für die Bedienperson angenehm zu bedienen sein und nach Möglichkeit der Bedienperson eine Rückkopplungsinformation über die seitens der Bedienperson vorgenommene Manipulation liefern können. Eine weitere wesentliche Anforderung an eine derartige Bedienanordnung liegt darin, dass diese auch über eine längere Betriebslebensdauer hinweg durch eine Bedienperson mit gleichbleibender und insbesondere durch Verunreinigungen nicht beeinträchtigter Charakteristik manipuliert werden kann.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bedienanordnung bereitzustellen, welche bei einfach strukturiertem Aufbau eine zuverlässige Funktionalität gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Bedienanordnung, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend eine Basiseinheit und eine an der Basiseinheit vermittels einer Trägeranordnung zur Eingabe von Bedienbefehlen bewegbare getragene Bedieneinheit, wobei die Trägeranordnung eine Magnet-Wechselwirkungsanordnung mit einem ersten Magnet-Wechselwirkungsbereich an der Basiseinheit und einem zweiten Magnet-Wechselwirkungsbereich an der Bedieneinheit umfasst.
Bei der erfindungsgemäß aufgebauten Bedienanordnung ist die die Basiseinheit und die Bedieneinheit miteinander verknüpfe Tragefunktion der Trägeranordnung durch magnetische Wechselwirkung realisiert. Eine einen körperlichen Kontakt erfordernde mechanische Abstützwechselwirkung, wie diese beispielsweise durch Wälzkörperlager, Gleitlager oder dergleichen, realisiert sein kann, ist nicht erforderlich bzw. vorgesehen. Dies hat zur Folge, dass Abnutzungseffekte, welche zu einer Änderung der die Tragefunktion bereitstellenden Wechselwirkung zwischen der Basiseinheit und der Bedieneinheit führen können, vermieden sind. Da eine mechanische, einen körperlichen Kontakt zwischen der Basiseinheit und der Bedieneinheit einbeziehende Tragefunktion nicht genutzt wird, besteht die Möglichkeit, durch Überwinden der aufgrund der magnetischen Wechselwirkung zwischen der Basiseinheit und der Bedieneinheit wirkenden Kraft mit einer beispielsweise über eine normale Bedienkraft deutlich hinausgehenden Kraft bzw. durch Einwirkung in einer Richtung, welche im Rahmen einer normalen Manipulation der Bedienanordnung nicht vorgesehen ist, die Basiseinheit und die Bedieneinheit voneinander zu lösen, so dass diese Einheiten beispielsweise gereinigt und nachfolgend wieder zur Bedienanordnung zusammengesetzt werden können.
Um mit der magnetischen Wechselwirkung eine definierte Halterung der Basiseinheit und der Bedieneinheit aneinander gewährleisten zu können, wird vorgeschlagen, dass eine Einheit von Bedieneinheit und Basiseinheit, vorzugsweise die Bedieneinheit, die andere Einheit von Bedieneinheit und Basiseinheit, vorzugsweise die Basiseinheit, an einer Außenumfangsseite derselben derart umgebend angeordnet ist, dass die Bedieneinheit vermittels der Trägeranordnung bezüglich der Basiseinheit um eine Bewegungsachse drehbar getragen ist oder/und in Richtung der Bewegungsachse axial verlagerbar getragen ist oder/und bezüglich der Bewegungsachse verkippbar getragen ist.
Wenn die Bedieneinheit ein ringartiges Bedienelement umfasst und die Basiseinheit wenigstens in ihrem von dem Bedienelement umgebenen Längenbereich eine kreisförmige Außenumfangskontur aufweist, besteht die Möglichkeit, durch Drehen der Bedieneinheit bezüglich der Basiseinheit Bedienbefehle einzugeben.
Um die Eingabe von Bedienbefehlen beispielsweise durch Verkippen der Bedieneinheit bezüglich der Basiseinheit zu ermöglichen, kann ein radialer Abstand zwischen einer Außenumfangsfläche der Basiseinheit und einer Innenumfangsfläche der Bedieneinheit, ausgehend von einem Bereich minimalen radialen Abstandes, in wenigstens einer Axialrichtung zunehmen. In dem Bereich minimalen Abstands können die die magnetische Wechselwirkung zwischen der Basiseinheit und der Bedieneinheit bereitstellenden Komponenten bzw. Systembereiche der Bedienanordnung, also der erste Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich und der zweite Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich, angeordnet sein, so dass diese trotz der Möglichkeit, die Basiseinheit und die Bedieneinheit bezüglich einander Verkippen zu können, für eine starke magnetische Wechselwirkung einen möglichst geringen Abstand zueinander aufweisen.
Zum Bereitstellen der magnetischen Wechselwirkung zwischen der Basiseinheit und der Bedieneinheit, kann wenigstens ein Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich von erstem Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich und zweitem Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich, vorzugsweise der zweite Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich, eine Magnetfelderzeugungsanordnung umfassen.
Zum Erhalt eines einfach strukturierten, gleichwohl zuverlässig wirkenden Aufbaus wird vorgeschlagen dass der wenigstens eine Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich von erstem Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich und zweitem Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung um die Bewegungsachse vorzugsweise mit Abstand aufeinander folgend angeordneten Permanentmagneten umfasst, oder/und dass der wenigstens eine Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich von erstem Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich und zweitem Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich einen vorzugsweise geschlossenen Permanentmagnetring umfasst.
Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich von erstem Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich und zweitem Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich, vorzugsweise der zweite Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich, eine Magnetfelderzeugungsanordnung umfasst und der andere Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich von erstem Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich und zweitem Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich, vorzugsweise der erste Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich, eine mit einem durch die Magnetfelderzeugungsanordnung erzeugten Magnetfeld in magnetischer Wechselwirkung stehende Magnetfeld-Reaktionsanordnung umfasst.
Auch hierbei kann für einen einfach strukturierten Aufbau gesorgt werden, wenn die Magnetfeld-Reaktionsanordnung wenigstens ein mit magnetisierbarem Material aufgebautes Magnetfeld-Reaktionselement umfasst. Alternativ oder zusätzlich kann die Magnetfeld-Reaktionsanordnung wenigstens eine Elektromagnetspule umfassen, die zur Erzeugung der magnetischen Wechselwirkung bzw. einer elektromagnetischen Wechselwirkung aktiv angesteuert, also bestromt werden kann.
Um eine definierte Zentrierung der Bedieneinheit bezüglich der Basiseinheit erreichen zu können, wird weiter vorgeschlagen, dass die Magnetfeld-Reaktionsanordnung ein die Bewegungsachse ringartig umgebendes Magnetfeld-Reaktionselement umfasst, oder/und dass die Magnetfeld-Reaktionsanordnung eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung um die Bewegungsachse aufeinanderfolgend angeordneten Magnetfeld-Reaktionselementen umfasst, oder/und dass die Magnetfeld-Reaktionsanordnung eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung um die Bewegungsachse aufeinanderfolgend angeordneten Elektromagnetspulen umfasst.
Zur Erfassung der durch eine Bedienperson vorgenommenen Manipulation der Bedieneinheit kann an einer Einheit von Basiseinheit und Bedieneinheit eine Sensoranordnung zur Erfassung einer Relativbewegung zwischen der Basiseinheit und der Bedieneinheit vorgesehen sein.
Diese Sensoranordnung kann wenigstens einen, vorzugsweise eine Mehrzahl von Magnetfeldsensoren umfassen. Derartige Magnetfeldsensoren können beispielsweise als Hall-Sensoren ausgebildet sein.
Um bei einfach strukturiertem Aufbau die Tragefunktion und die Funktion zur Erfassung der Bewegung der Bedieneinheit bezüglich der Basiseinheit zusammenfassen zu können, wird vorgeschlagen, dass der zweite Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich eine Magnetfelderzeugungsanordnung umfasst, und dass die Sensoranordnung an der Basiseinheit vorgesehen ist. Die Magnetfelderzeugungsanordnung sorgt somit einerseits für die definierte Positionierung der Bedieneinheit und tritt andererseits mit der Sensoranordnung in Wechselwirkung, um bei Manipulation durch eine Bedienperson die Bewegung der Bedieneinheit indizierende Information bereitstellen zu können.
Um insbesondere in Fahrzeugen unter Berücksichtigung der bestehenden Sicherheitsanforderungen ein ungewolltes Loslösen der Bedieneinheit von der Basiseinheit beispielsweise im Falle eines Unfalls zu vermeiden, kann eine Formschluss-Bewegungsbegrenzungsanordnung vorgesehen sein zum Begrenzen der Bewegung der Bedieneinheit bezüglich der Basiseinheit in wenigstens einer axialen Richtung.
Dabei kann ein gewolltes, unter definierten Rahmenbedingungen erfolgendes Lösen der Bedieneinheit von der Basiseinheit dadurch ermöglicht werden, dass die Formschluss-Bewegungsbegrenzungsanordnung zwischen einem die Bewegung der Bedieneinheit bezüglich der Basiseinheit in der wenigstens einen axialen Richtung begrenzenden Aktivstellung und einer die Bewegung der Bedieneinheit bezüglich der Basiseinheit in wenigstens einer axialen Richtung nicht begrenzenden Passivstellung verstellbar ist.
Für eine weitere Funktionenintegration kann die Basiseinheit eine Informations-Anzeigeeinheit oder/und eine Bedienbefehl-Eingabeeinheit umfassen.
Beispielweise kann die Basiseinheit eine Touchscreen-Einheit umfassen, welche einerseits dazu ausgebildet ist, Information anzuzeigen, wie zum Beispiel eine Ist-Temperatur oder/und eine Soll-Temperatur, und andererseits durch Berühren die Eingabe von Bedienbefehlen, beispielsweise die Veränderung der Soll-Temperatur oder eines anderen Parameters, ermöglicht.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1: eine Draufsicht auf eine Bedienanordnung;
Fig. 2: eine Seitenansicht der Bedienanordnung der Fig. 1;
Fig. 3: eine Schnittansicht der Bedienanordnung der Fig. 1, geschnitten längs einer Linie III-III in Fig. 1;
Fig. 4: vergrößert das Detail IV in Fig. 3;
Fig. 5: eine Querschnittansicht der Bedienanordnung der Fig. 2, geschnitten längs einer Linie V-V in Fig. 2;
Fig. 6: vergrößert das Detail VI in Fig. 5.

Eine beispielsweise in einem Fahrzeug einsetzbare Bedienanordnung zur Eingabe von Bedienbefehlen durch eine Bedienperson ist in den Figuren allgemein mit 10 bezeichnet. Die Bedienanordnung 10 umfasst eine grundsätzlich scheibenartig ausgebildete Basiseinheit 12, welche mit einem Sockelbereich 14 an einer diese aufnehmenden Struktur beispielsweise im Bereich eines Armaturenbretts eines Fahrzeugs festgelegt werden kann. Die in den Figuren nur in prinzipartiger Darstellung gezeigte Basiseinheit 12 kann dazu ausgebildet sein, an einem von außen zu sehenden Bildschirmbereich 16 Information darzustellen. Auch kann die Basiseinheit 12 dazu ausgebildet sein, über den Bildschirmbereich 16 Bedienbefehle aufzunehmen, wozu die Basiseinheit 12 grundsätzlich als Touchscreen-Einheit ausgebildet sein kann bzw. an ihrem von außen erkennbaren Bereich mit einer derartigen Touchscreen-Einheit ausgestattet sein kann.
Die Basiseinheit 12 ist bezüglich einer beispielsweise auch eine Längsmittenachse derselben definierenden Bewegungsachse B mit im Wesentlichen kreisförmiger Außenumfangskontur ausgebildet und ist von einer ein ringartiges Bedienelement 18 umfassenden Bedieneinheit 20 an einer Außenumfangsseite 22 umgeben. Das ringartige Bedienelement 18 der Bedieneinheit 20 kann an seiner Außenseite mit einer beispielsweise geriffelten Oberflächenstruktur 24 ausgebildet sein, um einer Bedienperson die Möglichkeit zu geben, die Bedieneinheit 20 zuverlässig ergreifen und bezüglich der Basiseinheit 12 um die Bewegungsachse B drehen zu können.
In Fig. 4 ist zu erkennen, dass zwischen einer beispielsweise im Wesentlichen zylindrischen Innenumfangsfläche 26 des Bedienelements 18 und einer Außenumfangsfläche 28 der Basiseinheit 12 ein spaltartiger Zwischenraum 30 gebildet ist. Dabei kann, ausgehend von einem äußeren axialen Endbereich 32 der Basiseinheit 12, die radiale Erstreckung dieses spaltartigen Zwischenraums 30 in axialer Richtung zunächst im Wesentlichen konstant sein und kann dann, anschließend an diesen Bereich 34 minimalen Abstands in axialer Richtung auf den Sockelbereich 14 zu zunehmen. Hierzu kann beispielsweise die Außenumfangsfläche 28 der Basiseinheit 12 anschließend an den Bereich 34 minimalen Abstands konisch oder bogenartig sich verjüngend ausgebildet sein, bis zu einem Stufenbereich 36, in welchem die Außenabmessung der Basiseinheit 12 stufenartig abnimmt.
Um die Basiseinheit 12 und die Bedieneinheit 20 in dieser definierten Position unter Beibehaltung des spaltartigen Zwischenraums 30 zwischen diesen zu halten, ist eine allgemein mit 38 bezeichnete Trägeranordnung vorgesehen. Die Trägeranordnung 38 umfasst eine Magnet-Wechselwirkungsanordnung 39. Die Magnet-Wechselwirkungsanordnung 39 umfasst an der Basiseinheit 12 einen ersten Magnet-Wechselwirkungsbereich 40 und umfasst an der Bedieneinheit 20 einen zweiten Magnet-Wechselwirkungsbereich 42. Durch die magnetische Wechselwirkung der beiden Magnetfeld-Wechselwirkungsbereiche 40, 42 wird die Bedieneinheit 20 sowohl in axialer Richtung, als auch in radialer Richtung definiert bezüglich der Basiseinheit 12 gehalten.
Der an der Bedieneinheit 20 vorgesehene zweite Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich 42 umfasst im dargestellten Ausgestaltungsbeispiel eine Mehrzahl von vorzugsweise mit im Wesentlichen gleichmäßigem Umfangsabstand aufeinander folgend am Bedienelement 18 getragenen Permanentmagneten 44. Der erste Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich 40 an der Basiseinheit 20 umfasst eine Magnetfeld-Reaktionsanordnung 46. Die Magnetfeld-Reaktionsanordnung 46 ist in dem in den Figuren dargestellten Ausgestaltungsbeispiel als ein ringartiges Magnetfeld-Reaktionselement 48 aus magnetisierbarem bzw. beispielsweise ferromagnetischem Material ausgebildet. Das Magnetfeld-Reaktionselement 48 weist in Richtung der Bewegungsachse B näherungsweise die gleiche Erstreckungslänge auf, wie die Permanentmagnete 44. Durch die Wechselwirkung der Permanentmagnete 44 mit dem Magnetfeld-Reaktionselement 48 wird dieses in allen Umfangsbereichen, in welchen dieses in Wechselwirkung mit einem der Permanentmagnete 44 steht, von diesem angezogen, also nach radial außen beaufschlagt bzw. die Permanentmagnete 44 werden entsprechend nach radial innen beaufschlagt. Dies führt dazu, dass unter Beibehalt des spaltartigen Zwischenraums 30 das Bedienelement 18 im Wesentlichen in allen Umfangsbereichen den gleichen Abstand zur Außenumfangsfläche 28 der Basiseinheit 12 aufweist, der, wie in Fig. 4 veranschaulicht, in axialer Richtung auch ausgehend von dem Bereich, in welchem die Permanentmagnete 44 und das ringartige Magnetfeld-Reaktionselement 48 positioniert sind, zunehmen kann.
Um die Position bzw. auch eine Änderung der Position der Bedieneinheit 20 bezüglich der Basiseinheit 12 erfassen zu können, ist im dargestellten Ausgestaltungsbeispiel an der Basiseinheit 12 eine Sensoranordnung 50 vorgesehen. In dem dargestellten Beispiel umfasst die Sensoranordnung 50 zwei mit Umfangsabstand zueinander angeordnete Magnetfeldsensoren 52, 54, welche beispielsweise als Hall-Sensoren ausgebildet sein können. Die beiden Magnetfeldsensoren 50, 52 liegen in axialer Richtung in demjenigen Bereich, in welchem auch die Permanentmagnete 44 am Bedienelement 18 angeordnet sind. Zu diesem Zwecke kann das ringartige Magnetfeld-Reaktionselement 48 in diesem Umfangsbereich unterbrochen sein, um die Magnetfeldsensoren 52, 54 radial möglichst nahe an den Permanentmagneten 44 positionieren zu können.
Durch die Wechselwirkung der Permanentmagnete 44 mit den Magnetfeldsensoren 52, 54 wird eine Bewegung der Permanentmagnete 44 bezüglich der Magnetfeldsensoren 52, 54 erfasst, wodurch eine Bewegung der Bedieneinheit 20 bezüglich der Basiseinheit 12 erfasst werden kann. Dabei kann, je nach Ausgestaltung und Positionierung der Sensoranordnung 50 bzw. der Magnetfeldsensoren 52, 54 derselben, diese sowohl eine Drehung der Bedieneinheit 20 bezüglich der Basiseinheit 12 um die Bewegungsachse B, als auch eine durch axiale Beaufschlagung hervorgerufene axiale Verschiebung der Bedieneinheit 20 bezüglich der Basiseinheit 12, als auch eine Kippbewegung der Bedieneinheit 20 bezüglich der Basiseinheit 12 erfassen und eine die Art und das Ausmaß der erfassten Bewegung repräsentierende Information zur weiteren Auswertung ausgeben. Um insbesondere eine exaktere Erfassung der Kippbewegung der Bedieneinheit 20 bezüglich der Basiseinheit 12 zu ermöglichen, können beispielsweise drei oder vier derartige Magnetfeldsensoren mit im Wesentlichen gleichmäßigem Umfangsabstand zueinander an der Basiseinheit 12 beispielsweise in jeweiligen Unterbrechungsbereichen zwischen mehreren in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Magnetfeld-Reaktionselementen angeordnet sein. Bei einer Verkippung der Bedieneinheit 20 bezüglich der Basiseinheit 12 erfassen diese mit größerem Umfangsabstand zueinander positionierten Magnetfeldsensoren aufgrund der deutlich unterschiedlichen Bewegungsausmaße der Bedieneinheit 20 bezüglich der Basiseinheit 12 in verschiedenen Umfangsbereichen entsprechend deutlich unterschiedliche Änderungen des Magnetfeldes, was zu einer höheren Präzision in der Erfassung der Bewegung der Bedieneinheit 20 beiträgt.
Die Bedieneinheit 20 ist durch die magnetische Wechselwirkung der beiden Magnetfeld-Wechselwirkungsbereiche 40, 42 in definierter Positionierung bezüglich der Basiseinheit 12 gehalten, ohne dass grundsätzlich ein ungewolltes Loslösen der Bedieneinheit 20 von der Basiseinheit 12 auftreten wird. Insbesondere beim Einsatz der Bedienanordnung 10 in einem Fahrzeug muss jedoch dafür gesorgt werden, dass auch beispielsweise im Falle eines Unfalls bei stoßartiger Beaufschlagung der Bedienanordnung 10 die Bedieneinheit 20 sich nicht von der Basiseinheit 12 lösen kann. Hierzu kann an der Bedieneinheit 20 eine allgemein mit 56 bezeichnete Formschluss-Bewegungsbegrenzungsanordnung vorgesehen sein. Diese kann mehrere, beispielsweise zwei, in Umfangsabstand zueinander angeordnete Bewegungsbegrenzungselemente 58, 60 umfassen.
In Fig. 3 ist das oben erkennbare Bewegungsbegrenzungselement 58 in einer Passivstellung, in welcher dieses beispielsweise durch Verschwenken aus dem Bereich des Stufenbereichs 36 der Basiseinheit 12 zumindest so weit herausbewegt ist, das bei axialer Verschiebung der Bedieneinheit 20 in Fig. 4 nach oben, also vom Sockelbereich 14 weg, durch weitere Wechselwirkung mit der Außenumfangsfläche 28 eine Behinderung der axialen Bewegung der Bedieneinheit 20 nicht auftritt. Das in Fig. 3 unten dargestellte Bewegungsbegrenzungselement 60 ist in seiner Aktivstellung, in welcher dieses den Stufenbereich 36 nach radial innen übergreift und somit die axiale Bewegung des Bedienelements 18 bzw. der Bedieneinheit 20 in der Darstellung der Fig. 3 nach rechts, also vom Sockelbereich 14 weg, durch Anschlagen am Stufenbereich 36 begrenzt. In Richtung auf den Sockelbereich 14 zu ist die Bewegung des Bedienelements 18 bzw. der Bedieneinheit 20 durch Anschlagen der Bedieneinheit 20, beispielsweise der Bewegungsbegrenzungselemente 58, 60 am Sockelbereich 14 oder einer diesen übergreifenden Komponente bereitgestellt.
Sind alle Bewegungsbegrenzungselemente 58, 60 in ihrer Aktivstellung, ist ein vollständiges Loslösen der Bedieneinheit 20 von der Basiseinheit 12 grundsätzlich nicht möglich. Gleichwohl ist durch die Bewegungsbegrenzungselemente 58, 60 die Bewegbarkeit der Bedieneinheit 20 bezüglich der Basiseinheit 12 zum Eingeben von bedienen Befehlen nicht beeinträchtigt. Um beispielsweise zur Durchführung von Reinigungsarbeiten in einfacher Weise die Bedieneinheit 20 von der Basiseinheit 12 entfernen zu können, können die Bewegungsbegrenzungselemente 58, 60 in ihre Passivstellung gebracht werden, worauf folgend die Bedieneinheit 20 axial von der Basiseinheit 12 abgezogen werden kann. Dazu muss die durch die magnetische Wechselwirkung der beiden Magnetfeld-Wechselwirkungsbereiche 40, 42 erzeugte Kraft überwunden werden. Nach durchgeführter Reinigung kann die Bedieneinheit 20 mit den nach wie vor in der Passivstellung angeordneten Bewegungsbegrenzungselementen 58, 60 wieder axial auf die Basiseinheit 12 aufgeschoben werden, wobei im Verlaufe dieser axialen Bewegung die Bedieneinheit 20 sich wieder in der in Fig. 3 und in Fig. 4 dargestellten definierten axialen Positionierung bezüglich der Basiseinheit 12 anordnen wird.
Es ist abschließend darauf hinzuweisen, dass, ohne von den Prinzipien der vorliegenden Erfindung abzuweichen, die in den Figuren dargestellte Bedienanordnung in verschiedenster Weise variiert werden kann. So kann der zweite Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich anstelle einer Vielzahl von mit Umfangsabstand zueinander angeordneten Permanentmagneten auch einen beispielsweise unterbrechungsfrei durchlaufenden Magnetring umfassen. Ein derartiger Magnetring kann so ausgestaltet sein, dass einer der Magnetpole desselben radial innen und der andere Magnetpol radial außen liegt. Alternativ kann ein derartiger Magnetring auch durch eine Vielzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden und mit jeweils unterschiedlichen Magnetpolen aneinander anschließenden Permanentmagneten oder Permanentmagnetabschnitten gebildet ist. Das Bereitstellen eines Magnetrings mit in Umfangsrichtung alternierend angeordneten Nordpolen und Südpolen ist insbesondere für die Wechselwirkung mit Magnetfeldsensoren vorteilhaft, da diese dann beim Bewegung des Magnetrings die damit einhergehende Veränderung des Magnetfeldes in verschiedenen Umfangsbereichen bzw. axialen Bereichen der Bedieneinheit bzw. der Basiseinheit erfassen können. Das Bedienelement kann beispielsweise mit Kunststoffmaterial oder mit Metallmaterial, wie z. B. Edelstahlmaterial, ausgebildet sein, ohne dadurch die magnetische Wechselwirkung der daran vorgesehenen Permanentmagnete zu beeinträchtigen.
An der Basiseinheit kann zum Bereitstellen einer in Umfangsrichtung gerasterten Wechselwirkung zwischen den beiden Magnetfeld-Wechselwirkungsbereichen die Magnetfeld-Reaktionsanordnung gleichermaßen eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordneten Magnetfeld-Reaktionselementen, beispielsweise aus magnetisierbaren bzw. ferromagnetischem Material, beispielsweise aus Eisenmaterial oder dergleichen, umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Magnetfeld-Reaktionsanordnung des ersten Magnetfeld-Wechselwirkungsbereichs Permanentmagnete oder Magnetspulen umfassen, welche beispielsweise unter aktiver Ansteuerung ein Magnetfeld zur Wechselwirkung mit dem durch den zweiten Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich generierten Magnetfeld erzeugen. Um bei Verwendung von Magnetspulen auch im deaktivierten Zustand derselben für eine definierte Positionierung der Bedieneinheit bezüglich der Basiseinheit zu sorgen, kann in diesem Falle die Magnetfeld-Reaktionsanordnung zusätzlich ein oder mehrere in Umfangsrichtung beispielsweise zwischen den Magnetspulen angeordnete Magnetfeld-Reaktionselemente aus magnetisierbarem bzw. ferromagnetischem Material umfassen, welche dann in magnetische Wechselwirkung mit den durch die Permanentmagnete des zweiten Magnetfeld-Wechselwirkungsbereichs erzeugten Magnetfeldern treten können.
Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung einer Bedienanordnung wird eine feinfühlige, gleichwohl jedoch auch mit einer behandschuhten Hand vornehmbare Manipulation der Bedieneinheit ermöglicht, ohne dass dabei eine direkte körperliche Wechselwirkung oder gegenseitige Abstützung der Bedieneinheit bezüglich der Basiseinheit vorgesehen oder erforderlich ist. Dies bedeutet, dass die Bedieneinheit im Wesentlichen reibungsfrei an der Basiseinheit getragen ist, so dass Verschleiß und auch Verunreinigungen grundsätzlich nicht zu einer substantiellen Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit führen können. Im Laufe der Betriebslebensdauer auftretende Verunreinigungen können durch das Abnehmen der Bedieneinheit leicht entfernt werden, was insbesondere beim Einsatz in medizinischen Anwendungen vorteilhaft ist, da dann die im Allgemeinen von einer Bedienperson berührte Bedieneinheit leicht sterilisiert werden kann. Bei entfernter Bedieneinheit kann auch die Basiseinheit gründlich gereinigt werden, da diese auch dann, wenn sie zur Darstellung von Informationen oder/und zur Eingabe von Bedienbefehlen ausgebildet ist, als strukturell geschlossene Baugruppe bereitgestellt werden kann, bei welcher die Einwirkung mit Reinigungsmedien nicht zu einer Beschädigung führen kann.
Durch die Möglichkeit, sowohl über eine Bewegung der Bedieneinheit bezüglich der Basiseinheit, als auch über die Basiseinheit selbst Bedienbefehle einzugeben, wird eine hohe Variabilität im Einsatz der Bedienanordnung erreicht, bei welcher die verschiedenen bei der Bedieneinheit erzeugbaren Bewegungszustände bezüglich der Basiseinheit weiter dazu genutzt werden können, die Eingabe verschiedener Bedienbefehle zu erkennen und für die weitere Verarbeitung nutzen zu können.
Für eine umfassende Funktionalität der erfindungsgemäß aufgebauten Bedienanordnung 10 kann das ringartige Bedienelement 18 mit folgenden Funktionalitäten belegt sein:

Drehen links/rechts

Das Drehen des ringartigen Bedienelements 18 nach links/rechts bzw. im Uhrzeigersinn/Gegenuhrzeigersinn kann mit folgenden Funktionalitäten verknüpft sein:

Anheben oder Absenken von Eingabewerten, wie z.B. Temperatur;
Blättern durch Menüstrukturen (ein Menü kann als Liste oder in Form von Symbolen beispielsweise in ringartiger Anordnung auf dem Bildschirmbereich 16 dargestellt sein);
Eingabebestätigung eingestellter Werte (alternativ kann eine Eingabebestätigung automatisch nach Ablauf einer definierten Zeit erfolgen);
die Drehbewegung des Bedienelements 18 kann auf dem Bildschirmbereich 16 dargestellt werden (die Drehbewegung könnte alternativ auch über den als Touchscreen ausgeführten Bildschirmbereich 16 graphisch mit dem Finger ausgelöst werden);
eine Skalierung der Eingabewerte in Bezug auf Drehgeschwindigkeit kann frei bestimmt werden.

Verkippen N, O, S, W

Mit dem Verkippen des ringartigen Bedienelements 18 können beispielsweise folgende Funktionalitäten verknüpft sein:

Navigation in Menüstrukturen;
Scrollen über Inhalte (auf/ab, links/rechts);
Anwählen direkter Funktionen (vorwärts/rückwärts);
das Verkippen kann als Richtungsbewegung auf dem Bildschirmbereich 16 dargestellt werden.

Niederdrücken

Mit dem Niederdrücken des ringartigen Bedienelemente können beispielsweise folgende Funktionalitäten verknüpft sein:

Eingabebestätigung von Werten;
Eingabebestätigung von Menüpunkten;
Eingabe eines Home-Befehls;
bei längerem Festhalten, Eingabe eines Abschaltbefehls.

Abziehen

Mit dem Abziehen des ringartigen Bedienelements 18 können folgende Funktionalitäten verknüpft sein:

die Bedieneinheit wird in einen Reinigungsmodus versetzt;
die Touch-Funktionalität des als Touchscreens ausgebildeten Bildschirmbereichs 16 wird deaktiviert (damit wird das Reinigen der Basiseinheit 12 ermöglicht, ohne dass beim Reinigungsvorgang Bedienbefehle generiert werden);
der Zustand des abgezogenen Bedienelements 18 wird auf dem Bildschirmbereich 16 angezeigt
eine Handlungsanweisung zum Auf- und Absetzen des ringartigen Bedienelements 18 wird auf dem Bildschirmbereich 16 angezeigt;
bei abgezogenem ringartigem Bedienelemente 18 kann eine Notbedienung zugelassen sein.

Claims

Bedienanordnung, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend eine Basiseinheit (12) und eine an der Basiseinheit (12) vermittels einer Trägeranordnung (38) zur Eingabe von Bedienbefehlen bewegbar getragene Bedieneinheit (20), wobei die Trägeranordnung (38) eine Magnet-Wechselwirkungsanordnung (39) mit einem ersten Magnet-Wechselwirkungsbereich (40) an der Basiseinheit (12) und einem zweiten Magnet-Wechselwirkungsbereich (42) an der Bedieneinheit (20) umfasst.
Bedienanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einheit von Bedieneinheit (20) und Basiseinheit (12), vorzugsweise die Bedieneinheit (20), die andere Einheit von Bedieneinheit (20) und Basiseinheit (12), vorzugsweise die Basiseinheit (12), an einer Außenumfangsseite (22) derselben derart umgebend angeordnet ist, dass die Bedieneinheit (20) vermittels der Trägeranordnung (38) bezüglich der Basiseinheit (12) um eine Bewegungsachse (B) drehbar getragen ist oder/und in Richtung der Bewegungsachse (B) axial verlagerbar getragen ist oder/und verkippbar getragen ist.
Bedienanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinheit (20) ein ringartiges Bedienelement (18) umfasst, und dass die Basiseinheit (12) wenigstens in ihrem von dem Bedienelement (18) umgebenen Längenbereich eine kreisförmige Außenumfangskontur aufweist.
Bedienanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein radialer Abstand zwischen einer Außenumfangsfläche (28) der Basiseinheit (12) und einer Innenumfangsfläche (26) der Bedieneinheit (20), ausgehend von einem Bereich (34) minimalen radialen Abstandes, in wenigstens einer Axialrichtung zunimmt.
Bedienanordnung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich von erstem Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich (40) und zweitem Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich (42), vorzugsweise der zweite Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich (42), eine Magnetfelderzeugungsanordnung umfasst.
Bedienanordnung nach Anspruch 2 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich von erstem Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich (40) und zweitem Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich (42) eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung um die Bewegungsachse (B) vorzugsweise mit Abstand aufeinanderfolgend angeordneten Permanentmagneten (44) umfasst, oder/und dass der wenigstens eine Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich von erstem Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich (40) und zweitem Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich (42) einen vorzugsweise geschlossenen Permanentmagnetring umfasst.
Bedienanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich von erstem Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich (40) und zweitem Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich (42), vorzugsweise der zweite Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich (42), eine Magnetfelderzeugungsanordnung umfasst und der andere Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich von erstem Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich (40) und zweitem Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich (42), vorzugsweise der erste Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich (40), eine mit einem durch die Magnetfelderzeugungsanordnung erzeugten Magnetfeld in magnetischer Wechselwirkung stehende Magnetfeld-Reaktionsanordnung (46) umfasst.
Bedienanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeld-Reaktionsanordnung (46) wenigstens ein mit magnetisierbarem Material aufgebautes Magnetfeld-Reaktionselement (48) umfasst, oder/und dass die Magnetfeld-Reaktionsanordnung (46) wenigstens eine Elektromagnetspule umfasst.
Bedienanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeld-Reaktionsanordnung (46) ein die Bewegungsachse (B) ringartig umgebendes Magnetfeld-Reaktionselement (48) umfasst, oder/und dass die Magnetfeld-Reaktionsanordnung (46) eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung um die Bewegungsachse (B) aufeinanderfolgend angeordneten Magnetfeld-Reaktionselementen umfasst, oder/und dass die Magnetfeld-Reaktionsanordnung (46) eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung um die Bewegungsachse (46) aufeinander folgend angeordneten Elektromagnetspulen umfasst.
Bedienanordnung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Einheit von Basiseinheit (12) und Bedieneinheit (20) eine Sensoranordnung (50) zur Erfassung einer Relativbewegung zwischen der Basiseinheit (12) und der Bedieneinheit (20) vorgesehen ist.
Bedienanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (50) wenigstens einen Magnetfeldsensor (52, 54), vorzugsweise eine Mehrzahl von Magnetfeldsensoren (52, 54), umfasst.
Bedienanordnung nach Anspruch 10 oder 11, sofern auf Anspruch 5 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Magnetfeld-Wechselwirkungsbereich (42) eine Magnetfelderzeugungsanordnung umfasst, und dass die Sensoranordnung (50) an der Basiseinheit (12) vorgesehen ist.
Bedienanordnung nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3-12, sofern auf Anspruch 2 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Formschluss-Bewegungsbegrenzungsanordnung (56) vorgesehen ist zum Begrenzen der Bewegung der Bedieneinheit (20) bezüglich der Basiseinheit (12) in wenigstens einer axialen Richtung.
Bedienanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschluss-Bewegungsbegrenzungsanordnung (56) zwischen einem die Bewegung der Bedieneinheit (20) bezüglich der Basiseinheit (12) in der wenigstens einen axialen Richtung begrenzenden Aktivstellung und einer die Bewegung der Bedieneinheit (20) bezüglich der Basiseinheit (12) in wenigstens einer axialen Richtung nicht begrenzenden Passivstellung verstellbar ist.
Bedienanordnung nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, dass die Basiseinheit (12) eine Informations-Anzeigeeinheit oder/und eine Bedienbefehl-Eingabeeinheit (16) umfasst.
Bedienanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Basiseinheit (12) eine Touchscreen-Einheit umfasst.