DE102017110472A1 - Joystick zum Steuern von Fahrzeug-, Maschinen- oder Anlagenfunktionen - Google Patents

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    • G05G5/05Means for returning or tending to return controlling members to an inoperative or neutral position, e.g. by providing return springs or resilient end-stops

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Joystick (1) für den Einsatz in Nutzfahrzeugen, aufweisend ein Gehäuse (2), einen um einen Drehpunkt (3) in dem Gehäuse (2) schwenkbar gelagerten Betätigungshebel (4), eine mit dem Betätigungshebel (4) verbundene Wegumsetzereinheit (5) und eine mit der Wegumsetzereinheit (5) verbunden ausgebildete Rückstelleinheit (6) zum Rückstellen des Betätigungshebels (4) in einen neutralen Zustand, wobei die Wegumsetzereinheit (5) gebildet ist durch eine am Betätigungshebel (4) angeordnete Schwenklagerung (29) und einen durch die Schwenklagerung (29) betätigbaren Stößel (9), wobei die Rückstelleinheit (6) gebildet ist durch die wenigstens eine Feder (10) zur Bereitstellung einer Rückstellkraft, deren eines Ende (11) den Stößel (9) beaufschlagend ist, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Verstellvorrichtung (12) zur Einstellung einer Vorspannung der wenigstens eine Feder (10) aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Joystick zum Steuern von Fahrzeug-, Maschinen- oder Anlagenfunktionen, insbesondere für den Einsatz in Nutzfahrzeugen, bevorzugt in Baggern.
  • Die in dieser Umgebung eingesetzten Joysticks weisen üblicherweise ein Gehäuse auf, in dem ein um einen Drehpunkt oder zwei kardanische Achsen relativ zum Gehäuse beweglicher, insbesondere schwenkbar gelagerter Betätigungshebel und ein zwischen dem Gehäuse und dem Betätigungshebel wirkender Mechanismus angeordnet sind. Hierbei definiert der Mechanismus die zum Schwenken des Betätigungshebels erforderlichen Betätigungsdrehmomente und stellt gleichzeitig ein Rückstelldrehmoment zum Rückstellen des Betätigungshebels von einem ausgelenkten Zustand in einen neutralen Zustand zur Verfügung.
  • Diese Joysticks sollen kompakt, ergonomisch und robust mit einer hohen Lebensdauer sein, was gerade vor dem Hintergrund der oftmals rauen Einsatzbedingungen dieser Joysticks von großer Bedeutung ist. Diese Anforderungen gelten daher auch in gleicher Weise für die Funktionalität des Mechanismus.
  • Aus der DE 10 2015 102 317 A1 der Anmelderin ist ein Joystick bekannt, bei dem der Mechanismus der Rückstelleinheit unterhalb des Drehpunktes angeordnet ist und eine Spiralfeder zur Bereitstellung einer Rückstellkraft aufweist. Dieser Mechanismus ist als Wegumsetzer ausgebildet, der die Bewegungsart von Bedienhebel und Feder voneinander entkoppelt, so dass die räumliche Lage der Feder relativ zum Gehäuse auch bei Verschwenkung des Betätigungshebels gleichbleibend ist. Er ist eine Schwenkbewegung des Betätigungshebels in eine Komprimierbewegung der Feder umsetzend und umgekehrt. Dieser Mechanismus ist ausgebildet als eine, an ein Ende des Betätigungshebels angeformte Kugelkalotte, die auf einem Gelenkkopf gleitend und mit ihrem Rand auf einen Stößel wirkt, der wiederum auf die Feder wirkend ist. Dieser bekannte Joystick weist weiter einen, zwischen Betätigungshebel und Hülse angeordneten HallSensor auf, der die Auslenkung des Betätigungshebels in jeder Achse berührungsfrei ermittelnd ist.
  • Aus der DE 10 2006 028 228 A1 ist ein Joystick bekannt, in dessen Drehpunkt ein kugelförmiges Bauteil sitzt, von dem aus sich in Richtung eines Bedieners der Betätigungshebel erstreckt und in einer dazu entgegengesetzten Richtung ein in einer Kulisse beweglich endender Stift, der zwischen seinem freien Ende und dem kugelförmigen Bauteil von einer spiraligen Rückstellfeder umgeben ist. Diese wirkt zwischen Stiftende und kugelförmigem Bauteil und wird bei Auslenkung des Betätigungshebels durch ein sich in Richtung auf das kugelförmige Bauteil aufgrund der Kulissenform bewegenden Teil des Stiftes gespannt, der ebenfalls ausgelenkt wird. Hierdurch erfährt dieser bekannte Betätigungshebel eine Rückstellkraft.
  • Aus der US 5,228,356 ist eine Bedieneinheit bekannt, die einen computergesteuerten Motor, ein Kugelgelenk, um das ein Bedienhebel eines Joysticks schwenkbar gelagert ist, und eine motorbetriebene Unterkonstruktion aufweist, wobei die Unterkonstruktion durch den Motor einen veränderlichen Widerstand auf den Joystick ausübt, indem der axiale Ansatzpunkt von horizontal orientierten Federn am Hebelarm verändert wird. Der Motor bewegt die Federn über Gewindeschrauben vertikal axial entlang des Teils des Joysticks, der sich unterhalb des Kugelgelenks befindet, wodurch der Widerstand gegen eine Auslenkung des Joysticks verändert wird.
  • Vor dem Hintergrund dieses Standes der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, einen kleinbauenden, robusten Joystick mit einstellbarer Rückstellkraft anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Joystick für den Einsatz in Nutzfahrzeugen, aufweisend ein Gehäuse, einen um einen Drehpunkt in dem Gehäuse schwenkbar gelagerten Betätigungshebel, eine mit dem Betätigungshebel verbundene Wegumsetzereinheit und eine mit der Wegumsetzereinheit verbunden ausgebildete Rückstelleinheit zum Rückstellen des Betätigungshebels in einen neutralen Zustand, wobei die Wegumsetzereinheit gebildet ist durch eine am Betätigungshebel angeordnete Schwenklagerung und einen durch die Schwenklagerung betätigbaren Stößel, wobei die Rückstelleinheit gebildet ist durch die wenigstens eine Feder zur Bereitstellung einer Rückstellkraft, deren eines Ende den Stößel beaufschlagend ist, dadurch gelöst, dass er eine Verstellvorrichtung zur Einstellung einer Vorspannung der wenigstens einen Feder aufweist. Zunächst einmal weist ein solcher erfindungsgemäßer Joystick die Vorteile auf, die mit der Entkopplung der Bewegungsarten von Betätigungshebel und Feder der Rückstelleinheit u.a. hinsichtlich der Kompaktheit auf. Dies wird durch die Schwenklagerung erreicht, die ein Kugelgelenk, eine kardanische Aufhängung oder ähnliches gebildet ist. Bevorzugt ist sie ein Kugelgelenk mit an einem Ende des Betätigungshebels angeordneter Kugelkalotte, einem am Gehäuse festgelegten Gelenkkopf und einem durch die Kugelkalotte betätigbaren Stößel. Allgemeiner ist der Betätigungshebel an einem ersten Teil eines Kugelgelenks angeordnet, das relativ zu einem zweiten Teil verschwenkbar ist und das aufgrund dieser Verschwenkung auf einen linear beweglichen Körper einwirkt, der die Schwenkbewegung in eine reine lineare Kompressionsbewegung der Feder umwandelnd ist. Der radiale Teil der Bewegungsrichtung der Schwenkbewegung wird daher erfindungsgemäß durch den linear beweglichen Körper, hier als Stößel bezeichnet, gelöscht. Diese Bewegungsumwandlung erfolgt in umgekehrter Reihenfolge, wenn sich die gespannte Feder entspannt und den Betätigungshebel letztendlich wieder in eine neutrale Position drückt. Zusätzlich zu diesem Vorteil hat die Erfindung nun den weiteren großen Vorteil, dass die erfindungsgemäß vorgesehene Verstellvorrichtung die Einstellung einer Vorspannung der wenigstens einen Feder ermöglichend ist, so dass ein einziger Joystickbautyp ausreichend ist, einen großen Bereich an in der Praxis relevanten und von den Joystickverwendern geforderten Rückstellkräften aufzubringen, da diese durch Einstellung einer kleineren oder größeren Vorspannung der wenigstens einen Feder realisierbar sind. Mit Vorteil sind erfindungsgemäß mindestens zwei Federn vorgesehen, vorzugsweise mehr, um ein räumlich möglichst homogenes Kraftfeld zu erzeugen, bei dem die Rückstellkraft stets gleichbleibend ist, unabhängig von der Raumrichtung der Betätigungshebelauslenkung.
  • In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Rückstelleinheit zwei, drei, vier oder mehr Federn aufweist, insbesondere zueinander äquidistant angeordnete Federn. Aus Kraftverteilungs- und Konstruktionsgründen sind drei, vier oder fünf Federn bevorzugt, die in gleichen Winkelabständen bzw. in gleichen Umfangsabständen zueinander kreisförmig um das Kugelgelenk der Wegumsetzereinheit angeordnet sind, so dass dessen Kalotte über den Stößel unabhängig von der Raumrichtung, in der die Schwenkbewegung erfolgt, stets in gleichem Maße auf die Feder einwirkt, bzw. stets den gleichen Federwiderstand erfährt. Erfindungsgemäß sind Schraubfedern bevorzugt, jedoch können auch andere Federn verwendet werden, solange sie die zum Betrieb benötigen Kräfte bewältigen können, bis hin zu Elastomerkörpern.
  • Dadurch, dass die Verstellvorrichtung die Vorspannung mehrerer, insbesondere sämtlicher, Federn gleichzeitig und bevorzugt auch in gleichem Maße verändernd ist, insbesondere mittels eines drehbaren Rings, der vorzugsweise eine, auf die Federn wirkende, Höhenprofilierung aufweist, wird mit Vorteil erreicht, dass mit einer einzigen Bedienhandlung die Rückstellkraft der gesamten Rückstelleinheit veränderbar ist. Bevorzugt ist dabei erfindungsgemäß eine gleichzeitige und in gleichem Maße erfolgende Verstellung der Vorspannung aller vorhandenen Federn, jedoch ist es auch erfindungsgemäß, wenn nur eine, oder zwei, oder einander gegenüberliegende Federn oder die Federn einer Seite für sich verstellbar sind. Dies wird besonders einfach mit einem drehbaren Ring erreicht, der eine Höhenprofilierung aufweist, das die Federn mit dem dem Stößel gegenüberliegenden Ende kontaktierend sind.
  • In alternativer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Ring als ein Umlaufrad ausgebildet ist, welches mit mehreren Planetenrädern kämmend ist, die insbesondere über an diesen angeordneten Spindeln auf die Federn wirkend ausgebildet ist. Hierbei ist der Ring ein Umlaufring im Sinne eines Planetengetriebes, die Planetenräder sind Spindeln tragend, die eine Gewindebohrung eines Federträgers durchsetzend sind, wobei der Federträger wiederum das Federende tragend ist. Durch Drehung des Umlaufrades werden die Planetenräder samt Spindeln gedreht, so dass der Federträger axial entlang der Spindel wandert und so die Feder entweder spannt oder entspannt.
  • In Ausgestaltung des Ringes ist vorgesehen, dass dieser eine Betätigung aufweist, insbesondere eine manuell bedienbare Betätigung zur Veränderung seiner relativen Lage zu den Federn. Diese manuelle Betätigung ist bevorzugt ein Griff oder Hebel, die Beätigung kann aber erfindungsgemäß auch ein Elektromotor oder ein anderer Aktor sein, der den Ring relativ zu den Federn drehend ist.
  • Zur sicheren und streng vertikalen Bewegung des Stößels ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass dieser eine Aufnahme für das Federende aufweist und somit eine aus der axialen Richtung der Feder abweichende Bewegung verhindert, wodurch die gesamte Federkraft zur Verfügng steht.
  • Daher ist der Stößel auch erfindungsgemäß an einem Führungskörper linear beweglich geführt.
  • Dieser weist zwei, drei, vier oder mehr Führungsstäbe auf, bevorzugt an sich axial verschieblich gehaltert.
  • Besonders vorteilhaft ist, dass die Höhenprofilierung eine oder mehrere Rastpositionen aufweist. Hierdurch ist eine bestimmte Vorspannung präzise, dauerhaft aber reversibel einstellbar.
  • Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind.
  • Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
    • 1: eine abgewinkelte Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform,
    • 2: eine perspektivische Ansicht der Führung mit Verstelleinrichtung,
    • 3: eine Aufsicht auf einen drehbaren Ring,
    • 4: eine perspektivische Außenansicht auf einen erfindungsgemäßen Joystick und
    • 5: skizzenhaft eine weitere Ausführungsform der Verstelleinrichtung.
  • 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Joystick 1. Dieser weist einen Betätigungshebel 4 auf, der in einer Kugelkalotte 7 endet, die Teil einer Wegumsetzereinheit 5 ist. Der Betätigungshebel 4 ragt aus einem zweiteiligen Gehäuse 2 hervor, wobei das Gehäuse 2 dem Betätigungshebel 4 eine umgekehrt kegelstumpfartig ausgebildete Bewegungsöffnung 23 zur Verfügung stellt. Der Betätigungshebel 4 ist um einen angedeuteten Drehpunkt 3 drehbar gelagert. Bei dieser Ausführungsform ist die Schwenklagerung 29 am Betätigungshebel 4 gebildet durch ein Kugelgelenk aus einer Kugelkalotte 7 an einem Ende des Betätigungshebels 4 und deren Lagerung in einem Gelenkopf 8, der am Gehäuse 2 festgelegt ist. Die erfindungsgemäße Schwenklagerung 29 kann erfindungsgemäß jedoch auch durch eine kardanische Aufhängung oder jede andere Aufhängung verwirklicht sein, die eine Schwenkbewegung des Betätigungshebels 4 ermöglicht und die aufgrund ihrer räumlichen Lageänderung auf den erfindungsgemäßen Stößel 9 einwirkend ist. Bei der dargestellten Ausführungsform kommt es auf die relative Anordnung von Kalotte und Gelenkkopf nicht an, der Betätigungshebel 4 könnte ohne weiteres auch mit einem Gelenkkopf 8 verbunden sein, der dann in einer Kugelkalotte beweglich ist, die dann ihrerseits am Gehäuse festgelegt ist. An diesem Betätigungshebel 4 ist ein Hallsensor bzw. ein Magnet 24 angeordnet, die zusammen zur Erfassung des Maßes der Auslenkung des Betätigungshebels 4 aus seiner Neutralposition dienen. Auch wenn dieser Sensortyp erfindungsgemäß bevorzugt ist, so wären auch andere Sensoren erfindungsgemäß. Die Kugelkalotte 7 weist einen Rand 25 auf, der bei Auslenkung des Betätigungshebels 4 aus der dargestellten Neutralposition auf einen Stößel 9 wirkend ist und diesen linear verschiebt. Der Stößel 9 ist sowohl funktionaler Teil der Wegumsetzereinheit 5 als auch funktionaler Teil der Rückstelleinheit 6. In Bezug auf die Wegumsetzereinheit 5 ist er derjenige Teil, der zusammen mit dem Rand 25 die rotatorische Schwenkbewegung in eine lineare Bewegung seiner selbst umwandelnd ist. Hierzu ist er axial linear beweglich entlang der weiter unten beschriebenen Führungsstäbe 18, die am Gehäuse 2 festgelegt und geführt sind. In Bezug auf die Rückstelleinheit ist er dasjenige Bauteil, das seine lineare Bewegung durch Einwirkung auf den Rand 25 in eine rotatorische Schwenkbewegung des Betätigungshebels 4 umwandelnd ist. Er weist hierzu eine Aufnahme 16 auf, die ein stößelseitiges Ende 11 einer Feder 10 führend ist, bei dieser Ausführungsform die jeweiligen Enden 11 von vier Federn 10. Über diese Führung können die Federn 10 Kraft auf den Stößel 9 ausüben.
  • Die in 1 dargestellte Feder 10 ist Teil der Rückstelleinheit 6. Die Rückstelleinheit 6 weist weiter einen drehbaren Ring 13 auf, der Teil der Verstellvorrichtung 12 ist. Dieser drehbare Ring 13 ist unterhalb einer eine Führung 27 für das ringseitige Federende 26 drehbar, wobei diese Führung 27 axial verschieblich zur und durch die Höhenprofilierung 14 ausgebildet ist. Nicht dargestellt sind die im Inneren des abgebildeten Joysticks 1 angeordneten elektrischen und elektronischen Bauteile, Platinen, Kabel, Datenspeicher, etc..
  • Wie in den noch zu erläuternden Figuren deutlicher dargestellt, ist die Verstellvorrichtung 12 auf die Federn 10 wirkend, in dem sie diese staucht oder entspannt und somit deren Vorspannung erhöhend oder herabsetzend ist.
  • 2 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Teil des erfindungsgemäßen Joysticks 1, nämlich die Baugruppe aus Rückstelleinheit 6 und Verstellvorrichtung 12 sowie Stößel 9. Diese Baugruppe weist eine als Führungskörper 17 ausgebildete Führung auf, die den Stößel 9 axial längsverschieblich mit und an den Führungsstangen 18 verbindend ist, die ihrerseits wiederum den verschieblichen Ring 13 als Teil der Verstellvorrichtung 12 führend sind. Die Führungsstäbe 18 sind im Winkelabstand von 90° äquidistant zueinander angeordnet und werden, wie dargestellt, an zwei voneinander axial beabstandeten Stellen vom Führungskörper 17 berührt, so dass dieser an ihnen axial verschieblich ausgebildet ist. Durch die axiale Beabstandung ist ein Verkippen des Stößels 9 während seiner Bewegung mit großem Vorteil verhindert. Die Verschiebung des Stößels 9 und damit des Führungskörpers 17 wird in die eine axiale Richtung durch eine Kraftbeaufschlagung auf die dargestellte Oberseite des Stößels 9 gegen die Kraft von hier vier, ebenfalls äquidistant zueinander im Winkelabstand von 90°angeordneten Federn 10, die Teil der Rückstelleinheit 6 sind, bewirkt. Diese Verschiebung wird in die andere axiale Richtung durch die Kraft dieser Federn bewirkt, wenn ein Bediener den Bedienhebel losläst oder weniger kraftvoll auslenkt.
  • Da das stößelseitige Federende 11 in dem Führungskörper 17 aufgenommen ist, ist es in 2 nicht zu erkennen. Zu erkennen ist jedoch das gegenüberliegende ringseitige Federende 26, das von einer Führung 27 durchsetzt ist und somit die Feder 10 gehaltert ist. Jede der vier Führungen 27 wird von je einer Führungsstange 18 durchsetzt und ist an dieser gleitend gelagert und damit relativ zu der Längsachse der Führungsstange 18 axial verschieblich. Der axial unter den Führungen 27 befindliche erfindungsgemäße drehbare Ring 13 als Teil der Verstellvorrichtung 12 ist daher mit seiner Höhenprofilierung 14, die ebenfalls vierfach vorhanden ist, auf jede Feder 10 wirkend, wobei jede Höhenprofilierung drei Rastpositionen 19 aufweist. In der dargestellten Stellung befindet sich die Feder 10 bereits in einer Rastposition 19. Bei dieser Ausführungsform sind sämtliche Höhenprofilierungen 14 gleichartig ausgebildet. Erfindunsgemäß sind jedoch auch Ausführungsformen, bei denen die Höhenprofilierungen 14 ungleichartig ausgebildet sind, insbesondere paarartig ungleichartig, also beispielsweise nur die beiden einander gegenüberliegenden Höhenprofilierungen jeweils gleichartig oder zwei ringumfänglich aufeinander folgende Höhenprofilierungen gleichartig sind.
  • Mit großem Vorteil führt die lineare Bewegung des Stößels 9 dazu, dass stets alle Federn 10 wirkend sind bzw. mit Kraft beaufschlagt werden, wodurch die Gesamtrückstellkraft der Federn 10 immer gleich groß ist, egal, in welche Raumrichtung der Betätigungshebel 4 ausgelenkt wird. Dies gilt auch dann, wenn die Federn 10 unterschiedliche Vorspannungen aufweisen, die rückstellenden Kraft ist immer gleich der Summe aller Federkräfte, unabhängig von der Auslenkungsrichtung. Dies ist ein deutlicher Vorteil gegenüber Rückstelleinheiten mit einer einzigen, möglichst zentralen Feder, da so zum einen kleiner dimensionerte Federn einsetzbar sind, die auch noch die Kräfte räumlich homogener verteilen. Dies ist ein deutlicher Vorteil gegenüber Rückstelleinheiten mit einer einzigen, zentralen Feder.
  • 2 läßt auch die Funktionsweise der Verstellvorrichtung 12 erkennen: bei Drehen des drehbaren Ringes 13 mittels der Betätigung 15 wird der Ring relativ zu den Führungsstäben 18 bzw. dem Führungskörper 17 rotatorisch lageverändert, wodurch die Federn 10 jeweils auf der Höhenprofilierung 14 hinauf oder hinab gleiten und dadurch stärker bzw. schwächer vorgespannt sind. Um diese Drehbarkeit zu ermöglichen, sind Langlöcher 28 im drehbaren Ring 13 vorgesehen, die durch den Führungsstab 18 jeweils durchsetzt sind. Die Betätigung 15 ist hier nur in Form der Aufnahme für einen Betätigungshebel in der Ringwand dargestellt, die bevorzugt eine Gewindebohrung ist, jedoch auch als glattwandige Bohrung ausgebildet sein, in die der Betätigungshebel einsetzbar ist oder bereits mit angeformtem Betägigungshebel ausgebildet sein kann.
  • Der Führungskörper 17 besteht aus einem Kunststoff, ebenso der Stößel 9. Die Federn 10 und bevorzugt auch die Führungsstangen 18 bestehen aus einem Metall oder einer Metalllegierung.
  • 3 zeigt eine Aufsicht auf ein erfindungsgemäßen drehbaren Ring 13 und dessen Höhenprofilierung 14 mit jeweils drei Rastpositionen 19. Zu erkennen sind ebenfalls die Langlöchern 28, durch die der Ring 13 in Bezug auf die zu ihm feststehenden Führungsstäbe 18 drehbar wird. Die in 3 mögliche Drehrichtung ist mit einem Pfeil angedeutet. Zu erkennen ist, dass die Federn 10 jeweils mit ihrem ringseitigen Federende 26 auf einer sich axial in ihr Auge erstreckenden Anformung eines plattenartigen Körpers als Führung 27 gehaltert sind, wobei diese Führung 27 jeweils von einer Führungsstange 18 durchsetzt ist. Die Führung 27 umschließt damit jeweils eine Führungsstange, legt diese somit in radialer Richtung fest, ermöglicht aber eine relative Verschiebung der Führung 27 axial entlang des jeweiligen Führungsstabes 18. Beide Teile sind also gerade nicht stoff- oder kraftschlüssig miteinander verbunden.
  • 4 zeigt schließlich die perspektivische Ansicht einer Außenansicht eines erfindungsgemäßen Joysticks mit Betätigungshebel 4, Gehäuse 2 und Betätigung 15 zur Verstellung des drehbaren Ringes 13. Zu erkennen ist, dass die Betätigung 15 bei dieser Ausführungsform unterhalb der späteren Einbauebene liegend ist, die durch eine strichpunktierte Linie im Bereich des oberen Teiles des Gehäuses 2 angedeutet ist. Zu erkennen sind drei der vier Befestigungsöffnungen in dem Gehäuse 2, mit dem der erfindungsgemäße Joystick im Einsatzfall befestigt ist. Das Gehäuse 2 besteht wie bereits geschildert aus Kunststoff. Erfindungsgemäß denkbar ist es auch, die Betätigung 15 so anzuordnen oder zugänglich zu machen, dass sie durch einen Bediener auch nach Einbau des Joysticks noch zugänglich ist.
  • 5 zeigt skizzenhaft eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung 12. Bei dieser ist der Ring 13 ersetzt durch ein Umlaufrad 20, an dem Planetenräder 21 angeordnet sind, die ihrerseits Spindeln 22 tragend sind. Diese Spindeln 22 durchsetzen einen Federteller, der das ringseitige Federende 26 tragend ist und der durch die Drehbewegung von Planetenrad 21 und Spindel 22 die Feder 10 staucht oder entspannt. Die beiden Pfeile geben die Verstellrichtungen des Umlaufrades 20 an, zwischen ihnen ist eine Art einer Betätigung 15 dargestellt, hier ein Griff.
  • Die erfindungsgemäß stets vorhandene Verstellvorrichtung 12 bewirkt aufgrund der räumlichen Verteilung der insbesondere vier Federn eine über den Stößelumfang gleichmäßig wirkende Federkraft, unabhängig von der Auslenkungsrichtung und -weite des Betätigungshebels 4. Hierdurch wird mit großem Vorteil die Verwendung kleiner dimensionierter Federn ermöglicht, gesehen im Vergleich zu einer einzelnen Feder bekannter Rückstelleinheiten. Erfindungsgemäß können die Federn auch zu 2er- oder 3er- Gruppen zusammengefasst sein, beispielsweise wenn eine stärkere Rückstellkraft der Vorrichtung erreicht werden soll, ohne die Federn stärker auszubilden. Ebenso erfindungsgemäß sind Ausgestaltungen, bei denen die Federn nicht streng vertikal verlaufend sind, also beispielsweise solche, bei denen die Durchmesser von Stößel 9 und drehbarem Ring 13 unterschiedlich sind. Auch kann erfindungsgemäß anstelle eines drehbaren Ringes 13 eine anders bewegliche Verstellvorrichtung vorgesehen sein, beispielsweise eine verschiebliche, auch linear verschiebliche, jedoch sind drehbare Vorrichtungen aufgrund der üblicherweise zylindrischen Ausgestaltung des Joystickgehäuses bevorzugt, jedenfalls solche, bei der möglichst keine Bauteile über die Aussenkontur des Gehäuses hinausragend sind.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Joystick
    2
    Gehäuse
    3
    Drehpunkt
    4
    Betätigungshebel
    5
    Wegumsetzereinheit
    6
    Rückstelleinheit
    7
    Kugelkalotte
    8
    Gelenkkopf
    9
    Stößel
    10
    Feder
    11
    Federende (stößelseitig)
    12
    Verstellvorrichtung
    13
    drehbarer Ring
    14
    Höhenprofilierung
    15
    Betätigung
    16
    Aufnahme
    17
    Führungskörper
    18
    Führungsstab
    19
    Rastposition
    20
    Umlaufrad
    21
    Planetenrad
    22
    Spindel
    23
    Bewegungsöffnung
    24
    Hallsensor/Magnet
    25
    Rand
    26
    Federende (ringseitig)
    27
    Führung
    28
    Langloch
    29
    Schwenklagerung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102015102317 A1 [0004]
    • DE 102006028228 A1 [0005]
    • US 5228356 [0006]

Claims (9)

  1. Joystick (1) für den Einsatz in Nutzfahrzeugen, aufweisend ein Gehäuse (2), einen um einen Drehpunkt (3) in dem Gehäuse (2) schwenkbar gelagerten Betätigungshebel (4), eine mit dem Betätigungshebel (4) verbundene Wegumsetzereinheit (5) und eine mit der Wegumsetzereinheit (5) verbunden ausgebildete Rückstelleinheit (6) zum Rückstellen des Betätigungshebels (4) in einen neutralen Zustand, wobei die Wegumsetzereinheit (5) gebildet ist durch eine am Betätigungshebel (4) angeordnete Schwenklagerung (29) und einen durch die Schwenklagerung (29) betätigbaren Stößel (9), wobei die Rückstelleinheit (6) gebildet ist durch die wenigstens eine Feder (10) zur Bereitstellung einer Rückstellkraft, deren eines Ende (11) den Stößel (9) beaufschlagend ist, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Verstellvorrichtung (12) zur Einstellung einer Vorspannung der wenigstens eine Feder (10) aufweist.
  2. Joystick (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstelleinheit (6) zwei, drei, vier oder mehr Federn (10) aufweist, insbesondere zueinander äquidistant angeordnete Federn (10).
  3. Joystick (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (12) die Vorspannung mehrerer, insbesondere sämtlicher, Federn (10) gleichzeitig und bevorzugt auch in gleichem Maße verändernd ist, insbesondere mittels eines drehbaren Rings (13), der vorzugsweise eine, auf die Federn (10) wirkende, Höhenprofilierung (14) aufweist.
  4. Joystick (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (13) als Umlaufrad (20) ausgebildet ist, welches mit mehreren Planetenrädern (21) kämmend ist, die insbesondere über an diesen angeordneten Spindeln (22) auf die Federn (10) wirkend ausgebildet ist.
  5. Joystick (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (13) eine Betätigung (15) aufweist, insbesondere eine manuell bedienbare Betätigung (15) zur Veränderung seiner relativen Lage zu den Federn (10).
  6. Joystick (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (9) eine Aufnahme (16) für das Federende (11) aufweist.
  7. Joystick (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (9) an einem Führungskörper (17) linear beweglich geführt ist.
  8. Joystick (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper (17) zwei, drei, vier oder mehr Führungsstäbe (18) aufweist.
  9. Joystick (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenprofilierung (14) eine oder mehrere Rastpositionen (19) aufweist.
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