DE20211133U1

DE20211133U1 - Wellenkodierer

Info

Publication number: DE20211133U1
Application number: DE20211133U
Authority: DE
Original assignee: HU KEN PEI
Current assignee: HU KEN PEI
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2002-07-23
Publication date: 2002-11-07
Anticipated expiration: 2012-07-24
Also published as: US20040001045A1

Description

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WELLENKODIERER

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wellenkodierer.

2. STAND DER TECHNIK

Neben der Tastatur gehören die Maus und der Trackball zu der häufig zu beobachtenden herkömmlichen Rechnerperipherie, mit der man Bewegungen auf dem Bildschirm eines Sichtgeräts erzeugt, wobei bei der Maus und beim Trackball der Bildzeiger (Cursor) mittels eines in Drehung versetzten Kugelkörpers verschoben wird. Infolge von Unterschieden der jeweils aufgebrachten Kraft sind auch die vom gedrehten Kugelkörper durchlaufenen Strecken unterschiedlich und die Zeigerbewegungen auf dem Bildschirm erreichen nicht die Sollposition, so dass, wenn der Benutzer Bildschirmseiten zur Ansicht am Bildschirm durchblättert (beim so genannten Browsen von Web-Seiten im Internet) die Maus um eine gewisse Strecke auf- und abwärts nachgezogen bzw. der Trackball stetig nachgerollt werden muss, um die Sollposition auf dem Bildschirm zu erreichen. Dabei geht Zeit verloren und ist die Unmöglichkeit einer präzisen Positionierung in eine bestimmte Solllage vom Benutzerstandpunkt aus weniger als ideal.

Um diesen Mangel zu beheben, hat der Anmelder ein "Encoder Wheel Arrangement" erfunden, auf das das US-Patent 5 952 997 erteilt wurde. Wie die Fig. 4 und 5 zeigen, weist diese Konstruktion ein Rollrad 5 mit einer in einer Seite befindlichen Vertiefung sowie einer Vielzahl von bogenförmig

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gekrümmten Abschnitten 51, die aneinander grenzend entlang der Innenwand der Vertiefung gleichbeabstandet angeordnet sind, eine Achse 53, die von einer anderen Festposition auf dem Rollrad 5 hinweg absteht, eine Innenzahnung 54 am der Vertiefung zugewandten Ende der Achse 53 und einen Ring 55 aus einem Gummimaterial auf, der außen auf das Rollrad 5 aufgeschoben ist.

Wie die Fig. 4 und 5 weiter zeigen, weist diese Konstruktion ein Lager 6, das das Rollrad 5 aufnimmt, eine Öffnung 61 an einer festen Position im Lager 6 sowie mindestens einen Haltestift 63 auf, der vom Lager 6 her abwärts vorsteht, wobei an der untere Spitze jedes der Haltestifte 63 ein einwärts gewandter Haken 65 gelenkig angeordnet ist, der in eine Durchgangsöffnung 71 in einer Schaltungsplatine 7 einhakbar ist, um das Lager 6 auf der Schaltungsplatine 7 zu fixieren. Ein Kanal 66 befindet sich ein einer Seitenfläche des Lagers 6 und ein vorstehendes Glied 67, das den bogenförmigen Abschnitten 51 auf dem Rollrad 5 zugeordnet ist, liegt in ebendem Kanal 66, wobei eine Vielzahl von elastischen Elementen 671 zwischen das vorstehende Glied 67 und den Kanal 66 des Lagers 6 eingefügt ist derart, dass das vorstehende Glied 67 auf die bogenförmigen Abschnitte 51 des Rollrads 5 gedrückt wird. Zwischen dem vorstehenden Glied 67 und den elastischen Bauelementen 671 ermöglichen Vorsprünge 673 das Aufsetzen der elastischen Bauelemente auf diese.

Eine Welle 8 ist in das Lager 6 eingesetzt; eine Längs-Außenzahnung 81, die in die Innenzahnung 54 des Rollrads 5 passt, befindet sich auf dem dem Rollrad 5 zugewandten äußeren Ende der Welle 8. Die Welle 8 ist durch die Öffnung

61 im Lager 6 geführt und die externen Längsverzahnung 81 ist in der Innenzahnung 54 des Rollrads 5 festgelegt derart, dass das Rollrad 5 drehbar mit dem Lager 6 gelagert ist. Eine drehbare Zahnscheibe 83 befindet sich auf der vom Rollrad 65 abgewandten Ende der Welle 8 und weist entlang ihres Umfangs eine Vielzahl von gleich beabstandeten Zwischenräumen 831 auf.

Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, sind auf der Schaltungsplatine 7 ein Sender 73 und ein Empfänger 75 beiderseits der Zahnscheibe 83 angeordnet. Ebenfalls auf der Schaltungsplatine 7 befestigt sind eine erste Stütze und eine zweite Stütze 78, wobei die erste Stütze 77 eine Öffnung 771 zur Lagerung der Achse 53 des Rollrads 5 und die zweite Stütze 78 eine Öffnung 781 zur Lagerung des der Außenverzahnung 81 entgegengesetzten Endes der Welle 8 aufweist .

Dreht der Benutzer das Rollrad 5 und rastet dabei das an den bogenförmigen Abschnitten 51 anliegende vorspringende Glied 67 in jeden gekrümmten Abschnitt 51 ein, erfolgt ein Einrasten des vorstehenden Glieds 67 in einen und beim Weiterdrehen in den jeweils nächsten gekrümmten Abschnitt 51 derart, dass alle Rastintervalle bei jeder Umdrehung des Rollrades 5 identisch sind, um das Ziel des seitenweisen Blätterns bzw. der Bewegung zu erreichen. Während die Zahnscheibe 83 synchron mit dem Rollrad 5 mitdreht, lösen die Zwischenräume 831 auf der Zahnscheibe 83 die Abgabe entsprechender intermittierender Signale durch den Sender 73 aus, wobei die unterschiedlichen stetigen Signale aus dem Sender 73 und deren Unterbrechung durch die Zwischenräume 831 an den Empfänger 75 gesendet werden, der die nach

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dem Dekodieren derselben erhaltenen Daten an einen Controller gibt, der Prozesse ausführt, mit denen sich eine Seiten- oder Linienbewegung ergibt.

Bei dem Wellenkodierer nach der US-PS 5 952 997 müssen jedoch elastische Elemente 671 zwischen das vorspringende Glied 67 und den Kanal 66 im Lager 6 eingesetzt werden, deren Elastizität das vorstehende Glied 67 an den bogenförmigen Abschnitten 51 auf dem Rollrad 5 halten kann. Beim Zusammenbau des Wellenkodierers müssen die elastischen Elemente 671 und das vorstehende Glied 67 von Hand eingesetzt werden, was zeitraubend ist und die Produktionskosten erhöht. Werden weiterhin die elastischen Elemente 671 falsch aufgesetzt oder ermüden sie infolge anhaltender Benutzung, lässt das vorstehende Glied 67 sich zwischen den bogenförmigen Abschnitten 51 des Rollrads nicht mehr genau positionieren und so der Zeiger nicht mehr präzise an eine Sollstelle auf dem Bildschirm führen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Angesichts der Nachteile der herkömmlichen Konstruktion stellt die vorliegende Erfindung einen Wellenkodierer bereit, dessen eine innovative Besonderheit die gemeinsame Herstellung des vorstehenden Glieds und des Lagers als ein Teil sind, so dass das Einsetzen der elastischen Elemente und des vorstehenden Glieds von Hand entfällt und so Montagezeit gespart wird, um das Ziel gesenkter Produktionskosten zu erreichen.

Aufgrund dieses Ziels weist die vorliegende Erfindung ein Rollrad, eine Vertiefung in einer Seite des Rollrads und eine Vielzahl bogenförmig gekrümmter Abschnitte auf, die

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aneinander grenzend entlang der Innenwand der Vertiefung angeordnet sind, wobei die Vertiefung um ein Lager drehbar ist. Weiterhin ist ein federelastisches vorstehendes Glied einteilig mit dem Lager ausgebildet derart, dass es auf den und zwischen die bogenförmigen Abschnitte gehalten wird, so dass das Rollrad in Relativpositionen bringbar ist. Der Kodierer hat eine Welle, und nachdem die Welle mit einem Ende mittig im das Lager eingesetzt und fixiert ist, wird eine Zahnscheibe auf das andere Wellenende aufgesetzt, so dass die Zahnscheibe synchron mit dem Rollrad dreht. Dreht also der Benutzer das Rollrad, sind infolge der Zuordnung der bogenförmigen Abschnitte zum vorstehenden Glied alle Rastintervalle in jeder Umdrehung des Rollrads identisch, so dass sich das Ziel des seitenweisen Blätterns bzw. der Bewegung erreichen lässt; beim synchronen Mitdrehen der Zahnscheibe mit dem Rollrad werden die Daten übertragen.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Anordnen eines Senders und eines Empfängers auf einer Schaltungsplatine beiderseits der Zahnscheibe derart, dass beim synchronen Mitdrehen der Zahnscheibe mit dem Rollrad deren Zwischenräume das Aussenden entsprechender intermittierender Signale durch den Sender auslösen, wobei unterschiedliche stetige Signale aus dem Sender und deren Unterbrechung durch die Zwischenräume an den Empfänger gesandt und die nach dem Dekodieren erhaltenen Daten an einen Controller gegeben werden, der Arbeitsprozesse zum Blättern bzw. zur Linienbewegung ausführt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Sprengdarstellung der vorliegenden Erfindung (1);

Fig. 2 ist eine Sprengdarstellung der vorliegenden

Erfindung (2);
Fig. 3 ist eine isometrische Darstellung der

vorliegenden Erfindung mit der Schaltungsplatine; Fig. 4 ist eine isometrische Darstellung der

herkömmlichen Konstruktion; und Fig. 5 ist eine Sprengdarstellung der herkömmlichen Konstruktion.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG Bei der Erfindung handelt es sich (vergl. die Fig. 1 und 2) um einen Wellenkodierer zum Steuern der Bewegung des Zeigers (Cursors) und des seitenweisen Blätterns auf einem Monitor; er lässt sich in eine Fernsteuerung, eine PC-Maus, eine Tastatur oder anderes Elektronikprodukt einbauen, wird aber in der hier erläuterten Ausführungsform in einer Maus verwendet. Er weist ein Rollrad 1, eine von einer Seite her in das Rollrad 1 eingearbeitete Vertiefung sowie eine Vielzahl von bogenförmigen Abschnitten 11 auf, die aneinander grenzend und gleich beabstandet entlang der Innenwand der Vertiefung angeordnet sind. Eine Achse 13 steht mittig aus der andere Seite des Rollrads 1 heraus vor; an ihrem den Abschnitten 11 des Rollrads zugewandten Ende ist eine Innenverzahnung 14 ausgebildet; auf die Außenfläche des Rollrads 1 ist ein Ring 15 aus einem Gummimaterial aufgeschoben.

Wie in Fig. 1, 2 und 3 gezeigt, weist die Anordnung ein Lager 2 für das Rollrad 1 auf, das mit der Vertiefung drehbar über das Lager 2 geschoben ist. Im Lager 2 ist eine Öffnung 21 zu der Innenverzahnung 14 des Rollrads 1 hin ausgebildet und auf der der Vertiefung im Rollrad 1

entgegengesetzten Seite desselben eine Wandfläche 22, die so bemessen ist, dass sie die Vertiefung abdeckt. Mindestens ein Haltestift 23 steht von der Wandfläche 22 her abwärts vor, wobei ein einwärts gewandter gelenkiger Haken 25 an der unteren Spitze jedes Haltestifts 23 in die Durchgangsöffnung 41 in einer Schaltungsplatine 4 einsetzbar ist, um das Lager 2 auf der Schaltungsplatine 4 zu fixieren (vergl. Fig. 3). Ein zylindrischer Körper 26 mit einem etwas kleineren Durchmesser als die Vertiefung ist auf der der Vertiefung im Rollrad 2 zugewandten Seite des Lagers vorgesehen und in die Vertiefung einsetzbar, so dass das Rollrad 1 auf dem Lager drehen kann. Ein elastisches vorstehendes Glied steht aus dem zylindrischen Körper 26 heraus vor und ist einteilig mit dem Lager 1 ausgebildet, wobei ein flexibler Arm 27 symmetrisch von dem elastischen vorstehenden Glied absteht. Der flexible Arm 27 ist im zylindrischen Körper 26 gitterartig angeordnet, so dass der flexible Arm 27 Elastizität erhält. Eine Nase 28 steht an der obersten Stelle des flexiblen Arms 27 vor und ist den bogenförmigen Abschnitten 11 auf dem Rollrad 1 so zugeordnet, dass die Elastizität des flexiblen Arms 27 sie an die bogenförmigen Abschnitte 11 des Rollrads 1 drückt; dieses kann also vorbestimmte Rastpositionen einnehmen.

Eine Welle 3 ist in das Lager gesteckt. Eine Längs-Außenzahnung 31, die in die Innenzahnung 14 des Rollrads passt, ist auf dem dem Rollrad 1 zugewandten Ende der Welle 3 vorgesehen. Ist die Welle 3 durch die Öffnung 21 im Lager 2 eingesetzt, sitzt die Außenzahnung 31 fest in der Innenverzahnung 14 des Rollrads 1, so das dieses mit dem Lager 2 synchron mitdrehen kann. Eine Zahnscheibe 33 sitzt auf dem vom Rollrad 1 abgewandten Ende der Welle 3; entlang

ihres Urafangs ist eine Vielzahl von Zwischenräumen 331 gleich beabstandet ausgebildet.

Wie die Fig. 1, 2 und 3 zeigen, sind ein Sender 43 und ein Empfänger 45 auf de Schaltungsplatine 4 beiderseits der Zahnscheibe 33 angeordnet. Auf der Schaltungsplatine 4 sind eine erste und eine zweite Stütze 47 bzw. 48 befestigt. Die erste Stütze 47 enthält eine Öffnung 471 zur Aufnahme der Achse 13 des Rollrads 13 und die zweite Stütze 48 eine Öffnung 481 zur Aufnahme des von der Außenzahnung 31 abgewandten Endes der Welle 3, so dass die Stützen 47, 48 die Welle 3 drehbar lagern.

Wird bei diesem Aufbau das Rollrad 1 vom Benutzer gedreht und rastet beim Drehen die an den bogenförmigen Abschnitten 11 anliegende Nase 28 in die bogenförmigen Abschnitte 11 ein, erfolgt dieser Eingriff der Nase 28 mit einem und dem jeweils nächsten Abschnitt 11 so, dass alle Eingriffsintervalle bei jeder Umdrehung des Rollrads 1 identisch sind und damit das Ziel des Blätterns bzw. der Bewegung erreicht ist. Während die Zahnscheibe 33 mit dem Rollrad 1 synchron mitdreht, lösen die Zwischenräume 331 auf der Zahnscheibe 33 die Abgabe entsprechender intermittierender Signale durch den Sender 43 aus, wobei die unterschiedlichen stetigen Signale aus dem Sender 43 und deren Unterbrechung durch die Zwischenräume 331 zum Empfänger 45 gesandt und dort die nach dem Dekodieren durch diesen erhaltenen Daten an einen Controller übergeben werden, der Arbeitsprozesse ausführt, die das Blättern bzw. die Linienbewegung ergeben.

Da die Erfindung von der Kunststoff-Spritzgusstechnik und einer einteiligen Fertigung Gebrauch macht, um das elastische vorstehende Glied gemeinsam mit dem Lager 2 einteilig und einheitlichen auszuführen, so dass das herkömmliche Kodierrad und die Notwendigkeit eines zusätzlichen manuellen Einsetzens der elastischen Elemente und des vorstehenden Glieds bei der Montage entfallen, vereinfacht die vorliegende Erfindung die Zahl der Fertigungsschritte und reduziert sie etwaige Fertigungsfehler, so dass sie die Fertigungskosten senkt.

Claims

1. Wellenkodierer, gekennzeichnet durch mindestens ein Rollrad mit einer in eine Seite des Rollrads eingearbeiteten Vertiefung und einer Vielzahl von bogenförmig gekrümmten Abschnitten, die angrenzend aneinander entlang der Innenwand der Vertiefung angeordnet sind, einem Lager, auf das das Rollrad mit der Vertiefung drehbar aufgeschoben ist und von dem ein elastisches Element absteht, das an das Lager einteilig angeformt ist derart, dass es an den bogenförmigen Abschnitten anliegt und dadurch das Rollrad in bestimmte Stellungen relativ zum Lager bringen kann, eine Welle, wobei nach dem Durchstecken eines Ende der Welle durch das Lager sie mittig im Rollrad festgelegt ist und auf dem anderen Ende der Welle eine Zahnscheibe angeordnet ist derart, dass diese mit dem Rollrad synchron mitdreht, wobei beim Drehen des Rollrads das vorstehende Glied den bogenförmigen Abschnitten so zugeordnet ist, dass alle Rastintervalle in jeder Umdrehung des Rollrads identisch sind.

2. Wellenkodierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rollrad eine Achse aufweist, die am Mittelpunkt seiner anderen Seite vom Rollrad absteht, und an dem den bogenförmigen Abschnitten zugewandten Ende der Achse eine Innenzahnung ausgebildet ist derart, dass ein Ende der Welle in die Innenzahnung eingesetzt werden kann.

3. Wellenkodierer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager eine zu der Innenzahnung des Rollrads hin ausgebildete Öffnung enthält, dass mindestens ein Haltestift vom Lager aus abwärts vorsteht, dass ein zylindrischer Körper mit einem etwas geringeren Durchmesser als die Vertiefung auf der anderen Seite des Lagers angeordnet ist und in die Vertiefung im Rollrad eingesetzt ist, so dass das Rollrad auf dem Lager drehen kann, dass der zylindrische Körper einen flexiblen Arm aufweist, der symmetrisch aus seinem obersten Ende heraus vorsteht derart, dass der flexible Arm und der zylindrische Körper räumlich gitterförmig ausgestaltet sind und dem flexiblen Arm Elastizität aufweist, wobei eine Nase an der obersten Stelle des flexiblen Arms den bogenförmigen Abschnitten des Rollrads so zugeordnet ist, dass sie von der Elastizität des flexiblen Arms die Nase auf die bogenförmigen Abschnitte des Rollrads gedrückt wird und damit das Rollrad in Relativpositionen bringbar ist.

4. Wellenkodierer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle durch die Öffnung im Lager gesteckt wird und mit einem Ende auf der Innenzahnung des Rollrads festgelegt wird derart, dass das Rollrad drehbar mit dem Lager gekoppelt wird, dass eine Zahnscheibe auf dem vom Rollrad abgewandten anderen Ende der Welle angeordnet ist und dass eine Vielzahl von Zwischenräumen gleichbeabstandet entlang des Umfangs der Zahnscheibe ausgebildet ist.

5. Wellenkodierer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auch eine Schaltungsplatine vorgesehen ist, auf der eine erste und eine zweite Stütze befestigt sind, wobei die erste Stütze eine Öffnung für die Achse des Rollrads und die zweite Stütze eine Öffnung für das von der Außenzahnung abgewandte Ende der Welle enthält, um die Welle in den Stützen zu lagern, dass die Schaltungsplatine einen Sender und einen Empfänger aufweist, die beiderseits der Zahnscheibe angeordnet sind, und weiterhin Durchgangsöffnungen für das Lager enthält, in denen das Lager auf der Schaltungsplatine festlegbar ist.

6. Wellenkodierer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Rollrad außen ein Ring aus einem Gummimaterial aufgesetzt ist.

7. Wellenkodierer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager zwischen dem Haltestift und dem zylindrischen Körper eine Wandfläche aufweist, die so bemessen ist, dass sie die Vertiefung abdeckt.

8. Wellenkodierer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltestift nahe seiner unteren Spitze einen einwärts gewandten Haken aufweist, der in die Durchgangsöffnung in der Schaltungsplatine eingesetzt ist, um das Lager auf dieser festzulegen.

9. Wellenkodierer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Rollrad abgewandte Wellenende die Außenzahnung aufweist, die in die Innenzahnung im Rollrad passt, dass die Welle durch die Öffnung im Lager gesteckt wird und dass weiterhin die Außenzahnung in der Innenzahnung des Rollrads festgelegt ist.