Technisches Gebiet der Erfindung.

Die Erfindung betrifft ein Handsteuergerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Handsteuergeräte sind ein aus vielen Anwendungsgebieten bekanntes Steuerglied; am bekanntesten dürfte es durch die Bedienung von Computern sein (hier als "Joystick" bezeichnet), es wird aber auch ebenfalls zum Steuern und Lenken, insbesondere Fernsteuern von realen Körpern eingesetzt, wie z.B. Kränen, Hebezeugen, usw.

Das Handsteuergerät weist einen Steuerknüppel als einziges Betäti¬ gungsorgan auf, das in zwei unabhängige Richtungen beweglich ist und dessen Bewegung in jeder einzelnen Hauptrichtung (x oder y) auf ein Übertragungsglied wirkt. Zwei Übertragungsglieder sind folglich Bestandteile von Wandlereinrichtungen, die die Auslenkung des Steuerknüppels in ein elektrisches Signal umsetzen; hierbei kann das Handsteuergerät sowohl als Ein/Aus-Schalter als auch als proportio¬ nales Stellglied verwendet werden, bei dem die elektrischen Ausgangs¬ signale in beiden Hauptrichtungen proportional zur jeweiligen Aus¬ lenkung des Steuerknüppels in der zugehörigen Hauptrichtung ist.

Um eine solche Verschwenkung des Steuerknüppels zu erreichen, muß dieser in einem Gehäuse verschwenkbar gelagert und gehalten sein; es muß einerseits eine ausreichende Auslenkung (Auslenkewinkel) gewähr¬ leistet sein, andererseits aber eine möglichst präzise Definition einer Nullstellung, d.h. eines Raumpunktes, in dem die Wandlerein¬ richtungen kein elektrisches Signal abgeben.

Bei dem Einsatz des Handsteuergerätes ist es oft wünschenswert, bei der Auslenkung des Steuerknüppels einen Rasteffekt zu erzielen, ähnlich wie beispielsweise bei einem als Regler vorgesehenen Potentiometer, bei dem eine gewisse Anzahl von vorgegebenen

Raststellungen dem Benutzer eine zusätzliche Information über die jeweilige Stellposition des Stellgliedes vermittelt. Insbesondere bei Handsteuergeräten, wie sie zur Fernsteuerung beispielsweise von Kränen oder ähnlichem eingesetzt werden, ist eine solche zusätzliche Information, die über die Empfindung der Hand vermittelt wird, von besonderer Bedeutung, da der Blick der Bedienerperson auch schon aus Sicherheitsgründen in der Regel auf das fernzubedienende Gerät gerichtet sein muß und somit beispielsweise optische Anzeigen am Handsteuergerät die Aufmerksamkeit des Bedieners nur ablenken würden.

Stand der Technik

Es sind eine Vielzahl von Rasteinrichtungen in verschiedenen kon¬ struktiven Varianten bekannt, bei denen in der Regel eine Wechsel¬ wirkung mit dem Steuerknüppel besteht, derart, daß der Steuerknüppel bei seiner Auslenkbewegung auf unterschiedlichen Widerstand stößt, was sich dem Benutzer dann durch eine entsprechende Stellinformation mitteilt.

Meistens sind für die Rasteinrichtungen separate Bauteile vorgesehen, die mehr oder weniger aufwendig konstruiert sind und separat in das Gehäuse des Handsteuergerätes eingepaßt werden müssen, wobei auch eine erhebliche Justierarbeit anfällt; insgesamt stellen derartige Rasteinrichtungen dann ebenfalls einen Kostenfaktor bei Hand¬ steuergeräten dar, der möglichst gering sein sollte.

Steuerknüppel oder Steuergeber der genannten Art sind beispielsweise aus der EP 0 459 183 AI und der EP 0 501 906 AI bekannt.

Gegenstand der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Rasteinrichtung so auszu¬ bilden, daß sie mit einfachsten Mitteln herstellbar, einfach in das Handsteuergerät einbaubar und zuverlässig in ihrer Funktion ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht also darin, daß lediglich ein einziges Formteil vorgesehen ist und daß die Rastpositionen und die gewünschte stufige Auslenkcharakteristik einfach dadurch erreicht wird, daß die kugelabschnittförmige Oberfläche des Formteils netz¬ artig mit Rastnuten überzogen ist.

Zweckmäßigerweise ist der Außenquerschnitt dabei angepaßt an den Innenquerschnitt des Gehäuses des Handsteuergerätes, so daß gemäß einer vorteilhaften Ausbildung ein solches einstückiges Rastein- richtungs-Formteil auch gleichzeitig den Boden des Gehäuses des Handsteuergerätes bilden kann, mit anderen Worten, für die Rast¬ einrichtung als solche sind überhaupt keine separaten Bauteile erforderlich, sondern bei dieser Ausgestaltung wird die Rastwirkung durch eine spezifische Gestaltung des Bodenteils des Gehäuses des Handsteuergerätes erreicht.

Wenn das Formteil dazu noch einen umlaufenden Rand an seiner Unterkante aufweist, wird dadurch auch eine Lagefixierung des Formteils in der Richtung der Längsachse des Gehäuses erreicht, da ein solcher umlaufender Rand dann als Anschlagschulter wirkt, auf dem die Wandung des Gehäuses aufsitzt. Bei einem an den Innenquerschnitt des Gehäuses angepaßten Außenquerschnitt des Formteils einerseits und der erwähnten Randschulter andererseits ist somit eine genaue Positionierung des Formteils im Handsteuergerät erreicht, zusätzliche Justiervorgänge sind nicht erforderlich, die mit den Rastnuten versehene Oberfläche des Formteils befindet sich dann zwangsläufig in genau der Position, die für die Zusammenwirkung mit dem Steuerknüppel einmal vorgegeben und definiert ist.

Die Anzahl der Rastnuten in den beiden Hauptrichtungen (x und y) entspricht dann den vorgegebenen Schaltstufen, wobei die Formgebung des Querschnittes der Rastnuten in Zusammenwirken mit der Gestaltung des unteren Endes des Steuerknüppels die "Schaltcharakteristik" im

Sinne einer mehr oder weniger harten oder weichen Stufencharak¬ teristik bei der Auslenkung des Steuerknüppels bestimmt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen:

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Rasteinrichtung wird nun anhand von Zeichnungen näher erläutert, es zeigen:

Figur 1: Eine perspektivische Gesamtansicht eines einen Teil der Rasteinrichtung bildenden Formteils,

Figur 2: eine schematische Funktionsdarstellung des Form¬ teils (Schnitt A-A der Figur 1) im Zusammenwirken mit dem Steuerknüppel,

Figur 3: eine Aufsicht auf das Formteil der Figur 1 mit Bemaßungsbeispielen,

Figur 4: einen Querschnitt durch das Formteil in der Vertikal- ebene A-A bzw. B-B der Figur 3,

Figur 5: Schnittdarstellung des Details X der Figur 4, und

Figur 6: einen schematischen Schnitt durch ein Handsteuer¬ gerät mit dem eingebauten Formteil.

Beschreibung

Das Formteil 10 besteht im wesentlichen aus einem plattenförmigen Teil, dessen Querschnitt an den Innenquerschnitt des Gehäuses 30 des Handsteuergerätes so angepaßt ist, daß es den Boden des Gehäuses 30 bildet, dessen Wandungen dann auf einem umlaufenden Rand 11 aufsitzen. Die obere, d.h. zum Innenraum des Gehäuses 30 zugewandte Fläche dieses Formteils 10 ist kugelabschnittförmig ausgebildet, wobei der Radius der zugehörigen Kugel im wesentlichen dem Radius der KugelOberfläche entspricht, auf dem sich das Ende des Steuerknüppels 20 bei der Auslenkbewegung bewegt (Radius R in Figur 2).

Ein solches Formteil 10 kann beispielsweise aus Kunststoff bestehen (beispielsweise spritzgegossen), es kann jedoch auch aus Keramikwerk¬ stoffen oder Metall sein.

Diese kugelabschnittförmige Oberfläche ist mit einem Netz oder Gitter von Rastnuten RX,RY überzogen, die in den beiden Hauptrichtungen x und y des Steuerknüppels 20 verlaufen. Im Mittelteil dieser Ober¬ fläche entstehen durch diese Rastnuten RX,RY quadratische Teilflächen q, die in Figur 1 mit einem Punkt auf ihrer Oberseite gekennzeichnet sind. Dieser mittlere, quadratische Bereich wird von einem umlaufenden Randbereich umschlossen, in dem die Rastnuten RX,RY die Oberfläche in rechteckige Teilflächen r unterteilt, deren Längsachse zur Mitte des Formteils 10 hin zeigen.

In den Ecken des Randbereichs geht die kugelabschnittförmige Gestalt der Oberfläche in im wesentlichen dreieckige Endflächen D über, die parallel zur Grundfläche G des Formteils verlaufen, und die beispielsweise den "Rest" der ursprünglich planen Oberfläche des Formteils 10 bilden, vor der Ausformung der kugelabschnittförmigen Oberfl che.

Dieses, den Boden des Gehäuses 30 bildende Formteil 10 stellt somit den einen Teil der Rasteinrichtung dar.

Der andere Teil der Rasteinrichtung befindet sich im Steuerknüppel 20 und besteht aus einem im Steuerknüppel 20 gelagerten und federbe¬ aufschlagten Stößel 21, dessen unteres Ende 23 mit den Rastnuten RX,RY zusammenwirkt, wobei dann im Bereich jeder Rastnut infolge der Feder 23 der Stößel in die Nut je nach deren Formgebung und der Formgebung des unteren Endes 22 mehr oder weniger tief eintaucht und somit ein mehr oder weniger ausgeprägtes "Rastgefühl" bei der Bedienung des Handsteuergerätes hervorruft.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rastnuten hinsicht¬ lich ihres Querschnitts im wesentlichen V-förmig (Figur 5), wobei die Übergangsbereiche abgerundet sind, um eine all zu harte Rastcharak¬ teristik zu vermeiden.

Das Formteil 10 kann ohne Schwierigkeiten in das Gehäuse 30 von unten eingeschoben werden und dort beispielsweise mit zwei diagonal gegen¬ überliegender Bolzenverbindungen B1,B2 fixiert werden (Figur 3 und 6).