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DE29714164U1 - Rastschaltwerk - Google Patents

Rastschaltwerk

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Publication number
DE29714164U1
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DE
Germany
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magnet
position sensor
permanent magnet
permanent
unit
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE29714164U
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English (en)
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Kyocera Avx Components Werne GmbH
Original Assignee
AB Elektronik GmbH
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Publication date
Application filed by AB Elektronik GmbH filed Critical AB Elektronik GmbH
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Priority to CZ19982531A priority patent/CZ294952B6/cs
Priority to DE59708196T priority patent/DE59708196D1/de
Priority to KR1019980706168A priority patent/KR19990082435A/ko
Priority to EP97954733A priority patent/EP0886817B1/de
Priority to JP10526222A priority patent/JP2000505922A/ja
Priority to PL97328610A priority patent/PL185667B1/pl
Priority to PCT/EP1997/006909 priority patent/WO1998026341A2/de
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Description

Anmelderin: AB Elektronik GmbH Klöcknerstraße D-59368 Werne
Titel : Rastschaltwerk
Vertreter : Patentanwalt
Dr. Helmut Hoffmeister
Goldstraße
D-48147 Münster
A:ABG71 T3.TAT
Rastschaltwerk
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Anwahlstellungen. Sie dient insbesondere zur Anwahl eines Fahrzeug-Bordcomputers, einer Waschmaschinensteuerung oder dergleichen, wie eines Personalcomputers, Computerspielen, Navigationssysteiaen, einer oder mehrerer Verbraucher oder anderer Ansteuerungsarten und -Varianten.
Aus HILDEBRAND, S.: Feinmechanische Bauelemente, Carl Hanser Verlag München 1972, S. 676 bis 686 ist ein Rastgesperre bekannt. Rastgesperre dienen zum Erzeugen und Erhalten von Vorzugslagen eines Sperrstückes. Sie müssen grundsätzlich als Form-Grenzkraft-Gesperre ausgeführt werden. Bei ihnen gibt es zwischen den Rastlagen neutrale Gebiete, innerhalb derer das Rastgesperre unwirksam ist. Das Gesperre muß immer von einer Hilfskraft gegen das Sperrstück gedrückt werden. Sie sind als rotierende Kreisscheiben ausgeführt, in die ein Rastelement eingreift. Das Rastelement kann mit einfachem Hebel und neutralen Zwischenstellungen, mit Wälzeingriff, mit Federgriff, Doppelrast zur Entlastung der Achsen, Kantelrast oder Axialrastgesperre ausgeführt werden.
Allgemein muß beachtet werden, daß der Übergang der Bewegung in die Rastlage und der umgekehrte Vorgang eine besondere
Rolle spielen. Hierbei sind verschiedene Kräfte zu berücksichtigen, die nachhaltig den mechanischen Verschleiß und damit die Lebensdauer des Rastgesperres beeinflussen können.
Es stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Erzeugung von Anwahlstellungen, insbesondere zur Anwahl eines Fahrzeug-Bordcomputers, einer Waschmaschinensteuerung oder dergleichen anzugeben, deren Endlagen einfach und sicher einnehmbar sind und die weitgehend frei von mechanischem Verschleiß ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch ein magnetisches "Einrasten" ein verschleißfreier Betrieb der Stellungsanwahleinheit gegenüber der Stellungsgebereinheit gegeben ist. Die Bewegungsrichtung der Stellungsanwahleinheit gegenüber der Stellungsgebereinheit kann vielmehr beliebig sein. Hierdurch wird eine Zerstörung bzw. Beschädigung des Rastwerks vermieden. Die besondere Ausgestaltung der Stellungsgeber- und der Stellungsanwahleinheit(en) erlauben eine weitestgehende Miniaturisierung des Rastwerks. Diese Miniaturisierung trägt beengten Platzverhältnissen, wie sie insbesondere im Cockpit von Fahrzeugen, Flugzeugen, aber auch von Waschmaschinen ganz einfach gegeben sind, Rechnung.
Die Aufgabe wird aber auch durch die Merkmale des Anspruchs 2 gelöst.
Die hiermit erzielten Vorteile entsprechen denen des Anspruchs 1. Sie werden darüber hinaus ergänzt durch die Möglichkeit, Stellungsgebereinheit und Stellungsanwahleinheit zusammen zweidimensional in definierten Stellungen zu bewegen. Hierdurch können rotierende Stellungsänderungen mit in einer Ebene in X- bzw. Y-Richtung verschiebbar definierten Stellungen kombiniert werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den nachfolgenden Ansprüchen 3 bis 25 enthalten, die in dem folgenden p- Ausführungsbeispiel näher beschrieben und deren Vorteile herausgearbeitet werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. la bis Id Längsschnitte durch ein Rastwerk in einem
unterschiedlichen modulartigen Aufbau,
Fig. 2 einen Schnitt durch ein Rastwerk gemäß Fig. la ,&ngr; entlang der Linie II - II,
Fig. 3a und 3b einen Teilausschnitt aus Fig. 2,
Fig. 4a eine Stellungsgebereinheit eines Rastwerks gemäß den Fig. la bis Id in einer schematisch dargestellten Draufsicht,
Fig. 4b eine Stellungsgebereinheit gemäß Fig. 4a in einem schematisch dargestelltem Längsschnitt,
Fig. 5a einen Basis-Körper eines Rastwerks gemäß Fig. la,
Fig. 5b eine Draufsicht auf einen Basiskörper gemäß Fig. 5a,
Fig. 6 und 7 als intelligente Drehknöpfe ausgebildete
Rastwerke in einem schematisch dargestellten Längsschnitt und
Fig. 8 eine maßstäbliche Widergabe der in den Fig. 6 und dargestellten intelligenten Drehknöpfe.
Die Fig. la, Ib und Ic machen deutlich, daß eine Vorrichtung
zur Erzeugung von Anwahlstellungen, insbesondere eines Fahrzeug-Bordcomputers, einer Waschmaschine oder dergleichen, im folgenden Rastwerk genannt, modulartig ausgebildet ist.
Die einfachste Form eines Rastwerks ist in Fig. Ic dargestellt. Sie weist als Stellungsgebereinheit 1 einen Drehkörper 5 mit einer angeformten Welle 5.1 auf. Der Drehkörper 5 ist mit Stellungsgeberelementen 11.1, ... 11.&eegr; in Form eines peripher angeordneten, radial nach außen herausragenden Vorsprungs 15. Die Vorsprünge 15 sind, vgl. auch Fig. 4a und'4b, als Zähne ausgebildet. Zwischen den Zähnen liegen entsprechend geformte Zahnlücken.
Der Drehkörper 5 geht in einen weiteren Drehkörper 40 mit einem größeren Außendurchmesser über, an dem ein nach außen herausragendes Ringsegment 15.1 angeformt ist. Es trägt Stellungsgeberelemente 41.1, ... 41.n. Die Stellungsgeberelemente sind als Metallfahnen ausgebildet, zwischen denen eine Lücke mit gleicher Breite wie die der Metallfahnen sich befindet.
Die Stellungsgebereinheit 1 ist von einer Stellungsanwahleinheit 2.1,...2.3 umgeben. Hierbei ist der Drehkörper 5 mit den als Verzahnung ausgebildeten Stellungsgeberelementen 11.1, ... 11.&eegr; ist von einem Zahnkranz 44 umgeben, der am zylindrischen Mantel 20.1 eines inneren Gehäuses 20 gehalten ist. Der Zahnkranz 44 ist innenverzahnt und weist weningtens einen Zahn 44.1,...44.&eegr; auf. Zwischen den gleich ausgebildeten Zähnen befinden sich ebenfalls gleich ausgebildete Zahnlücken.Eine solche Stellungsgebereinheit ist mit 2.1 bezeichnet
In dem Gehäuse 20 sind auf dem Umfang des zylindrischen Mantels 20.1 in gleichem Abstand untereinander vier Dauermagnetköper 44.I1, ... 44.&eegr;1 angeordnet. Diese Dauermagnetkörper 44.1', ... kennzeichnen eine zweite Ausführungsform einer mit 2.2 bezeichneten Stellungsanwahleinheit.
Darüber hinaus ist im inneren Gehäuse 20 der Zahnkranz 44 angeordnet, der die Zähne 44.1, ... 44.&eegr; mit dazwischenliegenden Zahnlücken als Innenverzahnung aufweist. Der Zahnkranz 44 wird von dem inneren Gehäuse 20 gehalten.
Außerdem werden im Gehäuse 20 die im gleichen Abstand zueinander angeordneten Dauermagnetkörper 44.1',... gehalten. Zwischen den mit Vorsprung 15 bezeichneten Zähnen des Drehkörpers 15 und den Zähnen 44.1, ... befindet sich auch hier ein Abstand B3 (vgl, Detaildarstellung in Fig. Ib). 1^ Wesentlich ist, daß die für Dauermagnetkörper 44.'1, ... in den äußeren Zahnkranz 44 eingelassen sind.
Wie insbesondere Fig. Id und 4b zeigen, ist die Welle 5.1 durch einen Finger 42 verlängert, der in einer Ausnehmung gehalten ist, die aus dem inneren Gehäuse 20 aufgeformt ist. Wie insbesondere Fig. Id zeigt, schließt im Bereich des Fingers 42 diese Erhebung mit einem Körper 28 aus einem magnetisch leitenden Material ab. Unter dem Körper 28 ist ein Permanent- Tippschaltmagnet 8 angebracht, der bedingt durch seine Magnetkraft ständig an dem Körper 28 anliegt, so daß der Finger immer bis zu der Ebene angehoben wird, die zwischen dem Körper 28 und dem Permanent-Tippschaltmagneten liegt.
Gegenüber dem in Fig. Ic dargestellten Rastwerk unterscheidet sich das in Fig. Ib gezeigte dadurch, daß im inneren Gehäuse 20.1 gegenüber dem Drehkörper 5 und der sich daran anschließenden Welle 5.1 eine Spule 11 angeordnet ist. Durch das Anheben und die mögliche Absenkung des Drehkörpers 40 können die Stellungsgeberelemente 41.1, ... zwischen den Dauermagneteinheiten 6.1, ... und den Permanentmagneten 60.1, ... auf und ab bewegt werden. Wie sich die Elemente gegenüberliegen, ist aus den Fig. 3a und 3b ersichtlich. Hiernach werden die Permanentmagneten 60.1, ... auf einer Scheibe 60 gehalten. Sie sind gegenüber den Stellungsgeberelementen 41.1, ... in einem Abstand B2 beabstandet.
Durch das Gehäuse 20 werden Magneteinheiten, die als Dauer-
.j magneteinheiten 6.1, ... 6.&eegr; ausgebildet sind, und die in etwa die gleiche Breite haben und untereinander in gleichen Abstand angeordnet sind, gehalten. Ihnen liegen auf einer Scheibe 60 ebenfalls beabstandet untereinander Permanentmagneten 60.1, ... 60.&eegr; beabstandet gegenüber. Zwischen den Dauermagneten 6.1, ... und den Permanentmagneten 60.1, ... bewegen sich die mit 15.1 bezeichneten Ringelemente.
Gegenüber dem in Fig. Ib dargestellten und beschriebenen ^q Rastwerk ist das in Fig. la gezeigte um einen Basiskörper bzw. um einen Magnethaltekörper 90 ergänzt. Diese liegen wenigstens teilweise an einem äußeren Gehäuse 10 an, das das innere Gehäuse 20 umgibt und das in Fig. Ib und Ic nur andeutungsweise gezeigt wurde.
Für die Ergänzung eines Rastwerkes gemäß den Fig. Ib bzw. Ic mit einem Basiskörper 4 ist das innere Gehäuse 20 mit einer Wandung abgeschlossen, in der in gleichem Abstand vier Führungselemente in Form von Kugeln 32.1, ... 32.4 in Vertiefungen 3 3 gehalten werden. In der Mitte der Vertiefungen ist ein Permanentmagnet 8.1 gehalten. In Fig. 2 ist der Basiskörper in Zusammenhang mit anderen Elementen des Rastwerkes in einer Draufsicht gezeigt. Auf seiner Oberfläche 13 sind sich gegenüberliegend vier Kreuzanordnungen 21.1, 21.2, 21.3
2g und 21.4 eingebracht. Diese bestehen aus wenigstens zwei gleichlangen und sich in der Mitte kreuzenden Rillen 22.1/ 22.2. Möglich ist darüber hinaus, weitere sich kreuzende Rillen in den Kreuzungsanordnungen 21.1, ... vorzusehen. In Fig. 2 sind außer den stark gezeichneten sich kreuzenden
3q Rillen 22.1, 22.2 zwei weitere um 45° und rechtwinklig zueinander liegende weitere Rillen angedeutet. Die Vielzahl der sich kreuzenden Rillen erhöht die Freiheitsgrade der als Kugeln ausgebildeten Führungselemente 32.1, 32.2.
g5 Kommt ein Magnethaltekörper 80 zum Einsatz, wird der Boden des inneren Gehäuses 20 um eine Konfiguration ergänzt, wie sie in Fig. 5a gezeigt ist. Und zwar wird das innere Gehäuse abgeschlossen durch einen Magnethaltekörper 90, der eine
j Konfiguration aufweist, wie er in Fig. 5b gezeigt wird. In der Mitte des Magnethaltekörpers 90 ist eine einem Havelberger Kreuz ähnliche Permanentmagnet-Anordnung eingelassen. Diese besteht aus einem in der Mitte angeordneten, im wesentliehen quadratischen Magnetkörper, der auf der Innenfläche des Magnethaltekörpers 90 kreuzförmig in vier Permanentmagnete 58.1, ... 58.4 übergeht. Jeder der Permanentmagnete 58.1, ... weist eine waschbrettähnliche Konfiguration auf, wobei parallel zueinander längliche Zähne 55.1, ... 55.&eegr; in
,Q deren Oberflächen eingebracht sind. Die Zähne haben eine im Querschnitt viereckige Konfiguration, so daß auch die Ausnehmung eckig ausgebildet ist. Die kreuzförmig ausgebildete Permanentmagnetanordnung 58 kann nicht nur aus einem Magneten bestehen, sondern kann derart hergestellt sein, daß der
ls- viereckige Kern ein Permanentmagnet ist und die darumliegenden mit 58.1, 58.,2, 58.3 und 58.4 bezeichneten Kreuzbalken aus einem magnetisch leitenden Material, insbesondere Eisen hergestellt sind.
'' In der Ruhestellung liegt dem viereckigen Kernmagneten der Permanentmagnet-Anordnung in dem Haltekörper ein Permanentmagnet 48 gleicher Konfiguration gegenüber. Dieser ist als Auszug in Fig. 5a im Detail dargestellt. Er besteht aus einer quadratischen Fläche, die an ihren Seitenkanten 48.1, 48.2, 48.3 und 48.4 jeweils durch eine Wand begrenzt sind. Diese Wand ragt über das Niveau der Fläche des Permanentmagneten hinaus. Der Magnethaltekörper 80 weist eine Innenfläche 83 auf, die auf einer Ebene El liegt. Im Ruhezustand liegt die glatte Innenfläche 83 der bereits beschriebenen
2Q Verzahnung 54 gegenüber.
In den Fig. 5 und 6 ist das Rastwerk in Gestalt eines intelligenten Drehknopfes dargestellt. Hierbei liegt dem Drehkörper 5 ein weiterer Drehkörper 5' gegenüber, zwischen denen die Spule 11 angeordnet ist. Die Welle mit den daran anliegenden Finger liegt der bereits beschriebenen Anordnung des Permanent-Tippschaltmagneten 8 gegenüber. Die Welle geht nahtlos in ein Gehäuse 100 über, das zugleich der Drehknopf
8 ,.
&igr; und damit die Stellungsgebereinheit 1 ist. Die Dauermagneten sind um 45° schräg gegenüberliegend in den außen angeordneten Außenverzahnungen untergebracht. Die Aufnahme der jeweiligen Raststellungen wird in gleicher Art und Weise mit Hilfe der bereits beschriebenen Anstellungswahleinheit vorgenommen .
Kommen nur Dauermagnete zum Einsatz, die gegenüber einem Impulsrad angeordnet sind, reduziert sich die Bauhöhe eines
Yq solchen Rastwerkes sehr wesentlich. Das den aktiven Teil des Rastwerks umgebende Gehäuse 100 ist wesentlich flacher gestaltet als das in Fig. 6. Wesentlich ist, daß das Gehäuse 100 zugleich Betätigungsknopf 300 ist und mit den bei Drehknöpfen üblichen haftungserhöhenden Strukturen in Form von
,c Rillen oder dergleichen versehen werden kann.
In Fig. 8 sind die als intelligente Drehknöpfe ausgebildeten Rastwerke maßstäblich dargestellt. Mit seinem Einschraubstutzen 70 kann jedes Rastwerk direkt in einer Frontplatte festgeschraubt werden. Das in Fig. 7 dargestellte Rastwerk überragt dabei die Montageplatte um 3 cm, während das in Fig. 8 gezeigte diese nur um 1,3 cm überragt. Hierdurch läßt sich der intelligente Drehknopf im Display des Fahrzeuges oder sogar in dessen Lenkrad auf einfache Art und Weise
oc integrieren.
Die Arbeitsweise des in den Fig. la bis 5b dargestellten Rastwerks wird im folgenden erläutert.
^q Mit Hilfe eines Betätigungsknopfes 30, der eine Mulde 35 aufweist und an der Welle 5.1 befestigt ist, wird die Stellungsgebereinheit 1.1, 1.2 bzw. 1.3 verdreht. Stehen bei einem Rastwerk gemäß Fig. la sich die Zähne einer Stellungsgebereinheit 1 einer Stellungsanwahleinheit 2.2 bzw. 2.3 gegenüber, sorgt der magnetische Fluß dafür, daß der Drehkörper in der bestehenden Stellung verharren möchte. Nur durch Überwindung eines Widerstandes kann er so weiter bewegt werden, daß sich wieder zwei Zähne gegenüberstehen.
^ Steht dabei bei einem Rastwerk gemäß Fig. la der Zahn des Drehkörpers 5 nicht nur einem Zahn der Innenverzahnung, sondern darüber hinaus einem der Dauermagnetkörper 44.1', ... 44.&eegr;' gegenüber, wird die Raststellung zusätzlich verstärkt. Kommt es während des Betriebes des Rastwerkes zu einem Stromausfall, so daß die Spule 11 nicht mehr versorgt werden kann, reicht die magnetische Anzugskraft der Dauermagnetkörper 44.1', ... aus, um definierte Raststellungen einnehmen zu können. Ist hingegen die Spule ,Q von Strom durchflossen, unterstützen die Dauermagnetkörper 44.1', ..., wie bereits ausgeführt sagt, die jeweilige Raststellung.
Durch ein Drücken des Betätigungsknopfes 30 in Richtung der mit A bezeichneten Achse (vgl. Fig. Ib), wird durch den Finger 42 der Permanent-Tippschaltmagnet 8 von dem magnetisch leitenden Körper 28 getrennt. Diese Tippschaltbewegung wird durch das Spiel, das der Drehkörper 40 hat, begrenzt. Wird der Betätigungsdruck vom Betätigungsknopf 30 genommen, schnellt der Permanent-Tippschaltmagnet wieder an den magnetisch leitenden körper 28 heran und drückt beide Drehkörper 20, 40 in ihre Ursprungsstellung zurück. Die Konfiguration Permanent-Tippschaltmagnet und magnetisch leitender Körper 28 ersetzt die Funktion einer mechanischen Feder. 2g Von Vorteil ist, daß es hier zu keinem Federbruch bzw. sonstigen Ausfallerscheinungen dieses Rückholelementes kommen kann.
Durch das Bewegen des Drehkörpers 40 werden die als Fähnchen 3q ausgebildeten Ringelemente 15.1, ... zwischen den Dauermagneteinheiten 6.1, ... und den gegenüberliegenden magnetisch leitenden Leitplatten 36.1, ... 36.&eegr; bewegt. Ein Aufnahmeelement in Gestalt eines Hall-Sensors 57 oder einer Lichtschranke nimmt dann ein Signal auf, wenn die Ringelemente g5 15.1 sich nicht zwischen den Dauermagneten 6.1, ... und den Leitplatten 36.1, ... befinden. Desgleichen wird mit Hilfe dieser Konfiguration der Tippschaltbetrieb ausgewertet.
, Durch eine Bewegung des Betätigungsknopfes 30 in X- oder Y-Richtung bewegen sich die als Kugeln ausgebildeten Führungselemente 32.1, ... 32.4 in den Rillen 22.1, 22.2 der Kreuzanordnungen 21.1, ... 21.4. Hierdurch wird eine Stellung ähnlich einer Joystick-Funktion erzielt, die ebenfalls mit der bereits beschriebenen Empfangseinrichtung bestehend aus Dauermagneteinheiten 6.1, ..., Leitplatten 36.1, ... und Ringelementen 15.1, ... erfaßt wird.
^q Mit Hilfe der Konfiguration, die in den Fig. 5a und 5b dargestellt ist, ist durch die Betätigung des Betätigungsknopfes 30 in einer Xl- bzw. Yl-Koordinaten-Achse eine schrittweise vorwärts- oder rückwärtsschreitende Linearbewegung möglich. Hierbei wird immer dann eine Endstellung eingereicht, wenn die Wände 49 auf die einzelnen länglichen Zähne 55.1, 55.&eegr; der Permanent-Magnetanordnung treffen. Bei Überwindung einer Zahnlücke ist eine nächste Stellung möglich, die durch einen davor bzw. dahinter liegenden länglichen Zahn der als Havelberger-Kreuz ausgebildeten Magnetanordnung liegt. Unter einem Havelberger-Kreuz wird ein Kreuz verstanden, das über gleichlange Schenkel verfügt, die sich in der Mitte kreuzen.
Von besonderem Vorteil ist, daß durch den modulahften Aufbau „c das Rastwerk sowohl für die Einnahme von Drehbewegungsstellungen als auch Verstellungen dienen kann, die zweidimensional sind. Beide Bewegungsrichtungen können miteinander gekoppelt werden und einen Tippschaltbetrieb darüber hinaus noch ergänzt werden. Hierdurch werden sämtliche Bewegungsrichtungen realisiert, die für einen Ansteuerbetrieb mit Hilfe eines Rastwerks umsetzbar sind.
Die Funktionsweise der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Rastwerke ist ähnlich den bereits beschriebenen. Von be-Q5 sonderer Bedeutung ist hier, daß neben dem an sich auf einer Frontplatte aufsitzenden hohlen Betätigungsknopf 300 zugleich das ganze Rastwerk untergebracht wird und der Betätigungsknopf zugleich äußeres Gehäuse ist. Mit der Be-
11
, festigung des Betätigüngsknopfes wird zugleich ein voll funktionierendes Rastwerk installiert.
(ABG71 L2]
Bezugszahlenliste
&igr; . ■
2.1, ...		 2 . .3 Stellungsgeberemheit
Stellungsanwahleinheit
4 .2 Basis-Körper
5, 5< (ferromagnetischer) Drehkörper
5.1 Welle
6.1, 6 . .&eegr; Dauermagneteinheit
7.1, ... 7 &bull; · &bull; &eegr; ; Dauermagneteinheit
8 Permanent-Tippschaltmagnet
8.1. . &eegr; Permanentmagnet
10. (äußeres) Gehäuse
11 Spule
11.1, .. 11.&eegr; Stellungsgeberelement
12.1, 12 Magnethaltekörper
13 Oberfläche (von 4) '
14 Wand
14.1, .. 14 . &eegr; Öffnung
14 .1.1, . 14.1.&eegr; Verbindungselement
15 Vorsprung . . ■
15.1, 15 Ringelement
18
Luftspalt
20 (inneres) Gehäuse
20.1 Mantel
21.1, ... 21.4 Kreuzanordnung
22.1,. 22.2 Rille
23 Wand
27 Boden
27.1 Öffnung (von 27)
28 Körper
.
29 . . 32.4 Hülse
30 Betätigungsknopf
32.1, . Führungselement
33 Vertiefung
34 . . 36.&eegr; Mulde
35 , Spulenbereich
36.1, .. Leitplatte
38 .. 41.&eegr; Permanentmagnet
40 . Drehkörper
41.1, . Stellungsgeberelement
42 . . 44.&eegr; Finger
44 ... . 44 .&eegr;' Zahnkranz
44.1, . Zahn
44.1', ..48.4 Dauermagnetkörper
48 Permanentmagnet
48.1. . Seitenkante ':
49 Wand
51.1,.... 51.&eegr;
Dauermagnet
53.1. . . . 53.&eegr; Zahnlücke
54 :Außenfläche .
55.1. . . . 55.&eegr; (länglicher) Zahn
56 Innenfläche
57 Hall-Sensor
58 Permanentmagnet-Anordnung
5 8.1. . &bull; · 58.4 Permanetmagnet
60 Scheibe
60.1, . . . 60.&eegr; Permanentmagnet
7 0
Einschraubstutzen
Magnethaitekorper
■ 3 ■
83 Innenfläche
90 Magnethaltekörper
100 Gehäuse
3 00 Betätigungsknopf
A B2, B3 Längsachse
Bl, El Abstand
E; Ebene
P Y; Xl, Yl Schnittpunkt
X, Koordinatenachse

Claims (17)

Al (ABG71 A2) tafernsprüche- .. ' ■ ■ ■ . ■
1. Vorrichtung zur Erzeugung von AnwahlStellungen, insbesondere zur Anwahl eines Fahrzeug-Bordcomputers, einer Waschmaschinensteuerung oder dergleichen (Rastwerk),
die wenigstens aufweist,
10
- eine um eine Längsachse (A) verstellbare Stellungsgebereinheit (1) mit wenigstens einem Stellungsgeberelement (11.1, ... 11.n; 41.1, ... 41.n) in Form eines peripher an einem ferromagnetisch leitenden Drehkörper
(5) angeordneten, radial nach außen hinausragenden Vor-15
sprung (15), oder eines Ringssegmentes (15.1),
- wenigstens eine koaxial zur Stellungsgebereinheit (1) angeordnete Stellungsanwahleinheit (2.1, .... 2.3) mit wenigstens einem Magnethaltekörper (12.1, 12.2), an
dessen Peripherie wenigstens eine Dauermagneteinheit
(6.1, ... 6. &eegr;; 7 . .1 . . . . 7. &eegr;; 41.1 ' , ... 41.&eegr;') angeordnet ist und die unter Belassung weningstens eines radialen Abstandes (Bl; B2; B3) gegenüber der Stellungsgebereinheit (1.1,...1.5) festleg- und bewegbar
ist,
wobei die Stellungsanwahleinheit (2.1, .... 2.3) mit
wenigstens einem Permanent-Tippschaltmagnet (8) versehen ist, der
- durch die Stellungsgebereinheit (1) betätigbar und entlang der Längsachse (A) verschiebbar ist,
- und der beim Verschieben einen Luftspalt (18) zwischen
dem Permanent-Tippschaltmagnet (8) und einem längsaxial nicht verschiebbaren ferromagnetischen Körper (28) bildet, der in der Stellungsanwahleinheit (2.1) verankert ist. ■ ■ , .
2. Vorrichtung zur Erzeugung von Anwahlstellungen, insbesondere zur Anwahl eines Fahrzeug-Bordcomputers, Waschmaschinensteuerung oder dergleichen (Rastwerk),
&Agr;2
^ ■'■ . die wenigstens aufweist,
- eine um eine Längsachse (A) verstellbare Stellungsgebereinheit (1) mit wenigstens einem Stellungsgeberelement (11.1, ... ll.n; 41.1, ... 41.n) in Form eines peripher an einem ferromagnetisch leitenden Drehkörper
(5) angeordneten, radial nach außen hinausragenden Vorsprung (15), oder eines Ringssegmentes (15.1),
- wenigstens eine koaxial zur Stellungsgebereinheit (I)-angeordnete Stellungsanwahleinheit (2.1, .... 2.3) mit
jQ wenigstens einem Magnethaltekörper (12.1, 12.2), an
dessen Peripherie wenigstens eine Dauermagneteinheit (6.1, ... 6.&eegr;; 7.1 ... 7.&eegr;; 4.1, ...4.&eegr;) angeordnet ist und die unter Belassung weningstens eines radialen Abstandes (Bl; B2; B3) gegenüber der Stellungsgeberein-
,j- heit (1) festleg- und bewegbar ist,
; - und einen Basis-Körper (4), dem eine quer zur Längsachse (A) liegende Ebene (E) zugeordnet ist, in der die zur Stellungsgebereinheit koaxial angeordnete (-n) Stellungsanwahleinheit (-en) zweidimensional bewegbar
7~ ist (sind)/ wobei der Basis-Körper (4) mit wenigstens
einem zentral angeordneten Permanentmagnet (38) versehen ist. . .
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellungsanwahleinheit (2.1, ... 2.n) mit wenigstens
2P- einem' Permanent-Tippschaltmagnet (8) versehen ist, der
- durch die Stellungsgebereinheit (1.1, 1.2, 1.3) betätigbar und entlang der Längsachse (A) verschiebbar ist,
- und der beim Verschieben einen Luftspalt (18) zwischen &ldquor;_ dem Permanent-Tippschaltmagnet (B) und einem längsaxial nicht verschiebbaren ferromagnetischen Körper (28) bildet, der in der Stellungsanwahleinheit (2.1,
... 2.n) verankert ist. . .
o_ 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und/oder 3, dadurch gekenn-Jo
zeichnet, daß
- der Basis-Körper (4) an seiner quer zur Längsachse (A) liegenden, der Stellungsanwahleinheit zugewandten Oberfläche (13), deren Lage etwa der Ebene (E) entspricht,
&igr; vier Kreuzanordnungen (21.1, ... 21.4) aufweist,die je
weils paarig an den ein Koordinatensystem bildenden Achsen (X, Y) angeordnet sind,
- die Kreuzanordnungen (21.1, ... 21.4) jeweils aus zwei Q im Material des Basis-Körpers (4) eingearbeiteten Rillen (22.1, 22.2) bestehen, deren Schnittpunkte (P) und eine der Rillen an der jeweiligen Koordinatenachse (X, Y) liegen,
- ein inneres Gehäuse (20) vorgesehen ist, das die Stel-,Q lungsgeber- und Stellungsanwahleinheiten umgibt, und
dessen dem Basis-Körper (4) zugewandte, der Ebene (E) parallel angeordnete Wand (23) mit über die Wandebene hinausragenden und innerhalb der Kreuzanordnungen bewegbaren Führungselementen (32.1, ... 32.4) versehen ist, wobei die Führungselemente (32.1, ... 32.4) unter
einander identisch beabstandet sind, wie die Schnittpunkte (P) der die Kreuzanordnungen bildenden Rillen (22.1, 22.2) .
_-. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (32.1, ... 32.
4) Kugeln sind, die jeweils in eine in der Wand (23) des inneren Gehäuses eingearbeitete Vertiefung (33) eingelassen ist.
2c .
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der ferromagnetische Drehkörper (5) mit einer Welle (5.1) verbunden ist, an die eine Spule (11) aufgesetzt ist, die den magnetischen Fluß über den Drehkörper (5) zu den außerhalb des Drehkörpers (5) an-
orv geordneten Dauermagneteinheiten (7.1, ... 7.4) leitet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (5.1) einstückig mit dem Drehkörper (5) ausgeführt ist.* · ■ ' . .
8. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Basis-Körper (4) Teil eines äußeren, vorzugsweise zylindrischen Gehäuses (10) ist, die das innere Gehäuse (20) wenigstens
··"·.· N &bgr;s tt · · &idigr;
A4
■&igr; teilweise umgibt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Gehäuse (10) an seiner dem Basis-Körper (4) gegenüberliegenden Wand (14) mit Öffnungen (14.1, ... 14.n) für die Aufnahme von Verbindungselementen (14.1.1, ... 14.1.n), die das innere Gehäuse (20) mit einem Betätigungsknopf (30) verbinden, versehen ist.
^q 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsknopf (30) topfförmig ist und teilweise das innere Gehäuse (2 0), d. h. dessen Spulenbereich (35) umgibt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsknopf (30) an der Welle (5.1) aufgesetzt ist. . .
12. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 11, dadurch gekennzeich-&ldquor;_ net, daß der Betätigungsknopf (3 0) eine die Handhabung erleichternde Mulde (34) aufweist.
13. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanent-Tippte schaltmagnet (8) und der längsaxial nicht verschiebbarer
ferromagnetischer Körper (28) von einer Hülse (29) umgeben sind, die in die Wand (23) des inneren Gehäuses (20) eingelassen, bzw. mit der Wand (23) verbunden ist, und die mit einem Boden (27) geschlossen ist, in dem on eine zentrale Öffnung (27.1) für die Aufnahme eines den Permanent-Tippschaltmagnet (8) betätigbaren Fingers (42) vorgesehen ist,
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hülse (
untergebracht ist.
daß in der Hülse (29) ein weiterer Permanentmagnet (8.1)
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,,
A5
! daß der Finger (42) Teil eines diamagnetischen Drehkörpers (40) ist, der mit dem ferromagnetischen Drehkörper (5) verbunden ist, und an dessen Peripherie Stellungsgeberelemente angeordnet sind.
16. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer ersten Stellungsanwahleinheit (2.1) in dem inneren Gehäuse (20) an dessen zylindrischem Mantel (2 0.1) ein Zahnkranz (44) angebracht ist, der mit wenigstens einem radial gerichteten Zahn (44 .1,.. . . 44 . n) versehen ist, die bei entsprechender Stellung mit den Vorsprüngen (15) des Drehkörpers (5) den radialen Abstand (B3) bilden.
,&ggr;
17. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer zweiten Stellungsanwahleinheit (2.2) in dem inneren Gehäuse (20) in dessen zylindrischem Mantel (20.1) wenigstens einer, vorzugsweise im gleichen Abstand zueinander vier als Dauermagnetkörper (40.1', ... 44.n') ausgebildete· Dauermagneteinheiten angeordnet sind.
18. Vorrichtung nach ,wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer dritten
?)- Stellungsgebereinheit (2.3) die Dauermagnetkörper (44.1''', .. . 44.n') im Zahnkranz (44) hinter jeweils einem der Zähne (44.1, ... 44.n) angeordnet sind.
19. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden
on Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (20.1) des inneren Gehäuses (20) mit wenigstens einem Dauermagnet (51.1, ... 51.n) versehen ist, der fluchtend zu dem Mantel (20.1) verläuft und der mit den Stellungsgeberelementen des diamagnetischen Drehkörpers (40) den radialen Abstand (Bl) bildet. .
20. Vorrichtung nach wenigstens einem·der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Wand (23) des inneren Gehäuses (20) .und dem .diamagnetischen
: A6
^ Drehkörper (40) eine Scheibe (60) angeordnet ist, die wenigstens ein Geberelement, insbesondere einen Permanentmagneten (60.1, ... 60.n) aufweist, der in entsprechender Drehstellung mit den Stellungsgeberelementen
£ . (Ringelementen 15.1, ... 15.n) des diamagnetischen Drehkörpers (40) einen weiteren radialen Abstand (B2) bildet und die Stellungsgeberelemente (15.1, ... 15.n) gegenüber wenigstens einer Leiterplatte (36.1, ... 36. n) beabstandet sind, so daß die Stellungsgeberelemente
-^q . (15.1, .... 15.n) zwischen den Geberelementen (60.1, ... 60.n) und den Leitplatten (30.1, ... 30.n) hindurch beweg- und feststellbar sind.
21. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Anjc sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Laufrichtungsund Stellungserkennung der Stellungsgeberelemente (15.1, ... 15.n) eine Lichtschranke oder ein Hall-Sensor (57) vorgesehen ist, der vorzugsweise an der Hülse (29) oder an der Scheibe (60) angebracht ist.
22. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der topfförmige Betätigungsknopf (300):
- mit der Welle (5.1), an der die Spule (11) und/oder &ldquor;p. Drehkörper (5; 5') aufgesetzt ist, verbunden oder
vorzugsweise einstückig ausgeführt ist,
- und ein einziges Gehäuse (100) bildet, das sowohl die Stellungsgebereinheit (1), als auch eine in der Stellungsanwahleinheiten . (2 . 1, ... 2.3) mit dem Permanent-
■ Tippschaltmagnet (8) umgibt,
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellungsanwahleinheit (2.1, ... 2.3) einen axialen Einschraubstutzen (70) aufweist.
23. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden .
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
- die Stellungsgebereinheit (1.5) oder eine der Stellungsanwahleinheiten (2.1, ... 2.3) einen zentral in
A7
, einem ersten Magnethaltekörper (80) angeordneten Per
manentmagnet (48) besitzt, der vorzugsweise in einer Ebene (El), die einer Innenfläche (83) des Magnethaltekörpers (80) zugeordnet ist, liegt,
&rgr;- - und eine der Stellungsanwahleinheiten (2.1, ... 2.3) oder entsprechend die Stellungsgebereinheit (1) eine ein Koordinatensystem (Xl, Yl) bildende Permanentmagnet-Anordnung (58) aufweist, die in einen zweiten Magnethaltekörper (90) derart eingelassen ist, daß die zur Permanentmagnet-Anordnung (58) gehörenden Perma
nentmagnete (58.1,58.2; 58.3,58.4) mit ihrer Außenfläche (54) auf einer Innenfläche (56) des Magnethaltekörpers liegen, die mit der Innenfläche (83) des ersten Magnethaltekörpers (80) im Kontakt 'steht', und die
. p. paarweise an jeweiliger Koordinatenachse (Xl, Yl)
angeordnet sind.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß '..-■-.
- der in den ersten Magnethaltekörper (80) eingelassene
Permanentmagnet (48) einen quadratischen Boden (48.1)
und vier Wände (48.1.1, ... 4 8.1.4) aufweist, die mit ihren Kanten (4 9) nach außen gerichtet sind,
- und die in den zweiten Magnethaltekörper (90) eingelas-
... senen Permanentmagnet-Paare (58.1, 58.2; 58.3, 59.4)
/o ■■ ■ .
jeweils parallel untereinander, aber vertikal gegenüber der jeweiligen Koordinatenachse (Xl, Yl) verlaufende, längliche Zähne (55.1, ... 55.n) und Zahnlücken (53.2, ... 53.n) aufweisen, so daß die jeweilige An-
wahlstellung im Bereich der Permanentmagnet-Anordnung 30
(58) durch das Verschieben des Permanentmagnets (48) längs oder parallel der jeweiligen Koordinatenachse realisierbar ist. .
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