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Steuereinrichtung mit einem zweidimensional verstell-
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baren Bedienhebel Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung
mit einem zweidimensional verstellbaren Bedienhebel zur gleichzeitigen Steuerung
von zwei je einer Verstellkoordinate zugeordneten Funktionen mit zwei-gleichzeitig
und unabhängig voneinander verstellbaren Steuerelementen, mit den Steuerelementen
zugeordneten Abtasteinrichtungen sowie mit mindestens einer die Ruhestellung des
Bedienhebels stabilisierenden Feder.
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Es ist bereits eine Steuereinrichtung mit einem zweidimensional verstellbaren
Bedienhebel zur gleichzeitigen Steuerung von zwei verschiedenen Funktionen vorgeschlagen
worden (P 31 24 838.1). Bei dieser Steuereinrichtung ist der Bedienhebel mit einer
nach einem Kodeschlüssel in zwei rechtwinklig zueinander stehenden Richtungen geschlitzten
Platte gekuppelt. Diese Platte läßt sich mittels des Bedienhebels zweidimensional
zwischen Lichtquelle und Fotodetektor verschiedener Lichtschranken hindurchbewegen.
Weil die Kodierung nur hinsichtlich der Breite der Schlitze vorgenommen wurde und
die beiden je einer Koordinate zugeordneten Schlitzgruppen auf der Platte senkrecht
zueinander ausgerichtet sind, entsprechen die je Schlitzgruppe erzeugten Signale
nur der Verschiebung der Platte in Richtung senkrecht zur Schlitzrichtung dieser
Schlitzgruppe. Sie sind unabhängig von der gegebenenfalls gleichzeitig erfolgenden
Verstellung der Platte in einer hierzu senkrechten Richtung. Mit dieser Steuer-
einrichtung
lassen sich zwei verschiederle l'unktionen gleichzeitig und unabhängig voneinander
kodiert eingeben. Es ist eine Eigenart dieser Steuereinrichtung, daß sie beim Einbau
in ein Schaltpult in der Ebene der Oberfläche des Bedienpults einen merklichen Abstand
zu benachbarten Bauelementen benötigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Steuereinrichtung zu
bauen, die bei vergleichbarer Funktionsqualität weniger Raum beansprucht und insbesondere
in kleinerem Abstand zu benachbarten Bauelementen eingebaut werden kann.
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Bei einer Steuereinrichtung der eingangs genannten Art sind daher
erfindungsgemäß die beiden Steuerelemente um je eine separate Schwenkachse drehbar
gelagert und über je einen Steuerschlitz mit dem Bedienhebel in Eingriff. Bei dieser
Konstruktion lassen sich bei entsprechender Wahl des Drehpunkts mit verhältnismäßig
kleinen Stellwegen des Bedienhebels relativ große Stellwege der Steuerfläche des
jeweiligen Steuerelements erreichen. Das hat zur Folge, daß die Baulänge des Bedienhebels
unter der Deckplatte des Bedienpultes vergleichsweise kurz gehalten werden kann.
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Zugleich ist diese Konstruktion eine Voraussetzung zu einer weiteren
Verkleinerung des für die Steuereinrichtung benötigten Platzbedarfs.
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Eine weitere Verkeinerung des Platzbedarfs für den Einbau der Steuereinrichtung
läßt sich erreichen, wenn die Steuerfläche des Steuerelements in besonders vortellhafter
Weiterbildung der Erfindung zylindrisch gewölbt und mit ihrer Wölbungsachse parallel
zur Schwenkachse des Steuerelements ausgerichtet ist. Durch diese Abwinklung des
Steuerelements in eine Ebene parallel
zu seiner Schwenkachse verringert
sich die Baubreite der Steuereinrichtung und wird die durch die Länge des Bedienhebels
ohnehin benötigte Bautiefe besser genutzt.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann die Schwenkachse
des Steuerelements parallel zur Längsachse des Bedienhebels in dessen Ruhelage ausgerichtet
sein. Diese Anordnung ergibt die kompaktest mögliche Bauweise.
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In zweckmäßiger Ausbildung der Erfindung können sich die Steuerschlitze
der beiden Steuerelemente in der Ruhestellung des Bedienhebels rechtwinklig zueinander
erstrecken. Bei dieser Anordnung lassen sich am leichtesten subjektiv zweidimensional
empfundene Verstellungen vornehmen.
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In besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die
Drehpunkte der beiden Steuerelemente mit dem Eingriffsort des Bedienhebels an den
Steuerschlitzen in dessen Ruhestellung ein gleichschenkliges Dreieck bilden.
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Diese Anordnung bringt den großen Vorteil mit sich, daß sich die Steuerelemente
beim Auslenken des Bedienhebels aus seiner Ruhestellung in beiden einander entgegengesetzten
Richtungen um gleichgroße Winkel drehen. Diese Symmetrie der beiden jeweils entgegengesetzten
Auslenkrichtungen ist für viele Steuerfunktionen insbesondere solche, die ein Gefühl
für den vorgenommenen Auslenkweg vermitteln sollen, von großer Bedeutung.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines in den Figuren
dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:
Figur 1
einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Steuereinrichtung und Figur 2 eine
Ansicht der Steuereinrichtung von der Unterseite der Deckplatte des Bedienpults
aus.
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Die Figur 1 zeigt die durchbohrte Deckplatte 1 eines Schaltpultes
(nicht dargestellt) im Schnitt. Durch sie hindurch ist ein Bedienhebel 2 geführt.
Der Bedienhebel 2 stützt sich mit einer Anschlagscheibe 3 auf der Deckplatte 1 ab.
Er trägt an seinem einen, aus der Deckplatte 1 vorstehenden Ende einen Handgriff
4 und verjüngt sich an seinem dem Handgriff geganüberliegenden Ende zu einem sogenannten
Steuerfinger 5. Unmittelbar oberhalb des Steuerfingers 5 trägt der Bedienhebel 2
ein Gewinde 6. Auf dem Gewinde ist eine Drucklagermutter 7 aufgeschraubt. Zwischen
der Drucklagermutter 7 und der Deckplatte 1 sind zwei beiderseits an einer Druckfeder
8 anliegende Lagerschalen 9, 10 aufgefädelt. Auf der Unterseite der Deckplatte 1
ist der Bedienhebel 2 von einem zylindrischen Tragkörper 11 umgeben. An der von
der Deckplatte 1 abgewandten Seite des Tragkörpers 11 sind zwei Schrauben 12, 13
mit je einem Abstandshalter 14, 15 befestigt. Diese beiden Schrauben 12, 13 sind
so längs einer den zylindrischen Tragkörper 11 schneidenden Sehne angeordnet, daß
sie ein gleichschenkliges Dreieck mit dem durch den Bedienhebel 2 bzw. Steuerfinger
5 markierten Zentrum des zylindrischen Tragkörpers 11 bilden (Fig. 2). Auf jeder
der beiden Schrauben 12, 13 ist jeweils eines der beiden Steuerelemente 16, 17 mit
einer Bohrung 18, 19 aufgefädelt. Jedes der beiden Steuerelemente trägt im Bereich
der jeweils anderen Schraube, d.h.
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der Schraube, um die das jeweils andere Steuerelement
schwenkbar
ist, einen kreisförmigen Schlitz 20, 21 (vgl. Figur 2), um beim Schwenken nicht
behindert zu sein. Außerdem besitzt jedes der beiden Steuerelemente 16, 17 einen
geraden Steuerschlitz 22, 23, in den der Steuerfinger 5 des Bedienhebels 2 eintaucht.
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Die Steuerelemente 16, 17 sind seitlich des Tragkörpers 11 abgewinkelt
und im abgewinkelten Bereich um ihre jeweilige Schwenkachse - d.h. der Schraube
12, 13, auf der sie mit ihrer Bohrung 18, 19 aufgefädelt sind -zylindrisch gewölbt.
Der abgewinkelte zylindrische Bereich jedes Steuerelementes - auch Steuerfläche
24, 25 genannt - trägt drei Reihen kodierter Durchbrüche (nicht dargestellt). Zwischen
dem Tragkörper 11 und den Steuerflächen 24, 25 ist je eine Lichtquelle 26, 27 mit
einer Schlitzblende 28, 29 angeordnet. Deren Schlitz blendet einen schmalen, gegen
die jeweilige Steuerfläche 24, 25 gerichteten Lichtfächer aus, der Parallel zur
Schwenkachse 12, 13 des jeweiligen Steuerelements 16, 17 ausgerichtet ist. Auf der
der Lichtquelle 26, 27 gegenüberliegenden Seite der Steuerfläche 24, 25 ist je Durchbruchreihe
ein Fotodetektor 30, 31, 32, 33, 34, 35 angeordnet. An den beiden Schrauben 12,
13, um die die beiden Steuerelemente 16, 17 am Tragkörper 11 schwenkbar gelagert
sind, sind außerdem je zwei aus einem Stück Flachmaterial bestehende Federhalter
36, 37 übereinander angeordnet befestigt. Zwischen diesen Federhaltern 36, 37 sind
je zwei Rückstellfedern 38, 39 eingespannt. Diese Rückstellfedern sind um jeweils
eine Schraube 12, 13 cwickelt und liegen mit ihren freien Enden, den beiden Federzungen
40, 41, 42, 43, zu beiden Seiten an je einer weiteren, die beiden Federhalter 36,
37 an il-lrejn Ellen miteinander verbindenden Hilfsschrnube 44, 45 an.
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Jedes der beiden Steuerelemente trägt im Bereich seiner
Abwinkelung
je einen Mitnehmerzapfen 46, 47, der ebenfalls zwischen den beiden Federzungen 40,
41, 42, 43 je einer Rückstellfeder 38, 39 aufragt.
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Die Figur 2 zeigt, daß die beiden die Schwenkachsen für die Steuerelemente
16, 17 bildenden Schrauben 12, 13 und der in den Steuerschlitzen 22, 23 der Steuerelemente
eingreifende Steuerfinger 5 des Bedienhebels 2 zusammen ein gleichschenkliges Dreieck
bilden. Ferner läßt die Figur 2 erkennen, daß die Steuerschlitze 22, 23 der beiden
Steuerelemente 16, 17 rechtwinkelig zueinander ausgerichtet und exzentrisch zu den
Steuerelementen selbst angeordnet sind. Auch zeigt diese Ansicht, daß jede der beiden
Rückstellfedern 38, 39 mit ihren beiden Federzungen 40, 41, 42, 43 an beiden Seiten
des Mitnehmerzapfens 46, 47 eines jeden Steuerelementes anliegt. Dabei ist die Endlage
der Federzungen der beiden Rückstellfedern durch die die beiden Federhalter 36,
37 miteinander verbindenden Hilfsschrauben 44, 45 vorgegeben.
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Wird der Handgriff 4 des Bedienhebels 2 aus seiner Ruhelage nach einer
Richtung geschwenkt, so verkanten die beiden Lagerschalen 9, 10 gegeneinander und
verkantet auch die Anschlagscheibe 3 gegenüber der Deckplatte 1 des Schaltpultes.
Dies hat zur Folge, daß die Druckfeder 8 zusammengedrückt wird und die Tendenz hat,
den Bedienhebel wieder in seine Ruhestellung, bei der er senkrecht zur Deckplatte
1 ausgerichtet ist, zurückzudrücken.
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Bei der Auslenkung des Handgriffs 4 in eine Richtung, bei der der
Bediengriff 2 nur eines der beiden Steuerelemente 16, 17 verschiebt, d.h. bei einer
Auslenkung, bei der sich der Steuerfinger 5 längs des geraden Steuerschlitzes 22,
23 jeweils eines Steuerelements 16, 17 bewegt, ändert sich sein Abstand gegenüber
dem Drehpunkt
des jeweils zu verstellenden Steuerelements nicht.
Dadurch hat eine Schwenkbewegung des Bedienhebels 2 um einen bestimmten Winkel aus
der Ruhelage heraus in einer Richtung, die nur ein Steuerelement verstellt, auch
nach der jeweils entgegengesetzten Richtung gleich große Schwenkbewegungen des Steuerelementes
16, 17 zur Folge. Bei jeder anderen Ausrichtung der Steuerschlitze zu den Drehpunkten
der Steuerelemente und zueinander würden dagegen je nach Auslenkrichtung des Bedienhebels
2 aus der Ruhestellung heraus unterschiedlich große Auslenkungen der Steuerelemente
erzeugt werden.
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Bei der Auslenkung der Steuerelemente 16, 17 schwenken deren Steuerflächen
24, 25 zwischen Lichtquelle 26, 27 und den zugeordneten Fotodetektoren 30, 31, 32,
33, 34, 35 hindurch. Dabei liegen an den Fotodetektoren Signale entsprechend der
Kodierung der Durchbrüche der Steuerflächen 24, 25 an, welche ihrerseits zur Steuerung
der jeweiligen Funktion herangezogen werden können.
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Bei dieser Konstruktion ist die Auslenkung der die Kodierdurchbrüche
tragenden gewölbten Steuerflächen 24, 25 der Steuerelemente 16, 17 nicht nur von
der Auslenkung des Steuerfingers 5 des Bedienhebels 2 abhängig, sondern auch vom
Abstand der Schwenkacl se 12, 13 des jeweiligen Steuerelements zu deren kodierten
Steuerfläche 24, 25 und zum Steuerfinger 5 des Bedienhebels 2. Dies ermöglicht es,
mit einer sehr geringen Auslenkung des Steuerfingers relativ große Stellausschläge
an den kodierten Steuerflächen der Steuerelemente hervorzurufen. Dadurch kann die
Baulänge des Bedienhebels 2 unter der Deckplatte 1 des Schaltpultes relativ klein
gehalten werden. Das wiederum ermöglich es, die Bautiefe senkrecht zur Deckplatte
so klein zu halten, wie dies notwendig ist, um die Druckfeder 8 für den Ruhepunkt
des Bedienhebels 2
unterzubringen. Diese geringe Bautiefe kann
durch die Abwinkelung der Steuerelemente 16, 17 ausgenutzt werden, um in diesem
Bereich beidseitig des Tragzylinders 11 die für die Abtastung der Steuerflächen
24, 25 notwendigen Lichtquellen 26, 27 und Fotodetektoren 30 bis 35 unterzubringen
und somit auch die Baubreite der Steuereinrichtung in Richtung der Ebene der Deckplatte
1 zu verringern. Die Verwendung von Rückstellfedern mit je zwei Federzungen 40,
41, 42, 43, die beide nur bis zur Anlage an die beiden die Federhalter 36, 37 miteinander
verbindenden Hilfsschrauben 44, 45 auslenkbar sind, gewährleistet eine genau vorgebbare
Ruhelage der Mitnehmerzapfen 46, 47 der beiden Steuerelemente 16, 17.
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2 Figuren 8 Patentansprüche