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Die
Erfindung betrifft einen Joystick mit Rückstellkräfte bewirkenden Federn, der über zwei zueinander
senkrecht stehende Achsen gleichzeitig verkippbar ist.
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Derartige
Joysticks sind als Bedienelemente unter anderem für Computer,
Fahrzeuge und sonstige Maschinen weit verbreitet.
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Die
meisten dieser Joysticks weisen Rückstellkräfte bewirkende Elemente auf.
Die Rückstellkräfte ermöglichen
es dem Nutzer, schnell die Ausgangsstellung des Joysticks zu finden.
Auch geben sie dem Nutzer eine haptische Rückmeldung über die Größe des von ihm über den
Joystick gegeben Steuersignals.
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Die
Rückstellkräfte werden
meist durch Federelemente bewirkt.
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Es
sind Anordnungen bekannt, bei denen die Rückstellkräfte durch eine zentrale Feder
bewirkt werden. Nachteilig hierbei ist, dass für verschiedene Betätigungsrichtungen
des Joysticks keine unterschiedlich starken Rückstellkräfte bewirkt werden können. Es
sind auch Anordnungen bekannt, bei denen die Rückstellkräfte durch mehrere dezentrale
Federn bewirkt werden. Nachteilig hierbei ist wiederum, dass diese
Anordnungen oft aufwendig und fehleranfällig sind.
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Die
Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, einen Joystick zu schaffen,
bei dem die Rückstellkräfte durch
mehrere Federn bewirkt werden und der über einen sehr robusten und
zuverlässigen
Aufbau mit relativ wenigen Einzelteilen verfügt.
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Diese
Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst. Unter
einem Stick soll im Folgenden der Stab des Joysticks in seiner gesamten
Erstreckung auch im Inneren des Gehäuses verstanden werden.
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Der
erfindungsgemäße Joystick
umfasst erste Mittel zur Lagerung eines Sticks und zur Bewirkung
von Kräften
gegen ein Verkippen des Sticks zumindest auch um eine bestimmte
Achse. Diese Mittel umfassen mindestens einen Vorsprung im unteren Bereich
des Sticks. Der mindestens eine Vorsprung erstreckt sich in Längsrichtung
des Sticks und ist so geformt, dass sein Umriss einem Halbkreis
entspricht, der durch paralleles Verschieben der Geraden um die
halbe Dicke des Sticks verkleinert ist. Der mindestens eine Vorsprung
ist in einer seiner Form angepassten Nut gleitend geführt. Durch
diese Form des Vorsprungs und der Nut ergibt sich eine Verkippbarkeit
des Sticks auf diese Nut zu und von ihr weg. Jede Nut ist in einem
drehbar in einem Gehäuse
gelagerten Bewegungsmodul angeordnet, mit einer Drehachse, deren
gedachte Verlängerung
die Längsachse
des Sticks schneidet und die von der Seite betrachtet senkrecht
zu dieser verläuft.
Hierdurch kann der Stick sowohl wie oben beschrieben auf das Bewegungsmodul
zu und von ihm weg bewegt werden, wobei der Vorsprung in der Nut
gleitet, als auch senkrecht zu dieser Bewegungsrichtung, was eine
Drehung des Bewegungsmoduls bewirkt. Hierdurch wird auf äußerst einfache
und zuverlässige
Art das Übertragen/Abgreifen
der Kippbewegung des Sticks um eine Achse, bei freier Kippbarkeit
des Sticks auch um die hierzu senkrechte Achse, erreicht. Bereits
bei zwei gegenüberliegend
angeordneten Bewegungsmodulen mit Nuten ist der Stick über seine
Vorsprünge
gelagert, also auch in seiner Längsrichtung
fixiert. Jede Komponente der Kippbewegung des Sticks, die sich nicht
auf das Bewegungsmodul zu oder von diesem weg richtet, wird in eine
einfache Drehbewegung eines Bewegungsmoduls umgewandelt, die sich
besonders gut zu dem Erzeugen von proportional zur Auslenkung steigenden
Kräften
eignet. Die Anordnung der die Rückstellkräfte für diese
Bewegungskomponente bewirkenden Federelemente kann aus diesem Grund
ebenfalls sehr einfach und zuverlässig erfol gen. Der Joystick
weist mindestens ein derartiges Federelement auf, dessen Kraft gegen
ein Verdrehen des mindestens einen Bewegungsmoduls aus einer Ausgangsstellung
wirkt. Zusätzlich
zu den eben beschriebenen ersten Mitteln sind andere Mittel vorgesehen,
die eine Kraft gegen ein Verkippen des Sticks aus einer Ausgangsstellung
zumindest auch um die senkrecht zu oben genannter Achse stehende Achse
bewirken, so dass sich rückstellende
Kräfte bei
jeder möglichen
Verkippung des Sticks ergeben. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch
gegenüber
einer Rückstellkraftbewirkung
gegen das Verkippen des Sticks über
beide Achsen durch die oben beschriebenen ersten Mittel, etwa durch
vier im rechten Winkel zueinander angeordnete Vorsprünge mit
komplementären
Nuten und Bewegungsmodulen, die Gefahr des Blockierens reduziert
ist.
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Vorzugsweise
umfassen diese anderen Mittel einen ebenfalls verkippbar gelagerten
Mitnehmer-Bügel,
der von dem Stick bei allen Kippbewegungen des Sticks mitgenommen
wird, die zumindest auch auf das Nut aufweisende Bewegungsmodul
zu oder von diesem weg erfolgen. Der Mitnehmer-Bügel weist in der bevorzugten
Ausführungsform
die Form zweier sich parallel hintereinander befindlicher Torbögen auf,
die durch zwei weitere Torbögen
geringerer Spannweiten an den Seiten miteinender verbunden sind,
wobei der Stick das von oben betrachtet hierdurch gebildete Rechteckeck
durchgreift. Um seine Funktion zu erfüllen, nämlich Bewegungskomponenten
des Sticks aufzugreifen, die von den Nut aufweisenden Bewegungsmodulen
nicht erfasst werden, ist der Mitnehmer-Bügel so angeordnet, dass die
längere
Erstreckung des Rechtecks senkrecht zu der Drehachse des mindestens
einen, Nut aufweisenden Bewegungsmoduls verläuft. Der Mitnehmer-Bügel ist
hierbei mit mindestens einem Federelement gekoppelt, dessen Kraft
gegen ein Verkippen des Mitnehmer-Bügels aus einer Ausgangsstellung wirkt.
Der so gestaltete Mitnehmer-Bügel bewirkt
zusammen mit den Nut aufweisenden Bewegungsmodulen und komplementären Vorsprüngen gleichmäßige Rückstellkräfte bei
allen Verkippungen des Sticks. Er lässt sich so in die Anordnung
einpassen, dass er alle Verkippungen des Sticks störungsfrei
zulässt.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
erfolgt die kippbare Lagerung und Rückstellkraftbewirkung des Mitnehmer-Bügels durch
seine Verbindung mit mindestens einem weiteren drehbar in dem Gehäuse des
Joysticks gelagerten Bewegungsmodul, welches zwar keine Nut aufweist,
aber darüber
hinaus dem oben beschrieben Bewegungsmodul ähnelt. Dieses Bewegungsmodul
weist ebenfalls ein Federelement auf, welches eine Federkraft gegen
das Verdrehen des Bewegungsmoduls aus einer Ausgangstellung bewirkt.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
erfolgt die Verbindung zwischen Mitnehmer-Bügel
und Bewegungsmodul zur zuverlässigen
Kraftübertragung formschlüssig und/oder
durch Verkleben.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
weist der Stick auch an seiner dem mindestens einen weiteren mit
dem Mitnehmer-Bügel
verbundenen Bewegungsmodul zugewandten Seite einen Vorsprung auf,
der – besonders
bevorzugt – die
gleiche Form und Größe wie der
oben beschriebene Vorsprung des Sticks hat. Das mindestens eine
weiter Bewegungsmodul, welches mit dem Mitnehmer-Bügel verbunden
ist weist anstelle einer Nut auf seiner dem Joystick zugewandten
Seite eine Ausnehmung auf, die die Form der Innenfläche eines
Segmentes einer Kugel hat, deren Radius etwas größer als der Radius des Halbkreises
des Umrisses des Vorsprungs ist. Dieses Bewegungsmodul ist so angeordnet,
dass der entsprechende Vorsprung des Joysticks an der Ausnehmung
mit seiner von dem Stick weg weisenden Fläche gleitend anliegt. Auf diese
Weise tragen auch die weiteren Bewegungsmodule, die mit dem Mitnehmer-Bügel verbunden
sind und keine Nut aufweisen, zur Lagerung des Sticks bei.
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Zweckmäßigerweise
weist der Joystick zwei gegenüberliegende
Bewegungsmodule mit Nuten und zwei hierzu senkrecht angeordnete,
gegenüberliegende,
mit dem Mitnehmer-Bügel
verbundene Bewegungsmodule auf und der Stick umfasst vier zueinander
senkrecht stehende Vorsprünge.
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Vorzugsweise
sind an jedem Bewegungsmodul Federelemente vorgesehen. Diese mehrfache Rückstellkraftbewirkung
steigert die Betriebssicherheit des Joysticks.
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Die
drehbare Lagerung des Bewegungsmoduls erfolgt in einer Ausführungsform
zumindest auch über
eine Gleitlagerung zwischen einer Außenfläche des Bewegungsmoduls und
dem Gehäuse.
Diese Art der Lagerung ist bei geeigneter Materialwahl – vorzugsweise
spezieller Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften – angesichts
der auftretenden eher geringen Kräften langlebig, wartungsfrei
und kostengünstig
herzustellen. Sie führt
zu einer flächigen
Belastung der Bauteile. Gleichzeitig gewährleistet sie geringe Reibung
und damit eine komfortable Betätigung des
Joysticks.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
ist zumindest auch eine Lagerung der Bewegungsmodule auf einer Achse
vorgesehen. Zu diesem Zweck ist ein zylinderförmiger Vorsprung an den Bewegungsmodulen
vorgesehen, der eine Bohrung aufweist und zusammen mit einer komplementären Achse,
die an dem Gehäuse
vorgesehen ist und ihn durchgreift, ein Gleitlager bildet. Die derartige
Lagerung ist zuverlässig
und fügt
sich gut in den Gesamtaufbau des Joysticks ein. Sowohl die drehbare
Lagerung der Bewegungsmodule, als auch die Längsführung der Vorsprünge in den
Nuten können
als Wälzlagerung-
bzw. Längsführung vorgesehen
sein.
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Vorzugsweise
ist mindestens ein Bewegungsmodul durch eine wieder aufhebbare Fixierung an
dem Gehäuse
wahlweise blockierbar vorgesehen. Hierdurch kann der Joystick auch
für Anwendungen eingesetzt
werden, in denen zumindest vorübergehend
nur die Verkippbarkeit über
eine Achse gewünscht
ist. Auch die vollständige
Blockierung des Joysticks ist hierdurch möglich.
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Die
Mittel umfassen vorzugsweise eine Gewindebohrung in mindestens einem
Bewegungsmodul, in welches wahlweise eine Blockierschraube mit einem
komplementären
Außengewinde
durch eine Bohrung des Gehäuses
des Joysticks eingeschraubt ist.
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Als
Federelement ist vorzugsweise eine Schenkelfeder vorgesehen. Dies
ermöglicht
einen besonders einfachen Aufbau.
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Die
Federelemente sind in einer Ausführungsform
aus Kunststoff. Insbesondere in der Ausführungsform als Schenkelfeder
können
auch mit Kunststofffedern ausreichende Federkräfte und eine ausreichende Dauerbelastbarkeit
des Federelements erreicht werden. Hierdurch reduzieren sich im Vergleich
zu Federelementen aus Metall die Belastungsspitzen bei der Krafteinleitung
in Bauteile des Joysticks. Zudem ergibt sich eine größere Zahl
verschiedener Befestigungsmöglichkeiten
der Feder.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
sind die Federelemente zur Gewährleistung
einer besonders hohen Robustheit aus Metall vorgesehen.
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Vorzugsweise
sind die beiden Schenkel der Feder durch mindestens eine Wicklung
verbunden. Hierdurch verteilt sich die Biegung auf eine längere Strecke
und die Materialbelastung sinkt, zudem ergibt sich eine einfache
Montagemöglichkeit.
Die Schenkelfeder ist vorzugsweise mit ihrer Wicklung um den in
der bevorzugten Ausführungsform
auch der Lagerung dienenden Vorsprung des Bewegungsmoduls gelegt.
Der Vorsprung reicht – besonders
bevorzugt – bis
kurz vor das Gehäuse
oder berührt
dieses. Die Feder kann auf diese Weise nicht von dem Vorsprung abrutschen
und ist besonders einfach und zuverlässig montiert.
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Die
Schenkelfeder kann auch, zur weiteren Senkung des Fertigungsaufwandes,
U-förmig sein. Da
bei dieser Ausführungsform
die Feder keinen Vorsprung vollumfänglich umfassen kann, können andere
Mittel vorgesehen sein, die die Fixierung der Feder in Richtung
der Erstreckung ihrer Schenkel bewirken. Diese Mittel können es
vorsehen, dass die Feder mit ihrer Schenkelverbindung auf einem
Vorsprung aufliegt und durch einen zusätzlichen Anschlag daran gehindert
ist, sich von diesem Vorsprung abzuheben. Anstelle des zusätzlichen
Anschlages kann in dem Vorsprung auch ein Schlitz vorgesehen sein,
in den die Feder mit ihrer Schenkelverbindung eingelegt ist.
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Die
Feder kann auch so geformt sein, dass der Bereich, der zwischen
den Schenkeln liegt, den Vorsprung zwar nicht vollumfänglich,
aber mehr als halbkreisförmig
umfasst, die Schenkelverbindung also etwa „c-förmig” vorgesehen ist.
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Die
Schenkelfeder kann auch – vorzugsweise
an einem unterstützend
angeformten Vorsprung und nur mit ihrer Schenkelverbindung – an dem
Bewegungsmodul festgeklebt sein.
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Die
Schenkelfedern können
auch – besonders
bevorzugt in der Ausführungsform
aus Kunststoff – einstückig mit
den Bewegungsmodulen ausgebildet sein, wodurch sich ein noch weiter
verringerter Fertigungs- und Montageaufwand ergibt.
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Als
weiteres Mittel der Fixierung können
die Schenkel der Feder an ihren Enden Verdickungen aufweisen, die
mit Anschlägen
an dem Gehäuse
Zusammenwirken.
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Vorzugsweise
ist in dem Bewegungsmodul eine Aussparung vorgesehen, deren gegenüberliegende
Ränder
als Anschlagspunkte für
die beiden Schenkel der Feder dienen und die in der Ausgangsstellung
des Sticks in einer Linie mit Anschlägen an dem Gehäuse liegen.
Die Feder kann hierdurch sehr einfach montiert werden, extra zu
fertigende Anschläge
an den Bewegungsmodulen sind nicht erforderlich. Mit der Position,
in der die Ränder
der Ausnehmungen deckungsgleich mit den Gehäuseanschlägen stehen, wird durch diese
Art der Anordnung auf überraschend
einfache Art eine Ausgangsstellung geschaffen, in der keine Federkräfte auf
den Stick wirken. Durch ein Verschwenken des Sticks (zumindest auch)
um die Drehachse eines bestimmten Bewegungsmoduls, verschiebt sich
die Aussparung dieses Bewegungsmoduls gegen die Anschläge des Gehäuses. Hierdurch
werden die Schenkel der Feder weiter zusammengedrückt. Zudem
heben sich die Spreizkräfte
der Feder nicht mehr gegenseitig auf, da sie nicht mehr auf beide
Anschlagskanten der Ausnehmung des Bewegungsmoduls wirken. Ein Schenkel
der Feder liegt nunmehr nur noch an der Anschlagskante des Bewegungsmoduls
an und der andere Schenkel an dem Anschlag des Gehäuses. Hierdurch
wird von der Feder eine Kraft zwischen dem Gehäuse und dem Bewegungsmodul
bewirkt, die auf den Stick übertragen
wird, der Verschwenkung entgegen wirkt und solange besteht, bis
der Stick in die Ruhestellung zurückgekehrt ist.
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Vorzugsweise
ist die Feder vorgespannt. Hierdurch kann eine relativ weiche Feder
verwendet werden und es ist gewährleistet,
dass die Rückstellkraft
der Feder spielfrei bei jeder noch so kleinen Verdrehung der Bewegungsmodule
aus einer Ausgangsstellung bewirkt wird.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
sind aus Sicherheitsgründen
redundant zu der Schenkelfeder Schraubenfedern an mindestens einem
Bewegungsmodul vorgesehen. Die Rückstellkräfte werden also
gemeinsam von Schenkelfeder und Schraubenfeder bewirkt, sodass auch
bei einem etwaigen Versagen einer der Federn noch eine Rückstellkraft
verbleibt.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
sind für jedes
Bewegungsmodul zusätzlich
zu einer Schenkelfeder zwei Schraubenfedern vorgesehen, die sich an
dem Gehäuseboden
abstützen
und von zwei Mitnehmern an dem Bewegungsmodul unter Spannung gesetzt
werden.
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Der
Sensor, der ein Steuerungssignal in Abhängigkeit von dem Betätigungsgrad
des Sticks erzeugt, ist vorzugsweise unterhalb des Sticks angeordnet.
Hierdurch kann durch einen einzigen Sensor die Verschwenkung des
Sticks um beide Achsen erfasst werden.
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Vorzugsweise
handelt es sich bei diesem Sensor um einen Hallsensor, der mit einem
an der Unterseite des Sticks angeordneten Magneten zusammenwirkt.
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Da
die Bewegungsinformation des Sticks auch vollständig in der Rotation der Bewegungsmodule
wiedergegeben wird, sind auch entsprechende dezentrale Sensoren
möglich.
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Die
Erfindung soll nun anhand der beigefügten Zeichnungen weiter erläutert werden.
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Joysticks von schräg oben ohne
die oberen Teile des Gehäuses;
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1a die
gleiche Ansicht wie 1 auf die isoliert dargestellten
nutaufweisenden Bewegungsmodule;
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2 die
gleiche Ansicht wie 1 auf den Stick, den Mitnehmer-Bügel und
die mit diesem verbundenen weiteren Bewegungsmodule;
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2a die
gleiche Ansicht wie 2, jedoch ohne Stick;
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3 die
gleiche Ansicht wie 1 auf den gesamten Joystick
ohne Manschette;
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4 die
gleiche Ansicht wie 1 auf den kompletten Joystick.
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In
dem als Ganzes mit 100 bezeichneten gezeigten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Joysticks
befinden sich im unteren Bereich des Sticks 1 vier gleichförmige Vorsprünge 2, 2'. Die Vorsprünge 2, 2' erstrecken
sich in Längsrichtung
des Sticks 1 und stehen zueinander senkrecht. Zwei gegenüberliegende
Vorsprünge
sind Teilstücke
einer einzigen gedachten Scheibe (also eines geraden Kreiszylinders,
von im Vergleich zum Radius geringer Dicke). Zwei gegenüberliegende
Vorsprünge
bilden also einen durch den Stick 1 durchquerten kreisförmigen Umriss.
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Zwei
gegenüberliegende
Vorsprünge 2 der vier
Vorsprünge 2, 2' sind in je
einer Nut 3 in je einem der beiden Bewegungsmodule 4 gleitend
gelagert. Form und Größe der Nut 3 ist
etwas größer als
Form und Größe des sich
in ihr befindlichen Vorsprunges 2, so dass sich ein geringfügiges Spiel
und damit Bewegbarkeit des Vorsprungs in der Nut ergibt. Jede Nut
weist also die Form der Innenfläche
eines Teils einer Scheibe auf, deren Durchmesser und Dicke geringfügig größer ist,
als der Durchmesser und die Dicke der Scheibe, deren Teil die Vorsprünge bilden. Die
Nut 3 verläuft
mittig durch die dem Stick zugewandte Seite der zwei diese Nut aufweisenden
Bewegungsmodule 4. Bei Verkippungen des Sticks 1 auf
diese Nuten 3 zu und von ihnen weg gleiten die in diesen
geführten
Vorsprüngen 2 in
den Nuten 3 ohne die diese Nuten aufweisenden Bewegungsmodule 4 in
Drehung zu versetzen. Wird der Stick senkrecht zu dieser Richtung
verkippt, ruhen die Vorsprünge 2 in den
Nuten 3 und die die Nuten aufweisenden Bewegungsmodule 4 drehen
sich.
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Die
zwei übrigen
gegenüberliegenden
Vorsprünge 2' greifen nicht
in Nuten, sondern stattdessen in kugelsegmentförmige Ausnehmungen 4c von weiteren
Bewegungsmodulen 4b, ein. Die beiden weiteren gegenüberliegenden
Bewegungsmodule 4b sind mit einem Mitnehmer-Bügel 4a verbunden.
Aus 2a geht hervor, dass der Mitnehmer-Bügel 4a die Form
zweier parallel hintereinander angeordneter Torbögen hat, die an ihren Seiten
durch zwei weitere Torbögen
geringerer Größe verbunden
sind, so dass sich von oben betrachtet die Form eines Rechtecks ergibt.
Der Mitnehmer-Bügel 4a ist
so angeordnet, dass die längere
Erstreckung des sich von oben zeigenden Rechtecks senkrecht zur
Drehachse der beiden Nut aufweisenden Bewegungsmodule 4 verläuft. Wie
aus 2a weiter hervorgeht, weisen die weiteren Bewegungsmodule 4b zueinander
parallele Kanten auf, die von dem Mitnehmer-Bügel 4a maulschlüsselartig
formschlüssig
umschlossen werden. 2 zeigt, dass der Mitnehmer-Bügel 4a zentral von
dem Stick 1 durchgriffen wird. Wird der Stick 1 zumindest
auch um die Achse der beiden weiteren Bewegungsmodule 4b,
die mit dem Mitnehmer-Bügel 4a verbunden
sind verkippt, dann werden diese über den Mitnehmer-Bügel 4a in
Drehung versetzt. Bei Bewegungen des Sticks senkrecht hierzu gleitet
der Stick 1 in der rechteckförmigen Ausnehmung des Mitnehmer-Bügels 4a,
ohne diesen und damit die mit ihm verbundenen weiteren Bewegungsmodule 4b in Bewegung
zu versetzen. Der Stick 1 kann in beliebige Richtung, also
um zwei Achsen gleichzeitig gekippt werden. Jede Verkippung resultiert
in der Rotation mindestens zweier Bewegungsmodule 4, 4b.
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Durch
das Zusammenwirken der vier gegenüberliegenden Vorsprüngen 2, 2' und den zwei
Nuten 3 und zwei kugelsegmentförmigen Ausnehmungen 4c ist
der Stick 1 gelagert, also auch in seiner Längsrichtung
fixiert.
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Zentral
in der dem Stick abgewandten Seite aller vier Bewegungsmodule 4, 4b ist
ein zylinderförmiger
Vorsprung 14 angeordnet. Der Vorsprung 14 weist
ein Bohrung auf, die von in den Zeichnungen nicht dargestellten
Achsen, die sich von dem Gehäuse 9 nach
innen erstrecken, durchgriffen werden, wodurch sich die drehbare
Lagerung der Bewegungsmodule 4, 4b ergibt. Die
Bewegungsmodule 4, 4b sind auf diesen Achsen von
innen durch Schrauben gesichert.
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Alle
vier Bewegungsmodule 4, 4b weisen eine Gewindebohrung 15 zur
wieder aufhebbaren Verschraubung mit einer Blockierschraube 16 durch eine
Bohrung 17 des Gehäuses 9 auf,
so dass im Bedarfsfalle eine Verkippachse des Sticks 1 blockiert werden
kann, wie dies in den 3 und 4 gezeigt
ist. Der Stick kann auf diese Weise auch vollständig blockiert werden.
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Wie
aus 2 hervorgeht, sind die Vorsprünge 2, 2' zur erleichterten
Montierbarkeit des Joysticks 100 auf den Stick 1 aufgeschraubt.
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Die
Drehachsen der zwei gegenüberliegenden
Bewegungsmodule 4, 4b fallen jeweils zusammen,
schneiden die Längsachse
des Sticks 1 und stehen von der Seite betrachtet zu dieser
senkrecht. Die Drehachsen von zwei gegenüberliegenden Bewegungsmodule 4 stehen
auch senkrecht zu den Drehachsen der beiden übrigen Bewegungsmodule 4b.
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Um
den Vorsprung 14 in den vier Bewegungsmodulen 4, 4b ist
je eine Schenkelfeder 5, 5' mit ihren Wicklungen 7 gelegt.
In der Ausgangsposition des Sticks 1 liegen je eine Anschlagskante 13 der
Aussparung 8 und ein in den Zeichnungen nicht dargestellter
Anschlag im Innern des Gehäuses 9 in einer
Linie. Die Schenkel 6 jeder Schenkelfeder 5, 5' ragen aus einer
Aussparung 8 jedes Bewegungsmoduls 4, 4b hervor
und liegen an Anschlagskanten 13 der Aussparung 8 und
an den Anschlägen
im Innern des Gehäuses 9 an.
Durch die in der Ausgangsstellung des Sticks 1 in einer
Linie liegenden Anschlagskanten 13 und nicht dargestellten
Anschlägen
im Innern des Gehäuses 9 werden
die Schenkel 6 der Feder 5, 5' zusammengedrückt, und
die Feder wird vorgespannt. In der Ausgangsstellung des Sticks 1 wird keine
Federkraft auf den Stick übertragen,
da die entgegengesetzt nach außen
wirkenden Kräfte
der Schenkel auf beiden Seiten einer Ausnehmung gleich groß sind und
sich somit aufheben. Der zylinderförmige Vorsprung 14 grenzt
mit einer Seite direkt an das Gehäuse 9 an, so dass
die Schenkelfeder 5, 5 nicht von ihm abrutschen
kann.
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Zur
Bewirkung der Rückstellkräfte sind
zusätzlich
zu den vier Schenkelfedern 5, 5' auch acht Schraubenfedern 7a vorgesehen.
Die Schraubenfedern 7a, von denen in 1 jeweils
nur ein oberes und ein unteres Teilstück abgebildet sind, stützen sich
auf dem Gehäuseboden
ab und verlaufen zu beiden Seiten jedes Bewegungsmoduls 4, 4b etwa
bis in die Höhe
des Vorsprungs 14. In dieser Höhe sind auf jeder Seite der
Bewegungsmodule 4, 4b Mitnehmer 10 vorgesehen,
die seitlich hervorspringen und die Schraubenfedern 7a über in diese
eingebrachte Stempel, die eine Auflagefläche für die Mitnehmer 10 bereitstellen,
unter Spannung setzen. Die Schraubenfedern 7a gewährleisten,
dass jedes Kippen des Sticks 1 aus einer Ausgangslage auch
dann Rückstellkräfte hervorruft,
wenn die Schenkelfeder 5, 5' versagen sollte.
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Der
Stick 1 weist einen quaderförmigen Bereich 11 auf,
der zusammen mit den Anschlagskanten der Öffnung des Gehäusedeckels
eine Bewegungsbegrenzung des Sticks bewirkt.
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Wie
in den 1, 3 und 4 gezeigt, ist
im Gehäuseboden
eine Durchbrechung zur Kabeldurchführung, sowie davor ein Vorsprung
mit Ausnehmung zur Zugentlastung vorgesehen.
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Wie
aus 4 ersichtlich, ist das Gehäuse 9 von oben durch
eine Manschette 18 verschlossen, welche den Stick 1 umgreift
und an einer Platte befestigt ist, die auf das Gehäuse 9 aufgesetzt
ist.
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An
der Unterseite des Sticks 1 sitzt ein orthogonal magnetisierter
Magnet und erzeugt in dem mittig auf der Platine in dem Gehäuseboden
angeordneten Hallsensor 12 die notwendigen Signale zur
Positionsberechnung.
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Die
Anbindung des Joysticks 100 wird über einen internen Kommunikationsbus
realisiert. Die Kommunikation mit dem Fahrzeug wiederum erfolgt über einen
CAN-Controller.
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- 100
- Joystick
- 1
- Stick
- 2,
2'
- Vorsprung
- 3
- Nut
- 4
- Nut
aufweisendes Bewegungsmodul
- 4a
- Mitnehmer-Bügel
- 4b
- Mit
dem Mitnehmer-Bügel
verbundenes, weiteres Bewegungsmodul ohne Nut
- 4c
- Kugelsegmentförmige Ausnehmung
des weiteren Bewegungsmoduls
- 5,
5'
- Federelement
- 6
- Schenkel
der Schenkelfeder
- 7
- Wicklung
der Schenkelfeder
- 7a
- Schraubenfeder
- 8
- Aussparung
des Bewegungsmoduls
- 9
- Gehäuse
- 10
- Mitnehmer
der Schraubenfeder
- 11
- Quaderförmiger Bereich
des Sticks
- 12
- Hall
Sensor
- 13
- Anschlagskante
der Aussparung des Bewegungsmoduls
- 14
- Zylinderförmiger Vorsprung
- 15
- Gewindebohrung
- 16
- Blockierschraube
- 17
- Bohrung
des Gehäuses
- 18
- Manschette