DE3213034A1 - Steuerung mit einem steuerhebel - Google Patents
Steuerung mit einem steuerhebelInfo
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Description
Patentanwälte Dipl.-Ing:'ri'/VEitJKMANN/ÖrPL'.-PHYS. Dr. K. Fincke
Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
Dr. Ing. H. Liska
8000 MÜNCHEN 86, DEN ' -T,
POSTFACH 860 820
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22
Sdt/ht.
AMPEX CORPORATION
401 Broadway-Redwood City, Californxen 94063
V.St.A.
Steuerung mit einem Steuerhebel
oz ι ου
Steuerung mit einem Steuerhebel
Die Erfindung betrifft eine Steuerung mit einem Steuerhebel und insbesondere eine solche Steuerung, die eine von Hand
ausgelöste universale Schwenkbewegung erlaubt.
Bei Steuerungen auf Basis von Steuerhebels ist es häufig erwünscht, eine Einrichtung vorzusehen, mit der sich der
momentane Winkelausschlag des Steuerhebels in zwei oder mehreren senkrecht zueinander stehenden Ebenen anzeigen
lässt. Solche Einrichtungen auf digitaler Basis sind in der US-Patentschrift 4 161 726 beschrieben. Häufig ist
jedoch auch erwünscht, dass der Steuerhebel nach Wegnahme der auf ihn wirkenden manuellen Kraft in die vertikale
Stellung zurückkehrt.
Ein Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung von einem manuell betätigbaren Steuerhebel, der nach Wegnahme der
auf ihn wirkenden manuellen Kraft in die neutrale Stellung zurückkehrt.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung von einem Steuerhebel der in Rede stehenden Art mit Massnahmen zur
Erzeugung manuell hervorgerufener Signale in der vertikalen Stellung.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine geschnittene Ansicht von einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine fragmentarische geschnittene Ansicht der in Fig. 1 gezeigten .Vorrichtung mit Dar
stellung des Steuerhebels in einer ausgeschwenkten Position/
Fig. 3 eine fragmentarische geschnittene Ansicht von einer anderen Ausführungsform eines Teiles
der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung,
Fig. 4 eine umgedrehte auseinandergezogene perspektivische Ansicht in kleinerem Masstab von einem Teil der
in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, und
Fig. 5 eine umgekehrte auseinandergezogene perspektivische Ansicht im Masstab der Fig. 4 von einem weiteren
Teil der in Fig.1 gezeigten Vorrichtung.
In Fig. 1 und 4 ist der manuell betätigbare Handgriff 11 von
einem Steuerhebel gezeigt. Der Handgriff steht in Schraubverbindung mit einem Schaftelement 12, das in ein im wesentlichen
halbkugelförmiges Lagerelement 13 längs dessen zentraler Polachse eingepresst ist. Der Handgriff befindet sich an
der Polseite des Lagerelementes, d.h. an der Seite, die der äquatorialen flachen Seite 14 gegenüberliegt. Der Steuerhebel
und das Lagerelement sind zur Vornahme einer universellen Schwenkbewegung innerhalb eines Bereiches von Ausschlag-Stellungen
durch ein Halteelement 16 gehalten, das eine halbkugelförmige Ausnehmung 17 entsprechend der halbkugelförmigen
Oberfläche des Elementes 13 hat. Der Ausschlagbereich des Steuerhebels wird durch die kegelstumpfförmige
innere Oberfläche 18 von einer Durchgangsöffnung im Element 16,
v> ζ- ι
durch die sich der Steuerhebel hindurcherstreckt, begrenzt und definiert. Die Anordnung ist an der Oberplatte 19 von
einem Chassis, z.B. durch Schrauben 21 f befestigt.
Für das Gerät, bei dem die Erfindung verwendet werden soll, ist eine automatische Rückkehr des Steuerhebels 11 in
die senkrechte neutrale Stellung, die in Fig. 1 durch ausgezogene Linien wiedergegeben ist, erwünscht, sobald die
von Hand ausgeübte Kraft weggenommen wird.
Um dies zu erreichen, ist eine Schraubendruckfeder 22
so angeordnet, dass sie einen Druck auf die äquatoriale flache Seite 14 des Lagerelementes 13 ausübt. Wenn die
Feder einen geringeren Durchmesser als das Element 13 hat, kann sie direkt an dessen Seite 14 anliegen, jedoch
wird eine bessere Hebelwirkung durch Verwendung einer Feder mit grösserem Durchmesser als der des Elementes 13 erreicht,
wobei die Feder über eine zwischenliegende kreisförmige Platte 23 das Lagerelement beaufschlagt.
Wenn daher der Steuerhebel aus der neutralen Stellung herausgeschwenkt wird, wie dies in Fig. 1 gestrichelt und
deutlicher durch ausgezogene Linien in Fig. 2 gezeigt ist, bildet die Platte im Ergebnis einen Hebel mit einem
Drehpunkt an der Stelle 24, an der die Kante der Platte an dem Halteelement 16 anliegt. Der Hebel übt somit auf
die diametral gegenüberliegende Stelle 26 ein Rückstellmoment aus; bei der Stelle 26 handelt es sich um die
Kante der äquatorialen flachen Seite 14 des Elementes 13, die aus der Ausnehmung 17 herausragt und mit der die
PlaLt-o 23 Ln Berührung kommt. Dieses Rückstellmoment beaufschlagt
das Element 13 und den Steuerhebel in eine Drehrichtung, die den Steuerhebel in die neutrale Stellung
zurückbringt, sobald die auf den Steuerhebel ausgeübte
manuelle Kraft weggenommen wird.
Die mechanischen Details der Anordnung werden nachfolgend beschrieben:'
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5
Die Feder 22 wird z.B. durch einen Haltenapf 27 im gespannten Zustand gehalten, der an dem Halteelement 16
beispielsweise durch Schrauben 28 befestigt ist. Andere noch zu beschreibende Teile der Vorrichtung sind an einem
umschliessenden kastenförmigen Gehäuse 29 befestigt, das
z.B. durch Schrauben 31 mit dem Element 14 verbunden ist.
Eine Bügel- und Signaleinrichtung ist ferner vorgesehen, die durch den Steuerhebel verlagert wird, um Signale vorzusehen,
die für den Winkelausschlag des Steuerhebels in zwei zueinander senkrechten Ebenen und zu der (z.B. horizontalen)
Ebene kennzeichnend sind, in der die Oberplatte liegt. Eine (die erste) Ebene,in der der Winkelausschlag
erfasst werden soll, kann z.B. die Ebene des Papiers in Fig. 1 sein, während es sich bei der zweiten Ebene um
eine solche handelt, die senkrecht zu der ersten und parallel zum Steuerhebel liegt, wenn dieser die gezeigte neutrale
(vertikale) Stellung annimmt.
Zur Erfassung der Winkelausschläge in der ersten und zweiten Ebene erfährt mittels einer Verlängerung 41 des Steuerhebels
ein Paar halbkreisförmig gekrümmte Bügelelemente 42 und eine Verschwenkung. Diese Bügelelemente sind um Achsen verschwenkbar,
die durch ihre Enden gehen und in der ersten bzw. zweiten Ebene liegen. Insbesondere ist der Bügel 42
an einem Ende mittels eines Drehzapfens 44 schwenkbar gehalten, der an einer Seitenwand des Gehäuses 29 befestigt ist und
einen zapfenförmigen Bereich 46 aufweist, der sich in eine
• entsprechende Bohrung 47 erstreckt, während das andere Ende
/L I O U
des Bügels auf eine Welle 48 von einem sich drehenden Potentiometer 49 aufgekeilt ist. Die Welle hat eine Abflachung
51 und der Bügel ein Loch -52 mit einer entsprechend
abgeflachten Seite, so dass das Loch der Welle entspricht. Das Potentiometer ist an dem Gehäuse 29 in einer öffnung
53 durch ein Paar Muttern 54 und einen Muttersicherungsring
56 befestigt und hat elektrische Leitungen 57, die das für die Winkelstellung der Welle 48 kennzeichnende Signal
weiterleiten. Ein zweites Potentiometer 59 ist in entsprechender Weise an dem Gehäuse in der vorerwähnten zweiten Ebene
befestigt und in gleicher Weise mit dem anderen Buqel 43
verknüpft. Der Bügel 43 wird in gleicher Weise durch die Elemente 44, 46, 47, 48, 51, 52, 53, 54, 56 und 57 schwenkbar
gehalten. Jeder Bügel hat ein Langloch 61,in das sich die Verlängerung 41 des Steuerhebels frei hineinerstreckt,
so dass sie in der Ebene des Bügels eine ungehinderte Schwenkbewegung vornehmen kann und damit jeder Bügel nur
eine Bewegung mitmacht, die senkrecht zu der Ebene erfolgt, in der der Bügel selbst liegt.
Bei manchen Anwendungsfällen kann es vorteilhaft sein, ein Signal in der neutralen Stellung zu erhalten. Zu diesem
Zweck kann ein isolierter Kuppelschalter 62 an der Bodenwand 63 des Gehäuses 29 auf der Achse der Verlängerung 41
des Steuerhebels in Abstand von dem Ende der Verlängerung angeordnet sein. Wenn ein Signal erzeugt werden soll,
kann der Steuerhebel 11 längs seiner Achse von Hand nach unten gedrückt werden, um den Schalter 62 zu beaufschlagen,
wobei die Feder 22 den Steuerhebel in seine neutrale Stellung zurückbringt, sobald die auf ihn wirkende manuelle
Kraft weggenommen wird.
Eine weitere Ausführungsform des Steuerhebels ist in Fig. 3
gezeigt, die mit dem Schalter 62 zusammenwirken kann, ohne 35
dass hierfür das Lagerelement 13 aus seinem Sitz im Häiteelement
16 herausgebracht werden muss. Bei dieser Aus-: führungsform ist ein rohrförmiges Gehäuse 6 6 in das Lagerelement
13a eingepresst. Das Gehäuse 66 hat eine Endwand 67 mit einer darin vorgesehenen Öffnung 68, durch die;
sich die Verlängerung 41 des Steuerhebels erstreckt. An der Verlängerung 41· ist ein Anschlagelement 6 9 befestigt,
das mit der Innenseite der Endwand 67 in Berührung kommt, um die Bewegung des Steuerhebels in Aufwärtsrichtung
zu begrenzen. Eine Schraubenfeder 71 drückt den Steuerhebel
nach oben und wird durch eine am unteren Ende des Gehäuses 66 aufgeschraubte Endkappe 72 gehalten. Die Endkappe
hat ebenfalls· eine Öffnung 73, die eine Gleitbewegung der Verlängerung 41 des Steuerhebels erlaubt.
; Für eine ordnungsgemässe Funktion der in Fig. 3 gezeigten
Vorrichtung wird vorteilhafterweise eine Feder 71 vorgesehen, die wesentlich schwächer als die Feder 22 ist,-so
dass nur die Feder 71 in nennenswertem Umfang eine Verformung bei einem Niederdrücken des Steuerhebels ,
zur Betätigung des Schalters 62 erfährt.
Claims (7)
1. Steuerung mit einem Steuerhebel, mit kugelförmige
Oberflächen aufweisenden Lager- und Halteelementen, wobei an einem dieser Elemente der Steuerhebel befestigt
ist, so dass er eine universelle Schwenkbewegung vornehmen und in einem Bereich von gewünschten Winkelausschlägen
in wenigstens zwei zueinander senkrechten Ebenen von Hand verstellt werden kann, und mit einer Bügel- und Signaleinrichtung,
die durch die Schwenkbewegung des Steuerhebels positionierbar ist, um die Winkelausschläge des Steuerhebeis
in den wenigstens zwei zueinander senkrechten Ebenen anzuzeigen, gekennzeichnet durch
Einrichtungen, die durch den Steuerhebel eine Verlagerung erfahren, wenn der Steuerhebel von Hand aus den entsprechenden
neutralen Stellungen in die betreffenden versetzten Stellungen ausgelenkt wird, wobei die Verlagerungseinrichtung
(22, 23) in besagte neutrale Stellung vorgespannt und mit dem Steuerhebel verknüpft ist, um den Steuerhebel
in seine neutrale Stellung in dem Moment zurückzubringen, wenn die auf den Steuerhebel einwirkende manuelle Kraft
weggenommen wird.
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2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (13) eine konvex
halbkugelförmige Gestalt hat, wobei sich der Steuerhebel von dem zentralen Pol des Lagerelementes erstreckt,
und dass das Halteelement (16) eine Ausnehmung mit konkav
halbkugelförmiger Gestalt hat und eine polseitige Durchgangsöffnung
mit kegelstumpfförmiqer Wand (18) -bildet, so
dass der Steuerhebel innerhalb des Bereiches von Winkelausschlägen verschwenkbar ist.
3. Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerungseinrichtung aufweist:
eine Platte (23), die in der neutralen Stellung an den äquatorialen flachen Seiten von Lagerelement (13) und
Halteelement (16) in der neutralen Stellung des Steuerhebels anliegtfund ein Federelement (22), das in Berührung
mit der Platte steht undso vorgespannt ist, dass es die
Platte federnd gegen das Lager- und Halteelement drückt, so dass bei einem von Hand ausgelösten Wegschwenken des
Steuerhebels und des halbkugelförmigen Lagerelementes aus den neutralen Stellungen die Platte durch die Feder
gegen den äquatorialen Kantenbereich des Lagerelementes gedrückt wird, der aus dem Halteelement herausragt, und
damit ein Ruckstellmoment geschaffen wird, welches das Lager-
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element und den Steuerhebel in die neutralen Stellungen zurückbringen will.
4. Steuerung nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η -
zeichnet, dass das Federelement (22) eine Schraubendruckfeder ist, deren Achse im wesentlichen senkrecht
zu der Platte (23) liegt und die im zusammengedrückten Zustand, gegen die Platte drückend,von einem napfförmigen
Element (27) gehalten wird, dessen Seitenwände in Eingriff mit dem Halteelement (16) stehen und daran befestigt
sind, während eine Endwand des napfförmigen Elementes in Berührung mit dem Ende der Schraubenfeder steht, das
dem Ende gegenüberliegt, welches in Eingriff mit der Platte steht.
5. Steuerung nach Anspruch 4, dadurch g ek e η η zeichnet,
dass der Steuerhebel eine langgestreckte Verlängerung (41) aufweist, die von der flachen Seite (14)
des Lagerelementes (13) zur Eingriffnähme mit der Bügeleinrichtung
(42, 43) absteht, wobei die Platte und die Endwand des napfförmigen Elementes zentrale öffnungen aufweisen,
so dass die Verlängerung innerhalb des Bereiches der Winkelausschläge des Steuerhebels verschwenkbar ist.
6. Steuerung nach Anspruch 2 und 5, dadurch g e k e η η zeichnet, dass ein kastenförmiges Gehäuse (29)
für die Befestigung der Bügel- und Signaleinrichtung vorgesehen und an dem Halteelement (16) befestigt ist, dass
die Signaleinrichtung aus einem Paar Rotationspotentiometeranordnungen (49, 59) besteht, die an den Seitenwänden des
Gehäuses so befestigt sind, dass sie in Bezug auf ihre Achsen senkrecht zueinander und zu der neutralen Stellung
der Verlängerung (41) des Steuerhebels stehen,und dass die Bügeleinrichtung ein Paar langgestreckte halbkreisförmig
gekrümmte Elemente (42, 43) mit diametral gegenüber-
Δ. I O U
liegenden Enden umfasst, wobei ein Ende von jedem derartigen Element
mit dem Drehteil von einem der Potentiometer und das andere Ende drehbar mit einem Seitenwandteil des Gehäuses
verbunden ist, der dem betreffenden Potentiometer diametral gegenüberliegt,und wobei jedes gekrümmte Element längs
seiner gekrümmten Länge einen dem Lagerelement (13) zugewandten zentralen Schlitz (61) aufweist und sich durch
beide Schlitze die Verlängerung (41) des Steuerhebels hindurcherstreckt.
7. Steuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet; dass an einer inseitigen Wand des
Gehäuses (29) auf der Achse der Verlängerung (41) des Steuerhebels in dessen neutraler Stellung ein isolierter
Kuppelschalter (62) befestigt ist,und dass der Steuerhebel und seine Verlängerung als einteiliges Element ausgebildet
sind, das so gehalten ist, dass es eine von Hand hervorgerufene Gleitbewegung durch das Lagerelement (13) vornehmen
kann, um in der neutralen Stellung des Steuerhebels in Berührung mit dem Kuppelschalter unter dessen Betätigung
zu kommen, wobei der Steuerhebel in eine neutrale Stellung in Abstand von dem Kuppelschalter federgespannt ist, so
dass der Steuerhebel ausser Eingriff mit dem Kuppelschalter kommt, wenn die manuelle Kraft auf den Steuerhebel
weggenommen wird.
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