DE202007003245U1

DE202007003245U1 - Joystick

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Publication number: DE202007003245U1
Application number: DE202007003245U
Authority: DE
Original assignee: CoActive Technologies LLC
Current assignee: Deltatech Controls USA LLC
Priority date: 2007-02-26
Filing date: 2007-02-26
Publication date: 2008-07-17
Anticipated expiration: 2017-02-27

Abstract

Joystick (10, 110) zur Steuerung von Maschinen- und/oder Fahrzeugfunktionen, mit einem Betätiger (11, 111), der mittels eines Gelenks (12, 112) mit vorzugsweise zwei Freiheitsgraden in einem Gehäuse (13, 113) gelagert und in unterschiedliche Richtungen entgegen der Wirkung eines Rückstellfedermechanismus (18, 118) auslenkbar ist, mit einer am Betätiger (11, 111) gehaltenen Stößeleinheit (20, 120), deren Stößel (37, 137) gegenüber dem Betätiger (11, 111) axial federbelastet bewegbar ist bzw. sind, und mit einer am Gehäuse (13, 113) ortsfest gehaltenen Kulisseneinheit (31, 131), mit deren Kulissenflächen der oder die jeweiligen Stößel (37, 137) druckpunktartig zurückfedernd oder federnd verrastend zusammenwirkt bzw. -wirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Stößeleinheit (20, 120) einen Stößelkranz (21, 121) aufweist, an dem mindestens ein, vorzugsweise zwei oder mehr Stößel ortsfest vorgesehen sind und der längs des Betätigers (11, 111) axial federbelastet bewegbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Joystick nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einem derartigen aus der DE 198 61 143 B4 bekannten Joystick dieser Art ist die Stößeleinheit am Betätiger ortsfest angeordnet und mit einer oder mehreren topfförmigen Aufnahmen versehen, in denen jeweils ein axial federbelasteter Stößel bewegbar angeordnet ist.
Je mehr Stößel die Stößeleinheit aufweist, desto aufwendiger ist die konstruktive Ausgestaltung und Anordnung der einzelnen federbelasteten Stößel.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Joystick der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Stößeleinheit in weniger aufwendiger Weise und dabei unabhängig von der Anzahl der zu verwendenden Stößel ausgebildet ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Joystick der genannten Art durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.
Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen ist erreicht, dass die Stößeleinheit in ihrer Ausgestaltung als Stößelkranz insgesamt axial bewegbar am Betätiger gehalten und je nach Anzahl der anzuordnenden Stößel entsprechend ausgebildet ist. Damit ist für jeden zu verwendenden Stößel eine gemeinsame federbelastete axiale Bewegung möglich, was auch zu einer Vereinheitlichung der bei der Überdrückfunktion oder bei der Ver- und Entrastung aufzuwendenden Kraft führt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Zusammenwirkens von Stößeleinheit und Betätiger ergeben sich aus den Merkmalen des Anspruchs 2 und/oder des Anspruchs 3.
Mit den Merkmalen nach Anspruch 4 ist erreicht, dass Kulissen mit entsprechend den Anforderungen ausgestalteter Überdrückfunktion bzw. Rastfunktion wahlweise ohne weiteres verwendet werden können. Dabei ist es gemäß den Merkmalen nach Anspruch 5 zweckmäßig, die Kulisse als Spritzgussteil auszubilden, so dass verschiedenartige Kulissen in einfacher Weise durch entsprechende unterschiedlich ausgebildete Einsätze im Spritzgusswerkzeug hergestellt und eingesetzt werden können. In diesen Fällen kann die Stößeleinheit stets gleich ausgebildet sein, d. h. mit maximaler Anzahl an Stößeln sowie entsprechend den Anforderungen ausgebildeten Druckpunkt- und/oder Verrastungsflächen an den Stößeln versehen sein.
Gemäß den Merkmalen nach Anspruch 6 ist es möglich, die den Anwendungsbereich des Joysticks bestimmenden Druckpunkt- und/oder Verrastungsflächen von Stößel und/oder Kulisse in entsprechender Weise an den einzelnen einzubringenden bzw. zu montierenden Bauteilen (Stößeleinheit und/oder Kulisse) vorzusehen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:
1 in längsgeschnittener Darstellung einen Joystick gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung und
2 in der Darstellung der 1 einen Joystick gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung.
Der in der Zeichnung gemäß zweier Ausführungsbeispiele dargestellte Joystick 10 bzw. 110 besitzt einen Betätiger 11, 111, der über ein Gelenk 12, 112 in einem Gehäuse 13, 113 mit zwei Freiheitsgraden gelenkig gelagert ist, so dass der Betätiger 11, 111 in vier Richtungen, d. h. in der Zeichnungsebene nach links und nach rechts sowie senkrecht zur Zeichnungsebene nach hinten und nach vorne schwenkbar bewegbar ist.
In allen diesen hier vier Auslenkrichtungen weist der Joystick 10, 110 zwei unterschiedliche Auslenkbereiche auf, wobei im ersten Auslenkbereich die Rückstellkraft des Betätigers 11, 111 nur gering ansteigt und am Ende dieses ersten Auslenkbereichs ein Anschlag spürbar sein soll. Im zweiten Auslenkbereich soll sich nach Aufbringen einer hohen Kraft der Betätiger 11, 111 ein kleines Stück ruckartig weiterbewegen, wobei am Ende des zweiten Auslenkbereichs ein entsprechendes Signal ausgegeben wird. Am Ende des zweiten Auslenkbereichs wird, wie noch zu zeigen sein wird, entschieden, ob der Betätiger 11, 111 in seiner Endposition unmittelbar zurückfedern oder einrasten soll. Die Rückstellkraft des Betätigers 11, 111 ggf. nach einem Entrasten muss nach einem starken Anstieg wieder abfallen.
Der Betätiger 11, 111 besitzt einen Griff 16 bzw. 116 sowie einen Schaft 17, 117, hier in Form eines Rohres, welcher Schaft 17, 117 an seinem einen freien Ende mit dem Griff 16, 116 fest verbunden vorzugsweise verschraubt ist und an seinem in das Gehäuse 13, 113 ragenden Ende einen Teil des Gelenks 12, 112 bildet. Außerdem ist in dem Gelenkbereich des Schaftes 17, 117 in nicht im einzelnen dargestellter Weise eine in die verschiedenen Auslenkrichtungen wirkende Rückstellfederanordnung 18, 118 vorgesehen.
Der Joystick 10, 110 dient beispielsweise zur Steuerung von Maschinen- und/oder Fahrzeugfunktionen.
Der Joystick 10, 110 besitzt ferner eine Stößeleinheit 20, 120, die einen Stößelkranz 21, 121 besitzt, der um den Betätigerschaft 17, 117 angeordnet und längs diesem axial bewegbar gehalten ist. Zwischen einem Flansch 22 bzw. 122 des Stößelkranzes 21, 121 und einer Schulter 23, 123 am bzw. unterhalb des Griffs 16, 116 ist eine Druckfeder 24, 124 vorgesehen, die den Stößelkranz 21, 121 gegen einen inneren Anschlag 26, 126 des Betätigerschaftes 17, 117 drückt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Betätigerschaft 17, 117 in einer langgestreckten topfförmigen Aufnahme 27, 127 gehalten, deren dem Gelenk 12, 112 abgewandter Ringrand 26, 126 den Anschlag für den die Aufnahme 27, 127 überprüfenden Stößelkranz 21, 121 bildet.
Die den Betätiger 11, 111 umgebende Abdeckung 30, 130 des Gehäuses 13, 113 besitzt eine den Betätiger 11, 111 umgebende Kulisse 31, 131, die eine Ausnehmung 32, 132 umgrenzt, in der der Betätiger 11, 111 des Joysticks 10, 110 auslenkbar ist. Die mit der Kulisse 31, 131 versehene Abdeckung 30, 130 ist am Gehäuse 13, 113 lösbar auswechselbar gehalten.
Im folgenden sind die Stößeleinheit 20 sowie 120 und die Kulisse 31 sowie 131 der beiden Ausführungsbeispiele nach den 1 und 2 getrennt beschrieben.
Gemäß 1 sind der Stößelkranz 21 sowie die Kulisse 31 des Joystick 10 derart ausgebildet, dass nach Erreichen der Endposition in beispielsweise die Bewegungsrichtung A am Ende der Überdrückfunktion ein unmittelbares Zurückfedern des Betätigers 11 erfolgen kann, wenn dieser vom Bedienenden losgelassen wird.
Dies erfolgt in der Weise, dass das Kulissenelement 35 im Schnitt die Form eines an seiner Schmalseite abgerundeten Trapezes aufweist und der Stößel 37 mit zwei unterschiedliche Winkel aufweisenden Stößelflächen 38 und 39 versehen ist. Während die in Bewegungsrichtung A vorlaufende Stößelfläche 38 am Ende des ersten Auslenkbereichs des Betätigers 11 sich gegen die Rundung 36 des Kulissenelementes 35 legt und dann der Stößelkranz 21 in Richtung des Pfeiles B sich axial nach oben, d. h. zum Griff 16 hin bewegt, wird danach die in Auslenkrichtung nachlaufende Stößelfläche 39, die eben ist und etwa senkrecht zur Achse des Betätigers 11 verläuft, am Ende der zweiten Auslenkbewegung, die die Überdruckfunktion beinhaltet, über die Rundung 36 solange hinweggleiten, bis der sich daran anschließende Schaftaußenumfang 40 des Stößelkranzes 21 an das Kulissenelement 35 als Anschlag anlegt. Da die nachlaufende Stößelfläche 39 eben ist, kann aufgrund der Rückstellfederanordnung 18 der Betätiger 11 ohne weiteres zurückfedern, wenn er losgelassen wird.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der dem Stößelelement 37 diametral gegenüberliegende Bereich des Stößelkranzes 21 schaftartig ausgebildet, das heißt ohne Stößelelement, so dass bei einer Auslenkbewegung entgegen dem Pfeil A der Außenumfang dieses Bereichs 41 gegen ein dem Kulissenelement 35 diametral gegenüberliegendes Kulissenelement 42, das lediglich mit einer Anschlagfläche 44 versehen ist, anliegt.
Die Ausgestaltung des Stößelkranzes 21 und diejenige der Kulisse 31 in Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene kann in entsprechender Weise oder auch in anderer Weise ausgebildet sein.
2 zeigt einen Joystick 110, bei dem die Auslenkung des Betätigers 111 in beiden Auslenkrichtungen gemäß Doppelpfeil C in einer Endposition endet, in der der Betätiger 111 mit einem Kulissenelement 135, 135' der Kulisse 131 verrastet ist.
Hierzu ist das Kulissenelement 135 bzw. 135' ebenfalls im Querschnitt etwa trapezförmig ausgebildet, jedoch an seinem Scheitelbereich 136 durch aufeinander zulaufende Scheitelflächen unterschiedlicher Winkel gebildet, so dass die den Betätiger 111 zugewandete Scheitelfläche die Kulissendruckpunktfläche und die dem Betätiger 111 abgewandte Scheitelfläche die Kulissenrastfläche bildet.
Entsprechend ist der Stößelkranz 121 an seinen beiden diametral gegenüberliegenden Bereichen mit einem Stößel 137 bzw. 137' versehen, welcher Stößel mit einer vorlaufenden Stößelfläche 138 versehen ist, die der vorlaufenden Stößelfläche 38 gemäß 1 winkelmäßig und funktional entspricht, während die nachlaufende Stößelfläche 139 derart rücklaufend ausgebildet ist, dass sich eine Hinterschneidung 146 bzw. 146' bildet, in der, wie sich aus 2 ergibt, das Kulissenelement 135 bzw. 135' verrasten kann.
Somit ergibt sich im ersten Auslenkbereich eine stetige Erhöhung der Auslenkkraft aufgrund der Rückstellfederanordnung 118 bis zum Anlegen der vorlaufenden Stößelfläche 138 an der zugewandten Auflauffläche des Kulissenelements 135 bzw. 135', worauf die Überdruckfunktion eintritt, während der die vorlaufende Stößelfläche 138 an dem Kulissenelement 135 entlang gleitet, bis sich aufgrund der Druckfeder 124 eine Einrastbewegung, das heißt ein Übergreifen des Stößels 137 bzw. 137' über das Kulissenelement 135 bzw. 135' ergibt.
Aus dieser Raststellung des Betätigers 111 an der Kulisse 131 kann ein Zurückbewegen des Betätigers 111 nur dann erfolgen, wenn entweder mit entsprechender Kraft der Betätiger 111 willentlich zurückbewegt wird oder ggf. nur dann, wenn der Stößelkranz 121 entgegen der Wirkung der Druckfeder 124 (Pfeil B) angehoben wird. Nach einer solchen Entrastung kann ein Zurückfedern des Betätigers 111 erfolgen.
Auch hinsichtlich 2 versteht es sich, dass der Stößelkranz 121 und Kulisse 131 in den Richtungen senkrecht zur Zeichnungsebene in ähnlicher oder anderer Weise ausgebildet sein können.
Es versteht sich ferner, dass ein Joystick auch eine Kombination hinsichtlich der Ausbildung von Stößeleinheit 20 und Kulisse 31 bzw. 120 und 131 beinhalten kann, d. h. in einer oder mehr Richtungen ohne und in anderen Richtungen mit Verrastung ausgebildet ist.
Vorzugsweise bei beiden Ausführungsbeispielen ist die Kulisse 31, 131 bzw. die gesamte lösbar montierbare Abdeckung 30, 130 als Spritzgussteil ausgebildet, das unter Verwendung unterschiedlicher Spritzgusswerkzeugeinsätze bei der Herstellung an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden kann. Beispielsweise können so in einfacher Weise Kulissen 31, 131 mit und ohne Kulissenelemente 35, 135 in die eine oder andere Auslenkrichtungen sowie mit und/oder ohne Verrastungsmöglichkeit vorbereitet und auf das Gehäuse 13, 113 montiert werden. Entsprechendes kann für die Herstellung des Stößelkranzes 21, 121 gelten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19861143 B4 [0002]

Claims

Joystick (10, 110) zur Steuerung von Maschinen- und/oder Fahrzeugfunktionen, mit einem Betätiger (11, 111), der mittels eines Gelenks (12, 112) mit vorzugsweise zwei Freiheitsgraden in einem Gehäuse (13, 113) gelagert und in unterschiedliche Richtungen entgegen der Wirkung eines Rückstellfedermechanismus (18, 118) auslenkbar ist, mit einer am Betätiger (11, 111) gehaltenen Stößeleinheit (20, 120), deren Stößel (37, 137) gegenüber dem Betätiger (11, 111) axial federbelastet bewegbar ist bzw. sind, und mit einer am Gehäuse (13, 113) ortsfest gehaltenen Kulisseneinheit (31, 131), mit deren Kulissenflächen der oder die jeweiligen Stößel (37, 137) druckpunktartig zurückfedernd oder federnd verrastend zusammenwirkt bzw. -wirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Stößeleinheit (20, 120) einen Stößelkranz (21, 121) aufweist, an dem mindestens ein, vorzugsweise zwei oder mehr Stößel ortsfest vorgesehen sind und der längs des Betätigers (11, 111) axial federbelastet bewegbar ist.
Joystick nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätiger (11, 111) einen Schaft (17, 117) aufweist, der im Gehäuse (13, 113) gelenkig angeordnet ist und an dem der Stößelkranz (21, 121) axial bewegbar gehalten ist.
Joystick nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätiger (11, 111) einen Griff (16, 116) aufweist, der mit dem Schaft (17, 117) fest verbunden ist und zwischen dem und dem Stößelkranz (21, 121) eine axial wirkende Druckfeder (24, 124) angeordnet ist.
Joystick nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (31, 131) am Gehäuse (13, 113) auswechselbar montierbar gehalten ist.
Joystick nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (31, 131) als Spritzgussteil ausgebildet ist.
Joystick nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Druckpunktfläche und/oder Verrastungsfläche von Stößel (37, 137) und/oder Kulissenelement (35, 135) am austauschbaren Stößelkranz (21, 121) bzw. an der auswechselbaren Kulisse (31, 131) vorgesehen sind.