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DE102006028227A1 - Stellglied, insbesondere in der Art eines elektrischen Schalters - Google Patents

Stellglied, insbesondere in der Art eines elektrischen Schalters Download PDF

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DE102006028227A1
DE102006028227A1 DE102006028227A DE102006028227A DE102006028227A1 DE 102006028227 A1 DE102006028227 A1 DE 102006028227A1 DE 102006028227 A DE102006028227 A DE 102006028227A DE 102006028227 A DE102006028227 A DE 102006028227A DE 102006028227 A1 DE102006028227 A1 DE 102006028227A1
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Germany
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handle
actuator
permanent magnet
pivoting
adhesive body
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DE102006028227A
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Roland Buschle
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Marquardt GmbH
Original Assignee
Marquardt GmbH
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stellglied (1), insbesondere als Betätigungsorgan für einen elektrischen Schalter, mit einer bewegbaren Handhabe (2) und mit einem Verschwenkmittel (3). Die Handhabe (2) wirkt mit dem Verschwenkmittel (3) derart zusammen, daß die Handhabe (2) in einer Verschwenkebene in wenigstens eine Richtung aus einer neutralen Stellung in eine Schwenkstellung verschwenkbar ist. Die Schwenkstellung ist als Raststellung ausgebildet, derart, daß eine Rastkraft in der Schwenkstellung auf die Handhabe (2) einwirkt. Die Rastkraft ist durch eine Magnetkraft erzeugt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Stellglied nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Stellglieder, wie in der Art eines Joystick- oder Cursor-Schalters ausgebildete elektrische und/oder elektronische Schalter, dienen zur Eingabe von Daten für ein elektrisches Gerät durch einen Benutzer. Beispielsweise werden solche Schalter für Autoradios, Navigationsgeräte, Bordcomputer oder auch zur manuellen Steuerung sonstiger Funktionen in Kraftfahrzeugen verwendet. Insbesondere läßt sich ein solches Stellglied auch als elektronischer Gangwahlschalter für ein durch Shift by Wire gesteuertes Getriebe im Kraftfahrzeug verwenden.
  • Ein derartiges als elektrischer Schalter ausgebildetes Stellglied ist aus der US-A-4 459 440 bekannt. Dieser Schalter besitzt eine mit Verschwenkmitteln zusammenwirkende, manuell vom Benutzer bewegbare Handhabe, so daß die Handhabe in zwei aufeinander senkrecht stehenden Verschwenkebenen jeweils in zwei Richtungen aus einer neutralen Stellung in Schwenkstellungen verschwenkbar ist. Die Schwenkstellung kann, was allerdings in diesem Dokument nicht weiter erwähnt ist, als Raststellung ausgebildet sein, derart daß eine Rastkraft in der Schwenkstellung auf die Handhabe einwirkt, womit die Handhabe in der Schwenkstellung festgehalten ist.
  • In der US-A-4 459 440 sind somit zur Ausbildung einer Raststellung keine näheren Angaben gemacht. Desweiteren gibt der bekannte Schalter keinen Hinweis auf die Realisierung von ergonomischen Erfordernissen im Hinblick auf die Rastkraft, insbesondere solche, die für den Einsatz im Kraftfahrzeug wünschenswert sind. Schließlich ist auch nicht weiter ersichtlich, ob dieser Schalter zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug mit beengten Einbauräumen geeignet ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde das Stellglied im Hinblick auf die Rastierung weiterzubilden, insbesondere indem die Handhabe stromlos in einer definierten Lage fixierbar ist. Bevorzugterweise soll die Rastierung derart ausgestaltet werden, daß die Ergonomie für das mit hoher Funktionalität versehene Stellglied gesteigert ist, wobei das Stellglied insbesondere jedoch mit kleinem Bauraum auskommen soll.
  • Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Stellglied durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Beim erfindungsgemäßen Stellglied ist die Rastkraft durch eine Magnetkraft erzeugt. Vorteilhafterweise erhält man dadurch eine hohe, gegebenenfalls veränderliche Rastkraft bei geringem Energiebedarf. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • In konstruktiv einfacher Weise läßt sich die Magnetkraft durch das Zusammenwirken eines magnetisierbaren Haftkörpers mit einem Permanentmagneten erzeugen. Die Rastkraft wird dann in der Raststellung durch die Magnetkraft zwischen dem Permanentmagnet und dem Haftkörper bewirkt. Der Haftkörper steht dabei mit dem Permanentmagnet derart in Zusammenwirkung, daß der Haftkörper in der neutralen Stellung der Handhabe im wesentlichen außerhalb des Wirkungsbereichs des Permanentmagneten befindlich ist, wobei eine allenfalls geringfügige Magnetkraft auf die Handhabe einwirkt. In der Schwenkstellung hingegen ist der Haftkörper im wesentlichen innerhalb des Wirkungsbereichs des Permanentmagneten befindlich, wobei die Magnetkraft als Rastkraft auf die Handhabe einwirkt. Beim Verschwenken bewegt die Handhabe den Haftkörper derart, daß der Haftkörper in und/oder außerhalb des Wirkungsbereichs des Permanentmagneten bringbar ist. Falls gewünscht kann dabei die Magnetkraft auch über einen zwischen dem Permanentmagnet und dem Haftkörper befindlichen Luftspalt wirken.
  • Eine kompakte Ausgestaltung des Stellglieds wird dadurch erzielt, daß das Verschwenkmittel aus einem in mehreren Richtungen beweglichen Drehkörper besteht. Die Handhabe ist mittels des Drehkörpers beweglich gelagert, indem die Handhabe in etwa radial abstehend am Drehkörper angeordnet ist. Der Drehkörper kann wiederum in der Art eines Kugelgelenks in einer Lagerschale gelagert sein. Weiter kann am Drehkörper ein der Handhabe ungefähr gegenüberliegender, in etwa radial abstehender Ansatz angeordnet sein, der in einer Kulisse geführt ist, um so eine exakte Bewegung für die Handhabe zu gewährleisten. Um die Ergonomie für den Benutzer zu steigern, kann mittels der Kulisse eine Haptik für die manuelle Bewegung der Handhabe erzeugbar sein. Mit der Handhabe wirkt hierfür auch eine am abstehenden Ansatz angeordnete Rückstellfeder zur Rückstellung in die neutrale Stellung zusammen.
  • Zur weiteren Kompaktifizierung ist am Drehkörper ein Stift, insbesondere mit einem runden Querschnitt angebracht. Der Stift durchgreift eine Aussparung in der Lagerschale und greift, beispielsweise mittels eines verjüngten Endes, in eine Bohrung am Haftkörper ein. Der Haftkörper ist in einer Nut linear geführt. Die Bohrung ist mit einer Fase, einem Radius o. dgl. versehen, wobei die Fase, der Radius o. dgl. größer als der maximale Dreh- bzw. Verschwenkwinkel des Drehkörpers ist, wodurch eine Behinderung der Verschwenkung ausgeschlossen ist.
  • Zur Lösung der Rastung in der Schwenkstellung bietet sich ein Elektromagnet an, der eine Spule und einen Anker umfaßt. Der Elektromagnet wirkt mit dem Permanentmagneten derart zusammen, daß zur Lösung des Haftkörpers ein Gegenmagnetfeld erzeugbar ist. Durch Bestromung des Elektromagneten löst sich die Verbindung und das Stellglied kann mittels der Rückstellfeder wieder in seine Ausgangslage gebracht werden. Folglich ist in effizienter Weise lediglich zum Lösen der Rastung ein kurzzeitiger Energiebedarf notwendig. Zweckmäßigerweise ist in kompakter Ausgestaltung der Permanentmagnet am Elektromagnet angeordnet.
  • Ist eine große Rastkraft gewünscht, so kann der Permanentmagnet aus einem Neodym-Bor-Seltenerdmagnet bestehen. Der Haftkörper ist in der Art eines Trägers aus Kunststoff ausgestaltet und nimmt ein Magnet-Flußleitstück aus magnetisierbarem Metall auf. Der Träger ist in der Nut spielarm geführt. Zur Geräuschreduzierung für das Anschlagen des Haftkörpers am Permanentmagnet und/oder für das Zurückstellen in die neutrale Stellung wirkt ein Dämpfungselement mit der Handhabe zusammen. Das Dämpfungselement ist beispielsweise am abstehenden Ansatz angebracht.
  • Das erfindungsgemäße Stellglied eignet sich besonders als Betätigungsorgan für einen elektrischen und/oder elektronischen Schalter, der insbesondere in der Art eines Joystick- oder Cursor-Schalters ausgestaltet ist. Beispielsweise kann ein solcher elektrischer Schalter als Gangwahlschalter für ein Kraftfahrzeug Verwendung finden.
  • Bei einem solchen elektrischen Schalter ist die Schwenkstellung des Stellglieds als Schaltstellung ausgebildet, derart daß das Stellglied als Betätigungsorgan in der Schaltstellung auf ein Schaltelement, Sensorelement, Signalelement o. dgl. betätigend zur Erzeugung eines Schaltsignals einwirkt. Zweckmäßigerweise kann bei einem solchen Gangwahlschalter das Sensorelement aus wenigstens einer magnetisierten Codeplatte sowie wenigstens einem zugeordneten Hallsensor bestehen. Die Codeplatte ist derart an das Stellglied angelenkt, daß die Kipp- bzw. Verschwenkbewegung des Stellglieds in eine Linearbewegung der Codeplatte umgewandelt wird. Diese lineare Bewegung der Codeplatte wird dann durch die diesbezüglichen Hall-Sensoren erfaßt. Für einen Gangwahlschalter genügen dann sieben Sensoren in x-Richtung sowie fünf Sensoren in y-Richtung, um die manuelle Anwahl sämtlicher Gänge zu gestatten. Ein solcher Schalter bietet trotz einfacher Bauweise eine hohe Funktionalität, wobei die Elemente für die Signalerfassung keine Mißbrauchskräfte aufnehmen.
  • Zusammenfassend ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung für das Stellglied darin zu sehen, daß die Handhabe durch einen in mehreren Richtungen beweglichen Drehkörper gelagert ist. An dem Drehkörper ist ein Stift mit rundem Querschnitt angebracht. Dieser greift in die Bohrung eines linear geführten Haftkörpers. Die Bohrung ist mit einer Fase, die größer als der Drehwinkel ist, bzw. mit einem entsprechenden Radius versehen. Durch Rotation des Drehkörpers wird der Haftkörper auf einen Permanent-Haftmagneten geschoben, wobei das System stromlos haftet. Durch Bestromung löst sich die Verbindung, die Handhabe kann mit einer Rückstellfeder wieder in ihre Ausgangslage gebracht werden.
  • Mittels eines oder mehrerer Dämpfelemente erfolgt eine Geräuschreduzierung beim Anschlagen der beiden Bauteile.
  • Eine solche Ausbildung realisiert nachfolgende Randbedingungen. Zum einen wird durch kurze Bestromung der Einheit die Rastierung gelöst. Zum anderen erfolgt eine geräuscharme Fixierung der Handhabe in einer Drehachse. Schließlich ist eine Bewegung der anderen Drehachsen weiterhin möglich.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das Stellglied trotz hoher Funktionalität mit geringem Platzbedarf auskommt. Damit ist das Stellglied für enge Bauräume, wie sie im Armaturenbrett, der Mittelkonsole, der Armlehne o. dgl. im Kraftfahrzeug gegeben sind, geeignet. Weiter ist das Stellglied fehlerunanfällig und besitzt eine hohe Lebensdauer. Das erfindungsgemäße Stellglied läßt sich somit vorteilhaft in rauhen Umgebungsbedingungen, beispielsweise in Kraftfahrzeugen, einsetzen. Außerdem weist das Stellglied eine gute Haptik auf. Trotz hoher Funktionalität ist das Stellglied einfach zu bedienen, wobei Fehlbedienungen weitgehend ausgeschlossen sind. Schließlich ist das Stellglied auch kostengünstig herzustellen.
  • Weitere Vorteile sind darüberhinaus in Folgendem zu sehen:
    • – Es ist eine geräuscharme Verriegelung und/oder Fixierung des Stellglieds ermöglicht.
    • – Es handelt sich um eine verschleißfreie Konstruktion.
    • – Die Haltekraft entsteht erst unmittelbar vor Erreichen der gewünschten Schaltposition.
    • – Die Rückstellung durch Bestromung der Spule sowie Aufhebung des magnetischen Feldes kann beliebig oft vorgenommen werden.
    • – Es ist keine Dauerbestromung des Systems notwendig.
    • – Eine Bewegung des Stellgliedes in den anderen Drehachsen ist möglich.
    • – Es ist die Erzeugung einer veränderbaren Fixierkraft bzw. Resthaltekraft ermöglicht.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
  • 1 ein Stellglied, wobei die Handhabe in neutraler Stellung befindlich ist,
  • 2 das Stellglied, wobei die Handhabe in Schwenkstellung befindlich ist,
  • 3 schematisch die Handhabe mit dem Rastelement,
  • 4 das Stellglied in Seitenansicht und Draufsicht,
  • 5 das Stellglied in perspektivischer Ansicht mit vergrößertem Detailausschnitt,
  • 6 das Stellglied in perspektivischer Ansicht mit vergrößertem weiteren Detailausschnitt,
  • 7 das Stellglied in perspektivischer Ansicht mit vergrößertem nochmaligen weiteren Detailausschnitt,
  • 8 das Stellglied in einer weiteren perspektivischen Ansicht,
  • 9 einen elektrischen Schalter, der ein Stellglied wie in 1 aufweist, und
  • 10 schematisch das Stellglied zur Steuerung von Modulen.
  • In 1 und 2 ist ein Stellglied 1 mit einer manuell vom Benutzer bewegbaren Handhabe 2 gezeigt. Das Stellglied 1, das beispielsweise als Gangwahlschalter entsprechend der 9 in einem Kraftfahrzeug Verwendung findet, besitzt Verschwenkmittel 3. Die Handhabe 2 wirkt mit den Verschwenkmitteln 3 derart zusammen, daß die Handhabe 2 in einer Verschwenkebene in wenigstens eine Richtung aus einer in 1 gezeigten neutralen Stellung in eine in 2 sichtbare Schwenkstellung verschwenkbar ist. Die Schwenkstellung ist als Raststellung ausgebildet, derart daß eine Rastkraft in der Schwenkstellung auf die Handhabe 2 einwirkt. Dadurch ist die Handhabe 2 in der Schwenkstellung mit der Rastkraft als Haltekraft festgehalten. Die Rastkraft ist durch eine Magnetkraft bewirkt, die wiederum durch ein Rastelement 24 erzeugt ist.
  • Das Rastelement 24 besteht aus einem Haftkörper 4 und einem Permanentmagneten 5, wie schematisch in 3 gezeigt ist, so daß die Magnetkraft wiederum durch das Zusammenwirken des magnetisierbaren Haftkörpers 4 mit dem Permanentmagneten 5 erzeugt ist. Dadurch wird die Rastkraft in der Raststellung durch die Magnetkraft zwischen dem Permanentmagneten 5 und dem Haftkörper 4 bewirkt. Zwischen dem Permanentmagneten 5 und dem Haftkörper 4 kann ein Luftspalt befindlich sein, der von der Magnetkraft überbrückt wird. Wie man durch Vergleich der 3 und der 4 sieht, ist der Haftkörper 4 in der neutralen Stellung der Handhabe 2 vom Permanentmagnet 5 entfernt. Damit steht der Haftkörper 4 mit dem Permanentmagneten 5 derart in Zusammenwirkung, daß der Haftkörper 4 in der neutralen Stellung der Handhabe 2 außerhalb des Wirkungsbereichs des Permanentmagneten 5 befindlich ist, so daß dort eine allenfalls geringfügige Magnetkraft auf die Handhabe 2 einwirkt. In der Schwenkstellung hingegen ist der Haftkörper 4 innerhalb des Wirkungsbereichs des Permanentmagneten 5 befindlich, was wiederum aus 3 ersichtlich ist, wobei die Magnetkraft als Rastkraft auf die Handhabe 2 einwirkt. Die Handhabe 2 bewegt beim Verschwenken den Haftkörper 4, derart daß der Haftkörper 4 in und/oder außerhalb des Wirkungsbereichs des Permanentmagneten 5 bringbar ist.
  • Das Verschwenkmittel 3 besteht aus einem in mehreren Richtungen beweglichen Drehkörper 6, womit die Handhabe 2 mittels des Drehkörpers 6 beweglich gelagert ist, wie man anhand von 8 erkennt. Der Drehkörper 6 ist in einer Lagerschale 7 in der Art eines Kugelgelenks gelagert. Die in etwa radial am Drehkörper 6 abstehende Handhabe 2 ist in einer Kulisse 8 geführt, wie man in 6 sieht. Beispielsweise kann die Kulisse 8 in etwa H-förmig, mehrfach H-förmig oder in sonstiger Weise ausgestaltet sein, wenn das Stellglied 1 als Gangwahlschalter in einem Kraftfahrzeug Verwendung findet. Mittels entsprechender Ausgestaltung der Kulisse 8 kann auch eine Haptik für die manuelle Bewegung der Handhabe 2 erzeugbar sein. Hierzu ist am Drehkörper 6 ein Ansatz 25 angeordnet, der der Handhabe 2 ungefähr gegenüberliegt und in etwa radial vom Drehkörper 6 absteht. Am Ansatz 25 ist ein Taststift 26 über eine Rückstellfeder 9 beweglich gelagert, wie in 10 zu sehen ist, wobei der Taststift 26 in die Kulisse 8 eingreift.
  • Wie in 7 zu sehen ist, ist für die Anlenkung des Verschwenkmittels 3 an das Rastelement 24 als Mittel zur Erzeugung der Rastkraft am Drehkörper 6 ein Stift 10 angebracht. Der Stift 10, der einen runden Querschnitt aufweist, durchgreift eine Aussparung 11 in der Lagerschale 7 und greift mittels eines verjüngten Endes 29 (siehe 10) in eine Bohrung 12 am Haftkörper 4 ein. Der Haftkörper 4 ist in einer Nut 13 an einer Halterung 14 linear geführt. Die Bohrung 12 ist mit einer Fase 15, einem Radius o. dgl. versehen, wobei die Fase 15, der Radius o. dgl. größer als der maximale Dreh- bzw. Verschwenkwinkel des Drehkörpers 6 ist, wie anhand von 5 zu erkennen ist.
  • Wie bereits erwähnt, weist die Handhabe 2 eine am abstehenden Ansatz 25 angeordnete Rückstellfeder 9 auf, die auch zur Rückstellung in die neutrale Stellung dient. Ein in 3 gezeigter Elektromagnet 16, der eine Spule 17 und einen Anker 18 umfaßt, wirkt mit dem Permanentmagneten 5 derart zusammen, daß zur Lösung des Haftkörpers 4 ein Gegenmagnetfeld erzeugbar ist. Durch Bestromung des Elektromagneten 16 löst sich somit die rastende Verbindung und die Handhabe 2 kann mittels der Rückstellfeder 9 wieder in deren Ausgangslage gebracht werden. Vorliegend ist der Permanentmagnet 5 am Elektromagnet 16 angeordnet. Selbstverständlich ist auch eine umgekehrte Anordnung möglich, indem der Permanentmagnet an einem Träger mittels des Verschwenkmittels 3 bewegbar und der Haftkörper stationär am Elektromagnet angeordnet ist.
  • Zur Erzeugung einer großen Rastkraft kann der Permanentmagnet 5 aus einem Neodym-Bor-Seltenerdmagnet bestehen. Der Haftkörper 4 ist in der Art eines Trägers 20 aus Kunststoff oder eines Kunststoffmantels ausgebildet, wobei der Träger 20 als Halterung zur Aufnahme eines Magnet-Flußleitstücks 19 aus magnetisierbarem Metall dient. Der Träger 20 ist in der Nut 13 spielarm geführt.
  • Wie in 8 zu sehen ist, wirkt die Handhabe 2 mit einem Dämpfungselement 21 zusammen. Das Dämpfungselement 21 dient zur Geräuschreduzierung für das Anschlagen des Haftkörpers 4 am Permanentmagnet 5 und/oder für das Zurückstellen der Handhabe 2 in die neutrale Stellung. Das Dämpfungselement 21 ist am abstehenden Ansatz 25 angeordnet.
  • Wie bereits erwähnt, kann das Stellglied 1 als Gangwahlschalter für ein Kraftfahrzeug dienen, so daß das Stellglied 1 als Betätigungsorgan in einem in 9 gezeigten elektrischen und/oder elektronischen Schalter, insbesondere in der Art eines Joystick- oder Cursor-Schalters, angeordnet ist. Hierzu ist die Schwenkstellung des Stellglieds 1 als Schaltstellung ausgebildet, derart daß das Betätigungsorgan 1 in der Schaltstellung auf ein Schaltelement, Sensorelement 22, Signalelement o. dgl. zur Erzeugung eines Schaltsignals betätigend einwirkt. Das Sensorelement 22 besteht aus wenigstens einer magnetisierten Codeplatte 23 sowie wenigstens einem nicht weiter gezeigten, zugeordneten Hallsensor, der sich auf einer Leiterplatte 27 befindet. Die Codeplatte 23 ist derart an das Stellglied angelenkt, daß die Kipp- bzw. Verschwenkbewegung des Betätigungsorgans 1 in eine Linearbewegung der Codeplatte 23 in Bezug auf den Hallsensor umgewandelt wird. Die lineare Bewegung der Codeplatte 23 aufgrund der manuellen Bewegung der Handhabe 2 wird dann durch die Hall-Sensoren erfaßt. Es bietet sich dann weiter an, auf der Leiterplatte 27 die Auswerteelektronik für das Stellglied 1 anzuordnen.
  • Das Stellglied 1 eignet sich auch zum Steuern von funktional und gegenständlich voneinander getrennten Modulen, insbesondere von vier solcher Modulen, wie anhand von 10 weiter zu sehen ist.
  • Wie bereits erläutert, besitzt das Stellglied 1 eine manuell vom Benutzer bewegbare Handhabe 2 sowie ein Verschwenkmittel 3. Die Handhabe 2 wirkt mit dem Verschwenkmittel 3 derart zusammen, daß die Handhabe 2 in einer Verschwenkebene in wenigstens eine Richtung aus einer neutralen Stellung in eine Schwenkstellung verschwenkbar ist. In der Schwenkstellung wirkt nun die Handhabe 2 auf das in 10 schematisch gezeigte Modul 24 zur Ausführung einer Aktion betätigend ein. Entsprechend dem Ausführungsbeispiel besitzt nun die Handhabe 2 wenigstens zwei Schwenkstellungen, bevorzugterweise vier Schwenkstellungen. An der Handhabe 2 ist ein der jeweiligen Schwenkstellung zugeordnetes Übertragungselement 20 derart angelenkt, daß die Kipp- bzw. Verschwenkbewegung der Handhabe 2 im wesentlichen in eine Linearbewegung des Übertragungselements 20 entsprechend der 5 umgewandelt wird, wozu der Stift 10 am Drehkörper 6 in die Bohrung 12 am Übertragungselement 20 eingreift und das Übertragungselement 20 beispielsweise in einer Nut 13 geführt ist. Das aus Kunststoff bestehende Übertragungselement 20 wirkt dann in der jeweiligen Schwenkstellung der Handhabe 2 auf jeweils ein Modul 24 betätigend ein. Bevorzugterweise sind vier Module 24 unabhängig voneinander mittels vier Übertragungselementen 20 betätigbar.
  • Bei dem Modul kann es sich beispielsweise um das bereits erwähnte Schaltelement, Sensorelement 22, Signalelement o. dgl. gemäß 9 handeln, wobei die Codeplatte 23 am Übertragungselement 20 befestigt ist. Ebenso kann es sich bei dem Modul um das erwähnte magnetische Rastelement 24 entsprechend der 3 handeln, derart daß die Handhabe 2 in der Schwenkstellung verrastbar ist, wozu das Rastelement 24 in der beschriebenen Art und Weise am Übertragungselement 20 befestigt ist. Als weiteres Beispiel ist in 10 gezeigt, daß es sich bei dem Modul um ein einstückig mit dem Übertragungselement 20 ausgebildetes Riegelelement 24 handelt, derart daß die Handhabe 2 in der Schwenkstellung verriegelbar ist. Vor allem ist noch zu erwähnen, daß in der jeweiligen Schwenkstellung auch mehrere Module betätigbar sein können. Beispielsweise ist in 10 der rechts liegende Stift 10 mit zwei Verjüngungen 28, 29 gezeigt, so daß dort zwei Übertragungselemente 20 angeordnet werden können. Dadurch kann beispielsweise ein magnetisches Rastelement 24 sowie zusätzlich ein Sensorelement 22 in der diesem Stift 10 zugeordneten Schwenkstellung betätigt werden.
  • Ein derartiges Stellglied 1 läßt sich für einen Gangwahlschalter in Kraftfahrzeugen verwenden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. Neben Kraftfahrzeuganwendungen kann ein derartiges Stellglied 1 in vorteilhafter Weise auch als Eingabemittel für Computer, Werkzeugmaschinen, Haushaltsgeräte o. dgl. eingesetzt werden.
  • 1
    Stellglied/Betätigungsorgan
    2
    Handhabe
    3
    Verschwenkmittel
    4
    Haftkörper
    5
    Permanentmagnet
    6
    Drehkörper
    7
    Lagerschale
    8
    Kulisse
    9
    Rückstellfeder
    10
    Stift
    11
    Aussparung (in Lagerschale)
    12
    Bohrung (im Haftkörper)
    13
    Nut
    14
    Halterung
    15
    Fase
    16
    Elektromagnet
    17
    Spule
    18
    Anker
    19
    Magnet-Flußleitstück
    20
    Träger/Übertragungselement
    21
    Dämpfungselement
    22
    Sensorelement
    23
    Codeplatte
    24
    Rastelement/Modul/Riegelelement
    25
    Ansatz
    26
    Taststift
    27
    Leiterplatte
    28, 29
    Verjüngung (am Stift)/verjüngtes Ende

Claims (10)

  1. Stellglied, insbesondere zur manuellen Ansteuerung von Funktionen in einem Kraftfahrzeug, mit einer bewegbaren Handhabe (2) und mit einem Verschwenkmittel (3), wobei die Handhabe (2) mit dem Verschwenkmittel (3) derart zusammenwirkt, daß die Handhabe (2) in einer Verschwenkebene in wenigstens eine Richtung aus einer neutralen Stellung in eine Schwenkstellung verschwenkbar ist, und wobei die Schwenkstellung als Raststellung ausgebildet ist, derart daß eine Rastkraft in der Schwenkstellung auf die Handhabe (2) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastkraft durch eine Magnetkraft erzeugt ist.
  2. Stellglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkraft durch das Zusammenwirken eines magnetisierbaren Haftkörpers (4) mit einem Permanentmagneten (5) erzeugt ist, indem die Rastkraft in der Raststellung durch die Magnetkraft zwischen dem Permanentmagnet (5) und dem Haftkörper (4), gegebenenfalls über einen zwischen dem Permanentmagnet (5) und dem Haftkörper (4) befindlichen Luftspalt, bewirkt ist.
  3. Stellglied nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftkörper (4) mit dem Permanentmagnet (5) derart in Zusammenwirkung steht, daß der Haftkörper (4) in der neutralen Stellung der Handhabe (2) im wesentlichen außerhalb des Wirkungsbereichs des Permanentmagneten (5) befindlich ist, wobei eine allenfalls geringfügige Magnetkraft auf die Handhabe (2) einwirkt, sowie in der Schwenkstellung im wesentlichen innerhalb des Wirkungsbereichs des Permanentmagneten (5) befindlich ist, wobei die Magnetkraft als Rastkraft auf die Handhabe (2) einwirkt, und daß vorzugsweise die Handhabe (2) beim Verschwenken den Haftkörper (4) bewegt, derart daß der Haftkörper (4) in und/oder außerhalb des Wirkungsbereichs des Permanentmagneten (5) bringbar ist.
  4. Stellglied nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschwenkmittel (3) aus einem in mehreren Richtungen beweglichen Drehkörper (6) besteht, daß vorzugsweise der Drehkörper (6), insbesondere in der Art eines Kugelgelenks, in einer Lagerschale (7) gelagert ist, daß weiter vorzugsweise die Handhabe (2) in etwa radial abstehend am Drehkörper (6) angeordnet ist, daß noch weiter vorzugsweise ein der Handhabe (2) ungefähr gegenüberliegender, in etwa radial abstehender Ansatz (25), der in einer Kulisse (8) geführt ist, am Drehkörper (6) angeordnet ist, und daß nochmals weiter vorzugsweise mittels der Kulisse (8) eine Haptik für die manuelle Bewegung der Handhabe (2) erzeugbar ist.
  5. Stellglied nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Drehkörper (6) ein Stift (10), insbesondere mit einem runden Querschnitt angebracht ist, daß vorzugsweise der Stift (10) eine Aussparung in der Lagerschale (7) durchgreift, daß weiter vorzugsweise der Stift (10), insbesondere mit einem verjüngenden Ende (28, 29), in eine Bohrung (12) am Haftkörper (4) eingreift, daß noch weiter vorzugsweise der Haftkörper (4), insbesondere in einer Nut (13), linear geführt ist, und daß nochmals weiter vorzugsweise die Bohrung (12) mit einer Fase (15), einem Radius o. dgl. versehen ist, wobei insbesondere die Fase (15), der Radius o. dgl. größer als der maximale Dreh- bzw. Verschwenkwinkel des Drehkörpers (6) ausgebildet ist.
  6. Stellglied nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Handhabe (2) eine, insbesondere am abstehenden Ansatz (25) angeordnete, Rückstellfeder (9) zur Rückstellung in die neutrale Stellung aufweist, daß vorzugsweise ein Elektromagnet (16), der insbesondere eine Spule (17) und einen Anker umfaßt (18), mit dem Permanentmagneten (5) derart zusammenwirkt, daß zur Lösung des Haftkörpers (4) ein Gegenmagnetfeld erzeugbar ist, und daß weiter vorzugsweise der Permanentmagnet (5) am Elektromagnet (16) angeordnet ist.
  7. Stellglied nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (5) aus einem Neodym-Bor-Seltenerdmagnet besteht, daß vorzugsweise der Haftkörper (4) in der Art eines Trägers (20), insbesondere aus Kunststoff, für eine Halterung zur Aufnahme eines Magnet-Flußleitstücks (19), insbesondere aus magnetisierbarem Metall, ausgebildet ist, und daß weiter vorzugsweise der Träger (20) in der Nut (13) spielarm geführt ist.
  8. Stellglied nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Handhabe (2) mit einem Dämpfungselement (21) zur Geräuschreduzierung für das Anschlagen des Haftkörpers (4) am Permanentmagnet (5) und/oder für das Zurückstellen in die neutrale Stellung zusammenwirkt, wobei insbesondere das Dämpfungselement (21) am abstehenden Ansatz (25) angeordnet ist.
  9. Elektrischer und/oder elektronischer Schalter, insbesondere in der Art eines Joystick- oder Cursor-Schalters, beispielsweise elektronischer Gangwahlschalter für ein Kraftfahrzeug, mit einem Stellglied (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Betätigungsorgan.
  10. Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkstellung des Stellglieds (1) als Schaltstellung ausgebildet ist, derart daß das Stellglied (1) in der Schaltstellung auf ein Schaltelement, Sensorelement (22), Signalelement o. dgl. betätigend zur Erzeugung eines Schaltsignals einwirkt, daß vorzugsweise das Sensorelement (22) aus wenigstens einer magnetisierten Codeplatte (23) sowie wenigstens einem zugeordneten Hallsensor besteht, und daß noch weiter vorzugsweise die Codeplatte (23) derart an das Stellglied (1) angelenkt ist, daß die Kipp- bzw. Verschwenkbewegung des Stellglieds (1) in eine Linearbewegung der Codeplatte (23) in Bezug auf den Hallsensor umgewandelt wird.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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