DE29609458U1 - Analoges Stellelement - Google Patents

Description

Gerhard WERGEN* D*- 9051**3* Zirndorf (DE)

Analoges Stellelement

Die Erfindung betrifft ein Stellelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruches

Ein solches Stellelement ist als Joystick für Computereingaben (auch als Maus-Ersatz) oder als Steuerknüppel für die Bewegungssteuerung an mobilen oder stationären Geräten (wie von selbstfahrenden Behinderten- Fahrstühlen, Baggern und Robotern), als Schieber etwa für Mischpult-Potentiometer oder für die Parameter-Veränderung bei der Maschinensteuerung bekannt; allgemein für die manuelle Vorgabe einer variablen skalaren Größe, üblicherweise mittels eines Schwenkhebels. Diesen bekannten Stellelementen ist gemeinsam, daß ihre manuell zu bewirkende Auslenkung desto größer sein muß, je größer die dadurch zu bewirkende Veränderung der Variablen sein soll; und daß die Auslenkung desto rascher durchgeführt werden muß, je rascher die Variable sich ändern soll. Zur Funktionssteuerung durch Körperbehinderte, die etwa mit den Muskeln des verbliebenen Stummels einer amputierten Extremität agieren müssen, um eine Prothese oder ein Fahrzeug zu steuern, sind solche Stellelemente kaum bis gar nicht bedienbar, da der Aktionsradius, in dem diese Personen noch gezielt eine Muskelkraft aufbringen können, den Hub solcher weggebundenen Steüelemente nicht mehr abdeckt. Der große Eingabe-Hub bedingt schließlich auch großen Einbau- und Bedienungs-Raumbedarf. Dieses Manko besteht nicht nur bei potentiometrischen Eingaben, sondern allgemein bei Weggebern zur Gewinnung analoger Steuersignale, wie etwa bei Schwenkhebelsystemen für lineare Verschiebungen unter interner kinematischer Umsetzung. Hebelsysteme in Stellelementen weisen darüber hinaus oft noch den Nachteil nichtlinearer Reaktionen auf den Eingabehub auf, was manche Steuerungsaufgaben sehr erschwert. Stellelemente nach Art von Biegeele

menten mit Dehnungsmeßstreifen als Sensoren weisen grundsätzlich die gleichen Nachteile auf. Wenn andererseits der manuell ausführbare Hub begrenzt wird, reduziert sich die Auflösung und damit die Präzision und Reproduzierbarkeit der Einstellung. Davon abgesehen stellen solche über Wegvorgaben zu betätigende Steüelemente eine herstellungstechnisch recht kostspielige und gegen mechanische Störeinflüsse wie insbesondere Stoßbeanspruchungen empfindliche Lösung dar. Letzteres trifft zwar auf die PLUS/MINUS-Tastenpaare z.B. für den Sendersuchlauf eines Rundfunkempfängers oder für die Lautstärke-Fernsteuerung nicht unbedingt zu, aber die präzise Feineinstellung eines fast erreichten Vorgabewertes ist selbst bei Tasten-Reaktion mit zwei Geschwindigkeiten umständlich, in der Praxis folglich ungenau.

Mit vorliegender Erfindung soll ein robustes und schmutzdicht kapselbares aber leichtgängiges und erschütterungsfestes analoges ein- oder mehrachsiges Stellelement geschaffen werden, mit dem es dem Menschen möglich ist, Werte mit hoher Einstellgenauigkeit, Reproduzierbarkeit und Dynamik vorzugeben und ermüdungsfrei über längere Zeit zu verändern. Die Ruhelage (Nullpunkt) soll besonders sicher aus jeder Lage gefunden werden und die apparative Realisierung soll dabei preisgünstig, da sehr einfach, kleinbauend und funktionszuverlässig sein.

Bezüglich der erfindungsgemäßen Lösung dieser Vorgaben und Ihrer nicht naheliegenden Weiterbildungen wird auf den Hauptanspruch samt den Unteransprüchen und auf nachstehende Beschreibung der Zeichnung sowie deren zusammenfassende Kurzfassung am Ende verwiesen.

Es handelt sich bei vorliegender Erfindung also primär um ein ein- oder mehrachsiges Stellelement, das praktisch weglos und deshalb ermüdungsfrei schon mit minimalem Krafteinsatz bedient wird, so daß es auch für motorisch Schwerstbehinderte einsetzbar ist. Der Kern dieser Lösung ist eine mechanisch stabile, vorzugsweise auf indifferentes Gleichgewicht austarierte, konstruktiv einfache aber präzise Aufhängung eines ein- oder zweiarmigen Hebels, der als druckübermittelndes Element spielfrei gegen praktisch weglos ansprechende Sensoren anliegt. Der Hebel ragt andererseits mit seinem als Handhabe dienenden Teil bei der Lagerstelle aus dem dicht verschließbaren Gehäuse heraus, um quer zu seiner Lagerwellen- oder Gelenkachse manuellen Druck aufnehmen zu können. Gegenüber den

bekannten wegabhängigen weist das erfindungsgemäße, praktisch ohne mechanische Auslenkung (also wegios) und spielfrei arbeitende Stellelement den Vorteil auf, daß die Druck-Eingaberichtung nicht ungewollt verlassen wird, wie beim Bewegen längs eines in der Ebene frei vorgebbaren Weges im zweiachsigen System. Das wirkt sich besonders positiv bei der Steuerung der Cursorbewegung etwa in der CAD-Eingabe aus. Nun können für sehr präzise zweiachsige Vorgaben weglose Stellelemente auch kaskadiert werden, weil deren Handhaben unter geringem radialem Spiel ineinander angeordnet werden können.

Der auf den Sensor ausgeübte Druck kann signalverarbeitungstechnisch aufintegriert werden, solange der Druck anstehen bleibt, und läßt bei bekannter Druckabhängigkeit des physikalischen Sensorverhaltens somit auch Druckmeßaufgaben - sowie bei Beaufschlagung über eine konstante Fläche auch Kraftmeßaufgaben - realisieren. Damit ist der Hub des Ausgangssignales (z.B. die Streckenlänge einer linearen Cursorbewegung oder die Endstellung eines digitalen Anzeigegerätes) von der Dauer der Druckeinwirkung abhängig, und die Signaldynamik (z.B. die Bewegungsgeschwindigkeit eines Cursors auf dem Bildschirm oder die Veränderungsgeschwindigkeit der Digitalanzeige) von der Intensität des gerade, praktisch weglos, manuell in die Handhabe eingebrachten Druckes.

Deshalb eignet sich dieser Steuerknüppel besonders auch zum industriellen Einsatz unter rauhen Umgebungsbedingungen; ebenso wie zur Betätigung durch auch nur wenig kontrollierte, gleichgültig ob kraftvolle oder schwache, minimal ausladende Körperbewegungen, mit denen dann etwa Behinderte im Alltag oder Chirurgen bei der Operation motorische Hilfsmittel steuern können.

Im Rahmen vorliegender Erfindungsbeschreibung ist bei der Terminologie von der Annahme ausgegangen, daß das Gehäuse des Stellelementes ortsfest montiert ist und aus diesem die Handhabe herausragt; es kann aber im Rahmen vorliegender Erfindung durchaus auch umgekehrt sein, daß nämlich das Stellelement an seinem vorragenden Hebelarm montiert ist, während am manuell zugänglichen Gehäuse die Betätigungskraft relativ zum Druckelement (also zum inneren Hebelarm) eingebracht wird.

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In der Zeichnung zeigt, nicht ganz maßstabsgerecht" Und auf das Wesentliche abstrahiert,,

Fig.1 ein erfindungsgemäßes Stellelement mit kugelförmiger Lagerung eines zweiarmigen Hebels und mit gehäuse-achsparalleler Druck-Beanspruchung seiner Sensoren,

Fig.2 ein Stellelement ähnlich demjenigen nach Fig.1, aber nun mit walzenförmiger Lagerung seiner Handhabe und mit gehäuse-radialer Sensor-Druckbeanspruchung

Fig.3 zwei koaxial kaskadierte Stellelemente entsprechend demjenigen nach Fig.1,

Fig.4 eine Stellelement-Kaskade entsprechend Fig.3 mit Sensoranordnungen entsprechend Fig.2

Fig.5 ein Stellelement mit Sensor-Beanspruchung gemäß Fig.2 aber mit einarmigem Handhaben-Hebel und

Fig.6 ein Stellelement entsprechend Fig.5 aber mit elastischer axialer Abstützung anstelle einer Wälzlager-Aufhängung seiner Handhabe.

An einem Durchgang 10 ragt unter formschlüssiger Aufhängung 11 eine in den Ausführungsbeispielen linear-stabförmige Handhabe 12 des Stellelementes aus einem Gehäuse 14 heraus. Obwohl unter Querdruck-Einwirkung nur minimal verschwenkbar, ist die Handhabe 12 am Gehäuse 14 gelenkig abgestützt, nämlich mittels eines Kugelgelenkes 18 (Fig.1 und 3 - 5), mittels eines Walzengelenkes 29 (Fig.2) oder mittels eines gummielastischen Klotzes 28 (Fig.6); und zwar jeweils unmittelbar oder mittelbar zwischen den Gehäuse-Seitenwänden 17 (Fig.4, 5, 6), in letzterem Falle vorzugsweise eingehängt in eine Gehäuse-Deckwand 16 (Fig.1, 2, 3, 4).

Bei reduzierten Anforderungen in Bezug auf die präzise Arbeitsweise können die geometrisch definierten und in bezug auf die Handhabe 12 axial steifen Gelenke 19 bzw. 29 also prinzipiell auch durch Gummi-Halterungen ersetzt werden, welche z.B. durch Vulkanisieren allseitig mit der Handhabe 12 und dem Gehäuse 14 verbunden sind.

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Trotz der quasi nicht vorhanden Bewegung de's Hebeis aus Handhabe 12 und Druckelement 15 vorteilhafter ist aber die präzise und reibungsarme, geometrisch definierte Kugel- oder Walzen-Lagerung der Gelenke 19, 29. Die verringert die Haftreibung (bei der minimalen Verschwenkung infolge manueller Querkrafteinleitung in die Handhabe 12), und sie ist deshalb der wesentliche Grund für die hohe Ansprechempfindlichkeit und Reproduzierbarkeit bei der Druckbeaufschlagung der Sensoren 25. Durch diese Art der Aufhängung 11 kann beispielsweise mit einem Stab von 30 mm Durchmesser für die Handhabe 12 eine Ansprechempfindlichkeit von 200 mN sichergestellt sein.

Aufgrund der formschlüssigen Aufhängung 11 des starren Gebildes aus Handhabe 12 und Druckelement 15 wird die Druckausübung auf die Sensoren 25 nicht durch axiale mechanische Beanspruchungen der Handhabe 12 beeinflußt und somit der für die Stellfunktäon allein maßgebliche, aktuell durch manuellen Querdruck vorgegebene, elektrische Ausgabewert nicht unreproduzierbar verfälscht. Im rauhen Maschinenbetrieb oder im ermüdenden Konstruktionseinsatz kann der Bediener also die hochragende Handhabe 12 mit seiner Faust umschließen und diese auf der Gehäuse-Deckplatte abstützen, ohne daß dadurch schon eine Anregung der Sensoren 25 hervorgerufen wird, ehe nicht die Faust bewußt verschwenkt wird und dadurch eine seitliche Krafteinwirkung auf die Handhabe 12 hervorruft. Denn die Axialdruckkomponenten werden über die Präzisionslagerung bei der Aufhängung 11 von dem stabilen Gehäuse 14 aufgenommen, führen also nicht zu einer die Sensoren 25 belastenden Verlagerung des Druckelementes 15; was entsprechend für Zugkräfte gilt.

Das konvexe Profil des Kugelgelenkes 18 kann an der Handhabe 12 befestigt oder unmittelbar auf ihrer Außenfläche ausgeformt sein; derart, daß es die Handhabe 12 radial überragt. Es ruht möglichst spielfrei in einer flachen hohlkugelabschnittförmigen Schale 19, die z.B. mit dem Gehäuse verpreßt oder unmittelbar als Teil des Gehäuses 14 ausgebildet ist. Bei ungeteilter Doppelschale 19-19 kann ihr zentrales Loch durch vorübergehendes Erhitzen aufgeweitet werden, um das Kugelprofil 18 in Form einer Lagerbuchse aufzunehmen. Es ist auch möglich die Schale 19 als Teil des Gehäuses in der oberen Hälfte mit federnden Elementen auszulegen und so eine einfachere Herstellung und Montage zu erreichen.

Die dichte Einfassung ins Gehäuse 14 mit in axialer Richtung der Handhabe 12 starrer Aufhängung 11 im fixen Drehpunkt ist der wesentliche Grund für die hohe Reproduzierbarkeit und Ansprechempfindlichkeit der Druckbeaufschlagung von Sensoren 25, mit optimaler Einstellmöglichkeit der externen Krafteinleitungs-Erfordemisse nach Maßgabe der Hebelarmverhältnisse gegenüber dem Gelenk 18 bzw. 29 (insbesondere verglichen mit den diesbezüglichen Eigenschaften etwa bei einer labilen Spitzenlagerung des unteren Endes einer Schwenkhebel-Handhabe gegen den Boden des Gehäuses).

Entsprechend vorteilhaft sind die Verhältnisse bei nur einachsiger oder Walzengeienk-Lagerung 29 des Hebels aus Handhabe 12 und Druckelement (Fig.5), wenn also die Handhabe 12 samt ihrem Druckelement 15 im Gehäuse 14 durch eine gehäusefeste Welle getragen wird - vorzugsweise wie skizziert unter Zwischenlage eines Gleit-, eines Kugel- oder eines sonstigen Lagers 31 innerhalb eines Ringes 35, in den der Hebel sich hier aufspaltet. Der Ring 35 wird teilweise von einem hohlzylindrischen Profil 30 etwa in der benachbarten Wand des Gehäuses 14 umgeben, was wieder die gute Abdichtung des Inneren des Gehäuses 14 erbringt, in dem die Sensoren 25 angeordnet sind.

Bei diesem Walzengelenk 29 (Fig.2) gibt es nur die manuelle Einwirkungsebene quer zur Walzenachse, um diese herum. Beim Kugelgelenk 18 (Fig.1 und 3-5) und bei der Gummiklotz-Lagerung 28 (Fig.6) dagegen kann die außerhalb des Gehäuses 14 z.B. in eine Fingermulde 32 (Fig.1, 5, 6) auslaufende oder mit einem Fingerring 27 (Fig.3) ausgestattete Handhabe 12 prinzipiell in jeder beliebigen Richtung relativ zum Gehäuse 14 quer-beaufschlagt werden; eine Auswertung erfolgt dann, je nach der Anordnung von Kraft-Sensoren 25 im Gehäuse 14, vorzugsweise nur in zwei zueinander orthogonalen Richtungen (Fig.1 und 3 - 6), in welche eine seitlich auf die herausstehende Handhabe 12 einwirkende Druckkraft nach dem Kräfteparallelogramm zerlegt wird. Wenn bei der Kugelgelenk-Halterung 18 keine Verdrehsicherung vorgesehen ist, kann man in vorteilhafter Weise die Druckrichtung unter anstehender Druckeinwirkung bei Verdrehen der Handhabe um ihre Längsachse, und damit das Kräfteparallelogramm bei konstantgehaltener Resultierender, verändern. Das erleichtert die Cursor-Steuerung bei CAD - Eingaben. Für diesen Effekt des Verdrehens der in

die Handhabe manueü eingeleiteten Querkraft ist es förderlich, das freie Ende der Handhabe starr mit einem von den Fingerspitzen leicht umgreifbaren Hut oder Teuer auszustatten {in der Zeichnung nicht berücksichtigt). Falls aber dieses Verdrehen der Handhabe 12 nicht erwünscht sein sollte, kann auch eine Art kardanischer Aufhängung aus zwei orthogonalen Walzenlagern für die zweidimensional wirkende Handhabe 12 realisiert werden.

Im Gehäuse 14 ist die Handhabe 12 bewegungsstarr mit ihrem Druckelement 15 zur Kraftübertragung auf die Sensoren 25 ausgebildet oder ausgestattet. Die Handhabe 12 und ihr Druckelement 15 bilden, je nach dem relativen Orte der gelenkigen Lagerung 18/28/29, zusammen einen zweiarmigen (Fig.1 -4) oder einen einarmigen {Fig.5, 6) Hebel. Der ist mittels eines z.B. längs-einstellbaren Gegengewichtes 34 (Fig.1 - 5 ) vorzugsweise auf indifferentes Gleichgewicht austariert, damit die (ohnehin nur ganz minimale) Verschwenkung aufgrund der Querdruck-Einleitung in die Handhabe 12 feinfühliger einsetzen kann, und damit lageabhängige Druckeinwirkungen auf die Sensoren 25 möglichst vermieden werden.

Bei einarmigem Hebel liegt das Tarier-Gewicht 34 außerhalb des eigentlichen Hebeibereiches (zwischen der Handhabe 12 und dem für die Sensoren 25 druckübertragenden Element 15), nämlich jenseits des Gelenkes 18 (Fig.5) bzw: 29. Hier müßte der Durchtrittsöffnung 10 zusätzlich etwa mittels einer BalgenManschette abgedichtet werden. Von Vorteil ist beim einarmigen Hebel aber die geringe axiaie Länge des Systems, also der besonders gedrängte Aufbau des austarierten, wegfrei-leichtgängigen Stellelementes.

In beiden Fällen ist über die Hebelverhältnisse ( hinsichtlich der Handhabe 12 und des druckübermittlnden Elementes 15 jeweils bezüglich der Aufhängung 11) sowie gegebenenfalls (vgl. unten) über Elastizitätskonstanten und Vorspannungen von Stützkörpern 26, und schließlich auch über die Ansprechempfindlichkeit der Sensoren 25, ein mit Beanspruchung der Handhabe 12 hervorzurufender Ansprechdruck konstruktiv vorgebbar. Die aktuellen Druckbeanspruchungen der Sensoren 25 können, einzeln oder paarweise in Differenzschaltung, von einer Signalverarbeitungseinrichtung (innerhalb oder) außerhalb des Gehäuses 14 abgefragt werden. In dieser Einrichtung

kann auch eine Signalhub-Umsetzung nach Maßgabe der Dauer oder der Intensität der aktuellen Querbeanspruchung der Handhabe 12 erfolgen.

Der Hebel aus Handhabe 12 und Druckelement 15 ragt also durch die Öffnung 10 zwischen die Seitenwände 17 des rohrförmigen, vorzugsweise im Querschnitt rechteckigen, Gehäuses 14 hinein. Darin liegt das druckmittelnde Element 15 ständig, also spielfrei und dazu gegebenenfalls unter gewisser mechanischer Vorspannung, parallel (Fig.1 und 3) oder quer (Fig. 2, 4 - 6) zur Achsrichtung der Handhabe 12 gegen die Sensoren 25 an, die ihrerseits diesem Angriff gegenüber gegen das Gehäuse 14 abgestützt sind. Jeder Sensor 25 kann z.B. ein Halbleiter-, ein Piezo-, ein Magnetostriktions-, ein Lichtfaser-Element oder jeder andere praktisch wegfrei arbeitende analoge Druckaufnehmer sein.

Durch die Zwischenlage einer starren Scheibe 24 von definierter Fläche zwischen Druckelement 15 und Sensor 25 wird für letzteren der manuell eingeleitete und gemäß dem Hebelverhältnis übersetzte Druck in eine Kraft umgewandelt. Die Scheibe 24 vergleichmäßigt zugleich die einwirkende Kraft über die Sensorfläche, was beispielsweise von praktischer Bedeutung für den Kennlinienverlauf bei polymeren Foliendrucksensoren ist.

Eine Vergleichmäßigung der Druckübertragung auf die einzelnen Sensoren 25 unter Gewährleistung einer spielfreien Anlage des druckmittelnden Elementes 15 ergibt sich durch Zwischenlage von nur geringfügig elastisch stauchbaren Stützkörpern 26 hinter (Fig.1) oder vor (Fig.3 ) den Sensoren 25, die auch eine mechanische Überlastung der Sensoren 25 ausschließen. Zugleich bewirken sie, ähnlich wie ein elastisches Zwischenstück 33 zwischen Handhabe 12 und Druckelement 15 (Fig.1), eine deutliche Auslenkung bei der Druckbeanspruchung der Handhabe. Das kann für manche Einsatzfälle, insbesondere im rauhen Maschinenbetrieb, erwünscht sein, um die manuelle Einwirkung deutlicher spürbar werden zu lassen - obgleich wie ausgeführt beim erfindungsgemäßen Stellelement kein Weg sondern nur die Kraft ausgewertet wird, weshalb dieses Stellelement an sich weglos arbeitet und das flexible Zwischenstück 33 nicht zu weich sein darf.

Um die Beanspruchung im Interesse höherer Einstellgenauigkeit und Reproduzierbarkeit auch trotz der nur minimalen Verschwenkung des Elementes

15 immer senkrecht und verkantungsfrei In den Sensor 2*5 (bzw. seine separat aufliegende Scheibe 24) einzuleiten, erfolgt die Druckübertragung vom Element 15 her über ein balliges Zwischenglied 22. Das kann an der Scheibe 24 oder am Element 15 als Noppe ausgebildet sein. Wenn es als separater oder angeformter Ring das druckmittelnde Element 15 konzentrisch umgibt, ist dadurch sichergestellt, daß ein Verdrehen ohne Auswirkung auf die aktuelle Sensor-Beanspruchung bleibt.

Grundsätzlich ist für jede auszuwertende (Zug- bzw. Druck-) Beanspruchungsrichtung der Handhabe 12, d.h. für jede Wirkachse des Stellelementes, ein Paar von Sensoren 25 einander bezüglich der Achse der Handhabe 12 diametral gegenüber vorgesehen. Das ermöglicht auch eine Differenzauswertung, etwa zur Linearisierung der wirksamen Ansprechkennlinie, zur Definition des Ruhepunktes oder zum Eliminieren nicht gegensinniger Sensoreinflüsse wie aufgrund von thermischen Ausdehnungseffekten oder von mechanischen Beschleunigungseinflüssen.

Zwecks Kostenreduzierung braucht pro Achse aber nur ein Sensor 25 eingesetzt zu werden; der zweite ist dann gewissermaßen durch einen Dummy 20 in Form eines nicht an die Auswerteeinrichtung (etwa zur digitalen Widerstandsmessung und Zeitintegral-Bildung) angeschlossenen Sensors (Fig.4 ohne die nach rechts herausgeführten Anschlußleitungen) oder in Form lediglich des elastischen Stützkörpers (26) bzw. einer separaten steifen Feder 21 (Fig.2) ersetzt. Der nun pro Achse meßtechnisch allein erfaßte Sensor 25 ist somit durch sein Gegenüber in der Ruhestellung steif-elastisch vorgespannt, um dann je nach der Richtung des manuellen Querangriffes auf die Handhabe 12 seinen inneren Druck zu erhöhen oder zu erniedrigen.

Da die Handhabe 12 bei der Krafteinleitung praktisch keine Auslenkung erfährt, können zwei gelenkig aufgehängte Handhaben 12, 12 unter geringem radialem Spiel koaxial ineinander angeordnet werden, um mit einer Hand z.B. vier Achsen gleichzeitig bedienen zu können. Bei der Ausbildung nach Fig.3 und 4 sind dazu zwei Gehäuse 14, 14 koaxial übereinander montiert. Die Handhabe 12 des unteren verläuft unter radialem Spiel durch eine rohrförmige Handhabe 12 des oberen Gehäuses 14 und ist am stirnseitigen Austritt mit einer Kappe ausgestattet, welche wenigstens angenähert den gleichen Außendurchmesser aufweist, wie die äußere Handhabe 12. Für bei-

de Stellelemente sind die gleichen Heberverrfaltniss*e*befderseits ihrer Kugelgelenke 19 zur Aufhängung 11 ihrer Handhaben 12 eingehalten, damit beide Handhaben 12 mit gleicher Kennlinien-Empfindlichkeit bedient werden. Vorzugsweise ist jede Handhabe 12 mit einem Fingerglied-Eingriffsring 27 ausgestattet, um ohne Umgreif-Erfordernis Druck- und Zugkräfte in die jeweilige Handhabe 12 einleiten zu können. So lassen sich mit zwei benachbarten Fingern einer Hand, die beiderseits der Trennstelle zwischen äußerer Handhabe 12 und Kappe seitlich angreifen, zwei Stellelemente gleichzeitig betätigen, also vier Achsen steuern. Diese Bedienungsvielfalt wird bei einer Tandemanordnung noch problemlos verdoppelt, wenn noch einmal das gleiche System zweier ineinander verschachtelter Stellelemente in umgekehrter Orientierung (also die Kappen nebeneinander) stirnseitig koaxial davor montiert wird und so mit zwei weiteren abgespreizten Fingern derselben Hand bedienbar ist. Insgesamt ergibt das folglich eine mit einer einzigen Hand realisierbare Achtachs-Steuerung.

Die erfindungsgemäß ausgebildeten Steüelemente sind also preiswert in zuverlässiger Ausführung herstellbar und durch die Gehäusekapselung der Sensoren 25 weitestgehend unanfällig gegen Umwelteinwirkungen. Bedienungstechnisch zeichnen sie sich insbesondere bei der Lageraufhängung 11 der hebelmäßig austarierten Handhaben 12 durch eine ganz außerordentlich hohe Ansprechempfindlichkeit und durch reproduzierbares Verhalten bei der manuellen Druckeinführung in die Handhabe 12 aus. Das fördert die Bedienungsmöglichkeiten, etwa indem nur eine Fingerspitze - zur Druckausübung nicht seitlich frei an der Handhabe 12 anliegen muß, sondern - in eine Mulde 32 eingreift, mit der die Handhabe 12 an ihrem freien Stirnende ausgestattet sein kann (Fig.1, 3, 5).

Claims (9)

&idigr; 1 **** '■ &idiagr; S &idigr; · ··* jnsprücht

1. Analoges Stellelement, wie Steuerknüppel, Schalthebel Cursorbeclienung

oder dergleichen, mit einer Handhabe (12), die in einem Gehäuse (14) gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet,

daß ein Teil einer als Hebel aufgehängten Handhabe (12) ständig praktisch weglos wirkend über zumindest einen Kraft-Sensor (25) gegen das Gehäuse (14) abgestützt ist, wobei der Sensor (25) ein Ausgangssignal liefert, dessen Größe von einer Druckkraft abhängt, die quer zur Handhabe (12) auf diese einwirkt

2. Stellelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß als Kraftsensor ein Druck-Sensor (25) vorgesehen ist, der über eine starre Übertragungsfläche (Scheibe 24) druckbeaufschlagt ist, gegen die ihrerseits die Handhabe (12) mittels eines balligen Zwischengliedes (22) abgestützt ist.

3. Stellelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die gelenkig als Hebel aufgehängte Handhabe (12) durch ein Gegengewicht (34) auf indifferentes Gleichgewicht austariert ist.

4. Stellelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß mit der Handhabe (12) ein elastisches Element (Stützkörper und / oder Zwischenstück 33) in Serie liegt.

5. Stellelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Handhabe (12) elastisch gegen nur einen Sensor (25) abgestützt ist.

6. Stellelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß seine Handhabe (12) unter radialem Spiel durch ein Rohr ver

· ♦

läuft, das seinerseits die Handhabe (12") eines *Ste*llelementes gemäß einem der vorangehenden Ansprüchen ist.

7. Stellelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Aufhängung (11) der Handhabe (12) am Gehäuse (14) mitteis eines Kugelgelenkes (18) realisiert ist.

8. Stellelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

daß die um ihre Längsachse verdrehbar aufgehängte Handhabe (12) mit einem ballig umlaufenden Zwischenglied (22) unmittelbar oder über eine steife Scheibe (24) gegen wenigstens einen Druck-Sensor (25) anliegt.

9. Stellelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Aufhängung (1) der Handhabe (12) am Gehäuse (14) mittels wenigstens einen Walzengelenkes (29) realisiert ist.

lO.Stellelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängung (1) der Handhabe (12) am Gehäuse (14) mittels eines gummielastischen Klotzes (28) realisiert ist.