-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Bedienelement, insbesondere einen
Joystick, mit einer Kipphaptik für
ein Kraftfahrzeug.
-
In
Kraftfahrzeugen werden oftmals Bedienelemente eingesetzt, die durch
Kippen bedient werden. Beispiele dafür sind Kippschalter für elektrische Fensterheber
oder elektrisch verstellbare Außenspiegel
sowie Joysticks zur Steuerung eines Bordcomputers. Für eine angenehmere
Bedienung und zur haptischen Rückmeldung
der Betätigung
ist zur Bedienung des Bedienelements eine über die Auslenkung veränderliche
Kraft notwendig. Ein typischer Kraftverlauf ist in 22 angegeben.
Bei den derzeit erhältlichen
Bedienelementen wird diese Kraft üblicherweise durch eine oder
mehrere Federn erzeugt, die optional zusätzlich das Bedienelement in
eine Mittelstellung zurückbringen,
wenn es der Benutzer loslässt.
Der Nachteil der Verwendung von Federn ist jedoch, dass die Federkraft über die
Lebenszeit des Bedienelements nachlässt und sich ein optimaler Kraftverlauf über die
Auslenkung des Bedienelements nicht erreichen lässt. Auch sind die durch Federn
erzielbaren Kräfte
beschränkt.
Darüber
hinaus ist die Qualität
der erzeugten Haptik oftmals unbefriedigend.
-
Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bedienelement
mit einer Kipphaptik bereitzustellen, das einfach und kostengünstig aufgebaut
ist, nur einen geringen Bauraum benötigt, eine einfache Anpassung
der Haptik an den gewünschten
Kraftverlauf ermöglicht
und über
seine Lebensdauer eine gleichbleibende Haptik aufweist.
-
Gelöst wird
diese Aufgabe durch ein Bedienelement gemäß Patentanspruch 1. Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind den abhängigen Patentansprüchen zu
entnehmen.
-
Ein
erfindungsgemäßes Bedienelement weist
einen kippbar gelagerten Hebel mit einem ersten und einem zweiten
Hebelende auf, wobei sich das erste Hebelende aus einem Gehäuse des
Bedienelements heraus erstreckt. Bei der Betätigung des Bedienelements bewegt
der Benutzer das aus dem Gehäuse
herausragende erste Hebelende und erzeugt so eine Kippbewegung des
Hebels um dessen Lagerpunkt. Weiterhin weist das Bedienelement einen
schwenkbar gelagerten Hebelarm mit einem Aufnahmeelement und ein
Kraftübertragungs element am
zweiten Ende des kippbar gelagerten Hebels auf, wobei sich das Kraftübertragungselement
in das Aufnahmeelement des Hebelarms erstreckt und eine Kippbewegung
des Hebels in eine Schwenkbewegung des Hebelarms transformiert.
Weiterhin ist ein Permanentmagnetpaar im Bedienelement angeordnet,
wobei ein Magnet des Permanentmagnetpaares an dem Hebelarm und ein
Magnet ortsfest im Bedienelement derart angeordnet ist, dass sich
in Mittelstellung des Hebels jeweils ungleiche Pole der Magnete
beabstandet gegenüberstehen.
-
Die
Anziehung zwischen den beiden Magneten des Permanentmagnetpaars
erzeugt eine Kraft auf den Hebelarm, die diesen in eine Nullstellung zwingt,
welche gleichzeitig eine Mittelstellung des Hebels bewirkt. Die
Auslenkung des Hebelarms aus dieser Nullstellung erfolgt dadurch,
dass der Benutzer den Hebel kippt, wodurch sich das am zweiten Ende
des Hebels angeordnete Kraftübertragungselement
in dem Aufnahmeelement des Hebelarms bewegt. Das Kraftübertragungselement
drückt
gegen eine Flanke des Aufnahmeelements, wodurch eine Kraft auf den
Hebelarm ausgeübt
wird, die diesen aus der Nullstellung herausschwenkt. Dieser Schwenkbewegung
entgegengesetzt ist die Anziehungskraft der Permanentmagnete, die
sich über
das Kraftübertragungselement
auf den Hebel überträgt und vom
Benutzer als haptischer Eindruck wahrgenommen wird.
-
Unabhängig von
der Kipprichtung des Hebels wird der Hebelarm stets in die gleiche
Richtung aus seiner Nullstellung herausgeschwenkt. Dies gilt auch,
falls der Hebel translatorisch entlang seiner Längsachse bewegt wird, um eine
sogenannte Push-Funktionalität
zu erzeugen.
-
Die
von dem Permanentmagnetpaar auf den Hebelarm ausgeübte Kraft
ist abhängig
von der relativen Stellung der beiden Permanentmagnete zueinander
und somit von der Auslenkung des Hebelarms. Die Auslenkung des Hebelarms
ist unter anderem abhängig
von der Auslenkung des Hebels sowie der Form des Aufnahmeelements
am Hebelarm und des Kraftübertragungselements.
Sind die Flanken des Aufnahmeelements am Hebelarm flach, so führt eine Auslenkung
des Hebels zu einer geringeren Auslenkung des Hebelarms als bei
einer steilen Flanke des Aufnahmeelements. Prinzipiell ist die Form
des Aufnahmeelements im Hebelarm frei gestaltbar, so dass sich für jede Kipprichtung
des Hebels eine individuelle Haptik mit dem gewünschten Kraftverlauf realisieren
lässt.
-
Das
Aufnahmeelement wird bevorzugt durch eine Ausnehmung im Hebelarm
gebildet. Eine solche Ausnehmung ist bei der Herstellung des Hebelarms präzise und
kostengünstig
erzeugbar. Alternativ wird das Aufnahmeelement von einer beliebigen
anderen, geeigneten Ausformung des Hebelarms gebildet. In einer
weiteren Alternative stellt das Aufnahmeelement eine eigenständige Komponente
dar, die auf dem Hebelarm befestigbar, beispielsweise verrastbar ist.
Durch eine solche modulare Ausgestaltung lässt sich die Haptik des Bedienelements
bei ansonsten gleichem Aufbau auf einfache Art und Weise anpassen.
-
Bevorzugt
handelt es sich bei dem Kraftübertragungselement
um eine Kugel. Bei der Betätigung des
Bedienelements rollt die Kugel in dem Aufnahmeelement am Hebelarm,
wodurch sich eine geringe Reibung und eine geringe Abnutzung ergeben.
Alternativ handelt es sich bei dem Kraftübertragungselement um eine
Ausformung des zweiten Hebelendes. Dabei gleitet das Ende des Hebels
direkt über
die Flanken des Aufnahmeelements.
-
Weiterhin
alternativ ist das Kraftübertragungselement
als Pyramide ausgebildet. Beim Kippen des Hebelarms kippt die Pyramide über eine Kante
ihrer Grundfläche
und drückt
dadurch den Hebelarm aus seiner Nullstellung. In vorteilhafter Weise weist
die Grundfläche
der Pyramide so viele Kanten auf wie der Hebel mögliche Kipprichtungen. Die Grundfläche der
Pyramide ist beispielsweise bei vier Kipprichtungen des Hebels als
Quadrat und bei acht Kipprichtungen des Hebels als gleichseitiges
Achteck ausgebildet. Eine Ausbildung des Kraftübertragungselements als Kegel
erlaubt unendlich viele Kipprichtungen des Hebels. In einer weiteren
Alternative ist das Kraftübertragungselement
als Stift ausgebildet, dessen erstes Ende auf einer Platte angeordnet
ist und dessen zweites Ende eine Spitze bildet. Die Form der Platte
ist analog zu der Grundfläche
der Pyramide den möglichen
Kipprichtungen des Hebels angepasst.
-
In
einer bevorzugten Ausgestaltungsform weist das Bedienelement einen
mechanischen Endanschlag für
den Hebel und/oder den Hebelarm auf. Durch einen Endanschlag für den Hebelarm
ist ein Endanschlag für
alle Kipprichtungen des Hebels mit nur einem Bauteil erreichbar.
Durch einen mechanischen Endanschlag für den Hebel ist ein von der Kipprichtung
des Hebels abhängiger
Endanschlag realisierbar.
-
Optional
ist in dem erfindungsgemäßen Bedienelement
eine Schaltkulisse zur Begrenzung der möglichen Kipprichtungen des
Hebels angeordnet. Dadurch werden ausschließlich gewünschte Kipprichtungen des Hebels
zugelassen, beispielsweise vier oder acht. Außerdem ist durch die Schaltkulisse
für jede
Kipprichtung die maximale Auslenkung des Hebels individuell begrenzbar.
In einer Fortbildung dieser Ausgestaltungsform sind durch die Schaltkulisse
zugelassene Kipprichtungen dynamisch sperrbar. Dadurch kann die
Anzahl der Kipprichtungen in Abhängigkeit
des Zustands der bedienten Einrichtung während des Betriebes weiter beschränkt werden.
-
In
einer alternativen Ausgestaltungsform der Erfindung begrenzt die
Form des Aufnahmeelements am Hebelarm die möglichen Kipprichtungen des
Hebels. Dazu weist das Aufnahmeelement beispielsweise sternförmig angeordneten
Nuten auf, in denen sich das Kraftübertragungselement beim Kippen
des Hebels bewegt. Eine Bewegung des Kraftübertragungselements außerhalb
der Nuten ist nicht möglich,
wodurch dazu korrespondierende Kipprichtungen des Hebels blockiert
werden.
-
Bevorzugt
weist das Bedienelement mindestens eine Reflexionslichtschranke
zur Detektion der Kipprichtung des Hebels auf. Sender und Empfänger der
Reflexionslichtschranke sind beispielsweise ortsfest im Bedienelement
angeordnet, während
der Reflektor, beispielsweise in Form einer reflektierenden Fläche, direkt
oder indirekt am Hebel angeordnet ist. Je nach Kipprichtung des
Hebels ändert
sich der Abstand der reflektierenden Fläche zu Sender und Empfänger, was
zu einer Änderung
des Ausgangssignals der Reflexionslichtschranke führt. Aus
dem Ausgangssignal der Reflexionslichtschranke wird die Kipprichtung
des Hebels bestimmt. Alternativ weist das Bedienelement mindestens
eine Gabellichtschranke für
jede mögliche
Kipprichtung des Hebels auf, wobei jede Gabellichtschranke eine
mögliche Kipprichtung
des Hebels detektiert.
-
Alternativ
weist das Bedienelement mindestens einen Schleifkontakt zur Detektion
der Kipprichtung des Hebels auf. So sind beispielsweise mindestens
eine Kontaktfläche
ortsfest im Bedienelement und eine Schleiffeder am Hebel angeordnet.
Je nach Position des Hebels kontaktiert die Schleiffeder eine andere
Kontaktfläche
oder eine andere Position innerhalb einer Kontaktfläche. Daraus
ist die Position des Hebels bestimmbar.
-
In
einer Ausführungsform
weist das Bedienelement eine Lichtschranke, insbesondere eine Gabellichtschranke,
zur Detektion der Schwenkbewegung des Hebelarms auf. Ist der Hebel über eine Schaltschwelle
gekippt oder gedrückt
worden, so ist auch eine festgelegte Auslenkung des Hebelarms erreicht
oder überschritten.
Dieses Erreichen oder Überschreiten
wird mittels der Gabellichtschranke detektiert. Die Schaltschwelle
bezeichnet dabei die Auslenkung des Hebels, bei der das Bedienelement als
betätigt
angesehen wird. Sie ist in 22 beispielhaft
eingetragen. Der Vorteil der Verwendung einer Lichtschranke liegt
in der sicheren Detektion der Schaltschwelle. Ist diese Schaltschwelle
erreicht, so wird mittels der vorstehend aufgeführten Elemente die Kipprichtung
des Hebels oder ein Pushen des Hebels detektiert. Durch die Verwendung
dieser zusätzlichen
Lichtschranke lassen sich insbesondere Toleranzen und Streuungen
bei der Herstellung und Montage der Reflexionslichtschranken ausgleichen.
Alternativ zu einer Lichtschranke wird ein Nullkraftschalter zur
Detektion der Schwenkbewegung des Hebelarms verwendet. Bei einem
Nullkraftschalter handelt es sich um einen Schalter, der seiner
Betätigung
keine oder nur eine sehr geringe Kraft entgegensetzt, und somit
die mittels des Permamentmagnetpaares erzeugt Haptik nicht fühlbar beeinflusst.
-
Bevorzugt
ist am ersten Ende des Hebels ein Bedienknopf angeordnet. Dieser
Bedienknopf ermöglicht
eine sichere und komfortable Bedienung des Bedienelements. Optional
weist der Bedienknopf weitere Funktionalitäten auf, beispielsweise die
eines Drehstellers. In einer speziellen Ausführungsvariante ist der Bedienknopf
elastisch auf dem ersten Hebelende gelagert, beispielsweise mittels
einer Feder. Dies ermöglicht
eine gezielte Einstellung der Push-Haptik.
-
Ein
erfindungsgemäßes Bedienteil
weist also den Vorteil auf, für
jede Kipprichtung eine exakt bestimmbare Haptik erzeugen zu können, wobei
der Haptikverlauf insbesondere für
jede Kipprichtung gleich sein kann. Auch ist die Realisierung einer Pushhaptik
möglich.
Durch die Ausgestaltung des Aufnahmeelements am Hebelarm sind die
Kipprichtungen des Hebels ohne weitere Bauteile begrenzbar. Außerdem wird
der Hebel durch das Zusammenwirken des Kraftübertragungselements mit dem
Aufnahmeelement am Hebelarm zuverlässig in der Mittelstellung
zentriert.
-
Weiterhin
vorgeschlagen wird eine Kipprichtungs-Auswertungsvorrichtung für ein Bedienelement
mit einer kippbaren Handhabe, insbesondere ein Bedienelement wie
vorstehend beschrieben. Diese Kipprichtungs-Auswertungsvorrichtung
weist mindestens eine Lichtschranke, eine ortsfest im Bedienelement
angeordnete Maske mit mindestens einer Ausnehmung und ein mit der
Handhabe verbundenes, relativ zur Maske bewegliches Abschirmelement auf,
wobei das Abschirmelement abhängig
von der Position der Handhabe keine, eine oder mehrere Ausnehmungen
der Maske verdeckt.
-
Die
Maske dient dazu, den Strahlengang einer Lichtschranke auf einen
definierten Raumbereich zu beschränken. Dazu sind in die Maske
Ausnehmungen eingebracht, insbesondere in Form von Schlitzen. Das
Abschirmelement ist derart im Bedienelement angeordnet, dass es
sich bei Betätigung der
Handhabe relativ zur Maske bewegt. Das Abschirmelement ist undurchlässig für das Licht
der Lichtschranken, wobei optional lichtdurchlässige Bereiche in das Abschirmelement
eingebracht sind. Diese Bereiche werden beispielsweise durch eine Ausnehmung
oder ein Fenster aus lichtdurchlässigem
Material gebildet. Das Abschirmelement verdeckt eine Ausnehmung
der Maske genau dann, wenn ein lichtundurchlässiger Be reich über der
Ausnehmung liegt. Bei der Handhabe handelt es sich beispielsweise
um den Hebel des vorstehend beschriebenen Bedienelements.
-
In
einer bevorzugten Ausgestaltungsform verdecken die lichtundurchlässigen Bereiche
des Abschirmelements bei unbetätigter
Handhabe keine der Ausnehmungen in der Maske. Wird die Handhabe betätigt, so
schiebt sich ein lichtundurchlässiger
Bereich des Abschirmelements über
eine oder mehrere Ausnehmungen der Maske und unterbricht somit die zugehörigen Lichtschranken.
Anhand dieser Unterbrechungen ist die Kipprichtung der Handhabe
ermittelbar.
-
Bevorzugt
weist die Kipprichtungs-Auswertungsvorrichtung für jede mögliche Kipprichtung der Handhabe
mindestens eine Lichtschranke auf. Dadurch wird erreicht, dass für jede Kipprichtung
die Schaltschwelle exakt positioniert werden kann, indem das Abschirmelement
bei einer vorgegebenen Auslenkung der Handhabe in diese Kipprichtung
die zugehörige
Lichtschranke unterbricht. Dabei liegt die Schaltschwelle bevorzugt
für alle
Kipprichtungen bei der gleichen Auslenkung der Handhabe. Alternativ sind
acht mögliche
Kipprichtungen mittels vier Lichtschranken detektierbar, die bevorzugt
gleichmäßig beabstandet
auf einer Kreisbahn angeordnet sind. Bei einer schrägen Auslenkung
der Handhabe werden so zwei Lichtschranken vom Abschirmelement unterbrochen.
-
Optional
weisen zwei Lichtschranken eine gemeinsame Lichtquelle auf. Die
gemeinsame Lichtquelle ist so angeordnet, dass das von ihr ausgestrahlte
Licht durch zwei Ausnehmungen in der Maske auf zwei Photosensoren
trifft. Jeder Strahlengang von der Lichtquelle zu einem der Photosensoren
ist durch das Abschirmelement unabhängig von dem anderen Strahlengang
unterbrechbar. Dies führt
in vorteilhafter Weise zu einer verringerten Anzahl von Lichtquellen
bei einer gleichbleibenden Anzahl an Lichtschranken. Analog kann
eine Lichtquelle auch von drei oder mehr Lichtschranken gemeinsam
genutzt werden.
-
In
einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist das Abschirmelement sternförmig ausgebildet. Dabei
dient jeder Arm des Sterns der Verdeckung einer oder mehrer Ausnehmungen
der Maske. Im Extremfall besteht das Abschirmelement aus einem einzigen
Arm, der so ausgestaltet ist, dass er jede beliebige Ausnehmung
der Maske verdecken kann. In einer anderen Variante ist das Abschirmelement
ring- oder scheibenförmig
augebildet.
-
In
einer Ausgestaltungsform der Erfindung besteht das Abschirmelement
aus einem flexiblen Material, insbesondere einer Folie. Der Vorteil
eines flexiblen Materials besteht darin, dass sich das Abschirmelement
bei Berührung
mit der Maske verformen kann und deshalb in ge ringem Abstand von
der Maske an der Handhabe befestigt werden kann. Ein starres Abschirmelement
hingegen muss so weit von der Maske an der Handhabe angeordnet sein,
dass das Abschirmelement bei betätigter
Handhabe die Maske nicht oder nur leicht berührt. Die Verformbarkeit eines
flexiblen Abschirmelements führt
daher zu einer erhöhten
Freiheit bei der Ausgestaltung des Bedienelements und einer reduzierten
Bauhöhe.
Außerdem
deckt ein an der Maske anliegendes Abschirmelement die Ausnehmungen
in der Maske zuverlässig ab.
-
Optional
weist das flexible Abschirmelement einen tellerförmigen Querschnitt auf. Aufgrund
dieses tellerförmigen
Querschnitts liegen die Enden des Abschirmelements bevorzugt bereits
in Mittelstellung der Handhabe mit leichtem Druck auf der Maske
auf.
-
Die
Erfindung soll anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
Dabei zeigt:
-
1 eine
Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Bedienelements,
-
2a–d einen
Teilschnitt durch ein erfindungsgemäßes Bedienelement mit verschiedenen Hebelstellungen,
-
3 einen
Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Bedienelements
mit abgerundetem zweitem Ende des Hebels als Kraftübertragungselement,
-
4 einen
Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Bedienelements
mit würfelförmigem Kraftübertragungselement,
-
5 einen
Teil eines erfindungsgemäßen Bedienelements
mit zwei Reflexionslichtschranken,
-
6 einen
Teil eines erfindungsgemäßen Bedienelements
mit zwei potentiometrischen Schleifkontakten,
-
7 einen
Teil eines erfindungsgemäßen Bedienelements
mit zwei Schleifkontakten,
-
8 einen
Teil eines erfindungsgemäßen Bedienelements
mit vier Schleifkontakten,
-
9 ein
Bedienelement mit einer Kipprichtungs-Auswertungsvorrichtung,
-
10 das
Bedienelement aus 9 mit gekipptem Hebel,
-
11 eine
Aufsicht auf die Maske und das Abschirmelement aus den 9 und 10,
-
12 ein
Bedienelement mit einer Kipprichtungs-Auswertungsvorrichtung und
flexiblem Abschirmelement
-
13 das
Bedienelement aus 12 mit gekipptem Hebel,
-
14a–h
Aufsichten auf verschiedene Ausführungsformen
des Abschirmelements,
-
15a–f
Einzelkomponenten einer Kipprichtungs-Auswertungsvorrichtung,
-
16 ein
Bedienelement mit einer Kipprichtungs-Auswertungsvorrichtung und
Lichtschranken mit gemeinsamer Lichtquelle,
-
17 das
Bedienelement aus 16 mit gekipptem Hebel,
-
18 ein
Bedienelement mit pyramidenförmigem
Kraftübertragungselement,
-
19a–c
verschiedene Ausführungen
eines Kraftübertragungselements,
-
20a–f
verschiedene Ausführungen
eines Aufnahmeelements,
-
21 einen
Schnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäßen Bedienelements mit einem
federgelagerten Bedienknopf und
-
22 einen
Kraftverlauf über
der Auslenkung des Hebels.
-
In
der folgenden Figurenbeschreibung angegebene Richtungen und Orientierungen
beziehen sich auf die in den Figuren dargestellte Ausrichtung, von
der die Ausrichtung des bedienelements im eingebauten Zustand abweichen
kann.
-
1 zeigt
eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Bedienelements 1 mit
einem kippbar in einem Gehäuse 5 gelagerten
Hebel 2. Ein erstes Ende 3 des Hebels 2 erstreckt
sich aus dem Gehäuse 5 heraus.
Das zweite Ende 4 des Hebels 2 weist eine Ausnehmung
auf, die Teile einer Kugel 8 aufnimmt. Ein anderer Teil
der Kugel 8 wird von einem Aufnahmeelement in Form einer
Ausnehmung 7 eines schwenkbar gelagerten Hebelarms 6 aufgenommen.
Das Bedienelement 1 weist weiterhin ein Permanentmagnetpaar 9 auf,
wobei ein Magnet 10 am Hebelarm 6 und ein Magnet 11 ortsfest
im Gehäuse 5 angeordnet
ist. In der in 1 dargestellten Mittelstellung
des Hebels 2 sind die Magnete 10 und 11 derart
angeordnet, dass sich ungleiche Pole beabstandet gegenüberstehen.
In allen Figuren sind die Nordpole der Magnete schraffiert und die
Südpole der
Magnete punktiert dargestellt. 2a zeigt
einen weiteren Teilschnitt des Bedienelements 1 mit einigen
weiteren Komponenten.
-
Durch
die Anziehungskraft zwischen den Magneten 10 und 11 wird
der Hebelarm 6 in der in 1 und 2a dargestellten
Ruheposition gehalten. Kippt der Benutzer das erste Ende 3 des
Hebels 2 wie in 2b gezeigt
nach links, so bewegt sich das zweite Ende 4 des Hebels 2 nach
rechts. Dadurch wird die Kugel 8 nach rechts gedrückt. Es
ergibt sich eine Rollbewegung der Kugel 8 zwischen der
linken Flanke der Ausnehmung im Hebel 2 und der Flanke 13 der
Ausnehmung 7 im Hebelarm 6. Durch die Form und
Ausrichtung der Flanken der Ausnehmungen wird der Hebel 6 derart
um seine Drehachse geschwenkt, dass sich dessen linkes, den Magneten 10 tragendes
Ende nach unten bewegt. Dieser Bewegung entgegengesetzt wirkt die Anziehungskraft
der Magnete 10 und 11, die über den Hebelarm 6, die
Kugel 8 und den Hebel 2 auf den Benutzer übertragen
wird. Zum Kippen des Hebels 2 muss der Benutzer diese Gegenkraft überwinden.
Mit zunehmender Auslenkung des ersten Hebelendes 3 aus
der Mittelstellung steigt die aufzubringende Kraft wie in 22 dargestellt
zunächst
an, bis sich gleiche Pole der Magnete 10 und 11 gegenüberstehen. Danach
fällt die
aufzubringende Kraft ab, bis der Hebelarm 6 den Endanschlag 20 erreicht.
Durch den Rückgang
der aufzubringenden Kraft wird dem Benutzer haptisch signalisiert,
dass der Schaltvorgang erfolgt ist.
-
Wird
das erste Hebelende 3 wie in 2c gezeigt
nach rechts gekippt, so bewegt sich das zweite Hebelende 4 und
damit die Kugel 8 nach links. Die Kugel 8 drückt gegen
die Flanke 12 der Ausnehmung 7 und schwenkt damit
das linke Ende des Hebelarms 6 gegen die Anziehungskraft
des Permanentmagnetpaares 9 nach unten. Das linke Ende
des Hebelarms 6 schwenkt ebenfalls nach unten, wenn das
erste Ende 3 des Hebels 2 in die Zeichenebene hinein
oder aus der Zeichenebene hinaus gekippt wird. Das linke Ende des
Hebelarms 6 schwenkt daher bei jeder Betätigung des
Bedienelements 1 unabhängig
von der Kipprichtung des Hebels 2 nach unten. Gleiches
gilt für
das Drücken
des Hebels 2 entlang seiner Längsachse. Dies ist in 2d dargestellt.
Die Kugel 8 dient als Kraftübertragungselement, das die
Kipp- oder Drückbewegung
des Hebels 2 in eine Schwenkbewegung des Hebelarms 6 überführt.
-
In
den 2a bis 2d ist
weiterhin eine Reflexionslichtschranke 14 mit einem Sender 15 und einem
Empfänger 16 dargestellt.
Das vom Sender 15 ausgesendete Licht wird von einem Reflektor
in Form einer reflektierenden Fläche 17,
die am Hebel 2 angeordnet ist, zum Empfänger 16 reflektiert.
Wird der Hebel 2 gekippt, so ändert sich der Abstand sowie der
Winkel der reflektierenden Fläche 17 zum
Sender 15 und dem Empfänger 16.
Bei dem in 2b dargestellten Kippen des
Hebelendes 3 nach links entfernt sich die reflektierende
Fläche
von der Reflexionslichtschranke 14, so dass der Pegel des
Ausgangssignals des Empfängers 16 abnimmt.
Bei dem in 2c dargestellten Kippen des
Hebelendes 3 nach rechts nähert sich die reflektierende
Fläche 17 der Reflexionslichtschranke 14,
wodurch der Pegel des Ausgangssignals des Empfängers 16 ansteigt.
Aus diesem Ausgangssignal lässt
sich somit die Kipprichtung des Hebels 2 bestimmen.
-
Das
in den 2a bis 2d dargestellte Bedienelement 1 weist
weiterhin eine Gabellichtschranke 18 auf. In den Erfassungsbereich
dieser Gabellichtschranke 18 taucht ein auf dem Hebelarm 6 angeordneter
Vorsprung 19 ein. In der in 2a dargestellten
Mittelstellung des Hebels 2 unterbricht der Vorsprung 19 die
Gabellichtschranke 18. Hat der Hebel 2 die Schaltschwelle
und der Hebelarm 6 somit eine gewisse Auslenkung erreicht,
wie es in
-
2b und 2c dargestellt
ist, oder wurde der Hebel 2 wie in 2d gezeigt
entlang seiner Längsachse
bis über
die Schaltschwelle gedrückt,
so befindet sich der Vorsprung 19 nicht mehr im Erfassungsbereich
der Gabellichtschranke 18. Dies verursacht eine Veränderung
des Ausgangssignals der Gabellichtschranke 18, anhand derer
die Betätigung des
Bedienelements 1 detektiert wird. Ist diese Betätigung detektiert
worden, wird ermittelt, ob und in welche Richtung der Hebel 2 gekippt
wurde oder ob der Hebel 2 gedrückt wurde.
-
3 zeigt
Teile einer alternativen Ausgestaltungsform eines Bedienelements 21,
bei dem das zweite Ende 24 des Hebels 22 als Kraftübertragungselement 28 ausgeformt
ist. Durch ein Kippen des Hebels 22 gleitet das abgerundete
Ende 28 des Hebels 22 über die Flanken der in den
Hebelarm 26 eingebrachten Ausnehmung 27 und drückt das
freie Ende des Hebelarms 26 herunter. Der Vorteil dieser
Ausführungsform
ist der einfache Aufbau, bei dem kein weiteres Element, beispielsweise
in Form einer Kugel, notwendig ist.
-
In
den 20a bis 20f sind
verschiedene mögliche
Ausgestaltungsformen des Aufnahmeelements angegeben. Es wird davon
ausgegangen, dass es sich um Ausnehmungen im Hebelarm handelt. Das
Aufnahmeelement kann jedoch beispielsweise auch durch eine sonstige
Ausformung mit der angegebenen Form gebildet werden. In einigen
der Figuren ist eine Kugel 220 als Kraftübertragungselement
angegeben. Alternativ zu der Verwendung einer Kugel 220 wird
das Kraftübertragungselement,
wie in 3 dargestellt, von dem abgerundeten Ende des Hebels
gebildet. Durch die Form des Aufnahmeelements werden die möglichen
Rollrichtungen der Kugel beziehungsweise Gleitrichtungen des Hebelendes
beschränkt.
Dies beschränkt
gleichzeitig die möglichen
Kipprichtungen des Hebels, ohne dass eine separate Kulisse notwendig
ist.
-
20a zeigt eine kegelförmige Ausnehmung 221.
In dieser Ausgestaltungsform gibt es keine Vorzugsrichtungen für die Rollbewegung
der Kugel 220, weshalb der Hebel des Bedienelements in jede
beliebige Richtung kippbar ist. 20b zeigt eine
pyramidenförmige
Ausnehmung 222. Die Kugel 220 bewegt sich bevorzugt
eine der vier Richtungen, in denen zwei Seitenflächen der Pyramide aufeinandertreffen,
wobei die Kugel 220 prinzipiell auch auf einer der Seitenflächen der
Ausnehmungen rollen kann.
-
Bei
der in 20c dargestellten Ausnehmung 223 sind
die Seitenflächen
der Pyramide zweigeteilt, wobei die Berührungslinie der beiden Teilflächen in
die Ausnehmung hinein geneigt ist und die beiden Teilflächen somit
gegeneinander geneigt sind. Dadurch ergeben sich vier Nuten in den
vier Richtungen, in denen zwei Seitenflächen der Pyramide zusammentreffen.
Durch den Winkel der Teilflächen
zueinander rollt die Kugel 220 bei Betätigung des Hebels in eine andere
als eine vorgesehene Kipprichtung auf der Teilfläche in eine der vier Nuten
ab. Dies führt
zu vier möglichen
Kipprichtungen des Hebels. 20d zeigt
die Ausnehmung 224 als Abwandlung der Ausnehmung 223 in 20c. Die Ausnehmung 224 weist acht Nuten
auf, in denen die Kugel 220 rollen kann, und somit acht
mögliche
Kipprichtungen des Hebels. Die 20e und 20f zeigen Ausnehmungen 225 und 226 ähnlich den
Ausnehmungen 223 und 224 in den 20c und 20d,
wobei die Kanten der Ausnehmungen 225 und 226 abgerundet
sind.
-
4 zeigt
einen Teil einer alternativen Ausgestaltungsform eines Bedienelements 31,
bei dem als Kraftübertragungselement
statt einer Kugel ein Würfel 38 verwendet
wird. In der dargestellten Mittelstellung des Hebels 32 liegt
eine Seitenfläche
des Würfels 38 in
einer Ausnehmung am zweiten Ende 34 des Hebels 32 und
die gegenüberliegende
Seite des Würfels 38 in
einer Ausnehmung 37 des Hebelarms 36. Wird der
Hebel 32 gekippt, so kippt der Würfel 38 über eine
seiner Kanten und übt
dadurch eine Kraft auf den Hebelarm 36 aus. Der Hebelarm 36 schwenkt
daraufhin um seinen in 4 nicht dargestellten Lagerpunkt.
-
18 zeigt
eine weitere alternative Ausgestaltungsform eines Bedienelements 201.
Das Kraftübertragungselement
zwischen dem zweiten Ende 204 des Hebels 202 und
dem Hebelarm 206 besteht aus einer vierseitigen Pyramide 208,
deren Grundfläche
in Mittelstellung des Hebels 202 am zweiten Ende 204 des
Hebels 202 aufliegt und deren Spitze sich in eine Ausnehmung 207 des
Hebelarms 206 erstreckt. Wird das erste Ende 203 des
Hebels ausgelenkt, so kippt die Pyramide 208 über eine
Kante ihrer Grundfläche.
Dadurch ändert
sich der Abstand zwischen dem zweiten Ende 204 des Hebels 202 und dem
Hebelarm 206. Aufgrund der Lagerung des Hebels 202 führt dies
zu einer Schwenkbewegung des Hebelarms 206 um seine Lagerung.
Die Haptikerzeugung erfolgt analog zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen
anhand eines Permanentmagnetpaares.
-
Alternativ
zu der Pyramide 208 ist das in 19a dargestellte
Element 210 verwendbar. Es besteht aus einer viereckigen
Grundfläche 211,
in deren Mitte eine Spitze 212 angeordnet ist. Die Grundfläche 211 steht
in Kontakt mit dem zweiten Ende 204 des Hebels 202,
während
die Spitze 212 in die Ausnehmung 207 des Hebelarms 206 eingreift.
Beim Kippen des Hebels 202 kippt das Element 210 über eine
Kante seiner Grundfläche 211 und
schwenkt dadurch den Hebelarm 206.
-
Die
Anzahl der Seiten der Pyramide entspricht der Anzahl der möglichen
Kipprichtungen des Hebels. So zeigt 19b eine
Pyramide 213 mit einer sechsseitigen Grundfläche 214 für ein Bedienelement
mit sechs Kipprichtungen und 19c eine
Pyramide 215 mit einer achteckigen Grundfläche 216 für ein Bedienelement
mit acht Kipprichtungen. Die Anzahl der Seiten der Pyramide ist
prinzipiell beliebig wählbar.
Im Grenzfall wird die Pyramide zu einem Kegel mit kreisförmiger Grundfläche. Anstatt
einer Pyramide ist stets ein Element analog zu dem in 19a dargestellten mit einer entsprechenden Grundfläche möglich.
-
5 zeigt
einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Bedienelements. Dabei sind
zwei Reflexionslichtschranken 47 und 51 auf einer
Platine 41 rechtwinklig zueinander angeordnet. Dies bedeutet,
dass die Reflexionslichtschranken bezogen auf die Längsachse
des Hebels 42 um 90 Grad versetzt auf der Platine 41 angeordnet
sind. Die Reflexionslichtschranke 47, bestehend aus dem
Sender 48, dem Empfänger 49 und
dem Reflektor 50, dient der Detektion der Kipprichtung
links und rechts des Hebels 42, die Reflexionslichtschranke 51,
bestehend aus dem Sender 52, dem Empfänger 53 und dem Reflektor 54,
dient der Detektion der dazu senkrechten Kipprichtungen vorne und
hinten des Hebels 42. Je nach Kipprichtung ändert sich
die Lage des Reflektors 50 beziehungsweise 54 in
der jeweiligen Lichtschranke, was zu einem veränderten Ausgangssignal der
Lichtschranke 47 beziehungsweise 51 führt. Aus
diesem Ausgangssignal ist die Kipprichtung des Hebels 42 bestimmbar.
Eine zusätzliche
Gabellichtschranke 44, bestehend aus einem Sender 45 und
einem Empfänger 46,
dient, wie anhand der 2a bis 2d beschrieben,
der Detektion der Betätigung des
Bedienelements.
-
6 zeigt
anhand eines Teils eines weiteren erfindungsgemäßen Bedienelements eine alternative
Konfiguration zur Detektion der Kipprichtung des Hebels 62.
Dazu sind am Hebel 62 zwei Schleiffedern 68 und 70 rechtwinklig
zueinander angeordnet, die in Kontakt mit den Kontaktflächen 67 beziehungsweise 69 stehen.
Die Kontaktflächen 67 und 69 sind
als Potentiometerschichten ausgebildet, die einen definierten elektrischen
Widerstand aufweisen. Durch Kippen des Hebels 62 bewegt
sich die Schleiffeder 68 über die Kontaktfläche 67 beziehungsweise die
Schleiffeder 70 über
die Kontaktfläche 69. Über eine
Messung des Widerstands über
den Schleiffedern 68 beziehungsweise 70 sind die
Kipprichtung und/oder die Auslenkung des Hebels 62 berechenbar.
Die aus dem Sender 65 und dem Empfänger 66 bestehende
Gabellichtschranke 64 dient der Erfassung der Schaltschwelle,
die eine Betätigung
des Bedienelements signalisiert.
-
7 zeigt
einen Ausschnitt einer weiteren alternativen Ausgestaltungsform
eines erfindungsgemäßen Bedienelements.
Auf einer Leiterplatte 81 sind rechtwinklig zueinander
zwei Kontaktflächenpaare
aus den Kontaktflächen 88 und 89 beziehungsweise 91 und 92 angeordnet.
An dem Hebel 82 sind die Kontaktfedern 87 und 90 rechtwinklig
zueinander befestigt. In Mittelstellung des Hebels 82 befinden sich
die Enden der Schleiffedern 87 beziehungswei se 90 zwischen
den Kontaktflächen
der zugehörigen Kontaktflächenpaare,
ohne einen elektrischen Kontakt herzustellen. Wird das erste Hebelende 83 des Hebels 82 beispielsweise
nach rechts ausgelenkt, so verschiebt sich das Ende der Schleiffeder 90 auf
der Platine 81 nach links und stellt einen Kontakt mit
der Kontaktfläche 91 her.
Das Vorliegen dieses Kontakts wird von einer nicht dargestellten
Auswerteelektronik registriert und als Kippen des Hebels 82 nach
rechts interpretiert. Die Detektion der anderen Kipprichtungen erfolgt über die
Kontaktflächen 88, 89 und 92 analog.
-
Ebenfalls
auf der Platine 81 angeordnet ist eine Gabellichtschranke 84 bestehend
aus einem Sender 85 und einen Empfänger 86 zur vorstehend geschilderten
Detektion der Betätigung
des Bedienelements.
-
8 zeigt
in Aufsicht einen Teil eines Bedienelements mit einer Platine 101 und
einem Hebel 105. Der Hebel 105 erstreckt sich
durch eine Ausnehmung in der Leiterplatte 101, wobei die
Ausnehmung von einer Kontaktfläche 114 umgeben
ist, an der eine Spannung, im vorliegenden Beispiel in Höhe von 5 Volt,
anliegt. An dem Hebel 105 sind kreuzförmig vier Schleifkontakte 106, 107, 108 und 109 angeordnet. Je
nach Stellung des Hebels 105 stellen die Schleifkontakte 106 bis 109 einen
elektrischen Kontakt zwischen der Kontaktfläche 114 und einer
oder mehreren der Kontaktflächen 110 bis 113 her.
Anhand der hergestellten Kontakte ermittelt eine in 8 nicht dargestellte
Auswerteelektronik die Kipprichtung des Hebels 105. Alternativ
sind die Schleifkontakte 106 bis 109 direkt mit
einer Spannungsquelle verbunden, beispielsweise mittels eines Kabels.
Dadurch kann auf die Kontaktfläche 114 verzichtet
werden. Die aus dem Sender 103 und dem Empfänger 104 bestehende
Gabellichtschranke 102 dient, wie anhand der vorstehenden
Ausführungsbeispiele
beschrieben, der Detektion der Betätigung des Bedienelements.
-
9 zeigt
ein Bedienelement 121 mit einer Kipprichtungs-Auswertungsvorrichtung.
Im Bedienelement 121 sind vier Lichtschranken angeordnet,
die jeweils aus einer Leuchtdiode und einem Photosensor bestehen.
In 9 sind die Leuchtdioden 126, 130 und 133 und
die zugehörigen
Photosensoren 125, 129 und 134 dargestellt,
die vierte Lichtschranke wird vom Hebel 122 verdeckt. Der
Strahlengang des von den Leuchtdioden 126 und 130 ausgesendeten Lichts
ist mit 127 und 131 angedeutet. Das Licht fällt auf
eine Maske 123, die mit Ausnehmungen 135 versehen
ist. Die Ausbreitung des Lichts hinter der Maske 123 ist
mit 128 beziehungsweise 132 bezeichnet. In der
dargestellten Mittelstellung des Bedienelements 121 beeinflusst
ein am Hebel 122 angeordnetes, kreuzförmiges, starres Abschirmelement 124 die Ausbreitung
des Lichts nicht.
-
10 zeigt
das Bedienelement 121 aus 9, wobei
der Hebel 122 nach rechts gekippt wurde. Das mit dem Hebel 122 verbundene
Abschirmelement wird dadurch ebenfalls geneigt, wobei es nun in
den Ausbreitungsbereich 128 des Lichts der linken Lichtschranke
hineinragt und die Photodiode 125 abschattet. Aus dieser
Unterbrechung der linken Lichtschranke erkennt eine nicht dargestellt
Elektronik, dass der Hebel 122 nach rechts gekippt wurde.
-
11 zeigt
eine Aufsicht der Maske 123 und des Abschirmelements 124 aus
den 9 und 10 bei Mittelstellung des Hebels 122.
Bei einer Betätigung
des Hebels 122 wird das Abschirmelement 124 relativ
zur Maske 123 verschoben und verdeckt eine oder mehrere
der Ausnehmungen 135, wodurch die zugehörigen Lichtschranken unterbrochen
werden. Aus der Information über
die unterbrochenen Lichtschranken ist die Kipprichtung des Hebels 122 bestimmbar.
-
Die 12 und 13 zeigen
das Bedienelement 141 als Abwandlung des Bedienelements 121 aus
den 9 und 10. Das Bedienelement 141 weist
eine Maske 143 mit Ausnehmungen 149 auf. An dem
Hebel 142 ist ein flexibles, kreuzförmiges Abschirmelement 144 mit
vier Armen angeordnet, das in der Schnittdarstellung in 12 einen
tellerförmigen Querschnitt
aufweist. Flexibel bedeutet, dass das Abschirmelement durch die
Bewegung des Hebels 142 verformbar ist. In 12 ist
der Hebel 142 in seiner Mittelstellung dargestellt. Die
Enden der Arme des Abschirmelements 144 liegen auf der
Maske 143 auf und verdecken die Ausnehmungen 149 nicht.
Das Licht der Leuchtdioden 145 und 147 trifft
demnach auf die Photodioden 146 beziehungsweise 148.
Die Aufsicht auf die Maske 143 und das Abschirmelement 144 entspricht
analog der Aufsicht aus 11.
-
In 13 ist
der Hebel 142 nach rechts gekippt, wodurch sein unteres
Ende nach links ausgelenkt ist. Dadurch verschiebt sich das Abschirmelement 144 gegenüber der
Maske 143, wobei das Ende des rechten Arms des Abschirmelements 144 weiterhin
auf der Maske 143 aufliegt. Der linke Arm des Abschirmelements 144 verdeckt
nun die linke Ausnehmung 149 der Maske 143, wodurch
das von der Leuchtdiode 145 ausgesendete Licht die Photodiode 146 nicht
mehr erreicht.
-
Die 14a bis 14d zeigen
die Aufsichten möglicher
Ausgestaltungsformen des Abschirmelements bei vier möglichen
Kipprichtungen des Hebels. In 14a ist
das Abschirmelement 161a kreuzförmig ausgebildet, wobei in
die Enden der vier Arme lichtdurchlässige Fenster 162a eingebracht sind.
In Mittelstellung des Hebels liegen alle Fenster 162a über den
Ausnehmungen 163a, sodass keine der Lichtschranken unterbrochen
ist. Wird der Hebel gekippt und das Abschirmelement 161a dabei
beispielsweise nach links bewegt, so verdeckt das Abschirmelement 161a die
linke Ausnehmung 163a in der Maske 160a, die rechte
Ausnehmung 163a befindet sich jedoch immer noch im Bereich
des rechten Fensters 162a im Abschirmelement 161a und
die rechte Lichtschranke wird nicht unterbrochen.
-
Die
Funktionsweise der Abschirmelemente 161b in 14b und 161d in 14d ist
analog zu der des Abschirmelements 161a in 14a. Das Abschirmelement 161b besteht
aus einer ringförmigen Grundstruktur,
die kreuzförmig
angeordnete Fortsätze
aufweist. In diese Fortsätze
sind Fenster 162b eingebracht. Das Abschirmelement 161d ist
scheibenförmig
ausgebildet, wobei in die Scheibe die Fenster 162d eingebracht
sind. Das Abschirmelement 161c in 14c ist
ebenfalls scheibenförmig
ausgebildet, jedoch weist die Scheibe keine Fenster auf. Bei einer Kippbewegung
des Hebels wird die Scheibe 161c so gegenüber der
Maske 161c verschoben, dass sie eine oder mehrere der Ausnehmungen 163c verdeckt.
-
Die
Abschirmelemente 161e, 161f und 161h in
den 14e, 14f und 14h sind analog zu denen in den 14a, 14b und 14d aufgebaut, weisen jedoch jeweils acht Fenster
auf, um acht Kipprichtungen des Hebels detektieren zu können. Das
Abschirmelement 161g aus 14g ist
wieder scheibenförmig
ausgebildet und nicht mit Fenstern versehen. Bei einer Kippbewegung
des Hebels wird die Scheibe 161g so gegenüber der
Maske 161g verschoben, dass sie eine oder mehrere der Ausnehmungen 163g verdeckt
-
Die 15a bis 15e zeigen
die einzelnen Komponenten einer Kipprichtungs-Auswertungsvorrichtung. 15a zeigt eine Leiterplatte 170, auf deren
Oberseite jeweils paarweise vier Photosensoren 171, 172, 173 und 174 angeordnet
sind. Die Photosensoren 171 und 172 detektieren
eine Betätigung des
Bedienelements nach links oder rechts, die Photosensoren 173 und 174 eine
Betätigung
nach oben oder unten. 15b zeigt
eine Leiterplatte 177, an deren Unterseite Leuchtdioden 175 und 176 angeordnet
sind. Die Leiterplatten 170 und 177 sind derart in
einem Bedienelement angeordnet, dass die Leuchtdiode 175 die
Photosensoren 171 und 172 und die Leuchtdiode 176 die
Photosensoren 173 und 174 beleuchtet.
-
Zwischen
den Leiterplatten angeordnet sind die Maske 178 aus 15c und das Abschirmelement 183 aus 15d. In die Maske 178 sind schlitzförmige Ausnehmungen 179, 180, 181 und 182 eingebracht.
Das Abschirmelement 183 besteht aus zwei rechtwinklig zueinander
angeordneten Armen. In den ersten Arm sind die Fenster 184 und 185 eingebracht,
in den zweiten Arm die Fenster 186 und 187. Die
Fenster 184 bis 187 sind im Gegensatz zum restlichen
Abschirmelement 183 durchlässig für das Licht der Leuchdioden 175 und 176.
In 15e ist eine dreidimensionale
Ansicht dargestellt, die die räumliche
Ausbildung des Abschirmelements 183 zeigt. Die mit den
Fenstern versehenen Enden der Arme des Abschirmelements liegen auf
der Maske 178 auf. Die Photosensoren 171 und 172 beziehungsweise 173 und 174 sind
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
optional schachbrettartig gegeneinander versetzt angeordnet. Dies
vereinfacht die Montierbarkeit auf der Leiterplatte 170 und
reduziert das Streulicht, das durch eine andere als die dem Photosensor
zugeordnete Ausnehmung der Maske 178 tritt.
-
15f zeigt eine Aufsicht auf die zusammengefügten Komponenten
aus den 15a bis 15d,
wobei die Leiterplatte 177 weggelassen wurde. Die Leuchtdiode 175 strahlt
ihr Licht durch die Ausnehmung 179 auf den Photosensor 171 und durch
die Ausnehmung 180 auf den Photosensor 172. Die
Leuchtdiode 176 strahlt ihr Licht durch die Ausnehmung 181 auf
den Photosensor 173 und durch die Ausnehmung 182 auf
den Photosensor 174. Dadurch werden insgesamt vier Lichtschranken gebildet,
wobei jeweils zwei Lichtschranken eine gemeinsame Leuchtdiode als
Lichtquelle nutzen. Dies ist auch in 16 dargestellt,
die ein Bedienelement mit der Kipprichtungs-Auswertungsvorrichtung
aus 15f zeigt. Weiterhin sind die
von den Leuchtdioden 175 und 176 ausgeleuchteten
Bereiche dargestellt.
-
In 17 ist
der Hebel des Bedienelements nach rechts gekippt, weshalb sich das
Abschirmelement 183 relativ zur Maske 178 nach
links verschoben hat. Der Steg zwischen den Fenstern 184 und 185 überdeckt
nun die Ausnehmung 180 in der Maske 178, weshalb
kein Licht mehr auf den Photosensor 172 fällt. Die
Ausnehmung 179 wird immer noch vom Fenster 184 überdeckt,
weshalb weiterhin Licht auf den Photosensor 171 trifft.
-
21 zeigt
einen Schnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäßen Bedienelements.
Auf den Hebel 230 ist eine Feder 233 aufgeschoben,
die auf einem Vorsprung 234 des Hebels 230 aufliegt.
Auf das erste Ende 231 des Hebels 230 ist weiterhin
ein Bedienknopf 232 aufgeschoben, der einen Vorsprung 235 aufweist,
der mit der Feder 233 zusammenwirkt. Wird die Push-Funktionalität des Bedienelements
verwendet, also der Bedienknopf 232 hinabgedrückt, so
wird sowohl die Feder 233 zusammengedrückt als auch der in 21 nicht
dargestellte Hebelarm – wie
in den vorstehenden Beispielen beschrieben – gegen die Anziehungskraft
des ebenfalls nicht dargestellten Permanentmagnetpaares geschwenkt.
Der Betätigung
des Bedienknopfes 232 wird somit eine Gegenkraft entgegengesetzt,
die aus der Überlagerung
der Federkraft und der über
den Hebelarm übertragenen
Magnetkraft besteht. Diese Push-Haptik ist also anhand der Feder 233 unabhängig von
der Kipphaptik einstellbar. Das Pushen des Bedienknopfes 232 und
des Hebels 230 ist mittels einer nicht dargestellten Lichtschranke
oder eines Schalters detektierbar.
-
Die
vorstehenden Ausführungsbeispiele
sind rein exemplarisch zu verstehen. Insbesondere können die
Form und die Anordnung der einzelnen Elemente von den beschriebenen
Ausführungsformen abweichen,
ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. Dies betrifft insbesondere
die Lagerung des Hebels, die Form des Aufnahmeelements am Hebelarm und
die Ausgestaltung des Kraftübertragungselements.
Prinzipiell kann die Form der Flanken der Aufnahmeelements am Hebelarm
für jede
Kipprichtung des Hebels individuell ausgestaltet werden, wodurch eine
kipprichtungsabhängige
Haptik erzeugbar ist. Zur Detektion der Kipprichtung des Hebels,
der Push-Funktion und der Betätigung
des Bedienelements können
andere Elemente als die genannten Lichtschranken oder Schleifkontakte
eingesetzt werden. Anstatt als Joystick kann das Bedienelement beispielsweise
auch als Wippe oder Kreuzwippe ausgebildet sein.