DE102005058423B4 - Steuerknüppel für ein elektrohydraulisches Steuersystem - Google Patents

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Abstract

Steuerknüppel für ein elektrohydraulisches Steuersystem, wobei der Steuerknüppel ausgebildet ist mit: einem Steuerteil (2), das schwenkbar durch eine Bedienperson in einer vorbestimmten Richtung oder einer Richtung entgegengesetzt zu der vorbestimmten Richtung steuerbar ist; einem Schwenkteil (4, 5, 6), das als Ergebnis einer Schwenksteuerung des Steuerteils (2) schwenkbar ist; einem Trag- bzw. Stützstift oder -bolzen (8), der das Schwenkteil (4, 5, 6) daran trägt; einem Drehpotentiometer (11), das eine Drehachse (13) hat, die als Ergebnis einer Schwenkbewegung des Schwenkteils (4, 5, 6) drehbar ist, wobei das Drehpotentiometer (11) dazu in der Lage ist, ein Drehwinkelsignal in Reaktion auf eine Drehung bzw. Rotation der Drehachse (13) auszugeben; einem Verlängerungs- bzw. Extensionsarm (9), der integral auf dem Stütz- bzw. Tragstift oder -bolzen (8) angeordnet ist und sich in Richtung des Drehpotentiometers (11) erstreckt; einem schwenkbaren Arm (14), der an dem Extensionsarm (9) schwenkbar innerhalb einer vertikalen Ebene...

Description

  • BEREICH DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung bezieht sich auf einen Steuerknüppel für ein elektrohydraulisches Steuersystem, das auf einem hydraulischen Bagger oder dgl. angeordnet ist. Der Steuerknüppel weist ein Drehpotentiometer auf, das mit einem Schwenkarm ausgestattet ist, welcher als Ergebnis einer Schwenksteuerung von einem Steuerabschnitt, der durch eine Bedienungsperson gesteuert wird, geschwenkt wird, und ebenfalls mit einer Torsionsspulenfeder, die den schwenkbaren Arm normalerweise in einer neutralen Stellung hält.
  • BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
  • Der herkömmliche Stand der Technik auf diesem Bereich enthält einen, der in der JP-A-2003-157122 offenbart ist. Der herkömmliche Steuerknüppel, der in dieser JP-A-2003-157122 offenbart ist, weist einen Steuerabschnitt, insbesondere einen Steuerhebel, eine Schaukel- bzw. Schwenkeinrichtung und ein Rotation- bzw. Drehpotentiometer auf. Der Steuerhebel ist schwenkbar durch eine Bedienungsperson in einer vorbestimmten Richtung oder einer Richtung gegenüber zu der vorbestimmten Richtung gesteuert. Die Schaukel- bzw. Pendeleinrichtung weist einen kardanischen Ring und einen Nocken auf, die als Ergebnis einer Schwenkbewegung des Steuerhebels schaukel- bzw. pendelbar sind. Das Drehpotentiometer weist einen Trag- bzw. Stützstift mit der Schwenk- bzw. Pendeleinrichtung auf, die davon abgestützt ist, und eine Drehachse bzw. einen Drehstift, der als ein Ergebnis einer Schwenk- bzw. Pendelbewegung der Schwenk- bzw. Pendeleinrichtung drehbar ist, und ein Drehwinkelsignal in Reaktion auf eine Drehung bzw. Rotation des Drehstiftes bzw. des Drehschaftes ausgibt.
  • Der herkömmliche Steuerknüppel, der in der JP-A-2003-157122 offenbart ist, ist auch mit einem Verlängerungsarm, einem schwenkbaren Arm und einer Verbindung bzw. Kupplung versehen. Der Verlängerungsarm ist integral auf einem Trag- bzw. Stützstift oder -bolzen angeordnet, und erstreckt sich in Richtung des Drehpotentiometers. Der schwenkbare Arm ist an dem Verlängerungsarm schwenkbar innerhalb einer vertikalen Ebene parallel zu einer Ebene, in welcher ein Bereich der Schwenkbewegungen des Verlängerungsarmes enthalten ist, angeschlossen, und ist integral auf dem Drehschaft des Drehpotentiometers angeordnet. Die Verbindung oder Kupplung verbindet den schwenkbaren Arm und den Verlängerungsarm mit vorbestimmten Freiräumen bzw. Spielräumen, die dazwischen in der vorbestimmten Richtung und der entgegengesetzten Richtung, in welcher die Steuereinrichtung gesteuert wird, dazwischengesetzt sind.
  • Der herkömmliche Steuerknüppel, der in der JP-A-2003-157122 offenbart ist, ist ferner mit einer Torsionsspulenfeder, einer Expansionseinrichtung, insbesondere einer Stoppeinrichtung in der Form eines kurzen Stiftes oder Stabes, und einem Haltestift bzw. -stab versehen. Die Torsionsspulenfeder hält normalerweise den schwenkbaren Arm oder Hebel des Drehpotentiometers in einer neutralen Stellung. Die Stoppeinrichtung ist an oder auf dem schwenkbaren Arm oder Hebel angeordnet, und bei einer Schwenkbewegung des schwenkbaren Arms wird verursacht, dass die Torsionsspulenfeder expandiert. Der Haltestift ist auf einem Hauptgehäusekörper des Drehpotentiometers angeordnet und hält die Torsionsspulenfeder an ihrem Spulenabschnitt. Bei dem herkömmlichen Steuerknüppel nach der JP-A-2003-157122, der wie oben beschrieben aufgebaut ist, veranlasst die Schwenksteuerung von dem Steuerhebel zum Beispiel in der vorbestimmten Richtung den Verlängerungsarm dazu, um den Tragstift zu schwenken, und im Ergebnis schwenkt der schwenkbare Arm um die Verbindung. Demgemäß dreht die Drehachse bzw. der Drehschaft des Drehpotentiometers, wobei die Drehachse integral an dem schwenkbaren Arm angeordnet ist, so dass ein Drehwinkelsignal entsprechend zu dem Hub bzw. der Drehung des Steuerhebels ausgegeben wird. In Reaktion auf das Drehwinkelsignal wird ein Aktor bzw. ein Stellglied, wie etwa ein Zylinder oder ein Zylinderarm angetrieben, der auf einem hydraulischen Bagger angeordnet ist.
  • Unter Bezugnahme auf die 12A und 12B wird nun eine Beschreibung in Bezug auf eine Korrelation zwischen dem Spulenabschnitt der oben aufgezeigten Torsionsspulenfeder und dem Haltestift, der auf dem Drehpotentiometer angeordnet ist und die Torsionsspulenfeder darauf hält, vorgenommen, obwohl eine solche Korrelation nicht spezifisch in der JP-A-2003-157122 , auf die oben Bezug genommen ist, beschrieben wird.
  • Die 12A und 12B zeigen einen Haltestift 30, der auf dem Drehpotentiometer angeordnet ist, eine Torsionsspulenfeder 21, die an einem Spulenabschnitt 21c davon an dem Haltestift 30 gehalten ist, einen Drehschaft bzw. eine Drehachse 13 des Rotations- bzw. Drehpotentiometers, eine Stoppeinrichtung 18, die auf dem Drehpotentiometer angeordnet ist und dazu in der Lage ist, in Kontakt zu den Armabschnitten bzw. Hebelabschnitten 21a, 21b gebracht zu werden, die in Fortsetzung zu dem Spulenabschnitt 21c der Torsionsspulenfeder 21 angeordnet sind, und eine Expansionseinrichtung bzw. Erstreckungseinrichtung, insbesondere ein Stift bzw. eine Achse 19, die auf einem nicht dargestellten schwenkbaren Arm oder Hebel ausgebildet ist, welche integral mit dem Drehschaft bzw. der Drehachse angeordnet ist, und dazu in der Lage ist, die Torsionsfederspule zu dehnen bzw. zur Expansion zu bringen. Der Stift 19 entspricht der Stoppeinrichtung in der Form eines kurzen Stiftes oder Bolzens, was die Expansionseinrichtung bzw. Erstreckungseinrichtung bildet, die in der JP-A-2003-157122 offenbart ist.
  • Die 12A stellt die Form der Torsionsspulenfeder 21 dar, wenn der Steuerhebel in seiner neutralen Stellung gehalten wird. Ein Durchmesser A der Stoppeinrichtung 18 und der Durchmesser B des Stiftes oder Bolzens 19 sind mit der gleichen Abmessung eingestellt und, wenn die Torsionsfederspule 21 in der in 12 dargestellten neutralen Stellung ist, sind die Armabschnitte 21a, 21b der Torsionsspulenfeder 21 in Berührung zu den Stoppeinrichtungsstiften oder -bolzen 18 bzw. 19, so dass der Abstand L zwischen diesen Armen 21a und 21b der gleiche wie der Durchmesser A der Stoppeinrichtung 18 und des Durchmessers B des Stiftes oder Bolzens 19 wird.
  • Man nehme an, dass die Torsionsspulenfeder 21 in der neutralen Stellung, wie oben beschrieben, ist und der Durchmesser C des Haltestiftes 30 gleich eingestellt ist zu dem inneren Durchmesser des Spulenabschnittes 21c der Torsionsspulenfeder 21. Wenn zum Beispiel der Arm der Torsionsspulenfeder 21 dazu veranlasst wird, sich durch eine Bewegung des Stiftes 19 als Ergebnis einer Schwenkbewegung des Schwenkarmes, wie in 12B dargestellt, zu strecken, kontrahiert sich der Spulenabschnitt 21c der Torsionsspulenfeder 21 in einer solchen Weise, dass ihr Durchmesser kleiner wird. Im Ergebnis zieht sich der Spulenabschnitt 21c progressiv an dem Haltestift 30 hoch bzw. spult sich daran hoch, und deshalb wirkt eine übermäßige Streck- bzw. Dehnkraft auf den Spulenabschnitt 21c, was zu einem potentiellen Problem führt, in dem der Spulenabschnitt 21 gebrochen werden kann.
  • Aus den oben aufgezeichneten Gründen ist der Durchmesser des Haltestiftes 30, der die Torsionsspulenfeder 21 hält, allgemein im Wesentlichen niedriger als der innere Durchmesser des Spulenabschnitts 21c der Torsionsspulenfeder 21 zu der Zeit, zu der die Torsionsspulenfeder 21 in ihrer neutralen Stellung ist.
  • Weil der Durchmesser des Haltestiftes 30 mit der daran gehaltenen Torsionsspulenfeder 21 kleiner eingestellt als oben aufgezeigt und als der innere Durchmesser der Torsionsspulenfeder 21 zu der Zeit ist, zu der die Torsionsspulenfeder 21 in ihrer neutralen Stellung ist, ist der herkömmliche Steuerknüppel mit einigen Unzulänglichkeiten versehen. Eine Beschreibung von diesen Unzulänglichkeiten wird nachfolgend vorgenommen.
  • Die 13A bis 13C stellen die Konstruktion von einem wesentlichen Teil des Drehpotentiometers, das beim herkömmlichen Stand der Technik vorgesehen ist, dar, wobei 13A eine Frontansicht, 13B Ansicht entsprechend zu einem H1-Schnitt nach 13A ist, und 13C eine Ansicht entsprechend zu einem H2-Schnitt von 13B ist. Die 14A und 14B stellen die Unzulänglichkeiten dar, welche bei dem herkömmlichen Steuerknüppel auftreten, wobei 14A die Unzulänglichkeit zeigt, welche auftritt, wenn der Steuerhebel bzw. -knüppel in der vorbestimmten Richtung gesteuert worden ist, und 14B die Unzulänglichkeit wiedergibt, welche auftritt, wenn der Steuerhebel bzw. -knüppel in der entgegengesetzten Richtung gesteuert worden ist. Die 9 zeigt darstellerisch Ausgangscharakteristiken des Drehpotentiometers bei dem herkömmlichen Steuerknüppel.
  • Die 13A bis 13C stellen Zustände dar, wenn der Durchmesser D eines Haltestiftes 20, der auf einem Drehpotentiometer 11 angeordnet ist, kleiner eingestellt ist, als der innere Durchmesser eines Spulenabschnitts 21c einer Torsionsspulenfeder 21. Auch wird ein schwenkbarer Arm 14 dargestellt, der integral auf einem Drehschaft bzw. einer Drehachse 13 des Drehpotentiometers 11 angeordnet ist. Bei diesem schwenkbaren Arm 14 ist ein Schlitz 15 ausgebildet, der eine Verbindung ausbildet. Die 13(B) stellt ein Abdeckteil 31, welches Bewegungen der Drehachse 13 entlang ihrer Achse beschränkt und eine Schraube 23 dar, die in einem Gewindeeingriff mit einem mit Gewinde versehenen Abschnitt gehalten wird, der auf dem Haltestift 20 gebildet ist. Die verbleibenden Bestandteile sind die entsprechenden Bestandteile wie in den oben beschriebenen 12A und 12B.
  • Bei einem derartigen herkömmlichen Stand der Technik wird, wie oben beschrieben, wenn ein nicht dargestellter Steuerhebel oder -knüppel gesteuert in einer vorbestimmten Richtung geschwenkt wird, zum Beispiel in Richtung des Betrachters von der neutralen Stellung, die in den 13A und 13B gezeigt ist, der schwenkbare Arm 14 des Drehpotentiometers 11 als Ergebnis der Schwenkbewegung des Steuerhebels, wie in 13C dargestellt, geschwenkt. Zu dieser Zeit wird eine Kraft F an den Armabschnitt 21a der Torsionsspulenfeder 21 über einen Stift oder Bolzen 19 des schwenkbaren Armes 14 angelegt, und deshalb wird die Torsionsspulenfeder 21 bewegt, bis der Spulenabschnitt 21c in Kontakt zu dem Haltestift bzw. -bolzen 20 gebracht worden ist. Wenn der nicht dargestellte Hebel zurück von einer so gesteuerten Position zu seiner neutralen Stellung gesteuert wird, kann die Torsionsspulenfeder 21 über eine Stellung angehoben werden, von welcher angenommen wird, dass die Torsionsspulenfeder 21 diese einnehmen kann, wenn sie in der ursprünglichen neutralen Stellung ist, d. h., die Position, die in 13A dargestellt ist. Im Ergebnis tritt ein Problem auf, in dem, wie in 14A gezeigt, der schwenkbare Arm 14 bei einer Stellung stoppt, die näher bei einem Winkel η ist, als die ursprüngliche neutrale Stellung, von der angenommen wird, dass der schwenkbare Arm 14 zu dieser zurückkehrt.
  • Dargestellt bei der Nummer 16 in den 14A und 14B ist eine Ausstülpung, die auf einem nicht dargestellten Verlängerungs- bzw. Erstreckungsarm ausgebildet ist, welcher als Ergebnis einer Steuerung des Steuerhebels schwenkt. Durch diese Ausstülpung 16 und den Schlitz 15 des schwenkbaren Armes 14 ist eine Verbindung oder Kupplung aufgebaut, so dass der schwenkbare Arm 14 und der nicht dargestellte Erstreckungs- bzw. Verlängerungsarm miteinander mit einem vorbestimmten Spiel, das dazwischen in der vorbestimmten Richtung und in der entgegengesetzten Richtung gesetzt ist, verbunden sind.
  • Falls der schwenkbare Arm 14 des Drehpotentiometers 11 nicht vollständig in die neutrale Stellung bei dem Winkel η trotz der Rückkehr des Steuerhebels in die neutrale Stellung, wie oben aufgezeigt, zurückkehrt, wird eine Spannung als ein Ausgangsfehler ΔV von dem Drehpotentiometer 11, wie in 15 gezeigt, ausgegeben, obwohl von der Ausgangsspannung angenommen wird, dass sie 0 V beträgt.
  • Eine ähnliche Situation findet statt, wenn der nicht dargestellte Hebel oder Knüppel schwenkend in die Richtung entgegen gesetzt zu der oben aufgezeigten Schwenksteuerung in der vorbestimmten Richtung gesteuert wird. Wie in 14B dargestellt, verbleibt der Spulenabschnitt 21c der Torsionsspulenfeder 21 immer noch in Kontakt zu dem Haltestift oder -bolzen 20, trotz der Steuerung des Steuerhebels zurück in die neutrale Stellung. Dieses führt zu einer Situation, bei der der schwenkbare Arm 14 dabei um einen Winkel η fehlgeht, um vollständig in die neutrale Stellung zurückzukehren, von welcher angenommen wird, dass der schwenkbare Arm 14 in diese zurückkehrt.
  • Insbesondere beschrieben wird es bei dem Steuerknüppel nach dem Stand der Technik, der in der JP-A-2003-157122 offenbart ist, der Steuerabschnitt 21c der Torsionsspulenfeder 21 als Ergebnis einer Schwenkbewegung des schwenkbare Arms 14 des Drehpotentiometers 11 ermöglicht, sich zu bewegen, bis er in Kontakt zu dem Haltestift bzw. -bolzen gelangt. Folglich tritt beim Zurücksteuern des Steuerhebels bzw. -knüppels zu der neutralen Position eine Versetzung relativ zu der originalen neutralen Stellung auf, von welchen angenommen wird, dass der schwenkbare Arm 14 in diese zurückkehrt, wodurch ein Problem erzeugt wird, das bei dem Ausgangscharakteristiken eine Verschlechterung bzw. Störung stattfindet.
  • Die 16, 17A und 17B stellen andere Unzulänglichkeiten des herkömmlichen Standes der Technik dar. Die 16 zeigt einen Zustand zu der Zeit der Steuerung, während die 17A bzw. 17B. Zustände zu den Zeiten der Rückkehr zu der neutralen Stellung darstellen. Insbesondere beschrieben, stellt die 17A eine Unzulänglichkeit dar, die stattfindet, wenn der Steuerhebel bzw. -knüppel in die vorbestimmte Richtung gesteuert wird, und 17B stellt eine andere Unzulänglichkeit dar, die stattfindet, wenn der Steuerhebel in die Richtung entgegen gesetzt zu der vorbestimmten Richtung gesteuert wird.
  • Die 16 stellt um das Drehpotentiometers herum dar, und zeigt wie oben aufgezeigt, den Haltestift 20, der auf dem Hauptgehäusekörper des Drehpotentiometers 11 angeordnet ist, wobei die Torsionsspulenfeder 21 an ihrem Spulenabschnitt 21c durch den Haltestift 20 gehalten wird, den Drehschaft bzw. die Drehachse 13 des Drehpotentiometers 11 eine Stoppeinrichtung 18, die auf dem Hauptgehäusekörper des Drehpotentiometers 11 angeordnet ist, um Bewegungen der Armabschnitte 21a, 21b der Torsionsspulenfeder in der neutralen Stellung zu beschränken, und eine Expansions- bzw. Erstreckungseinrichtung, insbesondere einen Stift oder Bolzen 19, der am oder auf dem oben aufgezeigten schwenkbare Arm 14, der integral mit der Drehachse 13 angeordnet ist, ausgebildet ist, und die Torsionsspulenfeder 21 dazu veranlasst, sich zu dehnen bzw. zu expandieren. Der Stift oder Bolzen 19 entspricht der Stoppeinrichtung in der Form eines kurzen Stiftes, welcher in der oben aufgezeigten JP-A-2003-157122 offenbart ist, und die Erstreckungs- bzw. Expansionseinrichtung bildet. In dem schwenkbaren Arm 14 ist der Schlitz 15 ausgebildet, um die Verbindung oder Kupplung aufzubauen, mit welcher ein nicht dargestellter Erstreckungs- bzw. Extensionsarm in Fortsetzung angeordnet ist.
  • Es wird nun auf 16 Bezug genommen. Bei dem herkömmlichen Stand der Technik, der in der JP-A-2003-157122 und dgl. dargestellt ist, sind ein Punkt a auf einer kreisförmigen Seitenwand des Armabschnitts 21a der Torsionsspulenfeder 21 und ein Punkt b auf einer Seitenkante des Armabschnitts 21a der Torsionsspulenfeder 21 in der neutralen Stellung in Kontakt zueinander. Durch eine Schwenkbewegung des schwenkbaren Armes 14 über einen Winkel von θ2 als ein Ergebnis einer Schwenksteuerung des nicht dargestellten Steuerknüppels oder -hebels zum Beispiel in der vorbestimmten Richtung wird jedoch der Kontaktpunkt der Torsionsspulenfeder 21 zu dem Stift oder Bolzen 19 der an dem schwenkbaren Arm 14 angeordnet ist, von dem oben aufgezeigten Punkt b zu einem Punkt c verschoben. Im Ergebnis wird nämlich durch eine wiederholte Schwenksteuerung des Steuerhebels der gleitende Kontakt zwischen dem Stift oder Bolzen 19 auf dem schwenkbaren Arm 14 und dem Armabschnitt 21a der Torsionsspulenfeder 21 wiederholt, und im Ergebnis neigt eine Abnutzung bzw. ein Abrieb dazu an den gleitenden Teilen aufzutreten.
  • Wenn ein solcher Abrieb auftritt, tritt ein ausgenommener Abschnitt der auf dem Armabschnitt 21a der Torsionsspulenfeder 21 durch den Abrieb ausgebildet ist, in einen anderen ausgenommenen Abschnitt, der auf der umfänglichen Seitenwand des Stiftes 19 durch den Abrieb ausgebildet ist, wodurch eine Situation erzeugt wird, dass der schwenkbare Arm 14, der in 17A gezeigt ist, dabei fehlgeht, vollständig in die ursprüngliche neutrale Stellung zurückzukehren, von welcher angenommen wird, dass der schwenkbare Arm 14 in diese zurückkehrt und hält eher bei einer Position näher bei einem Winkel η als bei der neutralen Stellung.
  • Wenn die Situation auftritt, dass der schwenkbare Arm 14 um den Winkel η fehlgeht, um vollständig in die neutrale Stellung, wie oben aufgezeigt, wird die Ausgangsspannung von dem Drehpotentiometers 11 zu einem Ausgangsfehler ΔV, wie in der oben beschriebenen 4 gezeigt, obwohl angenommen wird, dass sie bei der neutralen Stellung zu 0 V wird.
  • Eine ähnliche Situation findet statt, wenn der nicht dargestellte Steuerhebel schwenkend in die direkt gegenüberliegende zu der oben aufgezeigten Richtung gesteuert wird. Wie in 17B dargestellt, tritt, selbst wenn der Steuerknüppel oder -hebel in die neutrale Stellung zurückgesteuert wird, eine Situation auf, das als ein Ergebnis des Abriebes des Stiftes oder Bolzens 19 auf dem schwenkbaren Arm 14 und dem Armabschnitt 21b der Torsionsspulenfeder 21 der schwenkbare Arm 14 um einen Winkel η fehlgeht, wenn er vollständig in die ursprüngliche neutrale Position zurückkehren soll, von der angenommen wird, dass der schwenkbare Arm 14 in diese zurückkehrt.
  • In dem herkömmlichen Stand der Technik, der mit einer Torsionsspulenfeder ausgestattet ist, einschließlich der in der JP-A-2003-157122 offenbarten Technologie, neigt ein Abrieb dazu, zwischen dem Armabschnitt 21a, 21b von der Torsionsspulenfeder 21 und dem Stift 19 auf dem schwenkbaren Arm, wobei der Stift 19 dazu dient, diese Armabschnitte 21a, 21b zu erstrecken, als ein Ergebnis der Schwenkbewegungen des schwenkbaren Armes 14 des Drehpotentiometers 1 durch wiederholte Schwenksteuerung des Steuerhebels aufzutreten. Der herkömmliche Stand der Technik bezieht deshalb das Problem ein, dass, wenn der Steuerhebel oder -knüppel zurück in die neutrale Stellung gesteuert wird, der Abrieb eine Versetzung relativ zu der ursprünglichen neutralen Stellung verursacht, von welcher angenommen wird, dass der schwenkbare Arm 14 in diese zurückkehrt und die Versetzung führt zu einer Verschlechterung der Ausgangscharakteristiken.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die oben aufgezeigte tatsächliche Situation im herkömmlichen Stand der Technik gemacht worden. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Steuerknüppel für ein elektrohydraulisches Steuersystem zur Verfügung zu stellen, welches mit einer Torsionsspulenfeder versehen ist, um einen schwenkbaren Arm, der auf einem Drehpotentiometer angeordnet ist, neutral zu halten, und ermöglicht es dem schwenkbaren Arm, sicher in die ursprüngliche neutrale Stellung zurückzukehren, von der angenommen wird, dass der schwenkbare Arm in diese zurückkehrt.
  • Diese Aufgabe wir erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Steuerknüppels.
  • Vorteilhaft wird ein Steuerknüppel für ein elektrohydraulisches Steuersystem zur Verfügung gestellt, wobei der Steuerknüppel ausgebildet ist mit:
    einem Steuerteil, das schwenkbar steuerbar durch eine Bedienungsperson in einer vorbestimmten Richtung oder in einer Richtung entgegengesetzt zu der vorbestimmten Richtung ist;
    einer Schwenk- bzw. Pendeleinrichtung, die als ein Ergebnis der schwenkenden Steuerung des Steuerteils schwenkbar ist;
    einem Stütz- bzw. Tragstift oder -bolzen, der die Schwenkeinrichtung daran trägt;
    ein Drehpotentiometer, das eine Drehachse hat, die als ein Ergebnis einer Schwenkbewegung der Schwenkeinrichtung drehbar ist, wobei das Drehpotentiometer dazu in der Lage ist, ein Drehwinkelsignal in Reaktion auf eine Drehung der Drehachse auszugeben;
    einen Erstreckungs- bzw. Verlängerungsarm, der integral auf dem Stützbolzen bzw. -stift angeordnet ist und sich in Richtung des Drehpotentiometers erstreckt;
    einen schwenkbaren Arm, der an dem Erstreckungs- bzw. Verlängerungsarm schwenkbar innerhalb einer vertikalen Ebene parallel zu einer Ebene angeschlossen ist, in welcher ein Bereich der Schwenkbewegungen des Erstreckungs- bzw. Verlängerungsarms enthalten ist, und der integral auf dem Drehschaft bzw. der Drehachse des Drehpotentiometers angeordnet ist;
    eine Bindung bzw. Kupplung, die den schwenkbaren Arm an den Erstreckungs- bzw. Verlängerungsarm zusammen mit einem vorbestimmten Spiel, das zwischen der vorbestimmten Richtung und der entgegengesetzten Richtung, in welchen das Steuerteil gesteuert werden kann, zwischengesetzt ist;
    einer Torsionsspulenfeder, um den schwenkbaren Arm des Drehpotentiometers normalerweise in einer neutralen Stellung zu halten;
    einer Expansion- bzw. Verlängerungseinrichtung, die auf dem schwenkbaren Arm angeordnet ist, um die Torsionsspulenfeder bei einer Schwenkbewegung des schwenkbaren Armes zu expandieren bzw. zu verlängern; und
    einem Haltestift bzw. -bolzen, der auf dem Drehpotentiometer angeordnet ist und die Torsionsspulenfeder an einem Spulenabschnitt davon hält, wobei:
    der Steuerknüppel mit einer Einrichtung versehen ist, um Bewegungen des Spulenabschnittes und der Torsionsspulenfeder in der vorbestimmten Richtung und der entgegengesetzten Richtung zu beschränken, wenn die Torsionsspulenfeder in einer neutralen Stellung ist.
  • Bei der vorliegenden Erfindung, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, sind Bewegungen des Spulenabschnittes der Torsionsspulenfeder in der vorbestimmten Richtung und der entgegengesetzten Richtung durch die Beschränkungseinrichtung in einem Zustand begrenzt, in dem die Steuereinrichtung im neutralen Zustand gehalten ist. Die Torsionsspulenfeder ist deshalb in einer korrekten Stellung ohne eine wesentliche Schrägstellung gehalten, so dass der schwenkbare Arm des Drehpotentiometers in einer aufrechten Stellung ohne eine wesentliche Schrägstellung gehalten wird. In der Konsequenz wird die Drehachse, die integral mit dem schwenkbaren Arm angeordnet ist, in der korrekten neutralen Stellung gehalten. In diesem Zustand sind die vorbestimmten Spielräume in der vorbestimmten Richtung bzw. der entgegengesetzten Richtung bei der Verbindung bzw. Kupplung ausgebildet, welche den schwenkbaren Arm und den Verlängerungs- bzw. Extensionsarm miteinander verbindet. Diese vorbestimmten Frei- bzw. Spielräume bilden eine Totzone für die Steuerung des Steuerteils. Kein Rotation- bzw. Drehwinkelsignal wird deshalb von dem Drehpotentiometer ausgegeben, selbst wenn das Steuerteil leicht innerhalb des Bereiches der Totzone bewegt wird.
  • Wenn das Steuerteil von einer derartigen neutralen Stellung zu einem solchen Ausmaß bewegt wird um über die oben aufgezeigte Totzone hinaus bewegt zu werden, wird der Verlängerungs- bzw. Extensionsarm um den Trag- bzw. Stützstift oder -bolzen geschwenkt, und im Ergebnis wird das Drehpotentiometer über die Verbindung oder Kupplung geschwenkt, so dass die Drehachse, die integral mit dem schwenkbaren Arm angeordnet ist, gedreht wird. Im Ergebnis wird ein Drehwinkelsignal entsprechend zu der Verstellung bzw. dem Hub des Steuerteils ausgegeben werden. In der Zwischenzeit wird die Torsionsspulenfeder dazu veranlasst, um die Verlängerungs- bzw. Expansionseinrichtung des schwenkbaren Arms verlängert bzw. erstreckt zu werden, wobei der Spulenabschnitt der Torsionsspulenfeder kontrahiert, und unter einer Kraft, die über die Expansions- bzw. Erstreckungseinrichtung angelegt wird, der Spulenabschnitt der Torsionsspulenfeder veranlasst wird, sich zu bewegen. Jedoch ist diese Bewegung durch die Beschränkungseinrichtung begrenzt. Insbesondere kontrahiert der Spulenabschnitt der Torsionsspulenfeder, während diese in gleitendem Kontakt zu der Begrenzungseinrichtung ist.
  • Wenn die Steuereinrichtung zu der neutralen Stellung von der oben beschriebenen gesteuerten Stellung zurückgesteuert wird, wird die Kraft, die über die Erstreckungseinrichtung von dem schwenkbaren Arm angelegt worden ist, weggenommen, so dass die Torsionsspulenfeder in ihre neutrale Form zurückkehrt. Zu dieser Zeit erstreckt sich der Spulenabschnitt der Torsionsspulenfeder von dem wie oben beschrieben kontrahierten Zustand, jedoch sind, sobald die Torsionsspulenfeder ihren neutralen Zustand erreicht, ihre Bewegungen in der vorbestimmten Richtung und in der entgegengesetzten Richtung durch die Beschränkungsmittel begrenzt. In dem neutralen Zustand ist deshalb die Torsionsspulenfeder in ihre korrekte Stellung ohne eine Schrägstellung zurückgekehrt, und im Ergebnis wird der schwenkbare Arm auch in der ursprünglichen aufrechten Stellung gehalten und der Drehachse des Drehpotentiometers wird es ermöglicht, sicher in die korrekte neutrale Stellung zurückzukehren.
  • Wie oben beschrieben worden ist, kehrt die Torsionsspulenfeder, welche den Schwenkarm in der neutralen Position hält, in die korrekte neutrale Stellung durch die Beschränkungseinrichtung zurück, wenn das Steuerteil von einer gesteuerten Position zu der neutralen Position zurückgesteuert wird. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es deshalb dem schwenkbaren Arm des Drehpotentiometers, wobei der schwenkbare Arm im Eingriff mit der Torsionsspulenfeder ist, sicher in die ursprüngliche neutrale Stellung ohne eine wesentliche Schrägstellung zurückzukehren.
  • Bei der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, kann der Steuerknüppel bevorzugt mit einem Abdeckteil zur Beschränkung von Bewegungen der Torsionsspulenfeder in Richtung, die in rechten Winkeln die vorbestimmte Richtung bzw. die entgegen gesetzte Richtung schneiden, versehen sein, und die Beschränkungseinrichtung kann bevorzugt ein Paar von Führungsabschnitten aufweisen, die auf dem Abdeckteil so angeordnet sind, dass, wenn die Torsionsspulenfeder in der neutralen Stellung ist, die Führungsabschnitte in Kontakt mit gegenüberliegenden Seitenabschnitten des Spulenabschnittes gehalten werden. Die vorliegende Erfindung, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, führt nicht zu einer Steigerung der Anzahl von Teilen, weil das Abdeckteil mit dem Paar von Führungsabschnitten versehen ist, welche in ihren neutralen Stellungen in Berührung zu den gegenüberliegenden Seitenabschnitten des Spulenabschnittes gehalten sind.
  • Bei der vorliegenden Erfindung kann, wie oben beschrieben, das Abdeckteil bevorzugt aus einem Metallmaterial gefertigt sein, und die Führungsabschnitte können bevorzugt durch Biegen bzw. Verformen ausgebildet sein. Die vorliegende Erfindung, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, ermöglicht es, das Paar von Führungsabschnitten durch einfaches Biegen des Abdeckteils herzustellen, und deshalb wird die Herstellung der Führungsabschnitte vereinfacht.
  • Bei der vorliegenden Erfindung kann, wie oben beschrieben, der Haltestift oder -bolzen des Drehpotentiometers bevorzugt einen mit Gewinde versehenen Abschnitt haben, und der Steuerknüppel kann bevorzugt mit einer Schraube versehen sein, die im Eingriff mit dem mit Gewinde versehenen Abschnitt des Haltestiftes bzw. -bolzen gehalten wird, um das Abdeckteil auf dem Haltestift oder -bolzen festzulegen. Bei der vorliegenden Erfindung, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, kann das Abdeckteil durch die Schraube sicher festgelegt werden.
  • Bei der vorliegenden Erfindung, kann, wie oben beschrieben, die Verlängerungs- bzw. Expansionseinrichtung bevorzugt einen Stift oder Bolzen aufweisen, der auf dem schwenkbaren Arm ausgebildet ist. Die vorliegende Erfindung, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, kann ein Stift oder Bolzen, der die Erstreckungs- bzw. Expansionseinrichtung bildet auf bzw. an dem Arm durch eine Pressverbindung, ein Verklammern oder irgendeine andere zweckmäßige Methode bei der Herstellung des schwenkbaren Armes angeordnet sein.
  • Vorteilhafterweise wird ein Steuerknüppel für ein elektrohydraulisches Steuersystem zur Verfügung gestellt, wobei der Steuerknüppel versehen ist mit:
    einem Teil, das schwenkbar durch eine Bedienperson steuerbar ist;
    einer Schwenkeinrichtung, die als Ergebnis einer Schwenksteuerung von der Steuereinrichtung schwenkbar ist;
    einem Stütz- bzw. Haltestift oder -bolzen, an dem die Schwenkeinrichtung gehalten bzw. abgestützt ist;
    einem Drehpotentiometer, das eine Drehachse hat, die als ein Ergebnis einer Schwenkbewegung der Schwenkeinrichtung drehbar ist, wobei das Drehpotentiometer dazu in der Lage ist, ein Drehwinkelsignal in Reaktion auf eine Drehung der Drehachse auszugeben;
    einen Erstreckungs- bzw. Verlängerungsarm, der integral an dem Stütz- bzw. Haltestift oder -bolzen angeordnet ist und sich in Richtung des Drehpotentiometers erstreckt;
    einem Schwenkarm, der an dem Verlängerungs- bzw. Erstreckungsarm schwenkbar innerhalb einer vertikalen Ebene parallel zu einer Ebene, in welcher ein Bereich von Schwenkbewegungen des Schwenkarmes enthalten ist, angeschlossen ist, und der integral an der Drehachse des Drehpotentiometers angeordnet ist;
    eine Torsionsspulenfeder, um den schwenkbaren Arm des Drehpotentiometers normalerweise in einer neutralen Stellung zu halten;
    einer Stoppeinrichtung, um Bewegungen von Armabschnitten der Torsionsspulenfeder zu begrenzen, wenn die Torsionsspulenfeder in einer neutralen Stellung ist; und
    eine Verlängerungs- bzw. Erstreckungseinrichtung, um die Armabschnitte der Torsionsspulenfeder bei einer Schwenkbewegung des Schwenkarmes zu erstrecken bzw. zu verlängern, wobei:
    die Erstreckungs- bzw. Verlängerungseinrichtung ein Drehteil bzw. eine Dreheinrichtung aufweist.
  • Vorteilhafterweise verursacht die Steuerung der Steuereinrichtung von ihrer neutralen Stellung, dass der Verlängerungs- bzw. Erstreckungsarm um den Trag- bzw. Stützstift oder -bolzen geschwenkt wird. Im Ergebnis wird der schwenkbare Arm des Drehpotentiometers geschwenkt und die Drehachse, die integral mit dem schwenkbaren Arm angeordnet ist, wird gedreht. Im Ergebnis wird ein Drehwinkelsignal entsprechend zu der Verstellung bzw. dem Hub des Steuerteils ausgegeben. In der Zwischenzeit wird der Armabschnitt der Torsionsspulenfeder dazu veranlasst, sich auszudehnen bzw. zu expandieren, durch ein Drehteil, welches die Erstreckungs- bzw. Verlängerungseinrichtung bildet. Als Ergebnis der Verlängerung bzw. Expansion der Armabschnitte der Torsionsspulenfeder dreht sich das Drehteil, das in Kontakt zu dem Armabschnitt gehalten wird. Deshalb ist es möglich, das Auftreten eines Abriebs zwischen dem Drehteil und den Armabschnitten der Torsionsspulenfeder zu verhindern, was ansonsten als Ergebnis einer wiederholten Schwenksteuerung des Steuerteils auftreten würde.
  • Wenn das Steuerteil dazu veranlasst wird, zu der neutralen Stellung von dem oben aufgezeigten gesteuerten Zustand des Steuerteils zurückzukehren, wird die Kraft, welche an die Armabschnitte der Torsionsspulenfeder über das Drehteil des Schwenkarmes angelegt worden ist, entfernt, wobei die Torsionsspulenfeder in ihre neutrale Stellung zurückkehrt, und deshalb werden Bewegungen der Armabschnitte der Torsionsspulenfeder durch die Stoppeinrichtung begrenzt. Da das Auftreten von Abrieb an dem Drehteil und den Armabschnitten der Torsionsspulenfeder als ein Ergebnis einer wiederholten Schwenksteuerung des Steuerteils durch Drehung des Drehteils unterbunden wird, werden keine ausgenommenen Abschnitte durch Abrieb auf dem Drehteil und den Armabschnitten der Torsionsspulenfeder bzw. -federn erzeugt, so dass das Drehteil und die Armabschnitte der Torsionsspulenfeder in ihren ursprünglichen Formen über eine lange Zeit beibehalten werden können. Demgemäß wird der schwenkbare Arm in seiner ursprünglichen aufrechten Stellung bei der neutralen Stellung gehalten und die Drehachse des Drehpotentiometers kann in die korrekte neutrale Stellung zurückgebracht werden.
  • Vorteilhafterweise kann infolge der Drehung bzw. Rotation des Drehteils der Abrieb zwischen den Armabschnitten der Torsionsspulenfeder und dem Drehteil verhindert werden, was verursacht, dass die Armabschnitte sich als Folge einer wiederholten Schwenksteuerung des Steuerteils erstrecken bzw. expandieren. Wenn das Steuerteil dazu veranlasst worden ist, von der Steuerposition zu der neutralen Stellung zurückzukehren, wird es dem schwenkbaren Arm des Drehpotentiometers, wobei der schwenkbare Arm in Eingriff mit der Torsionsspulenfeder ist, ermöglicht, zu der ursprünglichen neutralen Stellung zurückzukehren, und zwar ohne irgendeine wesentliche Schrägstellung.
  • Vorteilhafterweise kann das Drehteil ein Lager aufweisen.
  • Vorteilhafterweise kann die Stoppeinrichtung bevorzugt auf einem Hauptgehäusekörper des Drehpotentiometers angeordnet sein, und das Lager kann drehbar auf einem Stift- bzw. Bolzenabschnitt montiert sein, der auf oder an dem schwenkbaren Arm des Drehpotentiometers ausgebildet ist.
  • Vorteilhafterweise kann die Stoppeinrichtung bevorzugt auf dem schwenkbaren Arm des Drehpotentiometers angeordnet sein, und das Lager kann bevorzugt auf einem Stift- bzw. Bolzenabschnitt angeordnet sein, der auf einem Hauptgehäusekörper des Drehpotentiometers ausgebildet ist.
  • Infolge der Anordnung der Einrichtung für beschränkte Bewegungen des Spulenabschnitts der Torsionsspulenfeder bei ihrer neutralen Stellung in der vorbestimmten Richtung und der entgegengesetzten Richtung, wird es dem schwenkbaren Arm vorteilhaft ermöglicht, mit dem die Torsionsspulenfeder in Eingriff gebracht wird, von dem Drehpotentiometer sicher in die ursprüngliche neutrale Stellung zurückzukehren. Es ist deshalb möglich, irgendeine wesentliche Versetzung des schwenkbaren Armes von seiner ursprünglich neutralen Stellung zu vermeiden, wenn das Steuerteil zurück in seine neutrale Stellung gesteuert wird. Folglich können Ausgangscharakteristiken mit hoher Genauigkeit verglichen mit denen des Standes der Technik erhalten werden.
  • Vorteilhafterweise dreht das Drehteil, wenn die Armabschnitte der Torsionsspulenfeder dazu veranlasst werden, durch eine Schwenkbewegung des Schwenkarmes des Drehpotentiometers erstreckt bzw. expandiert zu werden, als Ergebnis der Schwenksteuerung des Steuerteils. Infolge der oben aufgezeigten Drehung oder Rotation des Drehteils ist es deshalb möglich, den Abrieb zwischen dem Drehteil und den Armabschnitten der Torsionsspulenfeder zu verhindern, der ansonsten als Ergebnis einer wiederholten Schwenksteuerung des Steuerteils auftreten würde. Das Drehteil und die Armabschnitte der Torsionsspulenfeder können deshalb in ihren deformationsfreien, ursprünglichen Formen über eine lange Zeit aufrecht erhalten werden, so dass es dem Schwenkarm des Drehpotentiometers, mit dem die Torsionsspulenfeder in Eingriff gebracht ist, ermöglicht wird, sicher in die ursprüngliche neutrale Stellung zurückzukehren. Mit anderen Worten ist es möglich, eine wesentliche Verstellung bzw. Versetzung des Schwenkarmes von seiner ursprünglichen neutralen Stellung zu verhindern, wenn das Steuerteil in seine neutrale Stellung zurückgesteuert wird, wodurch es ermöglicht wird, Ausgangscharakteristiken von hoher Genauigkeit verglichen mit denen im Stand der Technik zu erhalten.
  • KURZBESCHREIBUNG DER DARSTELLUNGEN
  • 1A und 1B stellen einen Steuerknüppel gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für ein elektrohydraulisches Steuersystem dar, wobei in der 1A eine Draufsicht auf den Steuerknüppel ohne einen Steuerhebel ist, und 1B eine Vorderansicht des Steuerknüppels mit dem Steuerhebel ist, wobei der Steuerhebel mit gestrichelten Linien dargestellt ist.
  • 2 ist eine Vorderansicht, die ein Positionsverhältnis zwischen einem Schlitz, der in einem schwenkbaren Arm eines Drehpotentiometers ausgebildet ist, das in dem Steuerknüppel angeordnet ist, gemäß der ersten Ausführungsform darstellt, und eine Ausstülpung, die auf einem Verlängerungs- bzw. Erstreckungsarm angeordnet ist, der auch in dem Steuerknüppel gemäß der ersten Ausführungsform angeordnet ist.
  • 3A bis 3C stellen den Aufbau eines wesentlichen Teils des Drehpotentiometers dar, das in dem Steuerknüppel gemäß der ersten Ausführungsform angeordnet ist, wobei 3A eine Vorderansicht ist, 3B eine Ansicht gemäß dem G1-Schnitt nach 3A ist, und 3C eine Ansicht gemäß einem G2-Schnitt nach 3B ist.
  • 4 ist eine Vorderansicht, die einen Betrieb des Steuerknüppels gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
  • 5 ist eine Darstellung, die Ausgangscharakteristiken des Drehpotentiometers zeigt, wie sie von dem Steuerknüppel gemäß der ersten Ausführungsform erhalten werden.
    6A bis 11B sind keine Ausführungsformen der Erfindung, sondern Beispiele, die das Verständnis der Erfindung erleichtern.
  • 6A und 6B stellen einen Steuerknüppel gemäß einem ersten Beispiel für ein elektrohydraulisches Steuersystem dar, wobei 6A eine Draufsicht auf den Steuerknüppel ohne einen Steuerhebel ist, und 6B eine Vorderansicht des Steuerknüppels mit dem Steuerhebel ist, der in gestrichelten Linien dargestellt ist.
  • 7A bis 7C stellen den Aufbau eines wesentlichen Teils des Drehpotentiometers dar, das in dem Steuerknüppel gemäß dem ersten Beispiel angeordnet ist, wobei 7A eine Vorderansicht ist, 7B eine Ansicht gemäß einem Schnitt G1 nach 7A ist, und 7C eine Ansicht entsprechend einem Schnitt G2 nach 7B ist.
  • 8 ist eine teilweise querschnittliche Ansicht ähnlich zu der nach 7B, stellt aber die Bestandteile in einem vergrößerten Maßstab dar.
  • 9 ist eine Vorderansicht, die einen Betrieb des Steuerknüppels gemäß des ersten Beispiels darstellt.
  • 10 ist eine Vorderansicht, die eine Torsionsspulenfeder unter Ausdehnung bzw. im erstreckten Zustand zeigt, als Ergebnis des Betriebes, der in 9 dargestellt ist.
  • 11A und 11B stellen einen Steuerknüppel gemäß einem zweiten Beispiel für ein elektrohydraulisches Steuersystem dar, wobei 11A eine Vorderansicht ist, die den Aufbau eines wesentlichen Teils eines Drehpotentiometers zu einer neutralen Zeit zeigt, und 11B eine Vorderansicht ist, die den Aufbau des wesentlichen Teils des Drehpotentiometers zu der Zeit einer Steuerung wiedergibt.
  • 12A und 12B sind schematische Darstellungen eines Verhältnisses zwischen einer Torsionsspulenfeder und einem Haltestift bzw. -bolzen, auf welchem die Torsionsspulenfeder gehalten ist, gemäß dem herkömmlichen Stand der Technik.
  • 13A bis 13C stellen den Aufbau eines wesentlichen Teils eines Drehpotentiometers dar, das in dem herkömmlichen Stand der Technik angeordnet ist, wobei 13A eine Vorderansicht ist, 13B eine Ansicht entsprechend zu einem Schnitt H1 nach 13A ist, und 13C eine Ansicht entsprechend einem Schnitt H2 nach 13B ist.
  • 14A und 14B stellen Unzulänglichkeiten dar, welche beim herkömmlichen Stand der Technik erscheinen, wobei 14A eine Unzulänglichkeit zeigt, welche auftritt, wenn ein Steuerhebel oder -knüppel in einer vorbestimmten Richtung gesteuert wird, und 14B stellte eine Unzulänglichkeit dar, welche auftritt, wenn der Steuerheben oder -knüppel in eine Richtung entgegengesetzt zu der vorbestimmten Richtung gesteuert wird.
  • 15 ist eine Darstellung, die Ausgangscharakteristiken des Drehpotentiometers nach dem Stand der Technik zeigt.
  • 16 ist eine Vorderansicht, die eine Unzulänglichkeit darstellt, welche im Stand der Technik insbesondere in einem Zustand zu einer Zeit zu der gesteuert wird auftritt.
  • 17A und 17B stellen Unzulänglichkeiten dar, welche im herkömmlichen Stand der Technik auftreten, insbesondere bei Zuständen beim Zurückkehren zu der neutralen Stellung, in welcher die 17A eine Unzulänglichkeit zeigt, welche auftritt, wenn ein Steuerknüppel in eine vorbestimmte Richtung gesteuert wird, und 17B stelle eine Unzulänglichkeit dar, welche auftritt, wenn der Steuerhebel in einer Richtung entgegengesetzt zu der vorbestimmten Richtung gesteuert wird.
  • BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN IM EINZELNEN
  • Die besten Arten zur Ausführung der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend auf der Grundlage der beigefügten Darstellungen beschrieben.
  • <Erste Ausführungsform>
  • [Grundlegender Aufbau der ersten Ausführungsform]
  • Zunächst wird der Steuerknüppel gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für das elektrohydraulisches Steuersystem unter Bezugnahme auf die 1A bis 3C beschrieben. Der Steuerknüppel oder Joystick nach der ersten Ausführungsform wird zum Beispiel als ein Steuerknüppel zum Steuern verschiedener hydraulischer Zylinder oder hydraulischer Aktoren, wie etwa hydraulischer Motoren, die in einem hydraulischen Bagger oder dgl. angeordnet sind, verwendet. Wie in den 1A und 1B dargestellt, ist der Steuerknüppel nach der ersten Ausführungsform mit einem Hauptgehäusekörper 1 für eine Steuerknüppeleinheit, einem Steuerteil, zum Beispiel einem Steuerhebel oder -knüppel 2, der schwenkbar durch eine Bedienperson gesteuert wird, ein universales Gelenk 3, das an den Steuerhebel 2 angeschlossen ist, einen ersten kardanischen Ring 4, der schwenkbar auf dem Hauptgehäusekörper 1 abgestützt ist und schwenkbar als Ergebnis einer Schwenksteuerung des Steuerhebel 2 in einer X-Richtung ist, einen zweiten kardanischen Ring 5, der sich in einer Richtung, welche sich in rechten Winkeln mit einer Richtung schneidet, in welche sich der erste kardanische Ring 4 erstreckt, schwenkbar ist, wobei er schwenkbar auf dem Hauptgehäusekörper 1 abgestützt ist und als ein Ergebnis einer Schwenksteuerung des Steuerhebels zum Beispiel in einer Richtung Y schwenkbar ist, einem Nocken 6, der schwenkbar in Reaktion auf eine Schwenksteuerung des Steuerhebels in der Richtung X oder der Richtung Y oder in einer Richtung mittig oder dazwischen zwischen der Richtung X und der Richtung Y schwenkbar ist, und mehreren Stößelstangen bzw. Ventilstößeln 7, die auf oder nieder bewegbar sind in Reaktion auf eine Schwenkbewegung des Nockens 6 und die eine neutralisierende Rückkehrkraft auf den Nocken 6 übertragen, ausgebildet.
  • Der oben aufgezeigte erste kardanische Ring 4, der zweite kardanische Ring 5 und der Nocken 6 bilden eine Schwenkeinrichtung, welche als Ergebnis einer Schwenksteuerung des Steuerhebels 2 geschwenkt wird.
  • Auf einer Seite des Hauptgehäusekörpers 1, wobei diese eine Seite eine Vorderseite, wie in 1B gezeigt, bildet, ist ein Tragstift bzw. -bolzen 8 mit den kardanischen Ringen 4, 5 angeordnet, der wie die oben aufgezeigte Schwenkeinrichtung darauf abgestützt bzw. daran getragen ist. Aufgebaut auf einem Träger 10, der unterhalb des Hauptgehäusekörpers 1 festgelegt ist, sind eine Drehachse 13, die als Ergebnis einer Schwenkbewegung der oben aufgezeigten Schwenkeinrichtung drehbar ist, und ein Drehpotentiometer 11, das dazu in der Lage ist, ein Drehwinkelsignal entsprechend einer Drehung der Drehachse 13 auszugeben. Auf der Seite einer anderen Wand des Hauptgehäusekörpers 1, wobei die andere Wand in rechten Winkeln mit der einen Seite des Hauptgehäusekörpers 1 schneidet, sind auch ein Stützstift bzw. -bolzen 8, ein Stützkörper 10 und ein Drehpotentiometer 11 angeordnet, die allesamt ähnlich bzw. gleich zu jenen sind, die oben aufgezeigt sind.
  • Wie der Aufbau, der den Trag- bzw. Stützstift oder -bolzen 8 enthält, sind das Drehpotentiometer 11 und dgl. auf der oben aufgezeigten einen Seite des Hauptgehäusekörpers 1 in der gleichen Weise wie der Aufbau angeordnet, der den Trag- bzw. Stützstift 8, das Drehpotentiometer 11 und dgl. enthält, die auf der oben aufgezeigten anderen Seite des Hauptgehäusekörpers 1 angeordnet sind, wobei eine Beschreibung nachfolgend im Wesentlichen bezüglich des Aufbaus vorgenommen wird, der auf der einen Seite des Hauptgehäusekörpers 1 angeordnet ist.
  • Auf den Stütz- bzw. Tragstift oder -bolzen 8, der auf der einen Seite des Hauptgehäusekörpers 1 angeordnet ist, d. h., auf der Vorderseite, wie in 1B zu sehen ist, ist ein Verlängerungs- bzw. Extensionsarm 9 integral so angeordnet, dass er sich in Richtung des Drehpotentiometers 11 erstreckt und an einem unteren Ende des Verlängerungs- bzw. Extensionsarmes 9 ist eine Ausstülpung 16 ausgebildet. Das Drehpotentiometer 11 hat einen schwenkbaren Arm 14, der mit dem Verlängerungs- bzw. Extensionsarm 9 schwenkbar innerhalb einer vertikalen Ebene parallel zu einer Ebene angeschlossen ist, in welcher ein Bereich von Schwenkbewegungen des Verlängerungs- bzw. Extensionsarmes 9 enthalten ist, und ist integral auf der Drehachse 13 des Drehpotentiometers 11 angeordnet. Ein Schlitz 15 ist in einem oberen Ende des schwenkbaren Armes 14 ausgebildet, und in dem Schlitz 15 ist die Ausstülpung 16 des Verlängerungs- bzw. Extensionsarmes 9 aufgenommen.
  • Durch diese Ausstülpung 16 und diesen Schlitz 15 wird die Verbindung bzw. Kupplung aufgebaut, die den schwenkbaren Arm 14 und den Verlängerungs- bzw. Extensionsarm 9 mit einem vorbestimmten Spiel bzw. Freiraum zwischen ihnen in der vorbestimmten Richtung des Steuerhebels 2, zum Beispiel in der nach links gerichteten Richtung, wie in 1B gezeigt, und der zu der vorbestimmten Richtung entgegengesetzten Richtung, nämlich der in 1B jeweils gezeigten nach rechts gerichteten Richtung dazwischen aufgebaut ist.
  • In einem Zustand, in dem der Steuerhebel 2 wie in 2 gezeigt neutral gehalten wird, sind Spielräume X in der gleichen Richtung zwischen beiden Kantenabschnitten des Schlitzes 15 und dem schwenkbaren Arm 14 bzw. beiden Seitenabschnitten der Ausstülpung 16 des Extensionsarmes 9 ausgebildet. In 2 ist unter der Nummer 17 ein Zentrum des Stütz- bzw. Tragstiftes oder -bolzen 8, d. h., ein Schwenkpunkt bzw. Drehzapfen für den Erstreckungs- bzw. Extensionsarm 9. Ferner ist in 2 θ ein Winkel, der zwischen einer Linie, welche ein Zentrum der Ausstülpung 16 und dem Schwenkpunkt 17 verbindet, wenn die Ausstülpung 16 in Berührung zu einem der Kantenabschnitte des Schlitzes 15 in dem schwenkbaren Arm 14, der im neutralen Zustand gehalten ist, gekommen ist, und einer Linie, welche das Zentrum der Ausstülpung 16 und dem Schwenkpunkt 17 miteinander verbindet, wenn die Ausstülpung 16 in Kontakt zu dem anderen Kantenabschnitt des Schlitzes 15 in dem schwenkbaren Arm 14, der in dem neutralen Zustand gehalten ist, gekommen ist, ausgebildet. Eine Totzone für die Schwenksteuerung des Steuerhebels 2 ist durch diesen Winkel θ ausgebildet.
  • Wie in den 3A bis 3C dargestellt, ist diese Ausführungsform mit einer Torsionsspulenfeder 21 ausgestattet, die den schwenkbaren Arm 14 des Drehpotentiometers 11 bei der neutralen Stellung hält. Diese Torsionsspulenfeder 21 hat einen Spulenabschnitt 21c und ein Paar von Armabschnitten 21a, 21b, die in Fortsetzung des Spulenabschnitts 21c angeordnet sind. Auf dem schwenkbaren Arm 14 ist eine Expansionseinrichtung ausgebildet, um die Torsionsspulenfeder 21 dazu zu veranlassen, bei einer Schwenkbewegung des schwenkbaren Armes 14 zu expandieren bzw. sich zu erstrecken, zum Beispiel ein Stift oder ein Bolzen 19. Ferner ist das Drehpotentiometer 11 mit einem Haltestift oder -bolzen 20 mit dem Spulenabschnitt 21c der oben aufgezeigten Torsionsspulenfeder 21, die daran gehalten ist, versehen, und ist auch mit einer Stoppeinrichtung 18 versehen, zum Beschränken von Bewegungen der Armabschnitte 21a, 21b der Torsionsspulenfeder 21 in Richtungen, die entgegengesetzt zueinander sind.
  • Es ist festzuhalten, dass der äußere Durchmesser des oben aufgezeigten Haltestifts bzw. -bolzen 20 im Wesentlichen kleiner eingestellt ist als der innere Durchmesser des Spulenabschnitts 21c der Torsionsspulenfeder 21, und dass ein mit Gewinde versehener Abschnitt auf dem Haltestift 20 ausgebildet ist.
  • Wie auch in 2 dargestellt, ist diese Ausführungsform mit einem Abdeckteil 22 und einer Schraube 23 versehen. Das Abdeckteil 22 beschränkt Bewegungen der Torsionsspulenfeder 21 in Richtungen, welche bei rechten Winkeln mit der vorbestimmten Richtung und der Richtung entgegengesetzt dazu innerhalb einer vertikalen Ebene in der Richtung X, die in der oben beschriebenen 1 gezeigt ist, schneidet, und ist zum Beispiel aus einem Metallmaterial bzw. metallischen Material gefertigt. Die Schraube 23 wird in einem Gewindeeingriff mit dem mit Gewinde versehenen Abschnitt des Haltestifts bzw. -bolzen 20 gehalten, um das Abdeckteil 22 auf dem Haltestift oder -bolzen 20 festzulegen.
  • [Aufbau des wesentlichen Teils der ersten Ausführungsform]
  • Insbesondere beschrieben ist diese Ausführungsform mit der Begrenzungseinrichtung zum Begrenzen von Bewegungen des Spulenabschnitts 21c der Torsionsspulenfeder 21 in der oben aufgezeigten vorbestimmten Richtung und in der entgegengesetzten Richtung bei der neutralen Stellung der Torsionsspulenfeder 21 ausgebildet. Wie in 3C dargestellt, ist diese Begrenzungseinrichtung auf dem Abdeckteil 22 angeordnet und weist ein Paar von Führungsabschnitten 22a, 22b auf, welche in Kontakt zu beiden Seitenabschnitten des Spulenabschnitts 21c der Torsionsspulenfeder 21 bei der neutralen Position aufrecht erhalten werden.
  • [Betrieb der ersten Ausführungsform]
  • Unter Bezug auf die 4 und 5 wird nun als nächstes der Betrieb des Steuerknüppels gemäß dieser Ausführungsform für das elektrohydraulische Steuersystem beschrieben. Bewegungen des Spulenabschnitts 21c der Torsionsspulenfeder 21 in der vorbestimmten Richtung und der entgegengesetzten Richtung des Steuerhebels 2 innerhalb der vertikalen Ebenen der Richtung X, die in 1A gezeigt ist, werden durch das Paar von Führungsabschnitten 22a, 22b des Abdeckteils 22, dargestellt in 3C, in dem Zustand beschränkt, in dem der Steuerhebel 2 neutral gehalten wird, wie in 1B dargestellt ist. Die Torsionsspulenfeder 21 ist deshalb in einer korrekten Stellung ohne eine wesentliche Schrägstellung gehalten und im Ergebnis wird der schwenkbare Arm 14 des Drehpotentiometers 11 in der aufrechten Stellung ohne eine wesentliche Schrägstellung bzw. Neigung gehalten. Wenn der Drehschaft bzw. die Drehachse 13 gemeinsam mit dem schwenkbaren Arm 14 dreht bzw. rotiert, wird der Drehschaft bzw. die Drehachse 13 auch in der neutralen Stellung gehalten. In diesem Zustand sind die gleichen Spielräume X auf den beiden Seiten der Ausstülpung 16 des Extensionsarmes 9 vorgesehen, wobei die Ausstülpung 16 innerhalb des Schlitzes 15 des schwenkbaren Armes 14 positioniert ist. Durch diese Spielräume bzw. Freiräume X ist die Totzone, welche den oben aufgezeigten Winkel θ entspricht, für die Schwenksteuerung des Steuerhebels 2 ausgebildet. Selbst wenn der Steuerhebel 2 sanft innerhalb der Totzone entsprechend zu dem Winkel θ, wie in 5 dargestellt, bewegt wird, wird deshalb kein Rotation- bzw. Drehwinkelsignal von dem Drehpotentiometer 11 ausgegeben, wodurch eine falsche Betätigung eines hydraulischen Actors aufgrund von Vibrationen oder dgl., die aufgrund eines Betriebs einer Maschine erzeugt werden, die auf einem hydraulischen Bagger aufgebaut ist, welche mit dem Steuerknüppel nach dieser Ausführungsform ausgestattet ist, verhindert wird.
  • Wenn der Steuerhebel 2, der in 1B gezeigt ist, von einem neutralen Zustand in die vorbestimmte Richtung, zum Beispiel in der nach links gerichteten Richtung, wie in 1B gezeigt, über den Ausschlag bzw. Hub hinweg, der der oben aufgezeigten Totzone entspricht, zum Beispiel innerhalb der vertikalen Ebene der Richtung X in 1A, gesteuert wird, wird der Verlängerungs- bzw. Extensionarm 9 um den Trag- bzw. Stützstift 8, der in 4 gezeigt ist, geschwenkt. Im Ergebnis schwenkt der schwenkbare Arm 14 des Drehpotentiometers 11 um die Ausstülpung 16 des Extensionsarmes 9 und den Schlitz 15 des schwenkbaren Armes 14 entgegen der Vorspannungskraft der Torsionsspulenfeder 21, und die Drehachse 13 dreht sich ebenfalls. Demgemäß wird ein Drehwinkelsignal entsprechend dem der Auslenkung bzw. dem Hub des Steuerhebels 2 ausgegeben. In der Zwischenzeit wird um den Stift bzw. Bolzen 19 des schwenkbaren Armes 14 der Arm 21a der Torsionsspulenfeder 21 dazu veranlasst, sich zu erstrecken bzw. zu expandieren, wobei der Arm 21a in 3C dargestellt ist. Deshalb wird der Spulenabschnitt 21c der Torsionsspulenfeder 21 dazu veranlasst, zu kontrahieren und unter Kraft, die an den Stift bzw. Bolzen 19 angelegt wird, wird der Spulenabschnitt 21c der Torsionsspulenfeder 21 dazu gebracht, in der nach rechts gerichteten Richtung, wie in 3C gezeigt, bewegt zu werden. Diese Bewegung wird jedoch durch den Führungsabschnitt 22a begrenzt. Insbesondere kontrahiert der Spulenabschnitt 21c der Torsionsspulenfeder 21, während er in gleitendem Kontakt mit dem Führungsabschnitt 22a ist.
  • Wenn der Steuerhebel 2 zu der neutralen Stellung von der Stellung zurückgesteuert wird, zu welcher der Steuerhebel 2, wie oben aufgezeigt, gesteuert worden ist, wird die über den Stift oder Bolzen 19 von dem schwenkbaren Arm 14 übertragene Kraft weggenommen, so dass die Torsionsspulenfeder 21 in den neutralen Zustand zurückkehrt. Zu dieser Zeit erstreckt sich der Spulenabschnitt 21c der Torsionsspulenfeder 21 von dem zusammengezogenen Zustand. Wenn der Spulenabschnitt 21c seine neutrale Stellung erreicht hat, werden jedoch Bewegungen beider Seitenabschnitte des Spulenabschnitts 21 in der oben aufgezeigten vorbestimmten Richtung durch die paarweisen Führungsabschnitte 22a, 22b beschränkt. In dem neutralen Zustand ist die Torsionsspulenfeder 21 in ihre korrekte Stellung ohne eine wesentliche Schrägstellung, wie in 3C gezeigt, zurückgekehrt. Im Ergebnis wird der schwenkbare Arm 14 auch in seiner ursprünglichen aufrechten Stellung gehalten, und es wird der Drehachse 13 des Drehpotentiometers ermöglicht, sicher in die korrekte neutrale Stellung zurückzukehren. Diese Ausführungsform kann deshalb die Ausgangscharakteristiken erhalten, die in 5 gezeigt sind.
  • Bei dem obigen wurde die Beschreibung über den Fall vorgenommen, dass der Steuerhebel 2 in der Richtung X, wie in 1A gezeigt, gesteuert wurde. Ähnliche bzw. gleiche Betätigungen werden auch durchgeführt, wenn der Steuerhebel 2 in der Richtung Y, wie in 1A gesteuert wird. Wenn der Steuerhebel 2 in einer Zwischenrichtung zwischen der Richtung X und der Richtung Y, wie in 1A gezeigt, gesteuert wird, werden entsprechende Drehwinkelsignale durch ähnliche bzw. gleiche Betätigungen, wie oben aufgezeigt, von den zwei Drehpotentiometern jeweilig ausgegeben.
  • [Vorteilhafte Wirkungen der ersten Ausführungsform]
  • Gemäß dieser Ausführungsform, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, kann die Anordnung der Führungsabschnitte 22a, 22b, welche Bewegungen des Spulenabschnittes 21c der Torsionsspulenfeder 21 in der vorbestimmten Richtung und der entgegengesetzten Richtung zu der neutralen Stellung hiervon beschränkt, sicherstellen, dass der schwenkbare Arm 14 des Drehpotentiometers 11, wobei der schwenkbare Arm 14 im Eingriff mit der Torsionsspulenfeder 21 ist, in die ursprüngliche neutrale Stellung zurückkehrt. Mit anderen Worten, es ist möglich, irgendeine wesentliche Verrückung bzw. Versetzung des Schwenkarmes 14 relativ zu seiner ursprünglichen neutralen Stellung zu verhindern, wenn der Steuerhebel 2 in seine neutrale Stellung zurückgebracht worden ist, wodurch es ermöglicht wird, hochgenaue Ausgangscharakteristiken zu erhalten, die frei von Ausgabefehlern sind, wie es in 5 dargestellt ist.
  • Die Beschränkungseinrichtung zur Begrenzung von Bewegungen des Spulenabschnitts 21c der Torsionsspulenfeder 21 bei ihrer neutralen Stellung in der vorbestimmten Richtung und der entgegengesetzten Richtung ist aus paarweisen Führungsabschnitten 22a, 22b zusammengesetzt, und diese Führungsabschnitte 22a, 22b sind auf dem Abdeckteil 22 ausgebildet, welches Bewegungen der Torsionsspulenfeder 21 in den Richtungen senkrecht zu der oben aufgezeigten vorbestimmten Richtung bzw. der entgegengesetzten Richtung limitiert. Es ist deshalb möglich, irgendeine Erhöhung der Anzahl von Teilen zu vermeiden und auch einen Anstieg der Herstellungskosten zu unterdrücken.
  • Da paarweise Führungsabschnitte 22a, 22b einfach dadurch ausgebildet werden können, indem gegenüberliegende Endabschnitte des Abdeckteils 22, die aus einem Metallmaterial hergestellt sind, gebogen werden, ist die Herstellung dieser Führungsabschnitte 22a, 22b einfach, so dass eine Erhöhung der Herstellungskosten unterdrückt werden kann.
  • Ferner ist er konstruiert, um das Abdeckteil 22 an den Haltestift bzw. -bolzen 20 durch die Schraube 23 zu befestigen. Das Abdeckteil 22 kann deshalb zunächst an dem Haltestift bzw. -bolzen 20 festgelegt werden, wodurch es ermöglicht wird, eine hochwiderstandsfähige bzw. sehr verlässliche Struktur zur Verfügung zu stellen.
  • Zusätzlich kann die Expansionseinrichtung zum Expandieren der Torsionsspulenfeder 21 als Ergebnis einer Schwenkbewegung des schwenkbaren Armes 14 von dem Stift oder Bolzen 19 konstruiert sein, der auf dem schwenkbaren Arm 14 integral ausgebildet ist, und dieser Stift 19 kann auf dem schwenkbaren Arm 14 konkurrierend zu der Zeit der Herstellung des schwenkbaren Armes 14 angeordnet werden. Es ist deshalb möglich, irgendeine Erhöhung der Anzahl von Teilen zu vermeiden und das Ansteigen der Kosten zu unterdrücken.
  • Im Folgenden werden Beispiele beschrieben, die keine Ausführungsformen der Erfindung sind, sondern das Verständnis der Erfindung erleichtern.
  • Der Steuerknüppel gemäß des ersten Beispiels für das elektrohydraulische Steuersystem wird mm unter Bezugnahme auf die 6A bis 8 beschrieben. Es ist festzuhalten, dass die grundlegende Konstruktion selbst ähnlich zu der unter Bezugnahme auf die 1A bis 3C beschriebenen ist, ausgenommen die Konstruktion des Abdeckteils 22 und die Konstruktion um die Drehachse 13 des schwenkbaren Armes 14 herum, so dass übergreifende bzw. überlappende Beschreibungen weggelassen werden und nur verschiedene Merkmale beschrieben werden.
  • Dieses Beispiel ist von der Ausführungsform der Erfindung insoweit verschieden, wie es in den 6A und 6B dargestellt ist, wobei das Abdeckteil 22 nicht mit den Führungsabschnitten 22a, 22b versehen ist, wobei die Stoppeinrichtung 18 und dgl. modifiziert sind, und ein Stiftabschnitt 30 und eine Lagerung 31 angeordnet sind. Als nächstes werden Einzelheiten beschrieben.
  • [Aufbau des wesentlichen Teils des ersten Beispiel]
  • Wie in den 7A bis 8 und dgl. gezeigt, ist dieses Beispiel mit der Torsionsspulenfeder 21 zum Halten des schwenkbaren Armes 14 des Drehpotentiometers 11 bei seiner neutralen Stellung ausgestattet. Diese Torsionsspulenfeder 21 hat den Spulenabschnitt 21a und die paarweisen Armabschnitte 21a, 21b, die in Fortsetzung mit dem Spulenabschnitt 21c angeordnet sind. Der schwenkbare Arm 14 zum Beispiel ist mit dem Bolzen- bzw. Stiftabschnitt 30 ausgestattet, und ein Drehteil, welches die Expansion- bzw. Verlängerungseinrichtung bildet, um den Armabschnitt 21a oder 21b der Torsionsspulenfeder 21 über eine Schwenkbewegung des Schwenkarmes 14 zum Beispiel zu verlängern, wobei die Lagerung 31 drehbar auf dem Bolzen- bzw. Stiftabschnitt 30 aufgebaut ist. Andererseits sind auf dem Hauptgehäusekörpers 1 des Drehpotentiometers 11 der Haltebolzen oder -stift 20 mit dem Spulenabschnitt 21c der oben aufgezeigten Torsionsspulenfeder 21, die darauf gehalten ist, und die Stoppeinrichtung 18, zum Begrenzen von Bewegungen der Armabschnitte 21a, 21b der Torsionsspulenfeder 21 in gegenüberliegend entgegengesetzte Richtungen bei der neutralen Stellung angeordnet.
  • Es ist festzuhalten, dass der äußere Durchmesser des oben aufgezeigten Haltebolzens bzw. -stiftes 20 wesentlich kleiner ausgebildet ist, als der innere Durchmesser des Spulenabschnitts 21c der Torsionsspulenfeder 21 und dass ein mit Gewinde versehener Abschnitt auf dem Haltebolzen oder -stift ausgebildet ist. Ferner ist der äußere Durchmesser der Stoppeinrichtung 18 und der der Lagerung 31 auf die gleiche Abmessung eingestellt.
  • Dieses Beispiel ist auch mit dem Abdeckteil 22 und der Schraube 23 versehen. Das Abdeckteil 22 begrenzt Bewegungen der Torsionsspulenfeder 21 in Richtungen senkrecht zu der vorbestimmten Richtung und der entgegengesetzten Richtung innerhalb der oben aufgezeigten vertikalen Ebene der Richtung X, die in 6A gezeigt ist, und ist zum Beispiel aus einem metallischen Material hergestellt. Die Schraube 23 wird im Gewindeeingriff mit dem Gewindeabschnitt des Haltebolzens oder -stifts 20 aufrechterhalten, um das Abdeckteil 22 auf dem Haltestift 20 festzulegen.
  • Die verbleibenden Bestandteile des Aufbaus sind ähnlich konstruiert und funktionieren gleichermaßen wie bei dem oben beschriebenen Steuerknüppel gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
  • [Betrieb des ersten Beispiels]
  • Unter Bezugnahme auf die 9 und 10 wird der Betrieb des Steuerknüppels gemäß dieses Beispiels für das elektrohydraulische Steuersystem als nächstes beschrieben. Die Ausgangscharakteristiken eines Drehpotentiometers, die bei diesem Beispiel erhalten werden, sind in 5 im Hinblick auf das erste Ausführungsbeispiel dargestellt.
  • In dem Zustand, in dem der Steuerhebel 2 in Neutralstellung gehalten ist, sind Bewegungen der Armabschnitte 21a, 21b der Torsionsspulenfeder 21 in der vorbestimmten Richtung und der entgegengesetzten Richtung innerhalb der vertikalen Ebene der Richtung X, die in 6A dargestellt ist, durch die Stoppeinrichtung 18, die auf dem Drehpotentiometer 11, wie in 7C dargestellt, angeordnet ist, beschränkt. Die Torsionsspulenfeder 21 ist deshalb in der korrekten Stellung gehalten, ohne irgendeine wesentliche Neigung bzw. Schrägstellung, und im Ergebnis wird der schwenkbare Arm 14 des Drehpotentiometers 11 in der normalen aufrechten Stellung gehalten. Demgemäß wird die Drehachse 13, die integral mit dem schwenkbaren Arm 14 angeordnet ist, auch in der korrekten neutralen Stellung gehalten. In diesem Zustand sind gleiche Spielräume bzw. Freiräume auf beiden Seiten der Ausstülpung 16 des Extensionsarmes 9 ausgebildet, wobei die Ausstülpung 16 in dem Schlitz 15 des schwenkbaren Armes 14 positioniert ist. Durch diese Freiräume bzw. Spielräume wird ein Totbereich für die schwenkbare Steuerung des Steuerhebels 2 ausgebildet. Selbst wenn der Steuerhebels 2 leicht innerhalb der Totzone bzw. des Totbereichs entsprechend dem Schwenkbewegungswinkel θ bewegt wird, wird folglich kein Drehwinkelsignal von dem Drehpotentiometer 11 ausgegeben, wodurch eine falsche Betätigung eines hydraulischen Actors aufgrund von Vibrationen oder dgl., die durch einen Betrieb einer Maschine, die auf dem hydraulischen Bagger montiert ist, der mit dem Steuerknüppel nach dieser Ausführungsform ausgestattet ist, verhindert wird.
  • Wenn der Steuerhebel 2, der in 6B gezeigt ist, von einem derartigen neutralen Zustand in die vorbestimmte Richtung gesteuert wird, zum Beispiel in die nach links gerichtete Richtung, wie in 6B gezeigt, über eine Auslenkung bzw. einen Hub entsprechend zu der oben aufgezeigten Totzone, zum Beispiel innerhalb der vertikalen Ebene der Richtung X in 6A, wird der Extensionsarm 9 über den Stütz- bzw. Tragstift oder -bolzen 8, wie in 9 gezeigt, geschwenkt. Im Ergebnis wird der schwenkbare Arm 14 des Drehpotentiometers 11 über die Ausstülpung 16 des Extensionsarms 9 und den Schlitz 15 des schwenkbaren Armes 14 zum Beispiel über einen Winkel θ2, wie in 10 gezeigt, entgegen der Vorspannkraft der Torsionsspulenfeder 21 geschwenkt, und die Drehachse 13, die integral mit diesem schwenkbaren Arm 14 angeordnet ist, rotiert bzw. wird gedreht. Demgemäß wird ein Drehwinkelsignal entsprechend zu der Auslenkung bzw. dem Hub des Steuerhebels 2 ausgegeben. In der Zwischenzeit wird durch das Lager 31, das auf dem Stift- bzw. Bolzenabschnitt 30 des schwenkbaren Armes 14 aufgebaut ist, der Armabschnitt 21a der Torsionsspulenfeder 21 dazu veranlasst, sich zu dehnen bzw. sich zu erstrecken, und der Spulenabschnitt 21c der Torsionsspulenfeder 21 wird dazu veranlasst, zu kontrahieren, wie es in 10 gezeigt ist. Während dieser Änderungen dreht sich das Lager 31 aufgrund der Expansionsbewegung des Armabschnittes 21a.
  • Wenn der Steuerhebel 2 zurück zu der neutralen Stellung von dieser Stellung, in welche der Steuerhebel 2 wie oben aufgezeigt gesteuert worden ist, gesteuert wird, wird die Kraft, die auf die Torsionsspulenfeder 21 über das Lager 31 des schwenkbaren Armes 14 beaufschlagt worden ist, entfernt, so dass die Torsionsspulenfeder 21 in die neutrale Stellung bzw. den neutralen Zustand zurückkehrt. Zu dieser Zeit bleiben das Lager 31 und der Armabschnitt 21a der Torsionsspulenfeder 21 trotz der oben aufgezeigten Drehung des Lagers 31 frei von Abrieb. Mit anderen Worten werden der Armabschnitt 21a und die Torsionsspulenfeder 21 in der ursprünglichen Form ohne irgendeine Deformation gehalten, so dass die Torsionsspulenfeder 21 in die korrekte Stellung ohne eine wesentliche Schrägstellung zurückkehrt. Im Ergebnis wird der schwenkbare Arm 14 in der ursprünglichen aufrechten Stellung gehalten, und es wird der Drehachse 13 des Drehpotentiometers 11 ermöglicht, sicher in die korrekte neutrale Stellung zurückzukehren. Diese Ausführungsform kann deshalb die Ausgangscharakteristiken erzielen, welche in 10 gezeigt sind, und erzeugt keinen Ausgangsfehler.
  • Bei dem obigen wurde die Beschreibung über den Fall vorgenommen, dass der Steuerhebel 2 in der Richtung X, wie in 6A zu sehen, gesteuert wird. Ähnliche Betriebsweisen werden auch durchgeführt, wenn der Steuerhebel 2 in der Richtung Y, wie in 6A gezeigt, gesteuert wird. Wenn der Steuerhebel 2 in eine Zwischenrichtung zwischen der Richtung X und der Richtung Y, wie in 6A zu sehen, gesteuert wird, werden entsprechende Drehwinkelsignale durch ähnliche Betriebsweisen, wie oben aufgezeigt, von den zwei jeweiligen Drehpotentiometern 11 ausgegeben.
  • [Vorteilhafte Wirkungen in dem ersten Beispiel]
  • Gemäß dieses Beispiels, das wie oben beschrieben ausgebildet ist, wird, wenn das Lager 31 den Armabschnitt 21a oder 21b der Torsionsspulenfeder 21 dazu veranlasst, durch eine Schwenkbewegung des Schwenkarmes 14 des Drehpotentiometers 11 sich zu erstrecken bzw. zu expandieren als Resultat der Schwenksteuerung des Steuerhebels 2, das Lager 31 gedreht. Es ist deshalb möglich, einen Abrieb des Lagers 31 und der Armabschnitte 21a, 21b der Torsionsspulenfeder 21 zu verringern, wobei dieser Abrieb durch wiederholte Schwenksteuerung des Steuerhebels 2 verursacht wird. Folglich können das Lager 31 und die Armabschnitte 21a, 21b der Torsionsspulenfeder 21 in ihren ursprünglichen Formen ohne eine wesentliche Deformation über eine lange Zeit aufrechterhalten werden, und dem schwenkbaren Arm 14, der im Eingriff mit der Torsionsspulenfeder 21 ist, wird es ermöglicht, sicher in seine ursprüngliche neutrale Stellung zurückzukehren. Mit anderen Worten ist es möglich, irgendeine Versetzung oder Verstellung des schwenkbaren Armes 14 relativ zu seiner ursprünglichen neutralen Stellung zu vermeiden, wenn der Steuerhebel 2 zurück in die neutrale Stellung gesteuert wird. Dieses Beispiel kann deshalb Ausgangscharakteristiken erzielen, die frei von irgendeinem Ausgangsfehler sind, wie in 10 gezeigt ist.
  • <Zweites Beispiel>
  • Der Steuerknüppel gemäß des zweiten Beispiels für das elektrohydraulische Steuersystem wird als nächstes unter Bezugnahme auf die 11A und 11B beschrieben.
  • Das zweite Beispiel, das in den 11A und 11B dargestellt ist, weist einen Aufbau auf, wobei eine Stoppeinrichtung 32 zur Beschränkung von Bewegungen der Arme 21a, 21b der Torsionsspulenfeder 21 bei ihrer neutralen Stellung auf bzw. an dem schwenkbaren Arm 14 des Drehpotentiometers 11 angeordnet ist, und ein Drehteil, zum Beispiel ein Lager 34, welches die expandierende bzw. sich erstreckende Einrichtung bildet, um die Arme 21a, 21b der Torsionsspulenfeder 21 dazu zu veranlassen, sich zu erstrecken, ist drehbar auf einem Bolzen- bzw. Stiftabschnitt 33 aufgebaut, der auf dem Hauptgehäusekörper des Drehpotentiometers 11 ausgebildet ist. Die verbleibende Konstruktion ist ähnlich zu der nach dem oben beschriebenen ersten Beispiels.
  • Bei dem zweiten Beispiel, das wie oben beschrieben ausgebildet ist, wird das Lager 34, wenn auch immer der Armabschnitt 21b oder dgl. der Torsionsspulenfeder 21 dazu veranlasst wird, über bzw. um das Lager 34 über die Schwenksteuerung des Steuerhebels 2 zu expandieren, als Ergebnis des Expansionsbetriebes gedreht. Es ist deshalb möglich, das Auftreten von Abrieb zwischen dem Lager 34 und dem Armabschnitt 21b zu unterbinden, welches in Berührung zu dem Lager 34 oder dgl. der Torsionsspulenfeder 21 ist. Wenn der Steuerhebel 2 zu der neutralen Stellung zurückkehrt, wird es dem schwenkbaren Arm 14 ermöglicht, in seine normale neutrale Stellung zurückzukehren. Das zweite Beispiel kann deshalb in etwa gleiche vorteilhafte Wirkungen wie die oben aufgezeigten Ausführungsformen erbringen.
  • Bei dem oben Beispiel weist das Drehteil, welches die Expansionseinrichtung bildet, das Lager auf. Das Beispiel ist jedoch nicht auf jene Beispiele begrenzt, die mit Lagern, wie oben beschrieben, ausgestattet sind. Zum Beispiel kann ihr Aufbau der Art sein, dass ihre Drehteile aus Drehwalzen gebildet sind.

Claims (4)

  1. Steuerknüppel für ein elektrohydraulisches Steuersystem, wobei der Steuerknüppel ausgebildet ist mit: einem Steuerteil (2), das schwenkbar durch eine Bedienperson in einer vorbestimmten Richtung oder einer Richtung entgegengesetzt zu der vorbestimmten Richtung steuerbar ist; einem Schwenkteil (4, 5, 6), das als Ergebnis einer Schwenksteuerung des Steuerteils (2) schwenkbar ist; einem Trag- bzw. Stützstift oder -bolzen (8), der das Schwenkteil (4, 5, 6) daran trägt; einem Drehpotentiometer (11), das eine Drehachse (13) hat, die als Ergebnis einer Schwenkbewegung des Schwenkteils (4, 5, 6) drehbar ist, wobei das Drehpotentiometer (11) dazu in der Lage ist, ein Drehwinkelsignal in Reaktion auf eine Drehung bzw. Rotation der Drehachse (13) auszugeben; einem Verlängerungs- bzw. Extensionsarm (9), der integral auf dem Stütz- bzw. Tragstift oder -bolzen (8) angeordnet ist und sich in Richtung des Drehpotentiometers (11) erstreckt; einem schwenkbaren Arm (14), der an dem Extensionsarm (9) schwenkbar innerhalb einer vertikalen Ebene parallel zu einer Ebene angeschlossen ist, in welcher ein Bereich von Schwenkbewegungen des Extensionsarmes (9) enthalten ist, und der integral auf der Drehachse (13) des Drehpotentiometers (11) angeordnet ist; einer Kupplung bzw. Verbindung (15, 16), die den schwenkbaren Arm (14) und den Extensionsarm (9) miteinander mit einem vorbestimmten Frei- bzw. Spielraum (X), der in der vorbestimmten Richtung und der entgegengesetzten Richtung, in welche das Steuerteil (2) gesteuert werden kann, zwischengesetzt ist, verbindet; einer Torsionsspulenfeder (21), um den schwenkbaren Arm (14) des Drehpotentiometers (11) normalerweise in einer neutralen Stellung zu halten; einer Erstreckungs- bzw. Expansionseinrichtung (19; 22a, 22b), die auf dem schwenkbaren Arm (14) angeordnet ist, um die Torsionsspulenfeder (21) bei einer Schwenkbewegung des schwenkbaren Armes (14) zu erstrecken bzw. zu expandieren; und einem Haltestift bzw. -bolzen (20), der auf dem Drehpotentiometer (11) angeordnet ist und der die Torsionsspulenfeder (21) bei einem Spulenabschnitt (21c) davon hält, wobei: der Steuerknüppel mit einer Begrenzungseinrichtung zum Begrenzen von Bewegungen des Spulenabschnitts (21c) der Torsionsspulenfeder (21) in der vorbestimmten Richtung und der entgegengesetzten Richtung ausgestattet ist, wenn die Torsionsspulenfeder (21) in einer neutralen Stellung ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerknüppel mit einem Abdeckteil (22) zum Begrenzen von Bewegungen der Torsionsspulenfeder (21) in Richtungen versehen ist, die in rechten Winkeln mit der vorbestimmten Richtung bzw. der entgegengesetzten Richtung überschnitten sind; und wobei die Begrenzungseinrichtung ein Paar von Führungsabschnitten (22a, 22b) aufweist, die auf dem Abdeckteil (22) so angeordnet sind, dass, wenn die Torsionsspulenfeder (21) in der neutralen Stellung gehalten ist, die Führungsabschnitte (22a, 22b) in Kontakt mit gegenüberliegenden Seitenabschnitten des Spulenabschnitts (21c) gehalten werden.
  2. Steuerknüppel nach Anspruch 1, wobei: das Abdeckteil (22) aus Metall hergestellt ist; und die Führungsabschnitte (22a, 22b) durch Biegen ausgebildet worden sind.
  3. Steuerknüppel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei: der Haltestift bzw. -bolzen (20) des Drehpotentiometers (11) einen Gewindeabschnitt aufweist; und der Steuerknüppel mit einer Schraube (23) versehen ist, die im Eingriff mit dem Gewindeabschnitt des Haltestifts bzw. -bolzen (20) gehalten wird, um das Abdeckteil (22) auf den Haltestift oder -bolzen (20) festzulegen.
  4. Steuerknüppel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: die Verlängerungs- bzw. Expansionseinrichtung einen Stift oder Bolzen (19) aufweist, der auf dem schwenkbaren Arm (14) ausgebildet ist.
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