EP2049965B1 - Joystick für ein frachtladesystem - Google Patents

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EP2049965B1
EP2049965B1 EP07726135A EP07726135A EP2049965B1 EP 2049965 B1 EP2049965 B1 EP 2049965B1 EP 07726135 A EP07726135 A EP 07726135A EP 07726135 A EP07726135 A EP 07726135A EP 2049965 B1 EP2049965 B1 EP 2049965B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
joystick
actuating element
face
restoring
operating element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP07726135A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2049965A1 (de
Inventor
Gunnar Sems
Alf Paulsen
Peter Pietsch
Detief Bellersen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rheinmetall Electronics GmbH
Original Assignee
Rheinmetall Defence Electronics GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Rheinmetall Defence Electronics GmbH filed Critical Rheinmetall Defence Electronics GmbH
Publication of EP2049965A1 publication Critical patent/EP2049965A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2049965B1 publication Critical patent/EP2049965B1/de
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/04—Controlling members for hand actuation by pivoting movement, e.g. levers
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/03—Means for enhancing the operator's awareness of arrival of the controlling member at a command or datum position; Providing feel, e.g. means for creating a counterforce
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G05G2009/0474—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks characterised by means converting mechanical movement into electric signals
    • G05G2009/04744—Switches

Definitions

  • the present invention relates to a joystick for a control device of a freight loading system, in particular in an aircraft.
  • a joystick serves as an input device for the control of the cargo loading system to the loading personnel.
  • Such a joystick is often subjected to heavy mechanical loads during loading or unloading.
  • the joystick must survive several hundred thousand load cycles and be usable over a wide temperature range.
  • the document GB 1 509 101 discloses a joystick having an actuator and a fixed frame. Upon actuation of the joystick, projections of the frame slide over the surface of a spring loaded lever arm.
  • a joystick according to Petentextentextrative 1 has a tiltable in two opposite directions actuator element with a substantially funnel-shaped contour and a rotatable return element with a free and a mounted end, wherein the free end of the return element at one end of the Actuator abuts, the surface of the end face has a varying distance to the tilting axis of the actuating element, between the restoring element and at least one stationary point at least one elastic element is arranged and by tilting the actuating element, the restoring element is rotatable about its mounted end.
  • the elastic element is, for example, a spring, in particular a tension spring.
  • the free end of the restoring element is pressed against the end face of the actuating element. Due to the varying distance of the end face to the tilting axis of the actuating element, the free end of the restoring element is pressed away from the tilting axis when the actuating element is tilted against the force exerted by the elastic element. Conversely, the force exerted by the elastic element on the return element causes the unconfirmed joystick to move the free end of the return element over the face of the actuating element, for example, slides or rolls until a contact point is reached, in which a (local or global) minimum of Distance of the front side of the tilting axis prevails.
  • the distance of the front side of the tilting axis of the actuating element has exactly a minimum, which lies in particular on the central axis of the actuating element.
  • the distance of the front side of the tilting axis of the actuating element grows strictly monotonically with increasing distance from the central axis of the actuating element. This means that the free end of the restoring element rotates the unactuated actuating element about the tilting axis by the force exerted by the elastic element on the restoring element until the free end rests in the distance minimum on the end face.
  • the joystick has a Reaches center position, into which it is automatically centered.
  • the restoring element is in a zero position, from which it can only be deflected in one direction, since its free end of the tilting axis of the actuating element can not approach further.
  • the end face of the actuating element is designed mirror-symmetrically.
  • the force required for tilting the actuating element in both tilting directions is the same.
  • the plane of symmetry of the mirror-symmetrical front side extends through the central axis of the actuating element.
  • the end face of the actuating element is formed by two arcs. This leads to an advantageous, steady course of the force over the tilt angle.
  • a roller is arranged at the free end of the restoring element. In a relative movement between the free end of the restoring element and the end face of the actuating element, this roller rolls over the end face.
  • this has the advantage of reduced abrasion and, concomitantly, longer life of the joystick.
  • this results in a reduced friction, so that the actuator is moved back from its center position by the return element in the middle position even with only a small deflection.
  • the joystick preferably has at least one switching means which can be actuated by means of the reset element, in particular a microswitch. With the aid of the switching means can be determined whether the deflection of the restoring element from its zero position and thus the tilt angle of the actuating element has exceeded a predetermined switching threshold from its center position.
  • the switching element is arranged stationary in the joystick and the return element has a means for actuating the switching means.
  • the means for actuating the switching means is, for example, a nose or a projection.
  • the joystick has at least two actuatable by the actuating element switching means, in particular micro-switch on. Depending on the tilting direction of the actuating element at least one of the switching means is actuated. As a result, the tilting direction of the actuating element is detectable.
  • the switching elements are arranged stationarily in the joystick and the actuating element has at least one means for actuating the switching means. This agent is for example a nose or a projection.
  • the actuatable by the return element and the actuating element switching means are arranged in the joystick that the actuatable by the reset element switching means is actuated at a tilt angle of the actuating element, which is smaller than the tilt angle at which a switching means is actuated by the actuating element.
  • a tilt angle of the actuating element which is smaller than the tilt angle at which a switching means is actuated by the actuating element.
  • FIG. 1a shows a three-dimensional view of a joystick 1, as used in particular in Inside Control Panel (ICP) designated control devices for cargo loading systems in aircraft.
  • ICP Inside Control Panel
  • the joystick 1 has two opposite actuating directions.
  • the mechanics of the joystick 1 is housed in a housing 2, which in the present example, for protection against damage, for example, in the ceiling or a wall of the hold is retractable.
  • the joystick 1 can be actuated by means of a handle 3.
  • a bellows 4 seals the joystick 1 against contamination.
  • FIG. 1b shows a plan view of the joystick 1 FIG. 1a in which the cutting lines for the sectional views in the Figures 2 . 3 . 7 and 8th are drawn.
  • FIG. 2 shows a sectional view through the joystick 1 FIG. 1a along the section line AA.
  • the handle 3 is connected to a tiltable about the axis 12 in two opposite directions actuator 5.
  • a return element 6 is rotatably mounted around an end 7.
  • a roller 9 is arranged, against a front side 11th of the actuating element 5 presses.
  • the pressing force is generated by two elastic elements in the form of tension springs 16 and 18, which on two arms 10 a and 10 b (in FIG. 2 not shown) of the return element 6 attack.
  • FIG. 3 shows the sectional view of the joystick 1 FIG. 2 with tilted actuator 5.
  • the distance of the support point of the roller 9 on the end face 11 of the actuating element 5 of the tilting axis 12 is greater than in the in FIG. 2 This has the consequence that the free end 8 of the return element 6 has been rotated about the mounted end 7.
  • the force exerted by the springs 16, 18 on the return element 6 force is transmitted via the roller 9 on the actuator 5. This force is on the one hand to be overcome by the user to tilt the Betquestioned Trentslement 5 from any position on.
  • FIGS. 4 and 5 show the actuator 5 in front view or spatial representation.
  • the funnel-shaped contour of the actuating element 5 can be seen.
  • a first region of the actuating element 5 consists of a straight shaft, a second region has a triangular contour, wherein the tip of the triangle pointing to the shaft lies on the central axis 14 of the actuating element 5.
  • the tilting axis 12 is arranged between the first and second region of the actuating element 5, so that the overall result is a lever.
  • the end face 11 of the actuating element 5 is formed mirror-symmetrically, wherein the plane of symmetry extends through the central axis 14 of the actuating element 5.
  • the surface of the end face 11 has a varying distance to the tilting axis 12 of the actuating element 5 in such a way that the distance increases strictly monotonically with increasing distance of the point on the end face 11 of the plane of symmetry.
  • the distance of points on the face 11 is at a constant distance from the plane of symmetry, in FIG. 4 that is, in the plane of the drawing, constant over the thickness d of the actuating element 5.
  • the in FIG. 4 Nose 13 extending out of the plane of the drawing serves to actuate switching means 19 and 20.
  • FIG. 6 shows the return element 6 with the stored end 7 and the free end 8. At the free end 8, a rotatable roller 9 and two arms 10a and 10b are arranged.
  • the return element 6 also has a nose 15, which consists of a screw in the present embodiment.
  • the arms 10a and 10b serve to connect to the springs 16, 18 and the nose 15 of the operation of a switching means 17 which detects a movement of the return element 6.
  • FIG. 7 shows a further section through the joystick 1 along the section line BB FIG. 1b , In this sectional view, the tension spring 16 and the micro switch 17 can be seen.
  • One end of the spring 16 is connected to a fixed point in the housing 2, the other end to the arm 10a of the return element 6.
  • the micro-switch 17 is fixedly arranged in the joystick 1, that it is actuated by means of the nose 15 of the return element 6.
  • center position of the actuating element 5 presses the nose 15 against an actuating member of the micro-switch 17, so that it is closed.
  • the actuation of the microswitch 17 ends by the nose 15, whereby the microswitch 17 is opened and the deflection of the actuating element 5 from its center position by a in Electronics not shown in the figures can be detected.
  • FIG. 8 shows a further sectional view of the joystick 1 along the section line CC FIG. 1b ,
  • Another elastic element in the form of the tension spring 18 and two micro-switches 19 and 20 are another elastic element in the form of the tension spring 18 and two micro-switches 19 and 20.
  • One end of the spring 18 is fixed to a fixed point in the housing 2, the other end to the arm 10b of the return element 6.
  • the micro-switches 19 and 20 are arranged such that they are actuated by means of the nose 13 of the actuating element 5.
  • both micro-switches 19 and 20 are opened. If the handle 3 is pressed by the user to the left, then the actuator 5 tilts clockwise about the tilt axis 12.
  • the nose 13 of the control element 5 actuates an actuator of the microswitch 19 and closes it.
  • a tilting of the actuating element 5 about the tilting axis 12 takes place in the counterclockwise direction. This leads from a defined tilt angle for actuating the actuating member of the microswitch 20 through the nose 13 of the actuating element 5.
  • the state of the microswitch 19 and 20 and thus the tilting direction of the actuating element 5 can be detected by means of an electronics not shown in the figures.
  • the configuration of the actuating element 5 and the return element 6 and the number and arrangement of the microswitches and springs is variable, without departing from the spirit.
  • other elastic elements than the illustrated tension springs and other switching means may be used as the illustrated microswitches.
  • the use of a protection against contamination, in the present example in the form of the bellows 4, is optional.
  • the restoring element can be designed not only rotationally but also translatorisch deliverable.
  • at least one stop is provided which limits the movement of the restoring element and / or the actuating element.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Joystick für eine Steuereinrichtung eines Frachtladesystems, insbesondere in einem Flugzeug.
  • In Transportmitteln wie beispielsweise Flugzeugen werden oftmals Frachtladesysteme verwendet, um Frachtstücke wie Container oder Paletten in den Frachtraum einzubringen beziehungsweise im Frachtraum zu manövrieren. Als Eingabegerät für die Steuerung des Frachtladesystems dient dem Beladepersonal beispielsweise ein Joystick. Ein derartiger Joystick ist beim Be- oder Entladevorgang häufig starken mechanischen Belastungen ausgesetzt. Darüber hinaus muss der Joystick mehrere einhunderttausend Belastungszyklen überdauern und in einem großen Temperaturbereich einsetzbar sein.
  • Die Dokumente US 4,41,258 und US 3,487,958 offenbaren Joysticks mit einem Betätigungselement und einer Oberfläche, auf der ein Ende eines federgelagerten Hebelarms gleitet, In Randbereichen dieser Oberflächen sind Vertiefungen vorgesehen, um Raststellungen für den Joystick auszubilden.
  • Das Dokument GB 1 509 101 offenbart einen Joystick mit einem Betätigungselement und einem fest damit verbundenen Rahmen. Bei einer Betätigung des Joysticks gleiten Vorsprünge des Rahmens über die Oberfläche eines federgelagerten Hebelarms.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Joystick In einer Steuereinrichtung eines Frachtladesystems bereitzustellen, der einfach und verschleißarm aufgebaut ist, in einem weiten Temperaturbereich einsetzbar ist und dem Bediener bei der Betätigung eine haptische Rückmeldung gibt.
  • Gelöst wird diese Aufgabe enfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind In den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Ein Joystick nach Petentanspruch 1 weist ein in zwei entgegengesetzte Richtungen kippbares Betätigungselement mit im Wesentlichen trichterförmiger Kontur und ein drehbares Rückstellelement mit einem freien und einem gelagerten Ende auf, wobei das freie Ende des Rückstellelementes an einer Stirnseite des Betätigungselementes anliegt, die Oberfläche der Stirnseite einen variierenden Abstand zur Kippachse des Betätigungselementes aufweist, zwischen dem Rückstellelement und zumindest einem ortsfesten Punkt mindestens ein elastisches Element angeordnet ist und durch Kippen des Betätigungselementes das Rückstellelement um sein gelagertes Ende drehbar ist. Bei dem elastischen Element handelt es sich beispielsweise um eine Feder, insbesondere eine Zugfeder.
  • Durch das elastische Element wird das freie Ende des Rückstellelementes gegen die Stirnseite des Betätigungselementes gedrückt. Durch den variierenden Abstand der Stirnseite zur Kippachse des Betätigungselementes wird das freie Ende des Rückstellelementes beim Kippen des Betätigungselementes gegen die vom elastischen Element ausgeübte Kraft von der Kippachse weg gedrückt. Umgekehrt bewirkt die vom elastischen Element auf das Rückstellelement ausgeübte Kraft, dass sich bei unbetätigtem Joystick das freie Ende des Rückstellelementes über die Stirnseite des Betätigungselementes bewegt, beispielsweise gleitet oder rollt, bis ein Auflagepunkt erreicht ist, in dem ein (lokales oder globales) Minimum des Abstandes der Stirnseite von der Kippachse herrscht.
  • Mittels der Form der Stirnseite und der Kennlinie des elastischen Elementes ist der Verlauf zum Kippen des Betätigungselementes über dem Kippwinkel bedarfsgerecht anpassbar.
  • Der Abstand der Stirnseite von der Kippachse des Betätigungselementes weist genau ein Minimum auf, das insbesondere auf der Mittelachse des Betätigungselementes liegt. Der Abstand der Stirnseite von der Kippachse des Betätigungselementes wächst streng monoton mit steigendem Abstand von der Mittelachse des Betätigungselementes. Dies bedeutet, dass das freie Ende des Rückstellelementes durch die von dem elastischen Element auf das Rückstellelement ausgeübte Kraft das unbetätigte Betätigungselement um die Kippachse dreht, bis das freie Ende in dem Abstandsminimum auf der Stirnseite aufliegt. In dieser Position hat der Joystick eine Mittelstellung erreicht, in die er automatisch zentriert wird. Gleichzeitig befindet sich das Rückstellelement in einer Nulllage, aus der es nur in eine Richtung ausgelenkt werden kann, da sich sein freies Ende der Kippachse des Betätigungselementes nicht weiter nähern kann.
  • In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Stirnseite des Betätigungselementes spiegelsymmetrisch ausgebildet. Dies führt dazu, dass die für das Kippen des Betätigungselementes notwendige Kraft in beiden Kipprichtungen gleich ist. Besonders bevorzugt verläuft die Symmetrieebene der spiegelsymmetrischen Stirnseite durch die Mittelachse des Betätigungselementes.
  • In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Stirnseite des Betätigungselementes durch zwei Bögen gebildet. Dies führt zu einem vorteilhaften, stetigen Verlauf der Kraft über dem Kippwinkel.
  • In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist am freien Ende des Rückstellelementes eine Rolle angeordnet. Bei einer Relativbewegung zwischen dem freien Ende des Rückstellelementes und der Stirnseite des Betätigungselementes rollt diese Rolle über die Stirnfläche. Dies hat einerseits den Vorteil eines verringerten Abriebs und damit einhergehend einer längeren Lebensdauer des Joysticks. Andererseits resultiert daraus eine verringerte Reibung, so dass das Betätigungselement auch bei nur geringer Auslenkung aus seiner Mittelstellung durch das Rückstellelement in die Mittelstellung zurückbewegt wird.
  • Bevorzugt weist der Joystick mindestens ein mittels des Rückstellelementes betätigbares Schaltmittel, insbesondere einen Mikroschalter, auf. Mit Hilfe des Schaltmittels ist ermittelbar, ob die Auslenkung des Rückstellelementes aus seiner Nulllage und damit der Kippwinkel des Betätigungselementes aus seiner Mittelstellung eine festgelegte Schaltschwelle überschritten hat. In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist das Schaltelement ortsfest im Joystick angeordnet und das Rückstellelement weist ein Mittel zur Betätigung des Schaltmittels auf. Bei dem Mittel zur Betätigung des Schaltmittels handelt es sich beispielsweise um eine Nase oder einen Vorsprung.
  • Weiterhin bevorzugt weist der Joystick mindestens zwei mittels des Betätigungselementes betätigbare Schaltmittel, insbesondere Mikroschalter, auf. Je nach Kipprichtung des Betätigungselementes wird zumindest eines der Schaltmittel betätigt. Dadurch ist die Kipprichtung des Betätigungselementes detektierbar. In einer Ausgestaltungsform der Erfindung sind die Schaltelemente ortsfest im Joystick angeordnet und das Betätigungselement weist mindestens ein Mittel zur Betätigung der Schaltmittel auf. Bei diesem Mittel handelt es sich beispielsweise um eine Nase oder einen Vorsprung.
  • Bevorzugt sind die durch das Rückstellelement und das Betätigungselement betätigbaren Schaltmittel derart im Joystick angeordnet, dass das vom Rückstellelement betätigbare Schaltmittel bei einem Kippwinkel des Betätigungselementes betätigt wird, der kleiner ist als der Kippwinkel, bei dem ein Schaltmittel durch das Betätigungselement betätigt wird. Beim Kippen des Betätigungselementes wird also erst ein Schaltmittel durch das Rückstellelement und danach ein Schaltmittel durch das Betätigungselement betätigt. Die von der Kipprichtung des Betätigungselementes abhängige auszuführende Funktion wird erst dann ausgeführt, wenn sowohl das durch das Rückstellelement betätigbare Schaltmittel als auch das durch das Betätigungselement betätigbare Schaltmittel seinen Schaltzustand geändert hat. Dabei handelt es sich um eine Sicherheitsmaßnahme, die verhindert, dass im Falle des Defekts eines Schaltmittels eine Funktion ungewollt ausgelöst wird.
  • Die vorliegende Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dabei zeigt
    • Figur 1a
    eine räumliche Ansicht eines Joysticks,
    Figur 1b
    eine Aufsicht auf den Joystick aus Figur 1a,
    Figur 2
    eine Schnittdarstellung des Joysticks aus Figur 1a entlang der Schnittlinie A-A,
    Figur 3
    die Schnittdarstellung aus Figur 2 mit gekipptem Betätigungselement,
    Figur 4
    ein Betätigungselement,
    Figur 5
    die räumliche Darstellung des Betätigungselementes aus Figur 4,
    Figur 6
    ein Rückstellelement,
    Figur 7
    eine weitere Schnittdarstellung des Joysticks aus Figur 1a entlang der Schnittlinie B-B und
    Figur 8
    noch eine weitere Schnittdarstellung des Joysticks aus Figur 1a entlang der Schnittlinie C-C.
  • Figur 1a zeigt eine dreidimensionale Ansicht eines Joysticks 1, wie er insbesondere in als Inside-Control-Panel (ICP) bezeichneten Steuereinrichtungen für Frachtladesysteme in Flugzeugen eingesetzt wird. Zur Steuerung der translatorischen Bewegung eines Frachtstücks innerhalb des Frachtraums weist der Joystick 1 zwei entgegengesetzte Betätigungsrichtungen auf. Die Mechanik des Joysticks 1 ist in einem Gehäuse 2 untergebracht, das im vorliegenden Beispiel zum Schutz vor Beschädigungen beispielsweise in der Decke oder einer Wand des Frachtraums versenkbar ist. Der Joystick 1 ist mittels einer Handhabe 3 betätigbar. Ein Faltenbalg 4 dichtet den Joystick 1 gegen Verschmutzungen ab.
  • Figur 1b zeigt eine Aufsicht auf den Joystick 1 aus Figur 1a, in der die Schnittlinien für die Schnittdarstellungen in den Figuren 2, 3, 7 und 8 eingezeichnet sind.
  • Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung durch den Joystick 1 aus Figur 1a entlang der Schnittlinie A-A. Die Handhabe 3 ist mit einem um die Achse 12 in zwei entgegengesetzte Richtungen kippbaren Betätigungselement 5 verbunden. Ein Rückstellelement 6 ist drehbar um ein Ende 7 gelagert. Am freien Ende 8 des Rückstellelementes 6 ist eine Rolle 9 angeordnet, die gegen eine Stirnseite 11 des Betätigungselementes 5 drückt. Die Andruckkraft wird von zwei elastischen Elementen in Form von Zugfedern 16 und 18 erzeugt, die an zwei Armen 10a und 10b (in Figur 2 nicht dargestellt) des Rückstellelementes 6 angreifen.
  • Figur 3 zeigt die Schnittdarstellung des Joysticks 1 aus Figur 2 mit gekipptem Betätigungselement 5. Der Abstand des Auflagepunktes der Rolle 9 auf der Stirnseite 11 des Betätigungselementes 5 von der Kippachse 12 ist größer als in der in Figur 2 dargestellten Mittelstellung des Betätigungselementes 5. Dies hat zur Folge, dass das freie Ende 8 des Rückstellelementes 6 um das gelagerte Ende 7 gedreht wurde. Die durch die Federn 16, 18 auf das Rückstellelement 6 ausgeübte Kraft überträgt sich über die Rolle 9 auf das Betätigungselement 5. Diese Kraft ist einerseits vom Benutzer zu überwinden, um das Betätigungslement 5 aus einer beliebigen Position weiter zu kippen. Andererseits verursacht diese Kraft bei losgelassenem Betätigungselement 5 ein Abrollen der Rolle 9 auf der Stirnseite 11, bis die Rolle 9 eine Position erreicht hat, in der der Abstand der Stirnseite 11 von der Kippachse 12 ein Minimum erreicht. Im vorliegende Fall ist das die in Figur 2 dargestellte Mittelstellung des Betätigungselementes 5. Die von der Mechanik auf das Betätigungselement 5 ausgeübte Kraft, die der Benutzer zum Kippen des Betätigungselementes 5 aufbringen muss bzw. das Betätigungselement 5 in seine Mittelstellung zurückbringt, ist unter anderem abhängig von der auf das Rückstellelement 6 ausgeübten Kraft durch die Federn 16, 18 und die Form der Stirnseite 11.
  • Die Figuren 4 und 5 zeigen das Betätigungselement 5 in Vorderansicht beziehungsweise räumlicher Darstellung. Insbesondere in Figur 4 ist die trichterförmige Kontur des Betätigungselementes 5 zu erkennen. Ein erster Bereich des Betätigungselementes 5 besteht aus einem geraden Schaft, ein zweiter Bereich weist eine dreieckartige Kontur auf, wobei die zum Schaft weisende Spitze des Dreiecks auf der Mittelachse 14 des Betätigungselementes 5 liegt. Die Kippachse 12 ist zwischen dem ersten und zweiten Bereich des Betätigungselementes 5 angeordnet, sodass sich insgesamt ein Hebel ergibt.
  • Die Stirnseite 11 des Betätigungselementes 5 ist spiegelsymmetrisch ausgebildet, wobei die Symmetrieebene durch die Mittelachse 14 des Betätigungselementes 5 verläuft. Die Oberfläche der Stirnseite 11 weist einen variierenden Abstand zur Kippachse 12 des Betätigungselementes 5 auf derart, dass der Abstand mit steigendem Abstand des Punktes auf der Stirnseite 11 von der Symmetrieebene streng monoton wächst. Der Abstand von Punkten auf der Stirnseite 11 ist bei gleichbleibendem Abstand von der Symmetrieebene, in Figur 4 also in die Zeichenebene hinein, über die Dicke d des Betätigungselementes 5 konstant. Die sich in Figur 4 aus der Zeichenebene heraus erstreckende Nase 13 dient der Betätigung von Schaltmitteln 19 und 20.
  • Figur 6 zeigt das Rückstellelement 6 mit dem gelagerten Ende 7 und dem freien Ende 8. Am freien Ende 8 sind eine drehbare Rolle 9 sowie zwei Arme 10a und 10b angeordnet. Das Rückstellelement 6 weist weiterhin eine Nase 15 auf, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einer Schraube besteht. Die Arme 10a und 10b dienen der Verbindung mit den Federn 16, 18 und die Nase 15 der Betätigung eines Schaltmittels 17, das eine Bewegung des Rückstellelementes 6 detektiert.
  • Figur 7 zeigt einen weiteren Schnitt durch den Joystick 1 entlang der Schnittlinie B-B aus Figur 1b. In dieser Schnittdarstellung sind die Zugfeder 16 und der Mikroschalter 17 erkennbar. Ein Ende der Feder 16 ist mit einem festen Punkt im Gehäuse 2 verbunden, das andere Ende mit dem Arm 10a des Rückstellelementes 6. Der Mikroschalter 17 ist derart ortsfest im Joystick 1 angeordnet, dass er mittels der Nase 15 des Rückstellelementes 6 betätigbar ist. In der in Figur 7 dargestellten Mittelstellung des Betätigungselementes 5 drückt die Nase 15 gegen ein Betätigungsorgan des Mikroschalters 17, so dass dieser geschlossen ist. Ab einer definierten Auslenkung des Betätigungselementes 5 aus seiner Mittelstellung und der damit einhergehenden Drehung des Rückstellelementes 6 aus seiner Nulllage endet die Betätigung des Mikroschalters 17 durch die Nase 15, wodurch der Mikroschalter 17 geöffnet wird und die Auslenkung des Betätigungselementes 5 aus seiner Mittelstellung durch eine in den Figuren nicht dargestellte Elektronik detektierbar ist.
  • Figur 8 zeigt eine weitere Schnittdarstellung des Joysticks 1 entlang der Schnittlinie C-C aus Figur 1b. Zu erkennen sind ein weiteres elastisches Element in Form der Zugfeder 18 sowie zwei Mikroschalter 19 und 20. Ein Ende der Feder 18 ist an einem ortsfesten Punkt im Gehäuse 2 befestigt, das andere Ende am Arm 10b des Rückstellelementes 6. Die Mikroschalter 19 und 20 sind derart angeordnet, dass sie mittels der Nase 13 des Betätigungselementes 5 betätigbar sind. In der in Figur 8 dargestellten Mittelstellung des Betätigungselementes 5 sind beide Mikroschalter 19 und 20 geöffnet. Wird die Handhabe 3 durch den Benutzer nach links gedrückt, so kippt das Betätigungselement 5 im Uhrzeigersinn um die Kippachse 12. Ab einem definierten Kippwinkel betätigt die Nase 13 des Bedienelementes 5 ein Betätigungsorgan des Mikroschalters 19 und schließt diesen. Bei einer Auslenkung der Handhabe 3 aus der Mittelstellung nach rechts erfolgt eine Kippung des Betätigungselementes 5 um die Kippachse 12 entgegen dem Uhrzeigersinn. Dies führt ab einem definierten Kippwinkel zur Betätigung des Betätigungsorgans des Mikroschalters 20 durch die Nase 13 des Betätigungselementes 5. Der Zustand der Mikroschalter 19 und 20 und damit die Kipprichtung des Betätigungselementes 5 sind mittels einer in den Figuren nicht dargestellten Elektronik detektierbar.
  • Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel ist rein exemplarisch und insofern nicht beschränkend. Insbesondere die Ausgestaltung des Betätigungselementes 5 und des Rückstellelementes 6 sowie die Anzahl und Anordnung der Mikroschalter und Federn ist variabel, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. Insbesondere können andere elastische Elemente als die dargestellten Zugfedern und andere Schaltmittel als die dargestellten Mikroschalter verwendet werden. Ebenfalls möglich ist das Weglassen der Handhabe 3 oder einer einstückige Ausbildung des Betätigungselementes 5 mit der Handhabe 3. Auch die Verwendung eines Schutzes gegen Verschmutzung, im vorliegenden Beispiel in Form des Faltenbalges 4, ist optional. Das Rückstellelement kann nicht nur rotatorisch, sondern auch translatorisch zustellbar ausgeführt sein. Optional ist mindestens ein Anschlag vorgesehen, der die Bewegung des Rückstellelementes und/oder des Betätigungselementes begrenzt.

Claims (10)

  1. Joystick (1) für eine Steuereinrichtung eines Frachtladesystems, insbesondere in einem Flugzeug, mit einem in zwei entgegengesetzte Richtungen kippbaren Betätigungselement (5) mit im Wesentlichen trichterförmiger Kontur und einem drehbaren Rückstellelement (6) mit einem freien (8) und einem gelagerten Ende (7), wobei das freie Ende (8) des Rückstellelements (6) an einer Stirnseite (11) des Betätigungselements (5) anliegt, die Oberfläche der Stirnseite (11) einen variierenden Abstand zur Kippachse (12) des Betätlgungselements (5) aufweist, zwischen dem Rückstellelement (6) und zumindest einem ortsfesten Punkt mindestens ein elastisches Element (16, 18) angeordnet ist und durch Kippen des Betätigungselements (5) das Rückstellelement (6) um sein gelagertes Ende (7) drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Oberfläche der Stirnseite (11) von der Kippachse des Betätigungselementes (5) genau ein Minimum aufweist und der Abstand der Oberfläche der Stirnseite (11) von der Kippachse (12) des Betätigungselementes (5) mit steigendem Abstand von der Mittelachse des Betätigungselementes (5) streng monoton wächst.
  2. Joystick (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem elastischen Element (16, 18) um eine Feder, Insbesondere eine Zugfeder handelt.
  3. Joystick (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Rolle (9) am freien Ende (8) des Rückstellelements (6).
  4. Joystick (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite (11) des Betätigungselements (5) spiegelsymmetrisch ausgebildet ist.
  5. Joystick (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Symmetrieebene durch die Mittelachse (14) des Betätigungselements (5) verläuft.
  6. Joystick (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite (11) des Betätigungselements (5) durch zwei Bögen gebildet ist.
  7. Joystick (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch mindestens ein mittels des Rückstellelements (5) betätigbares Schaltmittel (17), insbesondere einen Mikroschalter.
  8. Joystick (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (17) ortsfest im Joystick (1) angeordnet ist und das Rückstellelement (6) ein Mittel (15) zur Betätigung des Schaltmittels (17) aufweist.
  9. Joystick (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch mindestens zwei mittels des Betätigungselements (5) betätigbare Schaltmittel (19, 20), insbesondere Mikroschalter.
  10. Joystick (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (19, 20) ortsfest im Joystick (1) angeordnet sind und das Betätigungselement (5) Mittel (10a, 10b) zur Betätigung der Schaltmittel (19, 20) aufweist.
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