DE10012436A1 - Stellelement - Google Patents

Stellelement

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stellelement in Form eines Joysticks oder dergleichen, bei dem der Joystick (1) selbst als Betätigungselement ausgebildet und beweglich sowie gleichgewichtsstabil über ein Schiebelager (3) in einem Gehäuse (2) angeordnet ist. Neben den allgemein bekannten Verstellmöglichkeiten nach vorn und zurück bzw. links und rechts, kann der Joystick (1) in seiner Hochachse (13) sowohl nach oben als auch nach unten verstellt werden und nimmt dabei Funktionspositionen ein, die als Bestätigungs- und Löschposition (7, 6) ausgeführt sind, so daß bei Bestätigung des Joysticks (1) in eine dieser Positionen die vorher eingegebenen Befehle bestätigt bzw. abgebrochen werden können.

Description

Die Erfindung betrifft ein Stellelement in Form eines Joysticks nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist allgemein bekannt, Stellelemente in unterschiedlicher Form auszugestalten, wobei der Verwendungszweck des Stellelementes wesentlich die Ausgestaltung und Betätigung sowie seine Funktionsweise bestimmt.
So werden Stellelemente in Form von Steuerknüppeln zur Betätigung von Arbeitsmaschi­ nen und Fahrzeugen verwendet. Im Bereich der EDV-Anlagen werden derartige Stellelemente vorzugsweise als Joysticks bezeichnet, wobei diese Joysticks auch in anderen Fachbereichen als Stellelement in vielfältiger Art und Weise Anwendung finden.
So beschreibt die DE 196 42 994 A1 einen Multifunktionssteuerknüppel, welcher nach vorn geneigt und in zwei Achsen verschwenkt werden kann. Der Handgriffbereich des Steuerknüppels ist dabei so ausgebildet, dass dieser von der Hand des Bedienenden umgriffen werden kann, wobei auf dem Kopfbereich des Steuerknüppels Schalter und Tasten vorgesehen sind, die als Bedienelemente ausgebildet sind und vom Daumen bzw. Zeigefinger des Bedienenden betätigt werden können, wobei der Steuerknüppel so ausgebildet ist, dass er sowohl nach vorn als auch nach hinten und nach links oder rechts bewegt werden kann. So findet dieser Funktionssteuerknüppel zur Einhandbedienung unterschiedlicher Funktionen bei Arbeitsmaschinen Anwendung.
Einen verschwenkbaren Steuerknüppel zum zweidimensionalen Steuern oder auch zum zweidimensionalen Messen beschreibt die DE 195 03 615 C2, der an seinem einen Ende eine schwenkbar gelagerte Gelenkkugel aufweist, in welcher ein kreisringförmiger, axialmagnetisierter Permanentmagnet untergebracht ist, bei dem die Gelenkkugel mit Teilen aus magnetisch leitendem Material ausgebildet ist, zwischen denen der Permanentmagnet gehalten wird. Vorgesehene Polschuhe sind so angeordnet, dass alle Polschuhachsen in einer gemeinsamen durch das Zentrum der Gelenkkugel gehenden Ebene liegen und mit der Wirkungslinie des Permanentmagneten eine Symmetrieebene bilden.
Schließlich sei noch auf die DE 195 19 941 C1 verwiesen, die einen Steuerknüppel mit einem als Handhabe bezeichneten Betätigungselement beschreibt, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass die Handhabe in einer Schale formschlüssig axial abstützend eingehängt ist und gegen kontinuierlich auf Druck ansprechende Sensoren anliegt, die zur Krafteinleitung zwischen der Deckwand und der Druckplatte im Gehäuse des Steuerknüppels angeordnet sind.
All die vorgenannten Stellelemente in Form von Steuerknüppeln und auch Joysticks sind so ausgebildet und gelagert, dass sie in den Ebenen bzw. Positionen vor und zurück bzw. links und rechts verstellt werden können und entsprechende Informationen und Befehle übertragen bzw. durch diese Verstellbewegungen Bedienvorgänge auslösen, wobei deren Ausbildung und Anordnung unmittelbar auf den jeweiligen Anwendungsfall begrenzt sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Stellelement dieser Gattung zu schaffen, welches sich durch einen funktionszuverlässigen Aufbau auszeichnet und die Möglichkeit bietet, Eingaben zu bestätigen bzw. abzubrechen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst und bevorzugte Merkmale, die die Erfindung vorteilhaft weiterbilden, sind den nachgeordneten Patentansprüchen zu entnehmen.
Gemäß der Erfindung wurde ein Stellelement in Form eines Joysticks geschaffen, welcher als Betätigungselement ausgebildet und in einem zweidimensionalen Lager innerhalb eines Gehäuses beweglich gelagert ist. Die Beweglichkeit des Joysticks innerhalb des Schieblagers ist so ausgebildet, dass der Joystick sowohl in die Positionen vor - zurück und links - rechts als auch in seiner Hochachse, somit nach oben oder nach unten bewegt werden kann, wobei der Joystick trotz seiner beweglichen Anordnung gleichgewichtsstabil in dem Schiebelager gelagert ist.
Die Stellpositionen vor - zurück und links - rechts entsprechen den üblichen Stellbeweungen bekannter Joysticks.
Wesensmerkmal der vorliegenden Erfindung ist jedoch, dass der Joystick höhenverstellbar im Schiebelager gelagert und das Schiebelager selbst so ausgebildet ist, dass dieses bei der Betätigung des Joysticks diesen in seiner Hochachse entweder nach oben oder unten bewegt und der Joystick dann Funktionseinstellungen einnimmt, die als Bestätigungsposition und als Löschposition ausgebildet sind.
Neben diesen beiden Positionen, auch als Schaltstufen zu bezeichnen, verfügt der Joystick über eine weitere Schaltstufe, nämlich die mittlere Schaltstufe, die Neutralposition, in welcher der Joystick bedient werden kann, um bestimmte Befehle einzugeben bzw. bestimmte Bedienvorgänge auszulösen.
Das Wesensmerkmal des vorgestellten Stellelementes liegt nun darin, dass durch das Betätigen des Joysticks die Möglichkeit gegeben ist, die getätigten Eingaben zu bestätigen bzw. abzubrechen.
Zu diesem Zweck ist der Joystick in seiner Höhenlage nach oben und nach unten verstellbar in dem Schiebelager angeordnet. So wird bei der Druckbewegung des Joysticks dieser nach unten aus seiner Neutralposition in die Bestätigungsposition gebracht, wodurch die Bestätigung, das Okay für die Eingabe erfolgt. Wird demgegenüber der Joystick angehoben, wird er aus seiner Neutralposition in die obere Schaltstufe, die Löschposition, verbracht und die vorher eingeleitete Eingabe gelöscht bzw. der Vorgang abgebrochen.
Sowohl in seiner Bestätigungsposition als auch in seiner Löschposition ist das Schiebelager so ausgebildet, dass diese eingenommene Position bestätigt wird, eine habtische Rückmeldung erfolgt.
Es gehört auch zur Erfindung, dass das Schiebelager und der Schaltmechanismus des Joysticks im Fuß eines Gehäuses angeordnet sind und das Schiebelager als ein zweidimensionales Lager ausgebildet ist.
Der Joystick ist dabei über ein Kugellager innerhalb von vertikalen Führungen des Schie­ belagers angeordnet und ist in seiner Höhenachse innerhalb dieser vertikalen Führungen sowohl nach oben als auch nach unten verstellbar gelagert.
Die Kontaktflächen, die Innenflächen der vertikalen Führungen sind mit Wölbungen ausgebildet und über Federn im Gehäuse gelagert, so dass diese mit einem bestimmten Druck auf das Kugellager und somit auf den daran befestigten Joystick wirken und diesen in seiner mittleren Schaltstufe, der Neutralposition gleichgewichtsstabil halten.
In einer bevorzugten Ausführung kann das davorgestellte Stellelement in Form eines Drehschalters als ein Differenzsignalgeber ausgebildet werden, dies in der Art und Weise, dass der Drehschalter in Richtung seiner Mittelachse bei einer Druck- oder Zugbetätigung aus seiner Mittelposition, der Neutralposition, verbracht wird und dann je nach Betätigung des Drehschalters in seine Bestätigungsposition bzw. seine Löschposition verbracht wird.
Diese Ausführungsform ist immer dann zu wählen, wenn das Stellelement als ein Bedienelement für Eingabegeräte verwendet werden soll. So kann dieses Bedienelement beispielsweise an Multifunktionsbedieneinrichtungen für Kraftfahrzeuge eingesetzt wer­ den, bei der eine Anwahl individueller Funktionen innerhalb einer Funktionsgruppe mittels dieses einzigen Bedienelementes erfolgt, da das vorgestellte Stellelement eine Enter- Funktion aufweist, die durch die Bestätigungs- bzw. Löschposition begründet ist.
Eine solche Multifunktionsbedieneinrichtung dient beispielsweise zur Steuerung mehrerer in einem Kraftfahrzeug eingesetzter Steuer- bzw. Zusatzgeräte, wie Radio, Bordcom­ puter, Telefon, Navigationseinrichtung und auch Teilen der Klimaanlage. Solche Bedien­ einrichtungen sind mit einem Bildschirm und mit einer Bedienoberfläche ausgerüstet, auf der nach dem Einschalten der Bedieneinrichtung oder nach Vorgabe eines Steuersignals durch Tätigung entsprechender Drucktasten Informationen der gewünschten Art ange­ zeigt werden.
Der nach der Erfindung ausgebildete Drehschalter weist auch in seiner Bestätigungs- und Löschposition Raststufen auf, die jeweils den einzelnen Funktionen zugeordnet sind und ist so ausgebildet, dass durch eine Druckbetätigung bzw. eine Zugbetätigung die vorgenommene Eingabe bestätigt bzw. unterbrochen wird. Auch bei dieser Ausführungsform des Stellelementes als Drehschalter kann dieser infolge des gestalteten Schiebelagers aus seiner Ausgangsposition, der neutralen Schaltstufe, herausbewegt werden und somit zwei Schaltfunktionen, die Bestätigung oder den Abbruch, realisieren.
Mit dem vorgestellten als Joystick ausgebildeten Stellelement besteht somit die Möglichkeit, eine dimensionale analoge Eingabe durch Druckbetätigung des Joysticks zu bestätigen bzw. durch Ziehen des Joysticks zu unterbrechen. Dies bedeutet, durch Betätigung des Joysticks erfolgt ein Okay der getätigten Eingabe oder ein Abbruch der getätigten Eingabe, somit ist Möglichkeit gegeben, unmittelbar nach dem Abbruch eine neue Eingabe vorzunehmen und zu erwirken.
Mit nachfolgendem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutert werden.
Die dazugehörige Zeichnung zeigt in
Fig. 1: eine prinziphafte Darstellung des Stellelementes mit seinen Funktions­ baugruppen,
Fig. 2: eine prinziphafte Darstellung der Ausbildung des Schiebelagers.
Das in der Fig. 1 gezeigte Stellelement ist als Joystick 1 ausgebildet, welcher über seine Lagerung im Gehäuse 2 eingeordnet ist.
Das Lager selbst ist dabei als ein Schiebelager 3 ausgebildet und gleichfalls so gestaltet, dass der Joystick 1 in dem Schiebelager 3 beweglich als auch gleichgewichtsstabil gela­ gert ist. Die Bewegungsrichtungen des Joystick 1 sind mit den Bezugszahlen 4, 5 und 12 gekennzeichnet, wobei die Bezugszahl 4 die Drehbeweglichkeit des Joysticks 1 und die Bezugszahl 12 die Linearbeweglichkeit des Joysticks 1 in Vor- und Rückstellung sowie in Links- und Rechtsstellung wiedergibt.
Ferner ist der Joystick 1 und das Schiebelager 3 so ausgebildet, dass der Joystick 1 in seiner Höhenachse 13 sowohl nach oben als auch nach unten verstellt werden kann und dabei dann die Position 6; 7 einnimmt, die als Bestätigungsposition 7 und als Löschpo­ sition 6 bezeichnet und ausgebildet sind.
Die Ausführung und Gestaltung des Schiebelagers 3 ist prinziphaft in der Fig. 2 wiedergegeben, aus der sich ergibt, dass das Schiebelager 3 aus senkrechten Führungen 8 besteht, zwischen denen der Joystick 1 über ein Wälzlager 9 eingeordnet ist.
Die senkrechten Führungen 8 sind dabei an ihren Innenflächen mit Wölbungen 14 ausgebildet und über Blattfedern 10 in einem Federlager 11 eingeordnet.
Die Fig. 2 zeigt in ihrer Darstellung die Stellung des Joysticks 1 in seiner mittleren Schaltstufe, seiner Neutralposition 5, aus der der Joystick 1 durch ein Betätigen des selben in seine Funktionspositionen, die Bestätigungsposition 7, durch eine Druckeinwirkung auf den Joystick 1 verbracht wird und bei einer Zugbetätigung der Joystick 1 in seine Löschposition 6.
Durch die Ausbildung der senkrechten Führungen 8 mit den Wölbungen 14 und deren fe­ dernden Lagerung wird sichergestellt, dass einmal eine bewegliche und gleichgewichts­ stabilisierende Lage des Joysticks 1 in seiner Neutralposition 5 gegeben ist und anderer­ seits gewährleistet wird, wenn der Joystick 1 nach oben oder unten und somit in seine Lösch- bzw. Bestätigungspositionen 6; 7 verbracht wird, bei Nachlassen der Zug- oder Druckbestätigung, wieder in seine Ausgangsposition, die Neutralposition 5, zurückkehrt.
In dieser Position kann der Joystick 1 in den angegebenen Richtungen, der Drehrichtung 4 und den Bewegungsrichtungen 12, betätigt werden.
Soll die getätigte Eingabe bestätigt oder gelöscht, abgebrochen werden, bedarf es ledig­ lich, wie bereits ausgeführt, der Betätigung des Joysticks 1 in Richtung seiner Hochachse 13, indem dieser durch Druckbetätigung in seine Bestätigungsposition 7 oder durch Zugbetätigung in seine Löschposition 6 verbracht wird.
Bei der Ausführung des Stellelementes als Drehschalter, was nicht näher dargestellt ist, wird der Drehschalter gleichfalls durch Druck- und Zugbetätigung in Richtung seiner Mittelachse, die identisch ist der Hochachse 13 des Joysticks 1 bestätigt und so in die Bestätigungsposition 7, die Okaybestätigung oder in die Löschposition 6, die Abruchstellung, verbracht.
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich primär um ein einachsig lineargeführtes Stellelement, welches praktisch weglos arbeitet und schon mit minimalem Krafteinsatz bedient werden und somit in vielfältiger Ausführung als Bedienelement für verschiedenste Bedieneinrichtungen verwendet werden kann.

Claims (9)

1. Stellelement in Form eines Joysticks oder dergleichen, welches mit einem, in einem Gehäuse beweglich gelagertem Betätigungselement ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der als Betätigungselement ausgebildete Joystick (1) beweglich sowie gleichgewichtsstabil und in seiner Hochachse (13) mit drei verschiedenen Schaltstufen ausgerüstet, höhenverstellbar, zwei Funktionspositionen einnehmend, in einem in einem Gehäuse (2) vorgesehenen Schiebelager (3) angeordnet ist.
2. Stellelement nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebelager (3) und der Schaltmechanismus des Joystick (1) im Gehäuse (2) angeordnet sind, wobei das Schiebelager (3) als ein zweidimensionales Lager ausgebildet ist, aus zwei vertikalen Führungen (8) mit einem zwischen den vertikalen Führungen (8) vorgesehenem Kugellager (9), welches mit dem Joystick (1) verbunden ist, und aus einer Federlagerung (11) besteht.
3. Stellelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikalen Führungen (8) über einen Federmechanismus (10), insbesondere Blattfedern, zur Federlagerung (11) verbunden und die Innenflächen der vertikalen Führungen (8), die Kontaktflächen zu dem Joystick (1), mit Wölbungen (14) ausgebildet sind und der Joystick (1) druckbelastend zwischen den vertikalen Führungen (8) positioniert und in seiner Hochachse (13) verstellbar angeordnet ist.
4. Stellelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltstufen als Funktionseinstellungen des Joysticks (1) in Form einer Neutralposition (5), einer Bestätigungsposition (7) und einer Löschposition (6) ausgebildet sind.
5. Stellelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Joystick (1) über eine Druck-Zugbetätigung in Richtung seiner Hochachse (13) aus seiner mittleren Schaltstufe, seiner Neutralposition (5), in die untere und/oder obere Schaltstufe, der Betätigungs- und/oder Löschposition (7; 6) verbringbar ist und diese Positionen des Joysticks (1) mittels einer habtischen Rückmeldung bestätigt werden.
6. Stellelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedien- und Funktionselemente des Joysticks (1) unmittelbar am und/oder im Joystick (1) und im Gehäuse (2) vorgesehen sind und der Joystick (1) ohne herkömmliche Drucktasten ausgebildet ist.
7. Stellelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Joystick (1) als Bedienelement, als ein Differenzsignalgeber in Form eines Drehschalters ausgebildet ist, wobei der Drehschalter in Richtung seiner Mittelachse, der Hochachse (13) des Joystick (1) entsprechend, bei einer Druck- oder Zugbetätigung aus seiner Neutralposition (5) verstellbar und somit in die Bestätigungsposition (7) und/oder Löschposition (6) verbringbar ist, dabei in den vertikalen Führungen (8) geführt wird und zwischen diesen angeordnet ist.
8. Stellelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebelager (3) für die Tastenfunktionen Bestätigungsposition (7) und Löschposition (6) mit einer Rasteinrichtung in der mittleren, der Neutralposition (5) ausgebildet und die Bestätigungs-/Löschpositionen (7; 6) gleichfalls mit einer habtischen Rückmeldung ausgerüstet sind.
9. Stellelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Joystick (1) aus seiner Bestätigungs- sowie Löschposition (7; 6) immer in seine Ausgangsposition, die Neutralposition (5), verbracht wird.
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