EP1640842A2 - Analoges Stellelement - Google Patents

Analoges Stellelement Download PDF

Info

Publication number
EP1640842A2
EP1640842A2 EP05019412A EP05019412A EP1640842A2 EP 1640842 A2 EP1640842 A2 EP 1640842A2 EP 05019412 A EP05019412 A EP 05019412A EP 05019412 A EP05019412 A EP 05019412A EP 1640842 A2 EP1640842 A2 EP 1640842A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
joystick
control element
spring elements
element according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05019412A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1640842A3 (de
Inventor
Gerhard Wergen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wergen Gerhard
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP1640842A2 publication Critical patent/EP1640842A2/de
Publication of EP1640842A3 publication Critical patent/EP1640842A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/05—Means for returning or tending to return controlling members to an inoperative or neutral position, e.g. by providing return springs or resilient end-stops
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks

Definitions

  • the invention relates to an actuating element according to the preamble of claim 1.
  • Such an actuator is known for example from WO 96/38810 for the electromechanical operation of equipment and facilities.
  • the special feature of this control element is the fatigue-free, precise operation, because it responds only to manual transverse but not to longitudinal stress of its handle.
  • the joystick is designed as a two-armed lever, which is suspended under indifferent equilibrium by means of a pivot joint in the housing, from which it protrudes with an end portion which serves as a handle.
  • the control stick of the handle opposite the inside of the housing is equipped with a counterweight, which can serve as a stop with respect to the transverse load of the joystick and also as a measuring disk for communication with housing-mounted sensors.
  • the sensors are designed as virtually wegok responsive pressure sensors against which the measuring disc is applied virtually no play, the actual angular deflection of the joystick in its transverse or bending stress is virtually zero.
  • the pressure sensors also provide the restoring forces for the return of the joystick to its central rest position when no more transverse pressure is exerted on the handle.
  • the present invention is based on the technical problem, despite virtually wegokoer operation to achieve a mechanically reliable return of the unloaded joystick in its neutral or rest position regardless of the function of the sensors, thereby opening up the possibility of non-contact working Insert sensors.
  • a surrounding rigid spring cage of frusto-conical shape is arranged between the housing and the control stick. Its spring elements are anchored on the one hand with a small base surface on the housing in the vicinity of the articulated suspension of the joystick and on the other hand with a large base surface on a return plate, which can slide virtually without radial play along the joystick.
  • the concentric to the unloaded control stick surface of the spring cage is determined in the form of hollow truncated cone of more than two spiral spring elements. They are relaxed in the neutral center position of the joystick. If each of these spring elements is linear, at both ends is fixed rigidly and the axis of the actuating element is arranged inclined relative to such that the imaginary extensions (ie the apex) lie in the pivot center of the suspension of the joystick in the housing, then leads a transverse load on the handle
  • the inventively designed actuator 11 has a cup-shaped housing 12, the solid bottom 13 against the sketch must not be formed integrally with the hollow cylindrical housing wall 14.
  • the bottom 13 is penetrated concentrically by a control stick 15, which is designed as a single-ended two-armed linear lever, protrudes from the one end as a handle 16 through the bottom 13 from the housing 12.
  • the joystick 15 is suspended with a thickening in the manner of a ball 17 directly in the bottom 13 or in a bearing shell 18 used there articulated.
  • To the interior 19 of the housing 12 towards opening concentric in the bottom 13 of this suspension is followed by a bore 20 whose diameter is greater than that of the joystick 15 to ensure that the already very weak pivoting movement of the joystick 15 here at the bottom 13th no limit stops experienced.
  • the handle 16 opposite the control stick 15 carries a solid wheel 21, which serves as a deflection stop against a circumferential inside the wall 14 solid rib 22.
  • the wheel 21 or the central opening 23 in the rib 22 are not axially parallel but bordered frustoconically, so that the wheel 21 under large peripheral peripheral system of the rolling surfaces 25 can rotate around each other with its sliding bearing 24 smoothly on the joystick 15 when the joystick 15 is moved manually kegelmantel Technologyförmig because with the laterally deflected handle 16 a circular motion is performed.
  • the joystick 15 should move from the outlined deflection back into its concentric to the surrounding housing 12 rest position. This is effected by means of spring elements 26 which are tensioned when deflecting the joystick 15 of this the housing 12 opposite and then spring back under the entrainment of the joystick in their non-biased rest position.
  • the spring elements 26 do not engage directly on the joystick 15, but via a return plate 27, with which the joystick 15 is loosely fitted longitudinally displaceable and in which the spring elements 26 are preferably anchored rigidly. Opposite the spring elements 26 in the vicinity of the suspension, so the ball 17 in the housing 12 are preferably also rigidly attached.
  • the arrangement of more than two spring elements 26 is thus such that they form under one-sided rigid mounting in the housing bottom 13 and opposite under rigid mounting in the return plate 27, so to speak, the housing 12 concentric wall of a control stick 15 surrounding cage 28. Its wall elements, so the spring elements 27 experience a slight elastic deflection when the return plate 27 is shifted slightly laterally from the concentric rest position in the housing interior 19 with the joystick 15. The relaxation of the deflection leads the disc 27 and thus the joystick 15 in the concentric rest position. This lateral displacement is accompanied by a slight longitudinal displacement on the joystick 15.
  • the at least three, preferably at least four hysteresis-free spring elements 26 can basically be used in any configuration, such as small molding, screw or coil springs, and be installed in any orientation between the housing 12 and the return plate 27, approximately along a cylinder wall and thereby axially hyperbola or pivoted hyperboloidally with respect to the center axis 29.
  • hysteresis-free spring elements 26 can basically be used in any configuration, such as small molding, screw or coil springs, and be installed in any orientation between the housing 12 and the return plate 27, approximately along a cylinder wall and thereby axially hyperbola or pivoted hyperboloidally with respect to the center axis 29.
  • Such fairly rigid linear spring wire pieces are preferred, as outlined, along an acute-angled Kegelstumpfwandung, and thus in each case axially symmetrically circumferentially offset axial section planes relative to the system center axis 29 inclined at an acute angle, in the de-energized state respectively at both ends rigidly so between the bottom 13 and the return disk 27 installed that the fictitious cone angle of the frusto-conical cage 28 in the pivot and center 34 of the ball 17 and thus in the pivot point 34 of the handle 16 and thus the whole joystick 15 is located.
  • a housing-fixed C-shaped sensor holder 30 for receiving a component of movement of the there reaching into the edge of the disc 27, which is oriented in the plane of the drawing; a transverse thereto (that is, behind the plane) arranged sensor holder would then detect the orthogonal directed motion component, so that the pivotal movement of the disc 27 and thus the handle 16 would be detected by measuring these two Cartesian coordinates.
  • the deflection of the spring elements 26 is limited by the stop of the counterweight dimensioned wheel 21 against the housing fixed circumferential rib 22.
  • the return plate 27 can not be used for this stop function, because they are at circular movement of the transversely loaded handle 16 roll along the inner circumferential surface of the housing wall 14, so turn with its slide bearing 35 on the joystick 15 and therefore would no longer be available as a lateral force-dependent deflecting sensor measuring disk 27.
  • the joystick 15 can also be held pivotally mounted with respect to the handle 16 beyond the return plate 27.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)
  • Switches With Compound Operations (AREA)

Abstract

Ein robustes aber dennoch leichtgängiges Stellelement (11) mit höchst präzise eingenommener Nullage, das praktisch wegfrei nur auf eine Querbeanspruchung seiner aus dem Gehäuse (12) herausragenden Handhabe (16) reagiert, weist einen im Gehäuse (12) im indifferenten Gleichgewicht gelenkig aufgehängten Steuerknüppel (15) auf, der zum Rückführen in seine Nullstellung von einem kegelstumpfförmigen Käfig (28) aus Federelementen (26) konzentrisch umgeben ist, an welchen der Aufhängung gegenüber eine auf dem Steuerknüppel (15) verschiebbare Rückstellscheibe (27) gelagert ist, die zugleich als Meßscheibe zur berührungslosen Sensorabfrage dienen kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Stellelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Ein derartiges Stellelement ist etwa aus der WO 96/38810 zum elektromechanischen Betreiben von Geräten und Anlagen bekannt. Das Besondere an diesem Stellelement ist die ermüdungsfreie, präzise Arbeitsweise, weil es nur auf manuelle Quer- aber nicht auf Längsbeanspruchung seiner Handhabe anspricht. Das ist in erster Linie darauf zurückzuführen, daß der Steuerknüppel als zweiarmiger Hebel ausgelegt ist, der unter indifferentem Gleichgewicht mittels eines Schwenkgelenkes im Gehäuse aufgehängt ist, aus dem er mit einem Endabschnitt herausragt, der als Handhabe dient. Um das Gleichgewicht einzustellen, ist der Steuerknüppel der Handhabe gegenüber innerhalb des Gehäuses mit einem Gegengewicht ausgestattet, das zugleich als Anschlag bezüglich der Querbeanspruchung des Steuerknüppels und auch als Meßscheibe für die Kommunikation mit gehäusefesten Sensoren dienen kann. Weil die Sensoren als praktisch wegfrei ansprechende Drucksensoren ausgelegt sind, gegen welche die Meßscheibe praktisch spielfrei anliegt, geht die tatsächliche Winkelauslenkung des Steuerknüppels bei seiner Quer- oder Biegebeanspruchung praktisch gegen Null. Die Drucksensoren liefern zugleich die Rückstellkräfte für die Rückkehr des Steuerknüppels in seine zentrale Ruhestellung, wenn kein Querdruck mehr auf die Handhabe ausgeübt wird.
  • Dieses so praktisch wegfrei auf Querdruck ansprechende Stellelement hat sich in der Praxis hervorragend bewährt. Selbst schwerst nerven- und muskelgeschwächte Behinderte, die von ihrem Schicksal an sich zur Unbeweglichkeit verdammt sind, werden wieder mobil, weil sie mit diesem wegfrei ansprechenden Stellglied den Elektroantrieb samt Fahrtrichtungssteuerung eines Krankenfahrstuhles ruckfrei und feinfühlig bedienen können - was wie sich gezeigt hat mit den handelsüblichen verschwenkbaren Joysticks absolut unerreichbar ist. Als nachteilig kann allenfalls noch angesehen werden, daß beim vorbeschriebenen Stellelement die Entspannung der Drucksensoren auch der Rückführung des dann unbelasteten Steuerknüppels in seine neutrale Ruhestellung dient. Für die Funktion des Stellelementes ist deshalb auf Sensoren zurückzugreifen, die auf mechanische Beanspruchung mit einer Rückstellkraft reagieren, weshalb sich bei Langzeitbetrieb Hystereseerscheinungen einstellen können, die unter Umständen zur Verunsicherung bei der Bedienung führen können, wenn sie nicht im Zuge routinemäßiger Wartung elektrisch kompensiert werden.
  • In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt vorliegender Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, trotz praktisch wegfreier Betätigung eine mechanisch zuverlässige Rückführung des unbelasteten Steuerknüppels in seine neutrale oder Ruhe-Stellung unabhängig von der Funktion der Sensoren zu erzielen, so daß sich dadurch auch die Möglichkeit eröffnet, berührungslos arbeitende Sensoren einzusetzen.
  • Diese Aufgabe ist durch die Merkmalskombination des Hauptanspruches gelöst. Vorzugsweise ist dabei zwischen dem Gehäuse und dem Steuerknüppel ein diesen umgebender steifer Federkäfig von kegelstumpfförmiger Gestalt angeordnet. Dessen Federelemente sind einerseits mit kleiner Basisfläche am Gehäuse in der Nähe der gelenkigen Aufhängung des Steuerknüppels und andererseits mit großer Basisfläche an einer Rückstellscheibe verankert, die praktisch ohne radiales Spiel längs des Steuerknüppels gleiten kann.
  • Vorzugsweise wird die zum entlasteten Steuerknüppel konzentrische Mantelfläche des Federkäfigs in Form des Hohlkegelstumpfes aus mehr als zwei Biegefederelementen bestimmt. Die sind in der neutralen Mittelstellung des Steuerknüppels entspannt. Wenn jedes dieser Federelemente linear ist, an seien beiden Enden biegesteif festgelegt ist und der Achse des Stellelementes gegenüber derart geneigt angeordnet ist, daß die gedachten Verlängerungen (also die Kegelspitze) im Schwenkmittelpunkt der Aufhängung des Steuerknüppels im Gehäuse liegen, dann führt eine Querbelastung der Handhabe, also eine tendenzielle Auslenkung des Steuerknüppels um seine gelenkige Aufhängung im Gehäuse bei allen Federelementen gleichermaßen zu einer leicht S-förmigen Verformung unter geringer axialer Verlagerung der Rückstellscheibe längs des Steuerknüppels, aber ohne Verdrehbewegung der Scheibe relativ zum Gehäuse; und bei mechanischer Entlastung der Handhabe führt die Entspannung der Federelemente zur Rückverlagerung der Scheibe unter Rückführung des Steuerknüppels in seine konzentrisch zum Gehäuse gegebene, unbelastete Ruhestellung.
  • Weil also die federelastische Rückstellkraft für den Steuerknüppel nun vom Federkäfig geliefert und deshalb nicht mehr aus den Detektoren gewonnen wird, können diese nun auch als berührungslos arbeitende und deshalb vollkommen hysteresefrei ansprechende, gehäusefeste Weg- oder Entfernungs-Sensoren realisiert sein, welche die Schwenk- oder die Lateralbewegung der Rückstellscheibe oder einer gesondert vom Steuerknüppel getragenen Meßscheibe relativ zum Gehäuse erfassen.
  • Kurzgefaßt weist also ein robustes aber dennoch leichtgängiges Stellelement mit höchst präzise eingenommener Nullage, das praktisch wegfrei nur auf eine Querbeanspruchung seiner aus dem Gehäuse herausragenden Handhabe reagiert, einen im Gehäuse im indifferenten Gleichgewicht gelenkig aufgehängten Steuerknüppel auf, der erfindungsgemäß zum Rückführen in seine Nullstellung von einem kegelstumpfförmigen Käfig aus Federelementen konzentrisch umgeben ist, an welchen der Aufhängung gegenüber eine auf dem Steuerknüppel verschiebbare Rückstellscheibe gelagert ist, die zugleich als Meßscheibe zur berührungslosen Sensorabfrage dienen kann.
  • Zu näherer Erläuterung der Erfindung und ihrer Vorteile sowie Weiterbildungen und Alternativen wird auf die weiteren Ansprüche verwiesen, und auf nachstehende Zeichnungsbeschreibung eines bevorzugten Realisierungsbeispieles zur erfindungsgemäßen Lösung. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt das Stellelement im Axial-Längsschnitt vereinfacht bei stark übertriebenem Auslenkwinkel.
  • Das erfindungsgemäß ausgelegte Stellelement 11 weist ein topfförmiges Gehäuse 12 auf, dessen massiver Boden 13 entgegen der Skizze nicht einteilig mit der hohlzylindrischen Gehäuse-Wandung 14 ausgebildet sein muß. Der Boden 13 wird konzentrisch von einem Steuerknüppel 15 durchragt, der als unsymmetrischer zweiarmiger linearer Hebel ausgebildet ist, von dem das eine Ende als Handhabe 16 durch den Boden 13 hindurch aus dem Gehäuse 12 herausragt. Der Steuerknüppel 15 ist mit einer Verdickung nach Art einer Kugel 17 direkt im Boden 13 oder in einer dort eingesetzten Lagerschale 18 gelenkig aufgehängt. Zum Innern 19 des Gehäuses 12 hin sich öffnend schließt sich konzentrisch im Boden 13 an diese Aufhängung eine Bohrung 20 an, deren Durchmesser größer als derjenige des Steuerknüppels 15 ist, um sicherzustellen, daß die ohnehin nur sehr schwache Schwenkbewegung des Steuerknüppels 15 hier beim Boden 13 keine Anschlagbegrenzungen erfährt.
  • Der Handhabe 16 gegenüber trägt der Steuerknüppel 15 ein massives Rad 21, das als Auslenk-Anschlag gegen eine innerhalb der Wandung 14 umlaufende massive Rippe 22 dient. Der Rad 21 oder die Zentralöffnung 23 in der Rippe 22 sind nicht achsparallel sondern kegelstumpfförmig berandet, damit der Rad 21 unter großflächiger peripherer Anlage der Abwälzflächen 25 aufeinander mit seinem Gleitlager 24 ruckfrei geführt auf dem Steuerknüppel 15 umlaufen kann, wenn der Steuerknüppel 15 manuell kegelmantelflächenförmig bewegt wird, weil mit der seitlich ausgelenkten Handhabe 16 eine Kreisbewegung vollführt wird.
  • Wenn der manuelle Druck zum seitlichen Auslenken der Handhabe 16 nachläßt, soll der Steuerknüppel 15 sich aus der skizzierten Auslenkung wieder in seine zum umgebenden Gehäuse 12 konzentrische Ruhestellung zurück bewegen. Das wird mittels Federelementen 26 bewirkt, die beim Auslenken des Steuerknüppels 15 von diesem dem Gehäuse 12 gegenüber gespannt werden und dann unter Mitnahme des Steuerknüppels 15 in ihre vorspannungsfreie Ruhestellung zurückfedern. Dabei greifen die Federelemente 26 nicht unmittelbar am Steuerknüppel 15 an, sondern über eine Rückstellscheibe 27, mit welcher der Steuerknüppel 15 lose längsverlagerbar bestückt ist und in der die Federelemente 26 vorzugsweise biegesteif verankert sind. Gegenüberliegend sind die Federelemente 26 in der Umgebung der Aufhängung, also der Kugel 17 im Gehäuse 12 vorzugsweise ebenfalls biegesteif befestigt.
  • Die Anordnung der mehr als zwei Federelemente 26 ist also derart, daß sie unter einseitiger biegesteifer Befestigung im Gehäuse-Boden 13 und gegenüberliegend unter biegesteifer Befestigung in der Rückstellscheibe 27 gewissermaßen die zum Gehäuse 12 konzentrische Wandung eines den Steuerknüppel 15 umgebenden Käfigs 28 bilden. Dessen Wandungselemente, also die Federelemente 27 erfahren eine geringfügige elastische Verbiegung, wenn mit dem Steuerknüppel 15 die Rückstellscheibe 27 aus der konzentrischen Ruhelage im Gehäuse-Innern 19 geringfügig seitlich verlagert wird. Das Entspannen der Verbiegung führt die Scheibe 27 und somit den Steuerknüppel 15 in die konzentrische Ruhelage zurück. Mit dieser seitlichen Verlagerung geht eine leichte Längsverschiebung auf dem Steuerknüppel 15 einher.
  • Die mindestens drei, vorzugsweise wenigstens vier hysteresefreien Federelemente 26 können grundsätzlich in beliebiger Konfiguration Anwendung finden, etwa als kleine Formteil-, Schrauben- oder Spiralfedern, und in beliebiger Ausrichtung zwischen dem Gehäuse 12 und der Rückstellscheibe 27 eingebaut werden, etwa längs einer Zylinderwandung und dabei achsparallel oder gegenüber der Mittenachse 29 hyperboloidisch verschwenkt. Zu bevorzugen sind aber einfache gerade Federdrähte, weil die nicht nur am ehesten untereinander gleiche Federkräfte aufweisen, sondern jedes auch noch gleiche Federkräfte in allen Biegerichtungen. Solche recht biegesteifen linearen Federdrahtstücke werden bevorzugt, wie skizziert, längs einer spitzwinkligen Kegelstumpfwandung, und somit jeweils in achssymmetrisch peripher gegeneinander versetzten Axialschnittebenen gegenüber der System-Mittenachse 29 spitzwinklig geneigt, im spannungslosen Zustand jeweils an beiden Enden biegesteif so zwischen dem Boden 13 und der Rückstellscheibe 27 eingebaut, daß der fiktive Kegelwinkel des kegelstumpfförmigen Käfigs 28 im Schwenk- und Mittelpunkt 34 der Kugel 17 und somit im Schwenkpunkt 34 der Handhabe 16 und damit des ganzen Steuerknüppels 15 liegt. Bei dieser speziellen Käfiggeometrie führt eine beliebige Querbeanspruchung, also tendenzielle Auslenkung, der Handhabe 16 nicht zu einer Verdrehbewegung der Rückstellscheibe 27, sondern nur zu deren leicht verkippter Radialbewegung unter minimaler axialer Verlagerung längs des Steuerknüppels 15. Das ist von Vorteil, weil dann die Bewegung der Rückstellscheibe 27 zugleich als praktisch linear ansprechende Meßscheibe relativ zu berührungslos abfragbaren, gehäusefesten Weg- oder Abstandssensoren dienen kann. Das ist in der Skizze veranschaulicht durch eine gehäusefest C-förmige Sensorhalterung 30 zur Aufnahme einer Bewegungskomponente des dort hineingreifenden Randes der Scheibe 27, die in der Zeichenebene orientiert ist; eine quer dazu (also hinter der Zeichenebene) angeordnete Sensorhalterung würde dann die orthogonal dazu gerichtete Bewegungskomponente erfassen, so daß über diese beiden kartesischen Koordinaten die Schwenkbewegung der Scheibe 27 und somit der Handhabe 16 meßtechnisch erfaßt wäre.
  • Zum biegesteifen Einbau der linearen Federelemente 26, die sich bei Querbeanspruchung der Handhabe 16 alle gleichförmig leicht S-förmig verbiegen, sind wie skizziert jeweils beidseitig offene, miteinander fluchtend durchlaufende Kanäle 31, 32 in den Boden 13 bzw. in die Scheibe 27 eingearbeitet, durch welche die entspannten Federelemente 26 in der neutralen, koaxialen Ruhestellung der Scheibe 27 eingeschoben werden können, um dann durch Verpressen, Verkleben, Verschweißen o. dgl. darin zur Konfiguration des koaxialen kegelstumpfförmigen Käfigs 28 fixiert zu werden. In dieser Ruhestellung wirken also keine Federkräfte auf die Scheibe 27 ein, was die Aufhängung des Steuerknüppels 15 an seiner Kugel 17 und dadurch das Stellelement 11 insgesamt lastfrei macht.
  • Begrenzt wird die Auslenkung der Federelemente 26 durch den Anschlag des als Gegengewicht dimensionierten Rades 21 gegen die gehäusefest umlaufende Rippe 22. Die Rückstellscheibe 27 kann nicht für diese Anschlagfunktion herangezogen werden, weil sie bei kreisender Bewegung der quer belasteten Handhabe 16 längs der Innenmantelfläche der Gehäuse-Wandung 14 abrollen, sich also mit ihrem Gleitlager 35 auf dem Steuerknüppel 15 verdrehen und deshalb dann nicht mehr als querkraftabhängig auslenkende Sensor-Meßscheibe 27 verfügbar sein würde.
  • Für eine verkantungsfreie Längsführung mittels des Gleitlagers 35 auf der zylindrischen Oberfläche des Steuerknüppels 15 ist die mittels des Federkäfigs 28 im Gehäuse 12 aufgehängte Rückstell- und Meß-Scheibe 27 mittig durch einen aufmontierten oder gleich einstückig mit ihr ausgebildeten Ring 33 aufgedickt. Das dagegen der Handhabe 16 gegenüber vom Steuerknüppel 15 getragene Rad 21 dient als Gegengewicht zur Handhabe 16 und ist derart bemessen, daß der Steuerknüppel 15 über seine Kugel 17 im Gehäuse 12 im indifferenten Gleichgewicht aufgehängt ist. Daraus resultiert, daß das Stellelement 11 in beliebiger Raumrichtung angeordnet und betrieben werden kann, ohne daß Rückwirkungen auf die Nullstellung der Scheibe 27 und darüber auf die Sensorabfrage auftreten.
  • Entgegen der skizzierten bevorzugten Realisierungsform kann der Steuerknüppel 15 auch bezüglich der Handhabe 16 jenseits der Rückstellscheibe 27 schwenkgelagert gehalten sein. Das würde allerdings zur Folge haben, daß die Rückstellscheibe 27 sich gegenüber dem Steuerknüppel 15 nicht nur längsverlagert, sondern zusätzlich verschwenkt. Deshalb müßte dann die Lagerung der Rückstellscheibe 27 auf dem Steuerknüppel 15 als ein Schwenklager ausgebildet werden, das seinerseits mit einem Gleitlager zur ― wenn auch geringfügigen ― Längsverlagerung auf dem Steuerknüppel 15 zu versehen wäre.
  • Jedenfalls ergibt sich erfindungsgemäß ein robustes aber dennoch leichtgängiges Stellelement 11, dessen Null-Lage sich zuverlässig einstellt. Dieses Stellelement 11 wird durch Einbringen von Querkraft über einen großen Kraftbereich bedient, wobei dessen Handhabe 16 praktisch keinen Weg ausführt. Wegen der ausbalancierten Aufhängung seines Steuerknüppels 15 arbeitet das Stellelement 11 in allen räumlichen Lagen ohne Rückwirkung auf die neutrale Nullstellung. Da die Stahldrahtfedern, an denen die Rückstellscheibe 27 im Gehäuse 12 aufgeständert ist, im Gegensatz zu Gummifedern praktisch hysteresefrei reagieren, ergibt sich die präzise, kraftfreie Nullstellung trotz damit auf Null zurück gehender Rückstellkräfte. Das Stellelement 11 arbeitet extrem langzeitstabil, weil es nur wenige bewegliche Funktionsteile aufweist und diese praktisch keinem Verschleiß unterliegen.

Claims (10)

  1. Stellelement (11) mit einem Steuerknüppel (15), der gelenkig in einem Gehäuse (12) aufgehängt ist und dieses mit einer Handhabe (16) durchragt, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerknüppel (15) lose mit einer Rückstellscheibe (27) bestückt ist, zwischen der und dem Gehäuse ( 12) Federelemente (26) angeordnet sind.
  2. Stellelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (26) den Steuerknüppel (15) nach Art eines Käfigs (28) umgeben.
  3. Stellelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (26) lineare Drahtstücke sind.
  4. Stellelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (26) längs der Wandung eines Kegelstumpfes verlaufen, dessen Kegelspitze im Schwenkpunkt (34) der Aufhängung des Steuerknüppels (15) liegt.
  5. Stellelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (26) biegesteif festgelegt sind, vorzugsweise in Kanälen (31, 32), die in Verlängerung der angrenzenden Enden der Federelemente (26) im Gehäuse (12) bzw. in der Rückstellscheibe (27) ausgebildet sind.
  6. Stellelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellscheibe (27) mit einem Gleitlager (35) ausgestattet ist.
  7. Stellelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellscheibe (27) mit einem kombinierten Schwenk- und Gleitlager ausgestattet ist.
  8. Stellelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellscheibe (27) als Meßscheibe für ein Zusammenwirken mit wenigstens einem gehäusefesten Sensor ausgelegt ist.
  9. Stellelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ( 12) mit orthogonal zu einander orientierten Sensorhalterungen (29) für berührungslose Weg- oder Abstandsmessungen in bezüglich des Steuerknüppels (15) radialer Richtung ausgestattet ist.
  10. Stellelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerknüppel (15) der Handhabe (16) gegenüber mit einem Rad (21) als Auslenk-Anschlag und als Gegengewicht ausgestattet ist.
EP05019412A 2004-09-15 2005-09-06 Analoges Stellelement Withdrawn EP1640842A3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410045067 DE102004045067B4 (de) 2004-09-15 2004-09-15 Analoges Stellelement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1640842A2 true EP1640842A2 (de) 2006-03-29
EP1640842A3 EP1640842A3 (de) 2006-05-31

Family

ID=35457254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP05019412A Withdrawn EP1640842A3 (de) 2004-09-15 2005-09-06 Analoges Stellelement

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP1640842A3 (de)
DE (1) DE102004045067B4 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11409321B2 (en) 2018-11-15 2022-08-09 Crouzet Automatismes Joystick

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3881106A (en) * 1973-02-27 1975-04-29 Messerschmitt Boelkow Blohm Device for producing electrical signals by means of a control stick
EP0400633A2 (de) * 1989-05-30 1990-12-05 Ichikoh Industries Limited Fernsteuerungsschalter für die Lageeinstellung von Kraftfahrzeugspiegeln
WO1996038810A1 (de) 1995-06-02 1996-12-05 Gerhard Wergen Analoges stellelement
US20040164959A1 (en) * 1995-01-18 2004-08-26 Rosenberg Louis B. Computer interface apparatus including linkage having flex

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4375631A (en) * 1981-04-09 1983-03-01 Ampex Corporation Joystick control
DE19519941C1 (de) * 1995-06-02 1997-03-13 Gerhard Dipl Ing Wergen Steuerknüppel
DE29612554U1 (de) * 1996-07-19 1996-09-12 Primax Electronics Ltd., Hsi Chih Town, Taipeh/T'ai-pei Computer-Joystick
TW364092B (en) * 1997-04-04 1999-07-11 Matsushita Electric Industrial Co Ltd A load sensor and a pointing equipment incorporating the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3881106A (en) * 1973-02-27 1975-04-29 Messerschmitt Boelkow Blohm Device for producing electrical signals by means of a control stick
EP0400633A2 (de) * 1989-05-30 1990-12-05 Ichikoh Industries Limited Fernsteuerungsschalter für die Lageeinstellung von Kraftfahrzeugspiegeln
US20040164959A1 (en) * 1995-01-18 2004-08-26 Rosenberg Louis B. Computer interface apparatus including linkage having flex
WO1996038810A1 (de) 1995-06-02 1996-12-05 Gerhard Wergen Analoges stellelement

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11409321B2 (en) 2018-11-15 2022-08-09 Crouzet Automatismes Joystick

Also Published As

Publication number Publication date
EP1640842A3 (de) 2006-05-31
DE102004045067B4 (de) 2009-01-15
DE102004045067A1 (de) 2006-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1778504B1 (de) Lenkrolle mit einem laufrad
EP0459183B1 (de) Steuergeber
WO2020233911A1 (de) Möbelelement
DE3784879T2 (de) Ausrichtbare haltevorrichtung, speziell fuer optische geraete und aehnliches.
DE19519941C1 (de) Steuerknüppel
EP1526422B1 (de) Versenkbare Drehgriffvorrichtung einer Schalt-oder Stelleinrichtung insbesondere eines Haushaltsgeräts
DE102017110472B4 (de) Joystick zum Steuern von Fahrzeug-, Maschinen- oder Anlagenfunktionen
EP1640842A2 (de) Analoges Stellelement
EP1126114B1 (de) Verstellbares Scharnier
DE60010815T2 (de) Stossdämpfer für Fahrspielzeuge
EP0061041A1 (de) Vorrichtung zum Betätigen eines heb- und senkbaren Ventilkegels eines Wannenablaufventils
DE2633968C3 (de) Einstellvorrichtung für den optischen Block eines Scheinwerfers
DE2509899C2 (de) Tastkopf
DE2835733C3 (de) Anzeigevorrichtung für die Auslösehärte einer Schraubenfeder bei einer Sicherheitsskibindung
EP0529494B1 (de) Kantentaster mit Anzeigeeinrichtung
DE29510071U1 (de) Radiusbetätiger für Sicherheitsschalter
WO2019092198A1 (de) Rundfussschalter
DE9105251U1 (de) Digitale Kreuzsteuerung
DE4111140C2 (de) Detektorvorrichtung zur Eingabe von Daten, Schaltsignalen u. dgl.
DE102018008453B4 (de) Kurzhubschalter
DE1262095B (de) Federanordnung zur Erzeugung einer Rueckstellkraft mit einstellbarer Kennlinie
DE2432150C2 (de) Schnäpperscharnier
DE3427959C2 (de)
DE2414105C3 (de) Betätigungseinrichtung für eine Hubvorrichtung insbesondere zur stufenlosen Höhenverstellung von Tischplatten, Stuhlsitzen o.dgl
EP0044322B1 (de) Ablassventil für blutdruckmessgeräte

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA HR MK YU

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA HR MK YU

17P Request for examination filed

Effective date: 20061006

AKX Designation fees paid

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

17Q First examination report despatched

Effective date: 20070803

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: WERGEN, GERHARD

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: WERGEN, GERHARD

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20110427