CN114730196A - 具有滑槽系统的操作杆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种操作杆(1)，其具有从属的滑槽系统(2)，其中所述滑槽系统(2)具有至少一个第一滑槽件(3)和复位机构(5)，所述复位机构能作用到所述至少一个滑槽件(3)上并将其转移到零位中，并且其中所述操作杆(1)在滑槽系统(2)中导引，其中所述第一滑槽件(3)可动地支承，使得所述操作杆(1)相对滑槽系统(2)的位置改变引起所述至少一个滑槽件(3)在作用到所述至少一个滑槽件(3)上的复位机构(5)的方向上运动。

Description

具有滑槽系统的操作杆

技术领域

本发明涉及一种操作杆，其具有用于摆转操纵和/或按压操纵操作杆的滑槽系统。

背景技术

操作装置的操作杆经常和滑槽一起使用，操作杆在滑槽中导引并且通过所述滑槽在一种特定的构造方案中根据操作杆的偏转将复位力施加到这个操作杆上。通常在可围绕两个轴线摆转的操作杆的情况下将滑槽构造成球壳或以球壳的方式构造，而在仅可围绕一个轴线摆转的操作杆的情况下则将滑槽经常构造成弓形或抛物线形。这些构造方案的缺点在于，操作杆由于刚性的滑槽而必须以在相对摆转运动的径向方向上可移动的方式被支承，或者必须具有通常通过弹簧支承的柔性区段，从而可以产生复位力。挺杆或滑槽也可能磨损。因此这种操作杆经常具有空隙或死区，操作杆可以在没有明显的复位力的情况下在所述间隙或死区中运动。

由现有技术已知一些系统，在这些系统中，操作杆是简单的、部分刚性的元件。因此由KR 10-2006-0063729A已知一种操作杆，在该操作杆的背离把手元件的端部上布置有可相对其旋转地支承的叉形件，该叉形件在背对杆的端部上可旋转地支承在弹簧中，其中，弹簧具有卷绕部分，从卷绕部分突伸出两个彼此间隔开的、在静止状态中平行布置的弹簧臂，这些弹簧臂将叉形件的其中一个端部夹在它们之间，其中，叉形件的所述端部具有导引部分，该导引部分在操作杆运动时将弹簧臂撑开。

由US 4,086,823 A已知一种脚踏板，该脚踏板通过第一连接结构与传动机构控制单元有效地连接，其中，传动机构控制单元具有杆对，所述杆对的杆呈剪刀状布置并且分别在一端通过弹簧相互连接，其中，第一连接结构的运动通过所述构件并引起所述杆对的运动。

由US 8,186,239 B2已知一种用于操作元件的复位装置，其具有圆柱形的基体，该基体具有四个同样的、彼此相同方式布置的剪刀臂，剪刀臂以能摆转的方式支承在基体上，其中，复位机构将剪刀臂带入到静止位置中并且因此对抗在剪刀臂之间在基体中导引的操作元件的偏转。

由JP 2019-139689 A已知一种可旋转的操作元件，其具有由两个半环、复位弹簧和致动器构成的滑槽，其中，复位弹簧作用到致动器上，并且其中致动器探测所述半环的波浪形的外侧面。为此设置可线性运动的零件，滑槽件或半环能通过该零件彼此分开。

由DE 10 2006 056 862 A1已知一种操纵杆，该操纵杆的杆在滑槽中导引并且该操纵杆在零位中定义了Z方向，该操纵杆能朝着Z方向按压。滑槽通过杆的摆转运动被导引进入沿Z方向的纯粹的线性运动，设有弹簧形式的复位元件。

US 3 827 313 A公开了一种可摆转的杆，该杆的壳体侧的端部支承在由两部分构成的滑槽中。杆的偏转将滑槽半部沿Z方向压离所述端部，其中，所述滑槽半部通过弹簧朝着其零位的方向复位。

发明内容

因此本发明的目的在于，解决现有技术的问题并且提出一种滑槽系统，该滑槽系统具有复位机构和滑槽，所述滑槽允许使用没有自身复位机构的刚性的操作杆。

该目的通过一种具有从属的滑槽系统的操作杆解决，其中，所述滑槽系统具有至少一个第一滑槽件和复位机构，所述复位机构能作用到所述至少一个滑槽件上并将其转移到零位中，并且其中所述操作杆在滑槽系统中导引，其特征在于，所述第一滑槽件可动地被支承，使得所述操作杆相对所述滑槽系统的位置改变引起所述至少一个滑槽件在作用到所述至少一个滑槽件上的复位机构的方向上运动，其中，所述滑槽系统具有至少一个第一滑槽件和至少一个第二滑槽件，所述至少一个第一滑槽件和至少一个第二滑槽件可动地支承，使得所述操作杆相对所述滑槽系统的位置改变引起所述两种滑槽件垂直于摆转平面的分离运动。

所述至少两个滑槽件形成了滑槽，用于在这个滑槽中导引的操作杆，其中，所述滑槽将根据操作杆的位置改变的复位力施加到这个操作杆上。为了产生复位力，本发明具有复位机构，所述复位机构作用到所述至少两个、具有相应成形的滑槽轨的滑槽件上，从而所述操作杆可以是简单的、固有刚性的杆。通过经由所述至少两个滑槽件和它们的滑槽轨作用到操作杆上的复位力限定了操作杆的零位，只要操作杆没有被用户偏转，那么所述操作杆就被引回到所述零位中。根据本发明，所述位置改变在此既检测在相对操作杆的摆转运动的径向方向上的按压运动，也检测操作杆围绕至少一个摆转轴线的摆转运动。备选或附加地，所述位置改变也和在市面上常见的机动车手动换挡中类似地检测杆的移动，或在相对操作杆的摆转运动的径向方向上的牵拉运动。除了由彼此相关的和共同作用的滑槽件与操作杆构成的参考系统外，也可以考虑容纳两者的壳体作为参考系统。由至少两个滑槽件构成的滑槽系统(所述至少两个滑槽件尤其可动地支承，使得所述操作杆相对所述滑槽系统的位置改变引起所述两种滑槽件彼此分离运动)，尤其适用于可围绕一个轴线摆转的操作杆，但是根据本发明在滑槽的对应的构造方案中也适用于能围绕两个轴线摆转的操作杆。为了改变作用到操作杆上的复位力，所述至少两个滑槽件构造成可以相对彼此运动，尤其以这样的方式，即其在操作杆的最大偏转位置中达到了复位力的最大值，也优选的是，所述操作杆在其零位中还承受复位力。在此，复位机构可以根据本发明作用到仅一个滑槽件上，而另一个滑槽件则是不可动的，或者也可以作用到两种滑槽件上，尤其是以相同的程度，从而其可以同样地从其共同的静止位置偏转出来。除了滑槽件的可以相对彼此运动的构造方案外，这些滑槽件还被这样构造，即所述操作杆的增大的位置改变引起所述滑槽件的增强的分离运动，并且因此引起作用到所述操作杆上的增大的复位力。

在本发明的扩展构造方案中建议，所述滑槽系统具有正好两个滑槽件。

在本发明的构造方案中建议，所述滑槽件具有凹口，所述凹口共同地形成了滑槽，或者换言之形成了滑槽轨，所述操作杆在其中中导引。根据本发明，所述凹口是成形到所述滑槽件中的凹槽。这是滑槽件的一种特别简单的构造方案。所述操作杆在此特别优选在滑槽中导引的端部上具有凸鼻或成形部，其尤其是由耐磨的材料构造而成。

在本发明的扩展构造方案中建议，所述滑槽或滑槽轨的宽度构造成在操作杆的摆转方向上随着与其零位的距离的增加而减小。这引起所述滑槽件彼此压开，其中所述操作杆的位置偏离其零位越多，所述操作杆的在滑槽中导引的端部就将所述滑槽件彼此压开越远。换言之，所述滑槽轨宽距在操作杆的最大摆转位置的方向上越来越窄，从而所述操作杆的变大的偏转也增大了作用到所述操作杆上的复位力。所述滑槽和滑槽轨的这种构造方案造成了随操作杆的偏转上升的力线，其中，所述力线借助滑槽的构造方案根据本发明可以具有线性的、指数的、分级或任何其它形状。

在本发明的扩展构造方案中规定，所述滑槽具有锁止点和/或过压点。这些锁止点和/或过压点根据本发明尤其既用于操作杆的按压运动又用于操作杆的摆转运动，通过这些锁止点和/或过压点除了所述零位外设置另外的局部的静止位置或这样一些位置，即通过所述这样一些位置用户在操作所述操作杆时在特定的偏转情况下对于所述操作杆的进一步偏转经受增大的阻力。

在本发明的构造方案中建议，所述滑槽宽距在操作杆的零位区域中在操作杆的相对摆转运动的径向方向上构造成随着与这个区域的距离的增大而减小，尤其是以这样的方式，即所述操作杆的在相对所述摆转运动的径向方向上的按压引起所述两种滑槽件的分离运动。如上文所阐释的那样，这在相对摆转运动的径向方向的位置改变增大时导致了复位力增大，这通过所述滑槽件克服力进一步彼此压开而产生。在此，这样产生的力线也由所述滑槽的形状的构造方案确定。附加地，滑槽角度，即滑槽轨的角度，在操作杆的偏转增加的情况下可以构造得更扁平，从而偏转操作杆所需的力保持恒定不变并且平衡了复位机构的增大的复位力。

在本发明的扩展构造方案中建议，所述两种滑槽件相互地垂直于操作杆的运动平面进行偏转。所述运动平面指的是这样一个平面，其通过所述操作杆在两个不同的摆转位置中或者在一个摆转位置和零位中形成。因此通过由滑槽件形成的滑槽的构造方案和复位机构的构造方案形成通过所述滑槽件作用到所述操作杆上的复位力的力线的定义。此外，如果所述复位机构在任意偏转的情况下产生恒定不变的力，那么所述力线仅由所述滑槽的构造方案定义和确定。

在本发明的扩展构造方案中建议了导引机构，所述导引机构将滑槽件的运动尤其限制在仅一个轴线上、特别优选仅一个共同的轴线上。通过限制滑槽件的可运动性，避免了更为复杂化的结构并且明确定义了作用到操作杆上的相应复位力，避免了复杂的力曲线。此外，根据本发明通过所述导引机构在操作杆的偏转状态下可以阻止按压功能。所述导引机构在此可以是止挡、滑轨、凹槽或类似结构。

在本发明的构造方案中建议，所述滑槽件可动地支承在彼此之上，尤其是以这样的方式，即所述导引机构布置在至少一个滑槽件上，其中尤其与此对应地在相应另一个滑槽件上布置一个导引机构。这是一种特别简单的构造方案，在该构造方案中，通过尽可能小的耗费实现了所述滑槽件的尤其是限制在一个共同的轴线上的运动可能性。

在本发明的扩展构造方案中建议，所述导引机构被构造成尤其是长形柱状的突出部和与此对应的空腔。这种构造方案除了上文阐释的优点外还具有的优点是，它尤为节省空间并且由滑槽件的实体的构造方案给定的空间被用于所述导引机构。这也考虑到了滑槽件彼此间的较大的分离运动，因为为此需要更长的导引机构，其在每个可能的位置中导引滑槽件。所述突出部根据本发明在此刚性地与相应的滑槽件连接或者成形在这个滑槽件上，而空腔则特别有利地成形在滑槽件中。

在本发明的构造方案中建议，所述复位机构构造成液压的和/或弹性的机构、尤其是构造成弹簧。这是复位机构的特别简单的和成本有利的构造方案并且因此总体上降低了在制造根据本发明的具有滑槽系统的操作杆时的耗费。根据本发明，尤其将液压活塞作为液压机构，尤其将弹簧或橡胶弹性的元件作为弹性机构。

由于滑槽系统的特殊的构造方案和从属于此的、在其内导引的操作杆，利用本发明所达到的优点是，实现了具有操作杆和滑槽系统的操作模块的特别紧凑的构造方式。因此可以相比已知的操作模块节省了约20％的尺寸。此外，所述滑槽系统通过自定心实现了对操作杆的安全的、机械的操作，从而提供了一种特别防故障的系统。也由于自定心而可以有较大的公差，因为自定心已经平衡了可能的误差。根据本发明，使用经密封的壳体以进一步优化根据本发明的系统，该壳体包围滑槽系统并且至少部分包围操作杆。这再次改进了本发明的使用可能性和故障安全性并且保护了内部空间不受外部影响。本发明为此特别有利，因为整个系统，包括壳体，可以彼此插套并且不需要诸如螺钉或粘结剂之类的其它的连接结构。这尤其通过插装在一起的滑槽系统实现。由此明显简化了安装并且实现了更为利于成本的制造。同样根据本发明的是，操作杆装备有磁体，从而能通过静态的霍尔传感器精确地获知操作杆的位置改变。此外，总体上通过本发明达到的是，通过三维的滑槽将操作杆的摆转功能和按压功能与共同的滑槽系统结合起来。

附图说明

在一种优选的实施方式中参考附图示例性地说明本发明，其中，由附图可知进一步的有利的细节。功能上相同的部分在此配设有相同的附图标记。

附图中：

图1在一种优选的实施方式中详细地示出了具有滑槽系统的根据本发明的操作杆的示意性爆炸图，其中操作杆处于零位；

图2在一种优选的实施方式中详细地示出了具有滑槽系统的根据本发明的操作杆的示意性侧视图，其中操作杆处在偏转的位置中；

图3在一种优选的实施方式中详细地示出了具有滑槽系统的根据本发明的操作杆的示意性剖视图，其中操作杆处在压入的位置中。

具体实施方式

图1在一种优选的实施方式中示出了具有滑槽系统2的根据本发明的操作杆1的示意性爆炸图，其中，操作杆1处于零位。操作杆1是一种简单的、固有刚性的操作杆1，其在所示的实施方式中能围绕唯一一个摆转轴线摆转，并且此外以能在其相对所述摆转运动的径向方向上按压的方式被支承。滑槽系统2具有两个滑槽件3、4，所述滑槽件以可以相对彼此运动的方式被支承。这些滑槽件以导引穿过包围整个滑槽系统2的壳体11的方式被支承，从而滑槽件3、4以仅可在一个轴线上运动的方式被支承并且能相对壳体11发生位置改变。此外还设有导引机构8，其在此构造成突出部9和与之对应的空腔10，由此滑槽件3、4此外还以可在一个共同的轴线上受限地运动的方式被支承。导引机构8在此仅布置在滑槽件3、4上，其中，突出部9成型在这些滑槽件上并且空腔10成型在滑槽件3、4中。滑槽件3、4分别具有一个凹口6，该凹口成形为凹槽并且与相应另一个滑槽件3、4的凹口6共同定义了滑槽7，该滑槽也可以称为滑槽轨。操作杆1的一个自由端部在这个滑槽7中导引。在滑槽件3、4中设有复位机构5，复位机构5在此构造成弹簧。复位机构5作用到滑槽件3、4上并使滑槽件3、4相向运动，因此滑槽件3、4又作用到操作杆1上。滑槽7这样构造，使得它的宽度从操作杆1的零位区域起在操作杆1的摆转方向上随着与零位区域的距离的增大而减小。此外，滑槽的宽度在操作杆1的零位区域中在其相对所述摆转运动的径向方向上随着与这个区域的距离的增大而减小。由此实现，无论是操作杆1的摆转偏转还是相对所述摆转运动的径向按压均导致滑槽件3、4彼此压开，因此通过复位机构5产生的作用到滑槽件3、4上的和经此作用到操作杆1上的复位力增大。

图2在一种如图1所示的优选的实施方式中示出了具有滑槽系统2的根据本发明的操作杆1的示意性侧视图，其中，操作杆1处在偏转的位置中。通过操作杆1的偏转和操作杆1的在由滑槽件3、4的凹口6所形成的滑槽7中导引的自由端部，滑槽件3、4彼此压开，因为操作杆1的自由端部由于在摆转方向上从零位起向外变窄的滑槽7而挤压滑槽件3、4并且滑槽件3、4以可仅在一个共同的轴线上受限地运动的方式被支承。作用到操作杆1上的复位力在这个位置中由于滑槽7的向外变窄的构造方案而比在操作杆1较小偏转时更大。

图3在一种如之前的附图中所示的优选的实施方式中示出了具有滑槽系统2的根据本发明的操作杆1的示意性剖视图，其中，操作杆1处在压入的位置中。在此可以看到由滑槽件3、4的凹口6所形成的滑槽7在零位区域中的构造方案，该滑槽的宽距在操作杆的相对摆转运动的径向方向上随着与这个区域的距离增大而减小，从而操作杆1在相对摆转运动的径向方向上的压入造成滑槽件3、4彼此压开。

一种根据本发明的实施方式并未示出，在该实施方式中，仅设有一个滑槽件3，复位机构5作用到该滑槽件上，复位机构5在这种情况下支撑在壳体11上。这种最为简单的根据本发明的实施方式构造得比之前所述的更为狭窄并且因此可能是有利的。另一方面，其缺少之前所述实施方式的自定心和类似的可运动性。

具有很大优势的是，根据本发明的滑槽在一种优选的实施方式中构造为两个滑槽件，这两个滑槽件可以相对移动并尤其是在彼此之上引导，并且通过操作杆的移动而克服力地彼此分离运动，滑槽的这种根据本发明的构造方案实现了随着操纵杆运动的偏转增加而变化的力曲线。

附图标记列表

1 操作杆

2 滑槽系统

3 第一滑槽件

4 第二滑槽件

5 复位机构

6 凹口

7 滑槽

8 导引机构

9 突出部

10 空腔

11 壳体

Claims (11)

1.具有从属的滑槽系统(2)的操作杆(1)，其中所述滑槽系统(2)具有至少一个第一滑槽件(3)和复位机构(5)，所述复位机构能作用到所述至少一个滑槽件(3)上并将其转移到零位中，并且其中所述操作杆(1)在所述滑槽系统(2)中导引，其特征在于，所述第一滑槽件(3)可动地支承，使得所述操作杆(1)相对所述滑槽系统(2)的位置改变引起所述至少一个滑槽件(3)在作用到所述至少一个滑槽件(3)上的复位机构(5)的方向上运动，其中所述滑槽系统(2)具有至少一个第一滑槽件(3)和至少一个第二滑槽件(4)，所述至少一个第一滑槽件(3)和至少一个第二滑槽件(4)可动地支承，使得所述操作杆相对所述滑槽系统(2)的位置改变引起所述两种滑槽件(3、4)垂直于摆转平面的分离运动。

2.根据权利要求1所述的具有滑槽系统(2)的操作杆(1)，其特征在于，所述滑槽系统(2)具有正好两个滑槽件(3、4)。

3.根据权利要求1或2所述的具有滑槽系统(2)的操作杆(1)，其特征在于，所述滑槽件(3、4)具有凹口(6)，所述凹口共同形成了滑槽(7)，所述操作杆(1)在该滑槽中导引。

4.根据权利要求3所述的具有滑槽系统(2)的操作杆(1)，其特征在于，所述滑槽(7)的宽度构造成在所述操作杆(1)的摆转方向上随着与所述操作杆的零位的距离增加而减小。

5.根据权利要求3或4所述的具有滑槽系统(2)的操作杆(1)，其特征在于，所述滑槽(7)的宽度构造成在所述操作杆(1)的零位区域中在所述操作杆(1)的相对摆转运动的径向方向上随着与这个区域的距离的增加而减小，尤其是以这样的方式，即所述操作杆(1)在相对所述摆转运动的径向方向上的按压引起所述两种滑槽件(3、4)的分离运动。

6.根据前述权利要求中任一项所述的具有滑槽系统(2)的操作杆(1)，其特征在于，所述滑槽(7)具有锁止点和/或过压点。

7.根据前述权利要求中任一项所述的具有滑槽系统(2)的操作杆(1)，其特征在于，所述操作杆(1)相对所述滑槽系统(2)的位置改变引起所述两种滑槽件(3、4)垂直于所述操作杆(1)的运动平面的彼此分离运动。

8.根据前述权利要求中任一项所述的具有滑槽系统(2)的操作杆(1)，其特征在于，所述操作杆(1)具有导引机构(8)，该导引机构将所述滑槽件(3、4)的运动尤其是限制在仅一个轴线上，特别优选仅一个共同的轴线上。

9.根据前述权利要求中任一项所述的具有滑槽系统(2)的操作杆(1)，其特征在于，所述滑槽件(3、4)可动地支承在彼此之上，尤其以这样的方式，即所述导引机构(8)布置在至少一个滑槽件(3、4)上，其中尤其是与此对应地在相应另一个滑槽件(3、4)上布置一个导引机构(8)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的具有滑槽系统(2)的操作杆(1)，其特征在于，所述导引机构(8)构造成突出部(9)、尤其是长圆柱形的突出部和与之对应的空腔(10)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的具有滑槽系统(2)的操作杆(1)，其特征在于，所述复位机构(5)构造成液压的机构和/或弹性的机构、尤其是构造成弹簧。

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