EP3115863B1

EP3115863B1 - Steuerelement

Info

Publication number: EP3115863B1
Application number: EP16175706.7A
Authority: EP
Inventors: Alfred Müller
Original assignee: Mulag Fahrzeugwerk Heinz Woessner GmbH and Co KG
Current assignee: Mulag Fahrzeugwerk Heinz Woessner GmbH and Co KG
Priority date: 2015-07-03
Filing date: 2016-06-22
Publication date: 2019-08-07
Anticipated expiration: 2036-06-22
Also published as: EP3115863A3; DE202015103509U1; EP3115863A2

Description

I. Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein Steuerelement, wie bekannt aus EP 2 212 755 A , mit einem Steuerknüppel, wie er häufig verwendet wird, um die Bewegungen einer Arbeitsmaschine, insbesondere einer selbst-fahrenden Arbeitsmaschine, zu steuern.

II. Technischer Hintergrund

Die Grundfunktion eines solchen Steuerelementes besteht zunächst in der Schwenkbarkeit seines Steuerknüppels um zwei im Winkel zueinander stehende, horizontale Achsen am unteren Ende des Steuerknüppels, so dass dieser nach vorne geschoben, nach hinten gezogen und ebenso zur linken und zur rechten Seite gedrückt werden kann.
Dadurch werden beispielsweise Bewegungen vorwärts oder rückwärts veranlasst oder Lenkbewegungen zur linken oder rechten Seite. Die Rückstellung des Steuerknüppels in die Ausgangslage, also die Mittellage, erfolgt meist automatisch.
Ein solcher Steuerknüppel wird vom Bediener in der Regel in der Faust gehalten, sodass entweder der Daumen den Steuerknüppel im oberen Bereich umgreift oder er auf der Vorderseite des Steuerknüppels liegt, während die übrigen vier Finger den Steuerknüppel umgreifen und auf dessen Rückseite liegen.
Da man mit dem Steuerknüppel in der Regel noch weitere Funktionen steuern will, sind auf der Vorderseite und/oder auf der Rückseite entweder digitale Betätigungselemente wie etwa Drucktaster oder proportionale Betätigungselemente wie etwa Schieber angeordnet, und zwar so positioniert, dass sie von einem der auf der jeweiligen Vorder- oder Rückseite ruhenden Finger betätigt werden können, ohne dass die Faust insgesamt den Steuerknüppel loslässt.
Da die den Steuerknüppel haltende Hand ganz unterschiedlich groß sein kann, und der Steuerknüppel häufig im Arbeitseinsatz über viele Stunden vom Bediener gehalten werden muss, ist es von ausschlaggebender Bedeutung, dass die Betätigungselemente griffgünstig liegen und ohne Verkrampfungen der haltenden Hand erreicht werden können.
Um mittels des Steuerknüppels möglichst viele weitere Funktionen mittels der Betätigungselemente steuern zu können, war es bisher üblich, dass die dort angeordneten Steuerelemente wie Drucktaster oder Schieber jeweils mit mehreren Funktionsebenen belegt sind, also von einer Funktion auf eine andere umgeschaltet werden können.
Das Umschalten erfordert jedoch entweder ein zusätzliches Betätigungselement, auf jeden Fall jedoch ein Mitdenken des Bedieners, auf welche Funktion das jeweilige Betätigungselement momentan eingestellt ist.

III. Darstellung der Erfindung

a) Technische Aufgabe

Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, ein Steuerelement mit einem Steuerknüppel zu schaffen, der möglichst viele Funktionen steuern kann, und dennoch mit möglichst wenigen Belegungsebenen auskommt und bequem und ohne verkrampfte Haltung vom Bediener geführt werden kann.

b) Lösung der Aufgabe

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, dass über das erste Betätigungselement in Form des ein Steuerknüppels hinaus - sowohl auf der Vorderseite als auch auf der Rückseite des Steuerknüppels und gegebenenfalls auch auf einer der Seitenflächen - weitere insbesondere proportionale Betätigungselemente angeordnet sind, vorzugsweise im Bereich des Kopfes und/oder im Übergangsbereich zwischen Kopf und Schafft des Steuerknüppels.
Dadurch ist die Anzahl körperlich vorhandener proportionaler Betätigungselemente ausreichend groß, sodass das einzelne Betätigungselement nicht mehr mit unterschiedlichen Funktionen belegt und umschaltbar sein muss, wodurch es dem Bediener erspart bleibt, zu wissen oder angezeigt zu bekommen, auf welche Funktion das proportionale Betätigungselement momentan eingestellt ist.
Das gleiche gilt für eventuell zusätzlich vorhandene digitale Betätigungselemente, wie etwa Drucktaster, die einen wesentlich geringeren Platzbedarf besitzen als proportionale Betätigungselemente, und zusätzlich zu diesen zwischen oder neben den proportionalen Betätigungselementen angeordnet werden können.
Das Hauptproblem ist jedoch die ergonomische Anordnung vor allem der der viel Platz beanspruchenden proportionalen Betätigungselemente, beispielsweise Scrollrädern oder Schiebern, deren Drehung bzw. Verschiebung eine entsprechend starke Verstellung der damit gesteuerten Bewegung nach sich zieht.
Zu diesem Zweck ist in der Seitenansicht betrachtet die Frontfläche des Steuerknüppels gekrümmt, wobei sie an ihrem unteren Ende etwa in Richtung der Vertikalen - der Lotrechten auf die ebene Unterseite oder Oberseite des Basiskörpers, und gleichzeitig auch die Verlaufsrichtung des unteren Teiles des Schaftes - verläuft und in ihrem oberen End-Bereich einen Frontflächen-Winkel zur Vertikalen einnimmt, der zwischen 45° und 75°beträgt, vorzugsweise zwischen 53° und 65°.
In der Frontansicht betrachtet verläuft die in der Mitte zwischen den beiden Seitenflächen auf der Frontflächen verlaufende Längsmitte ebenfalls bogenförmig gekrümmt, und zwar an ihrem unteren Ende etwa in Richtung der Vertikalen, und verläuft von dort aus nach oben links gekrümmt, so dass sie an ihrem oberen Ende einen Seitenneigungs-Winkel zur Vertikalen einnimmt, der zwischen 15° und 46° beträgt, vorzugsweise zwischen 27° und 37° beträgt.
Um die gewünschte Anzahl proportionaler Betätigungselemente unterzubringen, sind auf der Vorderfläche des Steuerknüppels im Griffbereich des Daumens mindestens drei solche proportionale Betätigungselemente angebracht, und zwar vorzugsweise in einem Kreisbogen um einen Mittelpunkt, der im mittleren Höhenbereich auf der Vorderseite des Steuerknüppels liegt und in etwa in seiner Position dem Daumengelenk der den Steuerknüppel haltenden Hand entspricht.
Um dabei eine unverkrampfte Handhaltung zu ermöglichen, ist die Vorderseite des Steuerknüppels zweigeteilt und besteht aus einer rechten Daumenfläche, die in der Regel nur sehr schwach oder überhaupt nicht gekrümmt ist, und auf der sich meist nur zwei proportionale Betätigungselemente im oberen Bereich dieser rechten Daumenfläche befinden.
Für Rechtshänder schließt sich links an die rechte Daumenfläche eine linke Daumenfläche an, auf der mindestens ein weiteres proportionales Betätigungselement angeordnet ist.
Diese beiden Daumenflächen unterscheiden sich dadurch, dass die linke Daumenfläche gegenüber der rechten Daumenfläche um einen Absatz niedriger liegt oder von der linken Endkante der rechten Daumenfläche aus nach links hinten wegknickt, was der natürlichen Bewegung des Daumens von links nach rechts entspricht.
In dem Absatz im Höhenbereich zwischen den beiden proportionalen benachbarten Betätigungselementen ist eine im Wesentlichen entlang der Längsmitte verlaufende, erhabene Daumenauflage angeordnet, die aus der Frontfläche vorsteht und höher aufragt als die rechts und links daneben befindlichen proportionalen Betätigungselemente. Dies ermöglicht eine ermüdungsfreie Ablage des Daumens, solange er nicht benötigt wird.
Die proportionalen Betätigungselemente auf der Frontfläche oder allgemein in der vorliegenden Anmeldung sind meist entweder Scrollräder, die ja mit einem Teil ihres Umfanges etwas über die Frontfläche vorstehen, damit sie gedreht werden können, oder Schieber, die meistens auch etwas aus der Formfläche vorstehen, um leichter ergriffen oder verschoben werden zu können.
Natürlich könne solche Bauteile auch bewusst gegenüber der Fläche, in der sie angeordnet sind, versenkt angeordnet sein, um unabsichtliches Betätigen beim Entlangstreichen über diese Fläche zu vermeiden, jedoch ist dann das Betätigen dadurch erschwert.
Damit der Daumen der den Steuerknüppel haltenden Hand mit seinem vorderen Fingerglied die vor allem proportionalen Bedienelemente auf der Frontfläche gut erreichen kann, ist im unteren Bereich des Steuerknüppels, also am Schaft, eine radiale auf wenigstens der rechten Seite vorstehende Handauflage vorhanden, die in der Höhe relativ zum Steuerknüppel verstellbar und fixierbar ist, um darauf den Handballen der den Steuerknüppel haltenden Hand aufzulegen und diese in einer solchen Höhe zu halten, dass der Daumen die auf der Frontseite angeordneten Betätigungselemente gut erreichen kann.
Zu diesem Zweck sind die vor allem proportionalen Betätigungselemente auf der Frontfläche entlang eines Kreisbogens angeordnet, dessen Mittelpunkt etwa im mittleren Höhenbereich des Schwenkteiles liegt, insbesondere bei einer auf der richtig eingestellten Handauflage aufgelegten Hand, im Bereich des Daumengelenkes.
Am oberen Ende, dem Betätigungsende, des Steuerknüppels endet die Frontfläche in einer Oberkante, die an ihrem rechten Endbereich den obersten Punkt der Frontfläche, insbesondere des gesamten Steuerknüppels, aufweist, und von dort aus die Oberkante der Frontfläche nach links unten abfällt, insbesondere bogenförmig konvex gekrümmt abfällt.
Die Bewegungsrichtung der proportionalen Betätigungselemente, also Scrollräder oder Schieber, weicht dennoch nur um maximal einen Schrägwinkel von +- 20 °, besser nur von +- 15°, besser nur von +- 10° von der Längsmitte von der entlang der Frontfläche verlaufenden Längsmitte in diesem Höhenbereich ab, da eine stärkere Abweichung zu einer verkrampften Daumenhaltung führen würde.
Auf der Frontfläche sind - insbesondere zusätzlich - mehrere, insbesondere 3, digitale Betätigungselemente ebenfalls im Griffbereich des Daumens einer den Schwenkteil haltenden Hand angeordnet. Die digitalen Betätigungselemente, insbesondere Taster, sind vorzugsweise jeweils unterhalb je eines der 3 proportionalen Betätigungselemente angeordnet, so dass für deren Betätigung der Daumen gekrümmt werden muss, aber in dieser Stellung gerade das Betätigen eines Drucktasters immer noch problemlos möglich ist im Gegensatz zum Betätigen eines Schiebeschalters oder Scrollrades.
Auch auf der Rückfläche des Steuerknüppels sind weitere Betätigungselemente angeordnet:
Zum einen ist - hinsichtlich der Höhe etwa am Übergang vom Kopf zum Schaft - im Griffbereich des Mittelfingers einer auf der Handauflage ruhenden und den des Steuerknüppel haltenden Hand zunächst ein proportionales Betätigungselement angeordnet, wobei dessen Bewegungsrichtung im Wesentlichen waagrecht ist, so dass es durch Krümmen und Geradestellen des Mittelfingers gut betätigt werden kann.
Dieses proportionale Betätigungselement befindet sich vorzugsweise in der nach oben weisenden Flanke einer in der Seitenansicht betrachteten Aufwölbung in der Rückfläche, wodurch bewirkt wird, dass der Mittelfinger nicht leicht über das proportionale Betätigungselement weiter nach unten abrutscht.
Vorzugsweise darüber ist ein weiteres digitales Betätigungselement angeordnet, welches vorzugsweise ebenfalls mit dem Mittelfinger bedient werden kann, aber auch ggf. mit dem Zeigefinger.
Zwischen beiden ist eine aus der Rückfläche vorstehende Mittelfingerauflage vorgesehen, die weiter vorsteht als die beiden benachbarten Betätigungselemente, und die Form eines in Querrichtung, also etwa der horizontalen, verlaufenden Steges aufweist.
Dort kann der Mittelfinger abgelegt werden, solange er nicht zum Betätigen eines der Betätigungselemente auf der Rückfläche benötigt wird.
Im obersten Bereich der Rückfläche ist vorzugsweise eine Aufwölbung vorgesehen, die insbesondere in der rechten Seitenfläche mündet.
Dadurch entsteht unterhalb dieser Aufwölbung, insbesondere in dem Abstand zum darunter angeordneten digitalen Betätigungselement, eine Ablagerinne für einen Finger, vorzugsweise den Zeigefinger der den Steuerknüppel haltenden Hand, wenn dieser nicht benötigt wird.
Bei einem erfindungsgemäßen Steuerknüppel sind vorzugsweise auch in einer der Seitenflächen - bei einem für einen Rechtshänder gefertigten Steuerknüppel in der rechten Seitenfläche - vorgesehen:
So sind in der rechten Seitenfläche nahe des oberen Betätigungsendes des Steuerknüppels wenigstens ein, vorzugsweise mehrere, digitale Betätigungselemente angeordnet.
Diese befinden sich an der rechten Seitenfläche vorzugsweise näher an der Rückfläche als an der Frontfläche und weisen einen unterschiedlichen Abstand zur Rückfläche auf, aber vorzugsweise den gleichen Abstand zum Befestigungsende, als zur Stirnfläche des Steuerknüppels.
Solche Betätigungselemente in der rechten Seitenfläche können sehr gut mit dem Zeigefinger erreicht werden, der länger ist als der Daumen, weshalb die obersten Betätigungselemente in der Frontfläche, vorzugsweise die proportionalen Betätigungselemente, von der oberen Endkante der Frontfläche nach unten zurückversetzt angeordnet sind.
Dadurch haben die Betätigungselemente am oberen Ende der Seitenfläche die richtige Lage um von einem fast oder vollständig ausgestreckten Zeigefinder der haltenden Hand des Steuerknüppels betätigt werden zu können.
Natürlich können an Stelle eines digitalen Betätigungselementes dort auch zusätzlich oder stattdessen ein oder auch gar zwei proportionale Betätigungselemente angeordnet sein, erfahrungsgemäß überfordert es jedoch die Motorik des Benutzers, wenn er mit mehr als zwei Fingern derselben Hand unterschiedliche Bewegungen, insbesondere unterschiedliche Schiebebewegungen in Fingerlängsrichtung, durchführen soll.
Die beiden digitalen Betätigungselemente in der Seitenfläche befinden sich vorzugsweise in jeweils einem Teilbereich dieser Seitenfläche, die die Flanken einer Aufwölbung darstellen oder die Teilbereiche in einem Winkel von etwa 75° bis 88°, besser von 80° bis 86°, zueinander stehen.
Dadurch erschließt sich dem Benutzer allein durch den Tastsinn des Zeigefingers und die Flächenneigung um dieses Betätigungselement herum, um welches der beiden es sich handelt.
Für die Anordnung des erfindungsgemäßen Steuerknüppels an einem Bauteil der Umgebung ist es wesentlich, dass das Basisteil, welches in aller Regel, eine Befestigungsplatte und einen nach unten darüber vorstehenden Teil umfasst, möglichst flach ausgebildet ist, damit keine tiefe Vertiefung in dem aufnehmenden Bauteil benötigt wird.
Vorzugsweise ist der Basiskörper deshalb nur maximal 3,0 cm hoch, besser maximal 2,5 cm hoch, besser nur 2,2 cm oder gar besser nur maximal 1,5 cm.
Um die Bewegungsmöglichkeiten und Haltekräfte der Hand 50 nicht zu überfordern, hat der Kopf des Steuerknüppels in der Seitenansicht betrachtet eine Dicke zwischen 5,0 cm und 7,0 cm, besser zwischen 5,5 cm und 6,5 cm, gemessen zwischen Frontfläche und Rückfläche.
In der Frontansicht auf die Frontfläche betrachtet besitzt dieser an seiner breitesten Stelle eine Breite von 7,0 cm bis 10,0 cm, besser nur zwischen 8,0 cm und 9,0 cm.

c) Ausführungsbeispiele

Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist im Folgenden beispielhaft anhand der Figuren dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1a - c:: das Steuerelement in unterschiedlichen Ansichten im Wesentlichen von vorne,
Fig. 2a - c:: das Steuerelement in unterschiedlichen Ansichten im Wesentlichen von hinten,
Fig. 3a - c:: das Steuerelement in unterschiedlichen Ansichten im Wesentlichen von der Seite,
Fig. 4a: das Steuerelement von schräg oben in der Aufsicht auf die obere Stirnfläche,
Fig. 4b: das Steuerelement von unten,
Fig. 5a, b:: das Steuerelement im Wesentlichen von vorne mit haltender Hand
Fig. 6a - d:: das Steuerelement im Wesentlichen von hinten mit haltender Hand.

Das in den Figuren dargestellte Steuerelement besteht aus dem Steuerknüppel 1, welcher gemäß der Figuren 5 und 6 von der Hand 50 des Bedieners gehalten werden soll, und einem Basiskörper 8, welches der Befestigung des Steuerknüppels an einem Bauteil der Umgebung dient, und von dessen Oberseite der Steuerknüppel 1 mittels eines Gelenkes befestigt ist und nach oben ragt.
Das Basisteil 8 besitzt entweder eine ebene Oberseite 8a und/oder eine ebene Unterseite 8b, zumindest an der Befestigungsplatte des Basisteiles 8, welches der Verschraubung gegenüber einem anderen Bauteil dient.
Diese ebene Oberseite 8a oder 8b, in diesem Fall die Ebene der Befestigungsplatte, wird für die Zwecke der vorliegenden Anmeldung als die horizontale Ebene angenommen, da der Basiskörper meist auf einer horizontalen Fläche befestigt wird.
Analog dazu wird die Lotrechte auf diese ebene Oberseite oder Unterseite 8a, b des Basiskörpers 8 als Vertikale 10 definiert.
Der Steuerknüppel 1 ist auf der Oberseite des Basiskörpers 8 verschwenkbar um zwei im Winkel zueinander stehende und vorzugsweise in der Horizontalen liegende Schwenkachsen 2a,b verschwenkbar befestigt, wobei das diesbezügliche Gelenk in einem üblichen Gummibalg 27 angeordnet ist.
Diese beiden Verschwenkungsrichtungen des Steuerknüppels 1 stellen die ersten beiden proportionalen Betätigungsmöglichkeiten dar, denn dadurch können zwei Bewegungsfunktionen eines Arbeitsgerätes gesteuert werden, beispielsweise Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung und Auslenken nach links oder rechts.
Für viele Arbeitsmaschinen, die mit einem solchen Steuerknüppel gesteuert werden sollen, ist jedoch eine weitaus größere Anzahl von proportionalen als auch digitalen Steuerungsmöglichkeiten notwendig, weshalb auf dem Steuerknüppel eine Vielzahl solcher Betätigungselemente untergebracht sind, die mit den Fingern des den Steuerknüppel 1 haltenden Hand eines Benutzers - wie in den Figuren 5 und 6 dargestellt - betätigt werden können.
Zu diesem Zweck besitzt der Steuerknüppel 1 einen vom Basiskörper 8 aufragenden, vergleichsweise schmalen, Schaft 11, der sich zum Betätigungsende 1b des Steuerknüppels 1 hin zu einem Kopf 9 verbreitert, damit vor allem auf der dadurch im Bereich des Kopfes 9 verbreiterten Frontfläche 4 des Steuerknüppels 1 mehrere weitere Betätigungselemente untergebracht werden können:
Damit die diese Betätigungselemente betätigenden Finger der Hand des Benutzers sich dafür in der richtigen Lage befinden, ist am unteren Ende, nahe dem Betätigungsende 1a des Steuerknüppels 1, eine Handauflage 7 am Schaft 11 befestigt, welche zumindest auf einer Seite, für einen Rechtshänder auf der rechten Seite, vom Schaft 11 radial vorsteht, wie am besten in Fig. 1b und 4a zu erkennen:
Darauf kann die den Steuerknüppel führende Hand des Benutzers mit der dem Daumen gegenüberliegenden Schmalseite des Handtellers aufgelegt werden, und zur Anpassung an die Größe dieser Hand ist die Handauflage 7 in Längsrichtung, also im Wesentlichen in Richtung der Vertikalen 10, entlang des Schaftes 11 verstellbar und arretierbar, beispielsweise durch Lösen oder Anziehen einer Klemmschraube in der ringförmig ausgebildeten Handauflage 7.
Der Steuerknüppel 1 wird dabei bei der Bedienung von der Hand 50 des Benutzers in einem Klammergriff gehalten, so dass sich nur der Daumen auf der Frontfläche 4 des Steuerknüppels 1, insbesondere dessen Kopfes 9, befindet.
Um eine natürliche, ermüdungsfreie Haltung der führenden Hand 50 zu ermöglichen, ist der Steuerknüppel 1 und damit auch dessen Frontfläche 4 nicht gerade ausgebildet, sondern in mehrere Richtungen gebogen:
Wie Fig. 4a in der Seitenansicht erkennen lässt, ist die Frontfläche 4 am unteren Ende des Schaftes 11 noch vertikal oder annähernd vertikal ausgerichtet, und verläuft von dort konvex bogenförmig, so dass die Frontfläche 4 am Befestigungsende 1b gegenüber der Vertikalen 10 einen Frontflächen-Winkel 16 von etwa 53° bis 65° einnimmt, und dieser Winkel annähernd über die gesamte Erstreckung des Kopfes 9 gleichbleibt, indem sich die frontseitigen Betätigungselemente befinden.
Wie am besten Fig. 1a zeigt, ragt der Steuerknüppel 1 auch in der Frontansicht betrachtet nicht gerade nach oben auf, sondern ist - der vorliegende Steuerknüppel ist für einen Rechtshänder gestaltet, für einen Linkshänder wäre es genau umgekehrt - vom Befestigungsende 1a aus nach links oben gekrümmt.
Zeichnet man auf der Mitte der Frontfläche 4 eine Längsmitte 4' ein, die von der Mitte am Betätigungsende 1b zur Mitte am Befestigungsende 1a in der Frontansicht reicht, so steht diese Längsmitte 4' am oberen Ende der Frontfläche 4 unter einem Seitenneigungs-Winkel 19 von 27° bis 37° zur Vertikalen 10.
Die obere Endkante der Frontfläche 4 ist ebenfalls konvex bogenförmig gestaltet, so dass sich ihr höchster oberster Punkt 17 am rechten Ende dieser Endkante befindet und sie von dort aus nach links bogenförmig abfällt.
In der Aufsicht der Fig. 1a und auch weiteren Frontansichten betrachtet ist das Schwenkteil 1 also etwa birnenförmig gestaltet, wobei Frontfläche 4, die Seitenflächen 6a,b und die Rückfläche 5 durchaus in nur wenig gerundeten Kanten ineinander übergehen, was jedoch keine Bedingung für die erfindungsgemäßen Merkmale dieses Steuerknüppels ist.
In den vorliegenden Zeichnungen sind als proportionale Betätigungselemente Scrollräder - also Räder, deren Drehachse unter der Oberfläche, in diesem Fall der Frontfläche 4, liegen und die vorzugsweise aus dieser heraus vorstehen und verdreht werden können - eingezeichnet oder lediglich die Aufnahmeöffnung für ein solches proportionales Betätigungselement im Gehäuse des Schwenkteiles 1, und als digitale Betätigungselemente Drucktasten.
Um möglichst viele Betätigungselemente unterzubringen, sind auf der Frontfläche 4 nebeneinander drei proportionale Betätigungselemente 3a,b angeordnet, die jeweils nahe des oberen Endes der Frontfläche, und mit ihrer Ausrichtung, also ihrer Bewegungsrichtung 14, nicht parallel zueinander sondern in einem sich nach oben öffnenden Winkel.
Die Bewegungsrichtung 14 des linken proportionalen Betätigungselementes 3a steht dabei in einem Schrägwinkel 21 von etwa 10° bis 20° zur Längsmitte 4' der Frontfläche 4.
Die Mittelpunkte der proportionalen Betätigungselemente 3a, b, c sind auf einem Kreisbogen 12 angeordnet, dessen Mittelpunkt 14 etwa im Bereich des Überganges zwischen Kopf 9 und Schaft 11 sitzt, also bei einer den Steuerknüppel 1 führenden Hand 50 des Benutzers etwa im Bereich dessen Daumengelenkes. Bei ausgestrecktem Daumen liegt dieser also wahlweise auf einem der proportionalen Betätigungselemente 3a, b, c auf.
Unterhalb jedes der drei proportionalen Betätigungselemente 3a, b, c ist jeweils ein digitales Betätigungselement 13a, b, c angeordnet, so dass der Daumen zum Betätigen dieser digitalen Betätigungselemente 13a, b, c gekrümmt werden muss.
Zusätzlich ist der linke Teil der Frontfläche 4, die linke Daumenfläche 4a, tiefergesetzt als gegenüber der rechten Daumenfläche 4b, in der sich je zwei proportionale und digitale Betätigungselemente befinden, da dies für die Betätigung durch den Daumen einfacher ist.
In dem Absatz 22 dazwischen, und im Bereich zwischen dem ersten und zweiten proportionalen Betätigungselement 3a bzw. 3b ragt aus der Frontfläche 4 eine Daumenauflage 23 in Form eines erhabenen, etwa in Längsmitte 4' verlaufenden, Steges nach oben, und zwar weiter als die daneben liegenden Betätigungselemente nach oben ragen.
Der Daumen muss also bei Nichtbenutzung nicht starr in der Luft gehalten werden, sondern kann gezielt auf der Daumenauflage 23 abgelegt werden, um Ermüdungserscheinungen vorzubeugen.
Wie am besten die Figuren 2a , b , c zeigen, sind auf der Rückfläche 5 des Steuerknüppels 1 weitere Betätigungselemente untergebracht: Zum einen ein proportionales Betätigungselement 3d, dessen Bewegungsrichtung 14 etwa horizontal angeordnet ist und welches sich im unteren Bereich des Kopfes 9, also fast schon im Übergang zum Schaft 11, befindet.
Wie Fig. 3a zeigt, verläuft die Rückfläche 5 des Steuerknüppels 1 in etwa parallel zur Frontfläche 4, so dass sich die Dicke des Steuerknüppels1 vom unteren Befestigungsende 1a zum oberen Betätigungsende 1b nur geringfügig verbreitert.
Wie Fig. 3a ferner erkennen lässt, befindet sich das besagte proportionale Betätigungselement 3d in der nach oben weisenden Flanke einer Aufwölbung 26 in der Rückfläche 5, die die ansonsten konkave Kontur der Rückfläche 5 in der Seitenansicht unterbricht durch ihre konvexe Gestalt. Dadurch kann der Mittelfinger 53, der dieses proportionale Betätigungselement 3d betätigen soll - wie am besten in Fig. 6 a zu erkennen - ohne Verkrampfung dort aufgelegt und bewegt werden.
Im Abstand darüber ist - siehe Fig. 2a - ein weiteres digitales Betätigungselement 13d angeordnet, welches vorzugsweise ebenfalls vom Mittelfinger 53 - siehe Fig. 6a, b - betätigt werden kann, zur Not aber auch vom Zeigefinger 52.
Zwischen den beiden Betätigungselementen befindet sich eine Mittelfinger-Ablage 24 in Form eines etwa in horizontaler Richtung verlaufenden, sich von der Rückfläche 5 aufwölbenden Steges, der höher aufgewölbt ist als die daneben befindlichen beiden Betätigungselemente 13d und 3d und als entspannte Ablage für den nicht benutzten Mittelfinger 53 oder Zeigefinger 52 dient.
Zusätzlich sind bei diesem Steuerknüppel auch in der - für Rechtshänder - rechten Seitenfläche 6b Betätigungselemente untergebracht, die vom ausgestreckt nach oben ragenden Zeigefinger 52 erreicht und betätigt werden können:
Wie am besten in Fig. 2b , c und Fig. 3a ersichtlich, handelt es sich dabei um zwei digitale Betätigungselemente 13e, 13f, die nahe des oberen Endes der Seitenfläche 6b und nahe zur Rückfläche 5 hin nebeneinander angeordnet sind, so dass das eine fast unmittelbar neben der Rückfläche 5 angeordnet ist, das andere etwas weiter in Richtung Frontfläche 4.
Diese beiden Drucktaster 13e, f sind auf Teilbereichen 6b1, 6b2 der Seitenfläche 6b angeordnet, die in einem Außenwinkel 29 von etwa 185° bis 215°, besser 195° bis 209°, zueinander stehen, was die Unterscheidbarkeit der beiden Drucktaster durch den Bediener allein sensorisch erleichtert.
In den Figuren 5 und 6 ist zusätzlich die jeweils den Steuerknüppel führende Hand eingezeichnet:
Wie Fig. 5a , b mit Blickrichtungen von der Vorderseite her verdeutlicht, umgreift die Hand 50 des Benutzers zumindest mit Mittelfinger, Ringfinger und kleinem Finger den Schaft 11 des Steuerknüppel des 1, und liegt dabei mit dem Handballen auf der Oberseite der Hand Auflage 7 auf.
In Figur 5a betätigt der auf der Vorderseite liegende Daumen das rechte proportionale Betätigungselement 3c oder das darunter liegende digitale Betätigungselement 13c, in Figur 5b dagegen das linke digitale Betätigungselement 13a.
In den Figuren 6a -d sind diverse Handhaltungen betrachtet von der Rückseite des Steuerknüppels 1 dargestellt:
In Figur 6a umschließen Ringfinger und kleiner Finger den Schaft 11, während der Mittelfinger 53 auf dem rückseitigen proportionalen Betätigungselement 13d liegt und dieses betätigen kann. Der Zeigefinger 52 liegt auf dem rückseitigen digitalen Betätigungselement 13d und kann dieses betätigen.
In Figur 6b dagegen umschließen ebenfalls Ringfinger und Zeigefinger 52 den Schaft 11, der Mittelfinger 53 liegt nun jedoch abgelegt auf der Mittelfinger-Auflage 24 der Rückseite, und ist inaktiv, während der Zeigefinger 52 in der Ablagerinne 28 auf der Rückseite, die zwischen dem rückseitigen digitalen Betätigungselement 13d und der im Abstand darüber angeordneten Aufwölbung 25, die für das seitliche digitale Betätigungselement 13f ausgebildet ist.
In Figur 6c unterscheidet sich die Handhaltung gegenüber Figur 6b dadurch, dass hier der Zeigefinger gekrümmt das digitale Betätigungselement 13f betätigt, welches im oberen Bereich der Seitenfläche 6b angeordnet ist.
In Figur 6d ist Handhaltung von Mittelfinger 53 und Zeigefinger 52 nochmals anders, indem der Mittelfinger 53 auf dem rückseitige digitale Betätigungselement 13d liegt, während der Zeigefinger 52 dabei ist, das auf der Seitenfläche 6b angeordnete, weiter vorn liegende der beiden digitalen Betätigungselemente 13e, f zu betätigen.

BEZUGSZEICHENLISTE

1: Steuerknüppel
1a: Befestigungs-Ende
1b: Betätigungs-Ende
2a, b: Schwenkachse
3a, b: proportionales Betätigungselement, Schieber
4: Frontfläche
4': Längsmitte
4a: linke Daumenfläche
4b: rechte Daumenfläche
5: Rückfläche
6a, b: Seitenfläche
6b1, 6b2: Teilbereich
7: Handauflage
8: Basiskörper
9: Kopf
10: Längsrichtung, Vertikale
11: Schaft
12: Kreisbogen
13: digitales Betätigungselement, Druckschalter
14: Bewegungsrichtung
15: Mittelpunkt
16: Frontflächen-Winkel
17: oberster Punkt
18: Krümmungsradius
19: Seitenneigungs-Winkel
20: Stirnfläche
21: Schräg-Winkel
22: Absatz
23: Daumen-Auflage
24: Mittelfinger-Auflage
25: Aufwölbung
26: Aufwölbung
27: Gummibalg
28: Ablagerinne
29: Außenwinkel

50: Hand
51: Daumen
52: Zeigefinger
53: Mittelfinger

Claims

Steuerelement mit
- einem Basiskörper (8), an dem ein Steuerknüppel (1) als erstes proportionales Betätigungselement mit seinem einen Befestigungs-Ende (1a) um zwei im Winkel zueinander stehende, meist horizontal liegende, Schwenkachsen (2a, b) stufenlos schwenkbar ist,
wobei

- der Steuerknüppel (1) an dem vom Befestigungsende (1a) gegenüber liegenden Betätigungs-Ende (1b) einen verbreiterten Kopf (9) und einen sich von dort zum Befestigungsende (1a) hin verlaufenden Schaft (11) umfasst,

- der Steuerknüppel (1) eine konvex gekrümmte, in der Regel dem Benutzer zugewandte, Frontfläche (4), eine dieser gegenüber liegende, konkav gekrümmte, Rückfläche (5) und diese beiden Flächen (4, 5) an den Seiten verbindende linke und rechte Seitenflächen (6a, b) aufweist und
weitere, insbesondere proportionale, Betätigungselemente (3a, b)

- in der Frontfläche (4)

- auf der Rückfläche (5)

- und gegebenenfalls auch auf der rechten Seitenfläche (6b) im Bereich des Kopfes (9)
angeordnet sind
dadurch gekennzeichnet, dass
in der Frontansicht betrachtet, eine in der Mitte zwischen den beiden Seitenflächen (6a, b) auf der Frontfläche (4) verlaufende Längsmitte (4') bogenförmig gekrümmt ist und gegenüber der Vertikalen (10) am oberen Ende einen Seitenneigungs-Winkel (19) einnimmt, der zwischen 15° und 46° beträgt.
Steuerelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Betätigungselemente im Übergangsbereich zwischen Kopf (9) und Schaft (11) angeordnet sind.
Steuerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der Seitenansicht die Frontfläche (4) an ihrem unteren Ende etwa in Richtung der Vertikalen (10), der lotrechten auf die ebene Unterseite (8b) oder Oberseite (8a) des Basiskörpers (8), verläuft und einen Frontflächen-Winkel (16) zur Vertikalen (10) einnimmt, der zwischen 45 ° und 75° beträgt, besser zwischen 53° und 65°.
Steuerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der Frontansicht betrachtet die in der Mitte zwischen den beiden Seitenflächen (6a, b) auf der Frontfläche (4) verlaufende, bogenförmig gekrümmte Längsmitte (4') gegenüber der Vertikalen (10) am oberen Ende einen Seitenneigungs-Winkel (19) einnimmt, der zwischen 27° und 37° beträgt.
Steuerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der Frontansicht betrachtet die Oberkante der Frontfläche (4) von ihrem obersten Punkt (17) im rechten Endbereich nach links unten abfällt, insbesondere bogenförmig konvex, abfällt.
Steuerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
drei der weiteren proportionalen Betätigungselemente (3a, b, c) auf der Frontfläche (4) angeordnet sind.
Steuerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Frontfläche (4) aus einer rechten und einer linken Daumenfläche (4a, b) besteht, wobei zwischen beiden ein etwa parallel zur Längsmitte (4') verlaufender Absatz (22) vorhanden ist und insbesondere die bei Betrachtung auf die Frontfläche (4) linke Daumenfläche (4a) tiefer liegt als die rechte Daumenfläche (4b), und insbesondere eines der weiteren proportionalen Betätigungselement (3a) auf der linken Daumenfläche (4a) und zwei der weiteren proportionalen Betätigungselemente (3b, c) auf der rechten Daumenfläche (4b) angeordnet sind.
Steuerelement nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Bereich der weiteren proportionalen Betätigungselemente (3a, b) dazwischen im Bereich des Absatzes (22) eine Daumenauflage (23) aus der Frontfläche (4) vorsteht und höher aufragt als die rechts und links daneben befindlichen proportionalen Betätigungselemente (3a, b)
und/oder
das wenigstens eine weitere proportionale Betätigungselement (3a, b) auf der Frontfläche (4) entweder ein Scrollrad ist, welches zum Teil über die Frontfläche (4) vorsteht oder ein Schieber ist, der entlang der Frontfläche (4) verschiebbar ist.
Steuerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Steuerknüppel (1) in seinem unteren Bereich am Schaft (11) eine radial wenigstens auf einer Seite vorstehende, insbesondere umlaufende, Handauflage (7) aufweist, die in der Höhe relativ zum Schwenkteil (1) verstellbar und fixierbar, insbesondere verrastbar, ist
und/oder
die weiteren proportionalen Betätigungselemente (3a, b, c) auf der Frontfläche (4) im Bereich des Daumens (51) einer den Steuerknüppel (1) führenden und auf der Handauflage (7) aufgelegten Hand (50) angeordnet sind und insbesondere auf einem Kreisbogen (12) um einen Mittelpunkt (13), der im mittleren Höhen-Bereich der Frontfläche (4) angeordnet ist.
Steuerelement nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bewegungsrichtung (14) der proportionalen Betätigungselemente (3a, b, c) auf der Frontfläche (4) maximal um einen Schrägwinkel (21) von plus/minus 20°, besser nur von plus/minus 15°, besser nur von plus/minus 10°, von der Längsmitte (4') entlang der Frontfläche (4) in diesem Höhenbereich abweicht
und/oder
auf der Frontfläche (4) im Bereich des Kopfes (9) mehrere, insbesondere drei, digitale Betätigungselemente (6a, b, c) im Bereich des Daumens (51) einer auf der Handauflage (7) ruhenden und den Steuerknüppel (1) haltenden Hand (50) angeordnet sind, und insbesondere je eines der digitalen Betätigungselemente (13a, b, c) unterhalb je eines der drei proportionalen Betätigungselemente (3a, b, c) angeordnet ist.
Steuerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das wenigstens eine (3d) der weiteren proportionalen Betätigungselemente auf der Rückfläche (5) des Schwenkteiles (1) im Griffbereich des Mittelfingers (53) einer auf der Handauflage (7) ruhenden und den Schwenkteil (1) haltenden Hand (50) angeordnet ist und insbesondere die Bewegungsrichtung (14) dieses weiteren proportionalen Betätigungselementes (3b) im Wesentlichen waagrecht ist.
Steuerelement nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein weiteres digitales Betätigungselement (13d) auf der Rückfläche (5) im Griffbereich des Zeigefingers (52) und/oder Mittelfingers (53) einer auf der Handauflage (7) ruhenden und den Schwenkteil (1) haltenden Hand (50) angeordnet ist, und insbesondere oberhalb des auf der Rückfläche (5) angeordneten proportionalen Betätigungselements (3b)
und/oder
zwischen dem digitalen Betätigungselement (13d) und dem proportionalen - Betätigungselement (3d) auf der Rückfläche (5) eine insbesondere in der Waagrechten verlaufende Mittelfinger-Auflage (24) von der Rückfläche (5) vorsteht und weiter vorsteht als die beiden benachbarten Betätigungselemente (13d, 3d).
Steuerelement nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
von der Rückfläche (5) in deren obersten Bereich und in der rechten Seitenfläche (6b) mündend eine Aufwölbung (25) vorhanden ist, sodass zwischen der Auflage (25) und dem im Abstand darunter angeordneten digitalen Betätigungselement (13d) auf der Rückfläche (5) eine Ablagerinne (28) für einen Finger gebildet wird
und/oder
in der Seitenansicht von rechts betrachtet von der Rückfläche (5) am Übergang zwischen dem Kopf (9) und dem Schaft (11), unterhalb des proportionalen Betätigungselementes (3d) eine Aufwölbung (26) in der Rückfläche (5) vorhanden ist, und das proportionale Betätigungselement (3d) insbesondere in der nach oben weisenden Flanke der Aufwölbung (26) angeordnet ist.
Steuerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der rechten Seitenfläche (6b) nahe des Betätigungsendes (1b) des Schwenkteiles (1) wenigstens ein, vorzugsweise mehrere, digitale Betätigungselemente (13e, f) angeordnet sind, die sich vorzugsweise näher an der Rückfläche (5) als an der Frontfläche (4) befinden und sich in ihrem Abstand zur Rückfläche (5) unterscheiden aber vorzugsweise im gleichen Abstand zum Befestigungsende (1b), der Stirnfläche (20), des Steuerknüppels (1) angeordnet sind.
Steuerelement nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Teilbereiche (6b1, 6b2) der rechten Seitenfläche (6b), in denen die beiden digitalen Betätigungselemente (13e, f) angeordnet sind, in einem Außenwinkel (29) von 185° bis 215°, besser von 195° bis 209°, zueinander stehen.
Steuerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Basiskörper (8) eine Höhe von maximal 3,0 cm, maximal 2,5 cm, besser maximal nur 2 cm, besser nur maximal 1,5 cm, besitzt
und/oder
in der Seitenansicht betrachtet der Kopf (9) des Steuerknüppels (1) eine Dicke zwischen 5,0 cm und 7,0 cm, besser zwischen 5,5 cm und 6,5 cm, gemessen zwischen Frontfläche (4) und Rückfläche (5), besitzt.
und/oder
in der Frontansicht betrachtet der Kopf (9) des Steuerknüppels (1) eine größte Breite zwischen 7,0 cm und 10,0 cm, besser zwischen 8,0 cm und 9,0 cm, gemessen zwischen linker und rechter Seitenfläche (6a, b), besitzt.