DE3922071A1 - Multiple way selection lever - has accurate selection lever guidance in multiple directions by polygonal guide plate in polygonal cage - Google Patents
Multiple way selection lever - has accurate selection lever guidance in multiple directions by polygonal guide plate in polygonal cageInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Mehrweg-Schalthebel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a reusable shift lever according to the Preamble of claim 1.
Mehrweg-Schalthebel werden zur manuellen Steuerung von Bewegungsvorgängen in mehreren Richtungen verwendet. Durch Verschwenken des Schalthebels in verschiedene Schaltrichtun gen werden durch den Schalthebel jeweils diesen Schaltrich tungen zugeordnete Steuerelemente betätigt, die vorzugsweise Bewegungsvorgänge in der jeweiligen zugeordneten Richtung auslösen. Die Steuerelemente können elektrische Schalter, elektronische Näherungsschalter, pneumatische oder hydrauli sche Schaltventile oder sonstige Steuerelemente sein, die durch die Schaltachse ein- und ausgeschaltet werden oder ein der Auslenkung der Schaltachse proportionales Steuersignal liefern. Solche Schalthebel können z.B. zur Steuerung der Bewegung von Maschinenteilen, wie Greifern, Armen und dgl. verwendet werden. Insbesondere werden solche Schalthebel auch zur Steuerung bei Spiel- und Unterhaltungsautomaten eingesetzt. In sehr weiterem Umfange werden solche Schalthe bel auch als Joysticks in Verbindung mit Personal- und Home-Computern verwendet. Reusable shift levers are used for manual control of Movements are used in several directions. By Swiveling the shift lever in different shift directions gene by the shift lever this screed lines associated controls operated, preferably Movements in the respective assigned direction trigger. The controls can be electrical switches, electronic proximity switches, pneumatic or hydraulic cal switching valves or other controls that can be switched on and off by the switching axis or on control signal proportional to the deflection of the switching axis deliver. Such shift levers can e.g. to control the Movement of machine parts such as grippers, arms and the like be used. In particular, such shift levers also for control of gaming and entertainment machines used. Such switches are in a much wider scope also as joysticks in connection with personnel and Home computers used.
Die Schaltachse des Mehrweg-Schalthebels wird durch eine Rückstellkraft in der Grundstellung gehalten und manuell gegen diese Rückstellkraft in die verschiedenen Schaltrich tungen verschwenkt. Die Rückstellkraft ist üblicherweise eine Federkraft (z.B. DE-PS 1 54 980). Aus der DE-PS 32 12 267 ist weiter ein Mehrweg-Schalthebel der eingangs genann ten Gattung bekannt, bei welchem die Rückstellkraft perma nentmagnetisch erzeugt wird. Hierzu ist auf der Schaltachse eine Führungsscheibe fest angeordnet, die in einem Käfig aufgenommen ist. Der Käfig umschließt die Führungsscheibe in der Weise, daß diese und mit ihr die Schaltachse gegen Querverschiebungen in ihrer Lage gehalten werden, das radia le Spiel zwischen Führungsscheibe und Käfig jedoch für ein Verkippen der Führungsscheibe beim Verschwenken der Schalt achse ausreicht. Die Führungsscheibe weist einen weichmagne tischen Eisenkern auf, der von einem koaxial zur Schaltachse angeordneten ringförmigen Permanentmagneten angezogen wird, um die Schaltachse in der Grundstellung zu halten.The shift axis of the reusable shift lever is indicated by a Restoring force held in the basic position and manually against this restoring force in the various control gears pivots. The restoring force is common a spring force (e.g. DE-PS 1 54 980). From DE-PS 32 12 267 is also a reusable shift lever which is mentioned at the beginning ten genus known, in which the restoring force perma is generated magnetically. This is on the switching axis a guide washer fixed in a cage is included. The cage encloses the guide disc in the way that this and with it the switching axis against Cross shifts are held in place, the radia le play between the guide washer and the cage for a Tilting of the guide disc when pivoting the switch axis is sufficient. The guide disc has a soft magma table iron core from one coaxial to the switching axis arranged annular permanent magnets is attracted, to keep the switching axis in the basic position.
Bei den bekannten Mehrweg-Schalthebeln, insbesondere auch bei dem Mehrweg-Schalthebel gemäß DE-PS 32 12 267 werden die Schaltrichtungen, in welchen die Schaltachse verschwenkt werden kann, durch eine Kulissenscheibe bestimmt. Die Schaltachse tritt senkrecht durch die Kulissenscheibe hin durch und ist in Kulissenbahnen der Kulissenscheibe ver schwenkbar, damit das Ende der Schaltachse exakt an die zu betätigenden Steuerelemente geführt wird. Die den verschie denen Schaltrichtungen zugeordneten Kulissenbahnen gehen alle radial von einer gemeinsamen zentralen Kulissenöffnung aus, die der Grundstellung der Schaltachse entspricht. Beim manuellen Verschwenken der Schaltachse muß diese zunächst in die der gewünschten Schaltrichtung entsprechende Kulissen bahn gebracht werden. Erst dann bewirkt die Kulissenscheibe eine exakte Führung der Schaltachse. Wegen der zu Beginn des Schaltvorganges noch ungeführten Schwenkbewegung der Schalt achse kann es insbesondere bei einer größeren Anzahl von Kulissenbahnen mit kleinerem Winkelabstand Schwierigkeiten bereiten, die Schaltachse in die gewünschte Kulissenbahn zu führen. Dies kann störende Verzögerungen im Schaltvorgang verursachen.In the known reusable shift levers, in particular also in the reusable shift lever according to DE-PS 32 12 267 Switching directions in which the switching axis swivels can be determined by a backdrop disc. The Switch axis emerges vertically through the link plate through and is ver in the tracks of the backdrop disc swiveling, so that the end of the switching axis exactly to the actuating controls is performed. That differs which switch paths assigned switching directions go all radial from a common central gate opening that corresponds to the basic position of the switching axis. At the manual pivoting of the switching axis must first in the scenes corresponding to the desired switching direction be brought on track. Only then does the link plate work exact guidance of the switching axis. Because of the beginning of the Switching still unguided pivoting movement of the switching It can be particularly important with a large number of Scenic tracks with smaller angular spacing difficulties prepare the shift axis in the desired backdrop to lead. This can be annoying delays in the switching process cause.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mehrweg- Schalthebel zu schaffen, bei welchem die Schaltachse von Beginn der Schwenkbewegung an exakt in die gewünschte Schaltrichtung geführt wird.The invention has for its object to provide a reusable To create shift lever in which the shift axis of Start of the swivel movement exactly in the desired one Switching direction is performed.
Diese Aufgabe wird bei einem Mehrweg-Schalthebel der ein gangs genannten Gattung erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1.This task is the one with a reusable gear lever genus mentioned solved according to the invention by the Features of the characterizing part of claim 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims specified.
Bei dem erfindungsgemäßen Mehrweg-Schalthebel wird die Schaltachse durch die als Mehreck ausgebildete Führungs scheibe und den entsprechend als Mehreck ausgebildeten Käfig in den Schaltrichtungen geführt. Jeder Schaltrichtung der Schaltachse ist eine Seitenkante der Führungsscheibe zuge ordnet, die senkrecht zu der Schaltrichtung verläuft. Bei einem Verschwenken der Schaltachse wirkt die der Schaltrich tung zugeordnete Seitenkante der Führungsscheibe als Kipp achse für die Führungsscheibe und die fest mit dieser ver bundene Schaltachse. Die Schaltachse kann nur exakt um diese Seitenkante als Kippachse geschwenkt werden, so daß die gewünschte Schaltrichtung zwangsläufig eingehalten wird. Eine Kulissenscheibe zum Führen der Schaltachse ist nicht notwendig. Der ebenfalls als Mehreck angebildete Käfig hält die mehreckige Führungsscheibe gegen ein Verdrehen um die Schaltachse fest, so daß die Seitenkanten der Führungsschei be stets exakt den gegebenen Schaltrichtungen zugeordnet sind. Da die als Kippachsen wirkenden Seitenkanten der Führungsscheibe in der Grundstellung der Schaltachse vor zugsweise unmittelbar auf der Grundfläche des Käfigs auflie gen, wird die führende Wirkung für die Schwenkbewegung in der vorgegebenen Schaltrichtung sofort bei Beginn der Schaltbewegung wirksam, so daß der Schaltvorgang schnell und mit hoher Präzision durchgeführt werden kann und keine Unsicherheiten zu Beginn der Schwenkbewegung auftreten.In the reusable shift lever according to the invention Switching axis through the guide designed as a polygon washer and the cage designed as a polygon guided in the switching directions. Every switching direction of the Switch axis is one side edge of the guide disc arranges that is perpendicular to the switching direction. At a pivoting of the switching axis affects the switching funnel assigned side edge of the guide disc as a tilt axis for the guide washer and fixed to it bound shift axis. The switching axis can only be exactly around this Side edge can be pivoted as a tilt axis, so that the required switching direction is inevitably observed. A link plate for guiding the switching axis is not necessary. The cage, also designed as a polygon, holds the polygonal guide disc against twisting around the Switch axis fixed, so that the side edges of the guide plate always assigned exactly to the given switching directions are. Since the side edges of the Guide disc in the basic position of the shift axis preferably directly on the base of the cage gene, the leading effect for the swivel movement in the specified switching direction immediately at the start of Switching movement effective, so that the switching process quickly and can be carried out with high precision and none Uncertainties occur at the start of the swivel movement.
Die Führung der Schaltachse durch die mehreckige Führungs scheibe kann bei allen Typen von Mehrweg-Schalthebeln ver wendet werden, unabhängig davon, auf welche Weise die Rück stellkraft für die Schaltachse erzeugt wird. Wird die Rück stellkraft entsprechend der DE-PS 32 12 267 permanentmagne tisch bewirkt, so kann die Führungsscheibe gleichzeitig die den weichmagnetischen Eisenkern aufnehmende Scheibe für die Erzeugung der Rückstellkraft sein. Es ergibt sich damit gegenüber dem aus der DE-PS 32 12 267 bekannten Mehrweg- Schalthebel außer der exakteren Führung der Schaltachse zu Beginn der Schwenkbewegung auch ein Vorteil bezüglich der Herstellungskosten, da die Kulissenscheibe zur Führung der Schaltachse entfallen kann.The shifting axis is guided by the polygonal guide disc can be used on all types of reusable shift levers be applied regardless of how the return force for the switching axis is generated. Will the back Actuating force according to DE-PS 32 12 267 permanent magnet table causes, the guide disc can at the same time the soft magnetic iron core for the Generation of the restoring force. It follows compared to the reusable known from DE-PS 32 12 267 Shift lever except for the more precise guidance of the shift axis Beginning of the pivoting movement also an advantage in terms of Manufacturing costs, since the link plate for guiding the Switch axis can be omitted.
In einer für die meisten Anwendungsfälle geeigneten Ausfüh rung ist der Mehrweg-Schalthebel als Achtweg-Schalthebel ausgebildet, wobei die Führungsscheibe und der Käfig jeweils gleichseitige Achtecke sind, die acht jeweils um 45° im Winkel gegeneinander versetzte Schaltrichtungen festlegen. Für das Betätigen von Bewegungsvorgängen in vier zueinander senkrechten Richtungen sind vier um 90° zueinander angeord nete Steuerelemente, z.B. Schalter, vorgesehen. Wird die Schaltachse in eine der diesen Steuerelementen zugeordnete Schaltrichtungen verschwenkt, so wird jeweils das zugeordne ten Steuerelement betätigt. Wird die Schaltachse in eine der Schaltrichtungen bewegt, die der Winkelhalbierenden zwischen zwei Steuerelementen entspricht, so betätigt die Schaltachse diese beiden Steuerelemente exakt gleichzeitig, um einen Bewegungsvorgang in Richtung dieser Winkelhalbierenden auszulösen.In a version suitable for most applications The reusable shift lever is an eight-way shift lever formed, the guide washer and the cage each are equilateral octagons, the eight each by 45 ° in Define switching directions offset from each other. For actuating movements in four to each other vertical directions are four at 90 ° to each other nete controls, e.g. Switch, provided. Will the Switch axis in one of these controls assigned Switching directions pivoted, so that is assigned ten control operated. If the switching axis is in one of the Switching directions that the bisector between corresponds to two control elements, so actuates the switching axis these two controls exactly one at a time Movement process in the direction of this bisector trigger.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention with reference to one in the drawing voltage illustrated embodiment explained in more detail. It demonstrate:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Mehrweg-Schalt hebel und Fig. 1 shows a vertical section through a reusable switching lever and
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Führungsscheibe mit abgenommenen Gehäusedeckel. Fig. 2 is a plan view of the guide plate with the housing cover removed.
In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Mehrweg-Schalthebel als Joystick zur Steuerung eines Computers verwendet.In the embodiment shown in the drawing is the reusable shift lever as a joystick for controlling one Computers used.
In einem aus einem Gehäuseboden 10 und einem Gehäusedeckel 12 zusammengesetzten Kunststoffgehäuse ist eine Leiterplatte 14 angeordnet, die Leiterbahnen zum Anschluß von vier um 90° gegeneinander versetzt angeordnete Steuerelemente trägt, die als elektrische Schnappschalter 16 ausgebildet sind.In a plastic housing composed of a housing base 10 and a housing cover 12 , a printed circuit board 14 is arranged, which carries conductor tracks for connecting four control elements arranged at 90 ° to each other, which are designed as electrical snap switches 16 .
In der oberen Fläche des Gehäusedeckels 12 ist ein Käfig 18 ausgeformt. Der Käfig 18 steht über die obere Oberfläche des Gehäusedeckels 12 in Form eines flachen Zylinders vor, dessen Grundfläche ein gleichseitiges regelmäßiges Achteck ist. Durch eine zentrische Öffnung der Deckfläche 20 des Käfigs 18 ist eine Schaltachse 22 mit radialem Spiel ge führt. Die Schaltachse 22 besteht aus einem Metallrohr 24 mit einer Kunststoffumspritzung 26 und ragt mit ihrem unte ren Ende zentrisch zwischen die Schnappschalter 16. Auf das aus dem Gehäuse ragende freie Ende der Schaltachse 22 ist ein Kunststoffgriff 28 aufgepreßt.A cage 18 is formed in the upper surface of the housing cover 12 . The cage 18 protrudes above the upper surface of the housing cover 12 in the form of a flat cylinder, the base of which is an equilateral regular octagon. Through a central opening of the top surface 20 of the cage 18 , a switching axis 22 leads with radial play GE. The switching axis 22 consists of a metal tube 24 with a plastic extrusion 26 and projects with its unte ren end centrally between the snap switch 16th A plastic handle 28 is pressed onto the free end of the switching shaft 22 protruding from the housing.
Innerhalb des Käfigs 18 ist die Kunststoffumspritzung 26 einstückig zu einer Führungsscheibe 30 erweitert. Die Füh runqsscheibe 30 weist einen Außenumfang in Form eines gleichseitigen regelmäßigen Achteckes auf, das in dem achteckigen Käfig 18 sitzt. In die Führungsscheibe 30 ist ein weichmagnetischer Eisen kern 32 eingespritzt, der aus einem koaxialen Eisenring oder aus einzelnen über den Umfang der Führungsscheibe 30 ver teilten Eisenklötzen besteht.The plastic encapsulation 26 is expanded in one piece to form a guide disk 30 within the cage 18 . The guide disk 30 has an outer circumference in the form of an equilateral regular octagon which is seated in the octagonal cage 18 . In the guide plate 30 , a soft magnetic iron core 32 is injected, which consists of a coaxial iron ring or individual ver over the circumference of the guide plate 30 iron blocks.
Die innere offene Grundfläche des aus dem Gehäusedeckel 12 ausgeformten Käfigs 18 ist durch einen kreisringförmigen Permanentmagnetkörper 34 verschlossen. Der Permanentmagnet körper 34 besteht aus einem ringförmigen Permanentmagneten 42, der mit Kunststoff umspritzt ist. Ein Bund 36 der Kunst stoffumspritzung ist über Pfeiler 38 mit dem Gehäusedeckel 12 verschraubt. Die obere Fläche des Permanentmagnetkörpers 34 liegt im wesentlichen in der Ebene der oberen Fläche des Gehäusedeckels 12 und schließt als Grundfläche 40 den Käfig 18 an dessen Unterseite ab.The inner open base of the cage 18 formed from the housing cover 12 is closed by an annular permanent magnet body 34 . The permanent magnet body 34 consists of an annular permanent magnet 42 which is encapsulated with plastic. A collar 36 of plastic injection molding is screwed to the housing cover 12 via pillar 38 . The upper surface of the permanent magnet body 34 lies essentially in the plane of the upper surface of the housing cover 12 and, as the base surface 40 , closes the cage 18 on its underside.
Die Schaltachse 22 durchsetzt die zentrische Öffnung der Deckfläche 20 des Käfigs 18 und die zentrische Öffnung des Permanentmagnetkörpers 34 mit soviel radialem Spiel, daß die Schaltachse 22 in diesen Öffnungen ausreichend verschwenkt werden kann, um die Schnappschalter 16 zu betätigen. Die Führungsscheibe 30 hat an der Unterkante ihres Außenumfangs gegenüber dem Innenumfang des Käfigs 18 nur ein geringes radiales Spiel, so daß sie in dem Käfig 18 genau gehalten wird und die durch die unteren Seitenkanten gebildeten Kippachsen genau definiert sind. Nach oben ist der Außenum fang der Führungsscheibe 30 abgeschrägt, wie in Fig. 2 mit 44 angedeutet ist, so daß die Führungsscheibe 30 die Schwenkbewegungen der Schaltachse 22 mitmachen kann. Ebenso ist die Oberseite der Führungsscheibe 30 gegen den Rand zu abfallend abgeschrägt, so daß zwischen der Oberseite der Führungsscheibe 30 und der Deckfläche 20 des Käfigs 18 genügend Luft für die Kippbewegung der Führungsscheibe 30 beim Schwenken der Schaltachse 22 vorhanden ist. In der in Fig. 1 dargestellten Grundstellung wird die Führungsscheibe 30 mit ihrer zur Schaltachse 22 senkrechten ebenen Unterflä che durch die magnetische Kraft vollflächig an der Grundflä che 40 des Permanentmagnetkörpers 34 anliegend gehalten. Die Schaltachse 22 befindet sich dadurch axial ausgerichtet in ihrer Grundstellung, in welcher sie keinen der Schnappschal ter 16 betätigt. Wird die Schaltachse 22 manuell ver schwenkt, so stützt sich die Führungsscheibe 30 sofort bei Beginn der Schwenkbewegung mit ihrer der Schwenkrichtung zugeordneten unteren Seitenkante auf der Grundfläche 40 ab, so daß diese Seitenkante eine genau definierte zur Schwenk richtung senkrecht verlaufende Kippachse bildet. Die Schwenkbewegung der Schaltachse 22 wird auf diese Weise von Beginn der Schwenkbewegung an genau in der Schaltrichtung geführt.The switching axis 22 passes through the central opening of the top surface 20 of the cage 18 and the central opening of the permanent magnet body 34 with so much radial play that the switching axis 22 can be pivoted sufficiently in these openings to actuate the snap switch 16 . The guide disk 30 has only a slight radial play on the lower edge of its outer circumference relative to the inner circumference of the cage 18 , so that it is held precisely in the cage 18 and the tilting axes formed by the lower side edges are precisely defined. At the top, the outer circumference of the guide disk 30 is chamfered, as indicated in FIG. 2 by 44 , so that the guide disk 30 can participate in the pivoting movements of the switching axis 22 . Likewise, the top of the guide disk 30 is beveled towards the edge so that there is enough air between the top of the guide disk 30 and the top surface 20 of the cage 18 for the tilting movement of the guide disk 30 when the switching axis 22 is pivoted. In the basic position shown in FIG. 1, the guide disk 30 is held in contact with the entire surface of the surface 40 of the permanent magnet body 34 by the magnetic force with its flat lower surface perpendicular to the switching axis 22 . The switching axis 22 is thereby axially aligned in its basic position, in which it does not actuate any of the snap switch 16 . If the switching axis 22 pivots manually, the guide disk 30 is supported immediately at the start of the pivoting movement with its lower side edge assigned to the pivoting direction on the base surface 40 , so that this side edge forms a precisely defined tilting axis that runs perpendicular to the pivoting direction. In this way, the pivoting movement of the switching axis 22 is guided exactly in the switching direction from the start of the pivoting movement.
Die zwischen dem Permanentmagneten 42 des Permanentmagnet körpers 34 und dem Eisenkern 32 der Führungsscheibe 30 liegenden Kunststoffschichten des Permanentkörpers 34 und der Führungsscheibe 30 verhindern ein zu starkes magneti sches Haften der Führungsscheibe 30 und gewährleisten eine entsprechend leichtgängige Betätigung des Schalthebels.The lying between the permanent magnet 42 of the permanent magnet body 34 and the iron core 32 of the guide plate 30 plastic layers of the permanent body 34 and the guide plate 30 prevent excessive magnetic adhesion of the guide plate 30 and ensure a corresponding smooth operation of the shift lever.
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Publication number | Publication date |
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D2 | Grant after examination | ||
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