DE10341740A1

DE10341740A1 - Drehsteller

Info

Publication number: DE10341740A1
Application number: DE10341740A
Authority: DE
Inventors: Harald Donner
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 2003-09-08
Filing date: 2003-09-08
Publication date: 2005-03-31

Abstract

Ein Drehsteller 1 mit einer um eine Drehachse und in axialer Richtung dieser Drehachse bewegbar gelagerten Handhabe 2, mit einem elektrisch ansteuerbaren, kinematisch mit der Handhabe 2 verbundenen Aktuator 6 zum Erzeugen einer auf die Handhabe 2 wirkenden Haptik, wobei dem Aktuator 6 eine in axialer Richtung linear bewegbar gelagerte Antriebswelle 3 zugeordnet ist, und mit einer Einrichtung 17, 18 zum Erfassen einer Drehbewegung der Handhabe 2 ist dadurch bestimmt, dass die Handhabe 2 drehbar und in Richtung ihrer Axialbewegung schubfest auf der Antriebswelle 3 des Aktuators 6 gelagert ist und einen Antriebsabschnitt 11 aufweist, der unter Zwischenschaltung einer getrieblichen Untersetzunganordnung 12 kinematisch mit einem drehmomentschlüssig auf der Antriebswelle 3 des Aktuators 6 sitzenden Rad 10 verbunden ist, und dass die Handhabe 2, die getriebliche Untersetzungsanordnung 12 und die Drehbewegungserfassungseinrichtung 17, 18 zusammen mit der Antriebswelle 3 des Aktuators 6 in axialer Richtung gegenüber dem Aktuator 6 bewegbar gelagert sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehsteller mit einer um eine Drehachse und in axialer Richtung dieser Drehachse bewegbar gelagerten Handhabe, mit einem elektrisch ansteuerbaren, kinematisch mit der Handhabe verbundenen Aktuator zum Erzeugen einer auf die Handhabe wirkenden Haptik, wobei dem Aktuator eine in axialer Richtung linear bewegbar gelagerte Antriebswelle zugeordnet ist, und mit einer Einrichtung zum Erfassen einer Drehbewegung der Handhabe.
Derartige Drehsteller werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen im Rahmen einer menügeführten Bedienung unterschiedlicher Aktoren eingesetzt, wobei durch den auf die Handhabe wirkenden Aktuator einem Benutzer einer beim Drehen der Handhabe wirkende Haptik bereitgestellt wird. Eine solche Haptik kann unterschiedlich rastend programmiert sein. In unterschiedlichen Menüebenen können unterschiedliche Haptiken realisiert sein. Für eine solche menügeführte Bedienung unterschiedlicher Aktoren durch einen Drehsteller wird eine Push-Funktion der Handhabe benötigt, um über diese Bewegung der Handhabe beispielsweise ein Eingabesignal zu generieren. Ein derartiger Drehsteller ist aus DE 200 14 425 U1 bekannt. Bei dem aus diesem Dokument bekannten Drehsteller ist die Handhabe drehmomentschlüssig an dem freien Ende einer Antriebswelle angeordnet. Bei dieser Antriebswelle kann es sich um die Motorwelle eines Gleichstrommotors handeln. In diesem Fall ist die Motorwelle in axialer Richtung bewegbar gelagert, wobei mit dieser linearen Axial bewegung beispielsweise ein Schalter betätigbar ist. Somit bewirkt ein Drehen der Handhabe bei diesem Ausführungsbeispiel des genannten Dokumentes eine Drehbewegung der als Antriebswelle dienenden Motorwelle. Im Hinblick auf die zu erzeugenden Haptiken sind einer solchen Ausgestaltung jedoch Grenzen gesetzt. Aus diesem Grunde ist in der DE 200 14 425 U1 auch eine weitere Ausgestaltung beschrieben, bei der der Aktuator über einen Riemenantrieb mit der die Handhabe tragenden Antriebswelle verbunden ist, wobei dieser Antrieb als Untersetzung von der Seite der Antriebswelle ausgebildet ist. Nachteilig ist bei dieser Ausgestaltung jedoch, dass durch den Riemenantrieb und die dadurch bedingte radiale Anordnung von Aktuator und Antriebswelle mit dem zur Realisierung der Untersetzung notwendigen größeren Riemenrad in radialer Richtung ein bestimmter Bauraum benötigt wird.
Die bei diesem vorbekannten Drehsteller verwendete Drehbewegungserfassungseinrichtung ist optoelektronisch arbeitend ausgelegt und umfaßt eine Codescheibe, die in eine Gabellichtschranke eingreift. Bei Einsatz einer solchen Drehbewegungserfassungseinrichtung ist das Auflösungsvermögen um so größer, je größer der von der Codescheibe bei einer Drehbewegung der Handhabe zurückgelegte Drehwinkelbetrag ist. Infolge dessen ist die Codescheibe getrieblich übersetzt an eine Drehbewegung der Antriebswelle angeschlossen. Zu diesem Zweck ist auf der Antriebswelle ein größeres Antriebsritzel drehmomentschlüssig angeordnet, dass eine die Codescheibe tragende, ortsfest gegenüber der Antriebswelle gehaltene Welle mit einem Abtriebsritzel antreibt. Die Zahnung der beiden Ritzel ist dergestalt konzipiert, dass die In-Eingriff-Stellung auch bei einer axialen Bewegung der Antriebswelle mit dem Antriebsritzel gegenüber dem der Drehbewegungserfassungseinrichtung zugeordneten Abtriebsritzel erhalten bleibt. Auch diese Anordnung der Drehbewegungserfassungseinrichtung benötigt einen mitunter nicht unerheblichen radialen Einbauraum. Ferner ist von Nachteil, dass die beiden miteinander zur Drehmomentübertragung in Eingriff gestellten Ritzel bei einer Push-Betätigung der Handhabe in Längserstreckung der Zähne gegeneinander bewegt werden. Damit dieses mit geringer Reibung möglich ist, müssen die Zähne mit einem gewissen Spiel ineinander greifen, was wiederum Ungenauigkeiten bei der Drehbewegungserfassung zur Folge hat. Bei einer Drehbewegung der Handhabe macht sich dieses Spiel in vollem Umfange bemerkbar.
Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten, gattungsgemäßen Drehsteller dergestalt auszubilden, dass dieser nicht nur eine hohe und möglichst spielarme Auflösung bei der Erfassung einer Drehbewegung der Handhabe aufweist, sondern dass sich dieser Drehsteller in einer kompakten Bauweise realisieren lässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen eingangs genannten, gattungsgemäßen Drehsteller gelöst, bei dem die Handhabe drehbar und in Richtung ihrer Axialbewegung schubfest auf der Antriebswelle des Aktuators gelagert ist und einen Antriebsabschnitt aufweist, der unter Zwischenschaltung einer getrieblichen Untersetzungsanordnung kinematisch mit einem drehmomentschlüssig auf der Antriebswelle des Aktuators sitzenden Rad verbunden ist und dass die Handhabe, die getriebliche Untersetzungsanordnung und die Drehbewegungserfassungseinrichtung zusammen mit der Antriebswelle des Aktuators in axialer Richtung gegenüber dem Aktuator bewegbar gelagert sind.
Bei diesem Drehsteller ist die Drehbewegung der Handhabe kinematisch über eine getriebliche Untersetzungsanordnung mit der Antriebswelle des Aktuators verbunden. Der im Rahmen dieser Ausführungen benutzte Begriff „Untersetzungsanordnung" oder „Untersetzung" bezieht sich auf eine Kraftübertragung von der Antriebswelle des Aktuators auf die Handhabe. Bei einer umgekehrten Kraftübertragung von der Handhabe auf die Antriebswelle handelt es sich sodann um eine Übersetzung der auf die Handhabe ausgeübten Kraft. Antriebselement ist die Handhabe, die unter Zwischenschaltung der getrieblichen Untersetzungsanordnung ein drehmomentschlüssig auf der Antriebswelle des Aktuators sitzendes Rad antreibt. Die Handhabe ist auf dieser Antriebswelle drehbar gelagert, so dass das antreibende Element und das angetriebene Element um dieselbe Drehachse drehbar sind. Die getriebliche Untersetzungsanordnung stellt die kinematische Verbindung zwischen der Handhabe und dem durch die Handhabe angetriebenen und drehmomentschlüssig auf der Antriebswelle des Aktuators sitzenden Rades dar. Zum Antreiben der getrieblichen Untersetzungsanordnung dient ein der Handhabe zugeordneter Antriebsabschnitt, der sich zweckmäßigerweise auf einer nach innen, zur Antriebswelle weisenden Oberfläche der Handhabe befindet. Zweck mäßigerweise wird durch diesen Antriebsabschnitt ein auf einer Welle sitzendes Antriebsrad angetrieben. Ein weiteres, auf dieser Welle sitzendes Übertragungsrad dient in einer bevorzugten Ausgestaltung der getrieblichen Untersetzungsanordnung zum Antreiben des drehmomentschlüssig auf der Antriebswelle des Aktuators sitzenden Rades. Eine solche getriebliche Untersetzungsanordnung ist sehr platzsparend insbesondere auch bei hohen Untersetzungen realisierbar.
Infolge der getrieblichen Untersetzungsanordnung können von einem beispielsweise als Aktuator eingesetzten Gleichstrommotor eine Vielzahl unterschiedlicher, insbesondere auch feinrastiger Haptiken bereitgestellt werden. Die getriebliche Untersetzungsanordnung kann ferner – nunmehr aus Sicht einer Kraftübertragung von der Handhabe zur Erfassung einer Drehbewegung derselben als Übersetzung zu bezeichnen – genutzt werden, um die Codescheibe einer beispielsweise optoelektronisch arbeitenden Drehbewegungserfassungseinrichtung als Rotor einen der von der Handhabe angetriebenen Räder bzw. Wellen zuzuordnen. Infolge der Übersetzung können mit hohem Auflösungsvermögen kleinere und kleinste Drehbewegungsbeträge der Handhabe mit hinreichendem Auflösungsvermögen erfasst werden. Somit wird bei diesem Drehsteller das die Handhabe mit der Antriebswelle des Aktuators kinematisch verbindende Getriebe in zweierlei Hinsicht genutzt.
Zur Realisierung einer Push-Funktion des Drehstellers ist die Handhabe bei diesem Drehsteller schubfest in Richtung der Drehachse der Antriebswelle gelagert, so dass eine Push-Betätigung der Handhabe zu einer linearen Bewegung der Antriebswelle führt. Zur Verringerung von Toleranzen und von Spiel bildet die Handhabe zusammen mit der getrieblichen Untersetzungsanordnung, der Drehbewegungsertassungseinrichtung und der Antriebswelle des Aktuators eine in axialer Richtung gegenüber dem Aktuator bewegbare Einheit mit der Folge, dass bei einer Push-Betätigung der Handhabe diese gesamte Einheit in Richtung der Push-Bewegung bewegt wird. Die In-Eingriff-Stellung der einzelnen Räder miteinander ändert sich bei Ausüben dieser Bewegung nicht.
In einer bevorzugten Ausgestaltung verfügt der Drehsteller über ein oder mehrere, gemeinsam mit einer der getrieblichen Untersetzungsanordnung zugehörigen Welle von der Handhabe angetriebenen Ausgleichswellen mit jeweils einem durch den Antriebsabschnitt der Handhabe angetriebenen Abtriebsrad. Eine solche Ausgleichswelle ist ebenfalls Teil der vorbeschriebenen, in linearer Richtung gegenüber dem Aktivator bewegbaren Einheit. Diese zumindest eine Ausgleichswelle dient einer Abstützung der Handhabe, insbesondere zur Verbesserung des sich beim Drehen der Handhabe einstellenden Drehgefühls.
Als Aktuator dient zweckmäßigerweise ein Elektromotor, vorzugsweise ein Gleichstrommotor mit einer durchgreifenden Motorwelle. Diese durchgreifende Motorwelle bildet die Antriebswelle, wobei in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel auf dem einen Wellenabschnitt die Handhabe und auf dem anderen aus dem Gehäuse herausragenden Wellenabschnitt das auf der Antriebswelle drehmomentschlüssig sitzende Rad angeordnet ist. Die Welle einer getrieblichen Übersetzungsanordnung erstreckt sich parallel zur Antriebswelle, so dass diese über die Länge des Motors gelagert sein kann. Insbesondere bietet sich eine solche Realisierung bei Einsatz einer optoelektronisch arbeitenden Drehbewegungserfassungseinrichtung an, da die Codescheibe dann an das mit der Antriebswelle verbundene Rad angeschlossen werden kann und die statorseitigen Elemente auf der der Handhabe gegenüberliegenden Seite des Elektromotors angeordnet werden können und somit eine Unterbringung der benötigten Sender-Empfänger-Anordnung und deren elektrische Kontaktierung ohne weiteres möglich ist.
Zur Führung der Einheit der in axialer Richtung bei einer Push-Betätigung der Handhabe bewegten Teile dienen zweckmäßigerweise zwei einander bezüglich der Antriebswelle des Aktuators gegenüberliegende Schlittenführungen. Von diesen ist der Aktuator vorzugsweise eingeschlossen, so dass sich die ortsfesten Elemente der Schlittenführungen am Gehäuse des Aktuators oder einem den Aktuator aufnehmenden Käfig befinden können. Somit dient der Aktuator, beispielsweise der Gleichstrommotor gleichzeitig zur Lagerung der linear beweglichen Elemente.
Der beschriebene Drehsteller eignet sich aufgrund seiner kompakten Bauweise insbesondere auch, um in einer Gelenkschwinge aufgenommen zu werden, über die der Drehsteller in unterschiedliche Richtungen nach Art eines Mehrwegeschalters oder eines Joysticks bewegt werden kann.
In einer Weiterbildung des beschriebenen Drehstellers ist vorgesehen, diesen mit einer Linearhaptikerzeugungsanordnung auszustatten. Mit dieser Anordnung wird auf die Handhabe bei einer Push-Betätigung eine definierte Haptik ausgeübt. Diese Linearhaptikerzeugungsanordnung umfasst einen rotationssymmetrisch ausgestalteten Kulissenkörper, der drehmomentschlüssig auf dem der Handhabe gegenüberliegenden Abschnitt der als Antriebswelle dienenden Motorwelle sitzt, beispielsweise benachbart zu dem auf diesem Abschnitt sitzenden Rad. Die Mantelfläche des Kulissenkörpers weist eine in Push-Bewegungsrichtung der Antriebswelle wirkende konturierte Schaltkulisse auf. Unter Vorspannung stehend liegt an dieser Schaltkulisse eine ortsfest gegenüber einer Axialbewegung der Antriebswelle angeordnete Rastfeder mit einem radial zur Linearbewegung des Kulissenkörpers bewegbaren Schenkel an. Zweckmäßigerweise ist die Rastfeder als Spange ausgebildet, so dass die beiden Schenkel dieser Spange an der Schaltkulisse des Kulissenkörpers anliegen. Die rotationssymmetrisch konzipierte Schaltkulisse weist einen im Durchmesser kleineren Abschnitt und einen an diesen in Bewegungsrichtung der Antriebswelle grenzenden Stellkegel auf. An den Stellkegel kann zur definierten Begrenzung einer Axialbewegung der Handhabe ein Anschlagsflansch grenzen. Über den Stellkegel wird der Durchmesser des Kulissenkörpers vergrößert, so dass bei einer Push-Betätigung der Handhabe das oder die an dem Kulissenkörper unter Vorspannung anliegenden Elemente der Rastfeder radial nach außen gegen die Rückstellkraft der Rastfeder bewegt werden. Die Mantelfläche des Stellkegels kann einen Scheitelpunkt aufweisen, um eine rastende Haptik zu erzeugen.
Eine solche Rastfeder ist zweckmäßigerweise aus einem Federblechstreifen hergestellt, der in linearer Bewegungsrichtung der Antriebswelle und somit des Kulissenkörpers abgekantete Stützlaschen aufweist, die an einem Widerlager in radialer Richtung bewegbar anliegen. Der Einsatz einer solchen Rastfeder aus einem Federblechstreifen ist bevorzugt, da in Bewegungsrichtung des Kulissenkörpers eine deutlich höhere Steifigkeit verglichen mit einer aus einem Draht geformten Rastfeder vorhanden ist. Grundsätzlich ist jedoch auch die Realisierung einer solchen Rastfeder aus Draht möglich.
Die radiale Bewegung eines Schenkels einer solchen Rastfeder kann genutzt werden, um durch diese Bewegung einen Schalter zu betätigen. Zu diesem Zweck kann ein Schenkel einer solchen Rastfeder eine radial abragende Stelllasche aufweisen, durch die ein ortsfest gegenüber der Bewegung des Schenkels der Rastfeder angeordneter Schalter betätigt werden kann. Eine solche Stelllasche stellt bei Einsatz einer Rastfeder aus einem Federblechstreifen einen abgekanteten Abschnitt oder Schenkel dar, die insbesondere auch als Blende im Zusammenhang mit einem berührungslos arbeitenden optoelektonischen Schalter eingesetzt werden kann. Diese als Blende dienende Lasche greift dann bei einer Radialbewegung des Schenkels in eine ortsfest angeordnete Gabellichtschranke oder Gabellichtschrankenanordnung ein.
Der Kulissenkörper der beschriebenen Linearhaptikerzeugungsanordnung kann auch auf einer anderen Welle als der Antriebswelle angeordnet sein, beispielsweise der der Untersetzungsanordnung zugehörigen Welle oder für den Fall, dass eine Ausgleichswelle vorgesehen sein sollte, auf dieser. Gleichwohl wird man bei der Konzeption eines Drehstellers mit einem Gleichstrommotor als Aktuator, wobei die Motorwelle die Antriebswelle bildet, bevorzugen, den Kulissenkörper auf dieser Welle anzuordnen.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:
1: eine perspektivische Ansicht eines Drehstellers mit einer gegenüber einem Elektromotor in axialer Richtung bewegbaren Einheit und
2.: Teile der beweglichen Einheit der 1 in einer perspektivischen Darstellung.
Ein Drehsteller 1 umfaßt eine Handhabe 2, die drehbar auf einer Antriebswelle 3 gelagert ist. Die Handhabe 2 ist bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel zweiteilig aufgebaut und umfaßt ein inneres Teil 4 und ein außen liegendes Teil 5. Das Teil 5 ist mit dem inneren Teil 4 durch eine Rastverbindung formschlüssig verbunden. Die Verbindung der beiden Teile 4, 5 ist ebenfalls drehmomentschlüssig. Die Handhabe 2 ist als Bedienknopf ausgelegt.
Die Antriebswelle 3 ist bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungs beispiel die Motorwelle eines mit dem Bezugszeichen 6 gekennzeichneten Gleichstrommotors. Die als Antriebswelle 3 dienende Motorwelle durchgreift den Gleichstrommotor 6 und ragt somit aus seinem Gehäuse 7 an seiner einen Seite mit einem Abschnitt 8 heraus, auf welchem Abschnitt 8 die Handhabe 2 drehbar gegenüber der Antriebswelle 3 gelagert ist. Der an der gegenüber liegenden Seite herausragende Abschnitt 9 trägt ein drehmomentschlüssig mit diesem Abschnitt 9 verbundenes Rad 10. Die als Antriebswelle 3 dienende Motorwelle des Gleichstrommotors 6 ist in axialer Richtung bewegbar, wie dieses durch den Pfeil in dem Abschnitt 9 gekennzeichnet ist. Gleichstrommotoren mit derartigen, linear in Richtung der Drehachse bewegbaren Motorwellen sind hinlänglich bekannt.
Das innere Teil 4 der Handhabe 2 trägt einen nach innen in Richtung zur Antriebswelle 3 weisenden Antriebsabschnitt 11, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Zahnkranz ausgebildet ist. Zum Herstellen einer kinematischen Kopplung zwischen einer Drehbewegung der Handhabe 2 und dem drehmomentschlüssig auf der Antriebswelle 3 sitzenden Rad 10 dient eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 12 gekennzeichnete getriebliche Untersetzungsanordnung. Die getriebliche Anordnung stellt bei einer Kraftübertragung von der Antriebswelle 3 auf die Handhabe 2 eine Untersetzung und dementsprechend bei einer Kraftübertragung im umgekehrten Sinne von der Handhabe 2 auf die Antriebswelle 3 eine Übersetzung dar. Die getriebliche Untersetzungsanordnung 12 umfasst ein auf einer Welle 13 drehschlüssig sitzendes Abtriebsrad 14, das mit dem als Zahnkranz ausgebildeten Antriebsabschnitt 11 der Handhabe 2 in Eingriff steht und somit durch die Handhabe 2 bei einer Drehung derselben angetrieben wird. An dem anderen Ende der Welle 13 ist ein als Zahnrad ausgebildetes Übertragungsrad 15 angeordnet, das wiederum mit dem auf der Antriebswelle 3 befindlichen Rad 10 in Eingriff gestellt ist.
Die getriebliche Verbindung der Handhabe 2 mit dem auf der Antriebswelle 3 sitzenden Rad 10 ist deutlicher der Darstellung der 2 zu entnehmen. Das Abtriebsrad 14 der Welle 13 weist einen verglichen mit dem Durchmesser des Antriebsabschnittes 11 der Handhabe 2 nur sehr kleinen Durchmesser auf. Das Übertragungsrad 15 ist seinerseits deutlich größer im Durchmesser als das Abtriebsrad 14 und ebenfalls größer als das auf der Antriebswelle 3 sitzende Rad 10. Somit wird deutlich, dass bei einer Ansteuerung des Gleichstrommotors 6 zum Bereitstellen einer auf die Handhabe 2 wirkenden Haptik infolge der getrieblichen Untersetzung von der Antriebswelle 3 bzw. dem Rad 10 gegenüber der Handhabe 2 von der Antriebswelle 3 größere Drehwinkelbeträge zurückgelegt werden können, die nur kleine Bewegungen der Handhabe 2 zur Folge haben. Somit können mit dem Drehsteller 1 auch sehr feinfühlige bzw. feinrastige Haptiken verwirklicht werden.
Der Drehsteller 1 umfaßt als Drehbewegungserfassungseinrichtung einen optoelektronischen Drehwinkelsensor 16, bestehend aus einer drehmomentschlüssig mit dem Rad 10 verbundenen Codescheibe 17 und einer statorseitig zu der Codescheibe 17 angeordneten Sender-Empfänger-Anordnung 18, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Gabellichtschranke ausgebildet ist. Die Codescheibe 17 greift mit ihrem randlichen Codeabschnitt in die Sender-Empfänger-Anordnung 18 ein. Durch Koppeln der Codescheibe 17 an die Drehbewegung des auf der Antriebswelle 3 sitzenden Rades 10 ist eine Drehbewegungserfassung der Handhabe 2 infolge der getrieblichen Übersetzung in dieser Richtung mit einem hohen Auflösungsvermögen darstellbar, da selbst kleinste Drehbewegungsbeträge der Handhabe 2 sehr viel größere Drehbewegungsbeträge der Codescheibe 17 zur Folge haben.
Diametral bezüglich der Antriebswelle 3 der Welle 13 der getrieblichen Untersetzungsanordnung 12 gegenüberliegend befindet sich eine Ausgleichswelle 19 mit einem dem Abtriebsrad 14 entsprechendem Abtriebsrad 20. Die Ausgleichswelle 19 dient dem Zweck, einen symmetrischen, an dem Antriebsabschnitt 11 der Handhabe 2 angreifend Abtrieb bereitzustellen, ohne dass die Ausgleichswelle 19 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zum Antrieb weiterer Elemente dienen würde.
Die Handhabe 2 ist auf dem Abschnitt 8 der Antriebswelle 3 durch ein Kugellager 21 drehbar gelagert. Unterhalb des Kugellagers 21 sitzt drehmomentschlüssig mit dem Abschnitt 8 der Antriebswelle 3 verbunden ein axialer Mitnehmer 22, so dass eine Push-Betätigung auf die Handhabe 2 in einer axialen Verschiebebewegung der Antriebswelle 3 resultiert. Zwischen dem der Handhabe 2 zugeordneten Kugellager 21 und dem Mitnehmer 22 ist ein Metallbügel 23 angeordnet. Der Bügel 23 überträgt eine auf die Handhabe 2 ausgeübte axiale Push-Betätigung auf zwei Schlitten 24, 25. Der Schlitten 24 trägt die getriebliche Untersetzungsanordnung 12; der Schlitten 25 trägt die Ausgleichswelle 19 (vgl. 2). Somit wird bei einer Push-Betätigung der Handhabe 2 die Handhabe 2, die getriebliche Untersetzungsanordnung 12, die Ausgleichswelle 19 und die Antriebswelle 3 mit dem Rad 10 und der Codescheibe 17 in axialer Richtung linear bewegt. Die Sender-Empfänger-Anordnung 18 des Drehwinkelsensors 16 befindet sich auf einer in eine gabelförmige Aufnahme 26 des Schlittens 25 eingesetzte Leiterplatte 27. Somit wird gleichfalls mit der Codescheibe 17 die Sender-Empfänger-Anordnung 18 axial mitbewegt.
Der Schlitten 24 ist an zwei Führungsstangen 28, 28' geführt, die ihrerseits an dem Gehäuse 7 des Gleichstrommotors 6 in Führungsstangenhaltern gehalten sind. Zu der Führungsstange 28 sind die Führungsstangenhalter in 1 mit den Bezugszeichen 29, 29' bezeichnet. Die Führungsstange 28' ist entsprechend am Gehäuse 7 befestigt. Zwischen der jeweils oberen und unteren Führung des Schlittens 24 ist eine Rückstellfeder 30 angeordnet, damit eine Push-Betätigung der Handhabe 2 gegen die Rückstellkraft der Rückstellfeder 30 erfolgt und somit eine Rückstellung der Handhabe 2 bzw. der gesamten axial beweglichen Einheit selbsttätig nach Loslassen der Handhabe 2 erfolgen kann. Die Führungsstange 28' ist entsprechend konzipiert. Gleiches gilt für die dem Schlitten 25 zugeordneten Führungsstangen. Selbstverständlich können anstelle der beschriebenen Federn auch andere Rückstellelemente eingesetzt werden.
Zum Erfassen einer Push-Betätigung der Handhabe 2 kann ein Schalter vorgesehen sein, der sich zweckmäßigerweise ebenfalls auf der in die Aufnahme 26 eingesteckten Leiterplatte 27 befindet, vorzugsweise auf der der Sender-Empfänger-Anordnung 18 gegenüberliegenden Seite. Ebenfalls kann vorgesehen sein, zur Erfassung einer solchen Schubbetätigung der Handhabe 2 eine optoelektronisch arbeitende Einrichtung einzusetzen.
Aus der Beschreibung des beanspruchten Drehstellers wird deutlich, dass dieser nicht nur in einer sehr kompakten Bauweise, sondern insbesondere auch bei einer axialen Betätigung bezüglich der eingesetzten Zahnräder verschleiß- und spielfrei realisiert werden kann.

1: Drehsteller
2: Handhabe
3: Antriebswelle
4: inneres Teil
5: außen liegendes Teil
6: Aktuator, Gleichstrommotor
7: Gehäuse
8: Abschnitt
9: Abschnitt
10: Rad
11: Antriebsabschnitt
12: getriebliche Untersetzungsanordnung
13: Welle
14: Abtriebsrad
15: Übertragungsrad
16: Drehwinkelsensor
17: Codescheibe
18: Sender-Empfänger-Anordnung
19: Ausgleichswelle
20: Abtriebsrad
21: Kugellager
22: Mitnehmer
23: Metallbügel
24: Schlitten, Schlittenführung
25: Schlitten, Schlittenführung
26: Aufnahme
27: Leiterplatte
28, 28': Führungsstange
29, 29': Führungsstangenhalter
30: Rückstellfeder

Claims

Drehsteller mit einer um eine Drehachse und in axialer Richtung dieser Drehachse bewegbar gelagerten Handhabe (2), mit einem elektrisch ansteuerbaren, kinematisch mit der Handhabe (2) verbundenen Aktuator (6) zum Erzeugen einer auf die Handhabe (2) wirkenden Haptik, wobei dem Aktuator (6) eine in axialer Richtung linear bewegbar gelagerte Antriebswelle (3) zugeordnet ist, und mit einer Einrichtung (17, 18) zum Erfassen einer Drehbewegung der Handhabe (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabe (2) drehbar und in Richtung ihrer Axialbewegung schubfest auf der Antriebswelle (3) des Aktuators (6) gelagert ist und einen Antriebsabschnitt (11) aufweist, der unter Zwischenschaltung einer getrieblichen Untersetzungsanordnung (12) kinematisch mit einem drehmomentschlüssig auf der Antriebswelle (3) des Aktuators (6) sitzenden Rad (10) verbunden ist und dass die Handhabe (2), die getriebliche Untersetzungsanordnung (12) und die Drehbewegungserfassungseinrichtung (17, 18) zusammen mit der Antriebswelle (3) des Aktuators (6) in axialer Richtung gegenüber dem Aktuator (6) bewegbar gelagert sind.
Drehsteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die getriebliche Untersetzungsanordnung (12) eine mit ihrer Drehachse parallel zur Antriebswelle (3) des Aktuators (6) orientierte Welle (13) umfasst, auf der ein durch den Antriebsabschnitt (11) der Handhabe (2) angetriebenes Abtriebsrad (14) und ein mit dem drehmomentschlüssig auf der Antriebswelle (3) des Aktuators (6) sitzenden Rad (10) in Eingriff stehendes Übertragungsrad (15) angeordnet sind.
Drehsteller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Abtriebsrades (14) deutlich kleiner ist als der Durchmesser des Übertragungsrades (15), das wiederum einen größeren Durchmesser als das auf der Antriebswelle (3) des Aktuators (6) sitzende Rad (10) aufweist.
Drehsteller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsabschnitt (11) der Handhabe (2) eine nach innen zur Antriebswelle (3) des Aktuators (6) weisende Oberfläche ist.
Drehsteller nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (6) ein Elektromotor, insbesondere ein Gleichstrommotor mit einer durchgreifenden und in axialer Richtung bewegbaren Motorwelle ist, wobei die Motorwelle die Antriebswelle (3) bildet, und dass die Handhabe (2) auf dem einen Abschnitt (8) der Motorwelle und das auf der Antriebswelle (3) sitzende Rad (10) auf dem anderen, gegenüberliegenden Abschnitt (9) der Motorwelle angeordnet sind.
Drehsteller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsabschnitt (11) der Handhabe (2) ein Zahnkranz und die Räder (10, 14, 15) Zahnräder sind.
Drehsteller nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehsteller (1) neben der der getrieblichen Untersetzungsanordnung (12) zugehörigen Welle (13) ein oder mehrere Ausgleichswellen (19) mit jeweils einem durch den Antriebsabschnitt (11) der Handhabe (2) angetriebenen Abtriebsrad (20) aufweist, wobei die zumindest eine Ausgleichswelle (19) und die der getrieblichen Untersetzungsanordnung (12) zugehörige Welle (13) symmetrisch zur Antriebswelle (3) angeordnet sind, und dass die zumindest eine Ausgleichswelle (19) zusammen mit der Antriebswelle (3) des Aktuators (6) in axialer Richtung bewegbar ist.
Drehsteller nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsrad (20) der wenigstens einen Ausgleichswelle (19) bezüglich seines Durchmessers demjenigen des Antriebsrades (14) der getrieblichen Untersetzungsanordnung (12) entspricht.
Drehsteller nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenüber dem Aktuator (6) in axialer Richtung bewegbaren Teile (2, 3, 12, 19) in zumindest einer Schlittenführung (24, 25) geführt sind, wobei das oder die ortsfesten Elemente der Schlittenführungen (25, 25) Teil des Gehäuses (7) des Aktuators (6) oder Teil eines den Aktuator aufnehmenden Käfigs sind.
Drehsteller nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei einander bezüglich der Antriebswelle (3) diametral gegenüberliegende Schlittenführungen (24, 25) vorgesehen sind, auf die eine Bewegung der Handhabe in axialer Richtung durch einen beide Schlittenführungen (24, 25) miteinander verbindenden Bügel (23) übertragen wird.
Drehsteller nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbewegungserfassungseinrichtung optoelektronisch arbeitend ausgelegt ist und eine drehmomentschlüssig auf der Antriebswelle (3) sitzende Codescheibe (17) umfasst, die mit ihrer Codierung in eine statorseitige Sender-Empfänger-Anordnung (18) eingreift, die zusammen mit den in axialer Richtung gegenüber dem Aktuator (6) bewegbaren Teilen (2, 3, 12, 19) bewegbar ist.
Drehsteller nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehsteller eine Linearhaptikerzeugunganordnung aufweist, die einen gemeinsam mit der Handhabe in linearer Richtung bewegten Kulissenkörper umfasst, dessen Außenseite eine in linearer Bewegungsrichtung der Handhabe konturierte Schaltkulisse aufweist, und eine ortsfest gegenüber einer solchen Linearbewegung des Kulissenkörpers angeordnete Rastfeder mit zumindest einem unter Vorspannung an der Schaltkulisse des Kulissenkörpers anliegenden und durch die Schaltkulisse radial zur Linearbewegung des Kulissenkörpers bewegbaren Schenkel umfasst.
Drehsteller nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastfeder U-förmig ausgebildet ist und zwei an jeweils gegenüberliegenden Seiten des Kulissenkörpers unter Vorspannung anliegende Schenkel aufweist und dass zumindest der Abschnitt der Schaltkulisse des Kulissenkörpers rotationssymmetrisch ist.
Drehsteller nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schenkel der Rastfeder eine radial zur Linearbewegung des Kulissenkörpers nach außen abragende Stelllasche zum Betä tigen eines elektrischen Schalters aufweist, wobei die Stelllasche der Rastfeder insbesondere in eine ortsfest bezüglich einer Bewegung der Stelllasche angeordnete Gabellichtschranke eingreifend vorgesehen ist.