EP1594147A1 - Rotary encoder - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Drehgeber nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 sowie ein Gerät oder eine Gerätebaugruppe mit einem solchen Drehgeber.The invention relates to a rotary encoder according to the preamble of the
Ein gattungsgemäßer Drehgeber ist aus der EP 1 278 111 A2 bekannt. Dort ist ein Bedienelement beschrieben, welches eine Haube, ein Kupplungselement und eine Auswerteeinheit aufweist. Die Haube ist über ein erstes Verbindungsstück mit dem Kupplungselement und dieses mit einem zweiten Verbindungsstück mit der Achse der Auswerteeinheit verbunden. Das Kupplungselement ist nun gegenüber beiden Verbindungsstücken verschiebbar ausgeführt, wobei die Verschieberichtungen senkrecht zueinander stehen. Die Haube des Bedienelements ist in einer Öffnung eines Gerätegehäuses geführt. Die Anordnung bewirkt, dass ein seitlicher Versatz der Achse der Auswerteeinheit gegenüber dem Zentrum der Gehäuseöffnung ausgeglichen wird. Sie hat jedoch den Nachteil, dass eine Vielzahl ineinander greifender Teile, die separat hergestellt und danach zusammengesetzt werden müssen, notwendig ist.A generic rotary encoder is known from EP 1 278 111 A2. There is a Operating element described which a hood, a coupling element and a Evaluation has. The hood is connected via a first connector the coupling element and this with a second connector with the Axis of the evaluation unit connected. The coupling element is now opposite slidably executed two connectors, the Verschieueberungen perpendicular to each other. The hood of the control is in one Opening a device housing out. The arrangement causes a lateral Offset of the axis of the evaluation unit with respect to the center of the housing opening is compensated. However, it has the disadvantage that a multiplicity of each other gripping parts, which are manufactured separately and then assembled must, is necessary.
Somit stellt sich der Erfindung die Aufgabe, ausgehend von dem genannten Stand der Technik einen Drehgeber vorzuschlagen, welcher mit weniger Bauteilen gewährleistet, einen Axialversatz auszugleichen.Thus, the invention has the object, starting from the cited state the technique of proposing a rotary encoder which ensures with fewer components, compensate for axial misalignment.
Diese Aufgabe wird durch einen Drehgeber mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 sowie ein Gerät oder eine Gerätebaugruppe gemäß Anspruch 10 gelöst.
Die abhängigen Ansprüche 2 bis 9 beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Erfindung. This object is achieved by a rotary encoder having the features of the
Durch die erfindungsgemäße Bauart, dass nämlich die Achse des Drehschalters an ihrem Ende beidseitig abgeflacht ist und somit selbst in eine Führung in dem Kupplungselement eingreifen kann, werden statt fünf Teilen nur noch drei benötigt, was die Herstellung und die Montage des Drehgebers deutlich vereinfacht.Due to the design of the invention, namely that the axis of the rotary switch their end is flattened on both sides and thus even in a guide in the Can intervene coupling element, instead of five parts only three are needed which considerably simplifies the manufacture and assembly of the rotary encoder.
Vorzugsweise weist das Kupplungselement auf seiner dem Drehschalter zugewandten Seite eine plane Anlagefläche auf, mit welcher es sich an einer ebenfalls planen Fläche (z.B. des Drehschalters oder einer den Drehschalter tragenden Leiterplatte) abstützt. Im Falle der Montage des Drehgebers auf bzw. an einer Leiterplatte kann der Drehschalter auf der Seite der Leiterplatte angeordnet und befestigt sein, die dem Betätigungskopf gegenüber liegt, und mit seiner Achse durch eine Bohrung in dieser Leiterplatte hindurchragen.Preferably, the coupling element facing on its the rotary switch Side on a flat contact surface, with which it s.einem also Plan surface (e.g., the rotary switch or a circuit board supporting the rotary switch) supported. In the case of mounting the encoder on or on a printed circuit board The rotary switch can be arranged and fixed on the side of the circuit board be, which lies opposite the operating head, and with its axis through protrude a hole in this circuit board.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Betätigungskopf auf einer zweiten Achse gehaltert ist, wobei dann diese zweite Achse auf dem Kupplungselement verschiebbar gehaltert ist. In diesem Fall kann der Betätigungskopf auf der zweiten Achse auch axial verschiebbar gehaltert sein, wodurch z.B. ein versenkbarer Betätigungskopf realisiert werden kann.In a further development of the invention can be provided that the actuating head is supported on a second axis, in which case this second axis on the Clutch is slidably supported. In this case, the actuator head be supported axially displaceable on the second axis, whereby e.g. a retractable actuator head can be realized.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist das Kupplungselement auch auf seiner dem Betätigungskopf zugewandten Seite eine Führung auf, in welche der Betätigungskopf oder die dem Betätigungskopf tragende Achse verschiebbar eingreifen. Weiterhin kann das Kupplungselement einen Befestigungsabschnitt aufweisen, an dem der Betätigungsknopf bzw. die den Betätigungsknopf tragende Achse (vorzugsweise über Schnapphaken oder Hinterschneidungen) gehaltert ist.In a preferred embodiment of the invention, the coupling element also on his the actuator head side facing a guide, in which the Actuator or slidably engage the axis carrying the actuator head. Furthermore, the coupling element can have a fastening section, on which the actuating button or the actuating button bearing Axis (preferably via snap hooks or undercuts) is supported.
Weiterhin kann ein Halteelement vorgesehen sein, welches das Kupplungselement auf der Achse des Drehschalters hält. Schließlich kann vorgesehen sein, dass ein Führungselement den Betätigungskopf oder auch die den Betätigungskopf tragende Achse führt, was auch bei einem axialen Versatz der Drehachsen möglich ist, ohne dass die Funktionalität des Drehgebers beeinträchtigt wird.Furthermore, a holding element may be provided which the coupling element on the axis of the rotary switch stops. Finally, it can be provided that a Guide element, the actuating head or the actuator head bearing Axis leads, which is also possible with an axial offset of the axes of rotation, without affecting the functionality of the encoder.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1- einen Schnitt durch einen in einer Herdschaltuhr eingebauten Drehgeber,
Figur 2- einen Schnitt senkrecht zu
Figur 1 und - Figur 3a und 3b
- den Zusammenbau des Drehgebers.
- FIG. 1
- a section through a rotary timer built into a stove timer,
- FIG. 2
- a section perpendicular to Figure 1 and
- Figure 3a and 3b
- the assembly of the rotary encoder.
Auf einer Leiterplatte 1 ist neben anderen elektrischen oder elektronischen Bauelementen
ein Drehschalter 2 angeordnet. Dabei kann es sich um ein Potentiometer
oder einen Drehstellungsgeber handeln. Die Achse 3 des Drehschalters 2 ragt
durch eine Öffnung 4 in der Leiterplatte 1. Das Ende 5 der Achse 3 ist beidseitig
abgeflacht. Auf das Ende 5 der Achse 3 ist ein Kupplungselement 6 formschlüssig
aufgesteckt. Es stützt sich mit seiner planen Anlagefläche 24 gegen die Oberfläche
7 der Leiterplatte 1 ab und weist mittig eine Öffnung auf, die als Führung 8
für das seitlich abgeflachte Ende 5 der Achse 3 dient. In dieser Führung 8 ist das
Ende 5 der Achse 3 in einer Richtung senkrecht zur Schnittfläche der Figur 1 verschiebbar
(siehe Pfeil R1).On a printed
Des weiteren weist das Kupplungselement 6 Öffnungen 9 auf, in welche zwei, an
gegenüberliegenden Seiten einer hohlen Achse 10 angeformte Beine 11 eingreifen.
Die als Führungen dienenden Öffnungen 9 in dem Kupplungselement 6 sind
derart ausgeformt, dass die hohle Achse 10 mit ihren Beinen in diesen entlang der
Schnittebene verschiebbar ist (siehe Pfeil R2), während die hohle Achse 10 formschlüssig
mit dem Kupplungselement 6 verbunden ist.Furthermore, the
Auf der hohlen Achse 10 ist ein Betätigungskopf 12 gehaltert. Diese Halterung ist
derart ausgebildet, dass der Betätigungskopf 12 in axialer Richtung auf die hohle
Achse 10 aufgeschoben werden kann. Im Inneren des hohlen Betätigungskopfes
12 und der hohlen Achse 10 ist eine Mechanik 13, 14, 15 mit einer Feder 16 angeordnet,
die nach dem Kugelschreiber-Prinzip arbeitet und es ermöglicht, dass
der Betätigungskopf 12 durch Druck in axialer Richtung auf die hohle Achse 10
aufgeschoben werden kann und in einer aufgeschobenen Position gehalten wird,
durch erneuten Druck in axialer Richtung wieder entriegelt und in die in den Figuren
1 und 2 gezeigte ausgefahrene Position zurückgebracht werden kann. Auf diese
Weise ist ein versenkbarer Drehknopf geschaffen, dessen Betätigungskopf 12
bei Nichtgebrauch in eine (z.B. in einer Bohrung in einer nicht gezeigten Gehäuseblende)
versenkte Position bringbar ist.On the
Der Schnitt durch den Drehgeber in Figur 2 ist senkrecht zu dem in Figur 1. Somit
liegt die Verschieberichtung R1, in welcher das Kupplungselement 6 gegenüber
der Achse 3 des Drehschalters 2 in der Führung 8 verschiebbar ist, in der Schnittebene.
Dagegen liegt die Verschieberichtung R2, in welcher der Betätigungskopf
12 mit der hohlen Achse 10 gegenüber dem Kupplungselement 6 in der (in Figur
2 nicht sichtbaren) Führung 9 verschiebbar ist, senkrecht zur Schnittebene.The section through the rotary encoder in Figure 2 is perpendicular to that in Figure 1. Thus
is the direction of displacement R1, in which the
Die beiden rechtwinklig zueinander angeordneten Verschieberichtungen R1 und
R2 ermöglichen somit in ihrer Kombination der Bewegungen, einen axialen Versatz
beim Drehen des Betätigungskopfes 12 auszugleichen.The two orthogonal displacements R1 and
R2 thus allow in their combination of movements, an axial offset
when turning the actuating
In den Figuren 3a und 3b ist der Zusammenbau des Drehgebers gezeigt. Dabei
wird das Kupplungselement 6 auf das seitlich abgeflachte Ende 5 der Achse 3 des
Drehschalters 2 aufsteckt (Figur 3a). Danach wird der Betätigungskopf 12 mit der
hohlen Achse 10 so auf das Kupplungselement aufgesteckt, dass die Füße 11 der
hohlen Achse 10 in die Führungen 9 im Kupplungselement 6 eingreifen.FIGS. 3a and 3b show the assembly of the rotary encoder. there
is the
Das Kupplungselement 6 besitzt einen Aufbau 17, der beidseitig mit angeformten
Schrägen 18 mit Hinterschneidungen ausgestattet ist, hinter welche innerhalb der
hohlen Achse 10 angeordnete und an dieser angeformte Befestigungselemente 19
beim Aufstecken des Betätigungskopfes 12 mit der hohlen Achse 10 auf das
Kupplungselement 6 einschnappen. Auf diese Weise ist der Betätigungskopf 12
mit der hohlen Achse 10 fest (aber entlang der Richtung R2 verschiebbar) mit
dem Kupplungselement 6 verbunden und kann nur unter erhöhtem Kraftaufwand
(oder ohne eine Zerstörung des Drehgebers gar nicht) wieder abgezogen werden.The
Die feste Verbindung des Kupplungselements 6 mit der Achse 3 des Drehschalters
2 erfolgt mittels eines Gehäuses 20, in dem die Leiterplatte 1 gehaltert ist, das eine
Öffnung 21 für den Durchtritt der hohlen Achse 10 bzw. des Betätigungskopfes
12 mit einer Wand 22 und einem an der Wand 22 angeformten Haltering 23 aufweist,
welcher das Kupplungselement 6 gegen die Oberfläche 7 der Leiterplatte 1
drückt und somit fest auf der Achse 3 des Drehschalters 2 hält.The fixed connection of the
Der beschriebene Drehgeber stellt ein einfach und mit wenigen Teilen aufgebautes Drehbetätigungselement mit einem versenkbaren Kopf dar, der durch Anwendung des an sich bekannten Prinzips der Kardanwelle einen Axialversatz ausgleichen kann.The encoder described provides a simple and built with few parts Rotary actuator with a retractable head by the application compensate the known principle of the cardan shaft axial misalignment can.
Der Drehgeber kann nachträglich montiert werden, d.h. der Betätigungskopf 12
mit der hohlen Achse 10 kann auch erst nach erfolgter Montage der Leiterplatte 1
in dem Schaltuhrgehäuse 2 und sogar erst nach der Montage der gesamten Schaltuhr
im Kochherd (also nach Anbringen einer Bedienblende vor der Vorderseite
des Schaltuhrgehäuses 20) montiert werden, indem er durch eine Öffnung in der
Bedienblende und/oder durch die Öffnung 21 im Schaltuhrgehäuse 20 hindurch
auf das vormontierte Kupplungselement 6 aufgesteckt wird.The encoder can be retrofitted, i. the actuating
Durch den Aufbau 17 des Kupplungselements 6 kann zudem nach erfolgter Montage
des Drehschalters 2 auf der Leiterplatte 1, des Kupplungselements 6 auf der
Achse 3 des Drehschalters 2 und der Leiterplatte 1 mit Drehschalter 2 und Kupplungselement
6 in dem Gehäuse 20 die Funktion des Drehschalters 2 getestet werden,
indem eine Person das Kupplungselement 6 am Aufbau 17 anfasst und so den
Drehschalter 2 betätigt.Due to the
Ein weiterer Vorteil des beschriebenen Drehgebers liegt darin, dass Druckkräfte
nicht auf die Achse 3 des Drehschalters 2 weitergegeben werden, sondern über
das sich auf der Oberfläche 7 der Leiterplatte 1 abstützende Kupplungselement 6
auf die Leiterplatte 1. Zugkräfte werden über die Befestigungselemente 19 der
hohlen Achse 10, die Hinterschneidungen der Schrägen 18 am Aufbau 17 des
Kupplungselements 6 und den Haltering 23 an der Öffnungsbegrenzungswand 22
auf das Gehäuse 20 übertragen.Another advantage of the encoder described is that compressive forces
not be passed on the
Es sei noch bemerkt, dass der Aufbau 17 des Kupplungselements 6 derart ausgeführt
ist, dass seine Form der Achse von Standarddrehschaltern insoweit entspricht,
dass vorhandene herkömmliche Prüfadapter zum Testen des Drehschalters
verwendet werden können.It should be noted that the
Claims (10)
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Achse (3) zumindest an ihrem Ende (5) beidseitig abgeflacht ist und das Kupplungselement (6) eine erste Führung (8) aufweist, in welche das Ende (5) der ersten Achse (3) in der ersten Richtung (R1) verschiebbar eingreift.Rotary encoder with an actuating head (12) and a first axis (3) having rotary switch (2), wherein the actuating head (12) via a coupling element (6) with the first axis (3) is rotatably connected such that the coupling element (6 ) with respect to the first axis (3) in a first direction (R1) perpendicular to the axis (3) and in a second direction (R2 ) is displaceable,
characterized in that the first axis (3) is flattened on both sides at least at its end (5) and the coupling element (6) has a first guide (8) into which the end (5) of the first axis (3) in the first Direction (R1) slidably engages.
dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (6) auf seiner dem Drehschalter (2) zugewandten Seite eine plane Anlagefläche (24) aufweist, mit der es sich an einer planen Fläche (7), vorzugsweise des Drehschalters oder einer den Drehschalter tragenden Leiterplatte (1), abstützt.Rotary encoder according to claim 1,
characterized in that the coupling element (6) on its the rotary switch (2) facing side has a planar contact surface (24), with which it is on a flat surface (7), preferably the rotary switch or a rotary switch bearing circuit board (1) , supports.
dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschalter (2) auf der dem Betätigungskopf (12) gegenüberliegenden Oberseite der Leiterplatte (1) angeordnet und befestigt ist und mit seiner Achse (3) durch eine Bohrung (4) in der Leiterplatte (1) hindurchragt.Rotary encoder according to claim 2,
characterized in that the rotary switch (2) on the actuating head (12) opposite the top of the circuit board (1) is arranged and with its axis (3) through a bore (4) in the circuit board (1) protrudes.
dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskopf (12) auf einer zweiten Achse (10) gehaltert ist, welche auf dem Kupplungselement (6) in der zweiten Richtung (R2) verschiebbar gehaltert ist. Rotary encoder according to one of claims 1 to 3,
characterized in that the actuating head (12) is mounted on a second axis (10) which is slidably supported on the coupling element (6) in the second direction (R2).
dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskopf (12) auf der zweiten Achse (10) axial verschiebbar gehaltert, insbesondere als versenkbarer Betätigungskopf ausgeführt ist.Rotary encoder according to claim 4,
characterized in that the actuating head (12) axially slidably supported on the second axis (10), in particular designed as a retractable actuating head.
dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (6) auf seiner dem Betätigungskopf (12) zugewandten Seite eine zweite Führung (9) aufweist, in die der Betätigungskopf (12) oder die zweite Achse (10) in der zweiten Richtung (R2) verschiebbar eingreifen.Rotary encoder according to one of the preceding claims,
characterized in that the coupling element (6) on its the actuating head (12) side facing a second guide (9), in which the actuating head (12) or the second axis (10) engage displaceably in the second direction (R2).
dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (6) einen Befestigungsabschnitt (18) aufweist, an dem der Betätigungskopf (12) oder die zweite Achse (10) vorzugsweise mittels Schnapphaken oder Hinterschneidungen gehaltert sind.Rotary encoder according to one of the preceding claims,
characterized in that the coupling element (6) has a fastening portion (18) on which the actuating head (12) or the second axis (10) are preferably held by means of snap hooks or undercuts.
dadurch gekennzeichnet, dass ein Halteelement (23) vorgesehen ist, welches das Kupplungselement (6) auf der ersten Achse (3) hält.Rotary encoder according to one of the preceding claims,
characterized in that a holding element (23) is provided, which holds the coupling element (6) on the first axis (3).
dadurch gekennzeichnet, dass ein Führungselement vorgesehen ist, welches den Betätigungskopf (12) oder die zweite Achse (10), insbesondere in axialem Versatz zur ersten Achse (3), führt.Rotary encoder according to one of the preceding claims,
characterized in that a guide element is provided, which guides the actuating head (12) or the second axis (10), in particular in axial offset from the first axis (3).
dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (23) und/oder das Führungselement als Teil eines Gehäuses (20) des Gerätes oder der Gerätebaugruppe ausgebildet sind.Device or device assembly with a rotary encoder according to claim 8 or 9,
characterized in that the holding element (23) and / or the guide element are formed as part of a housing (20) of the device or the device assembly.
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