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Die Erfindung betrifft einen manuell bedienbaren Steuerhebel zum Ansteuern bewegbarer Elemente eines Fahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Fahrzeuge, die mit mehreren bewegbaren Elementen im Sinne von Funktionsbauteilen oder -baugruppen ausgestattet sind, verfügen üblicherweise über Steuerelemente zur Ansteuerung dieser bewegbaren Elemente. Als Beispiel sei hier ein Bagger genannt, der über vier bewegbare Elemente verfügt: eine Fahrzeugkabine, die nach links und rechts schwenkbar ist, ein an der Fahrzeugkabine verschwenkbar angeordneter erster Auslegerarm, ein am ersten Auslegerarm verschwenkbar angeordneter zweiter Auslegerarm, und schließlich eine an dem zweiten Auslegerarm verschwenkbar angeordnete Baggerschaufel oder ein ähnliches Element, wie ein Greifarm für Abrissarbeiten. Die letztgenannten drei Elemente sind bevorzugt nach oben oder nach unten verschwenkbar angeordnet. Insgesamt sind also pro Element zwei verschieden gerichtete Bewegungen möglich. Dies bedeutet, dass insgesamt acht Bewegungen des Fahrzeugs möglich sind.
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Es sind auch Fahrzeuge bekannt, die mit einer geringeren Anzahl von bewegbaren Elementen ausgestattet sind, wie z. B. Gabelstapler. Ein Gabelstapler umfasst eine Gabel zum Aufnehmen einer Ladung und eine Hubvorrichtung zum Anheben dieser Ladung. Die Gabel ist dabei nach unten und oben verschwenkbar, um die Ladung in der Horizontalrichtung auszurichten und so gegen ein Herabrutschen von der Gabel zu sichern.
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Zur Ansteuerung dieser bewegbaren Elemente sind aus dem Stand der Technik sogenannte Joysticks oder Steuerknüppel bekannt, die durch den Fahrzeugführer manuell bedienbar innerhalb der Fahrzeugkabine angeordnet sind. Die Joysticks sind von einer Ausgangsstellung nach links und nach rechts sowie nach vorne und nach hinten verschwenkbar angeordnet.
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Sind in der Führerkabine zwei dieser Joysticks angeordnet, so ist es dem Führer also möglich, insgesamt acht verschiedene Bewegungen auszuführen. Durch zwei Joysticks können also alle bewegbaren Elemente eines Baggers, wie eingangs beschrieben, vollständig bewegt werden, durch einen Joystick kann beispielsweise der Gabelstapler und seine bewegbaren Elemente bedient werden.
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Bei diesen herkömmlichen Joysticks ist ein großes Problem, dass die Bewegung, die der Fahrzeugführer zur Ausübung der Grundbewegungen des Joysticks durchführen muss, immer auch aus der Schulter heraus ausgeübt wird. Dies kann vor allem bei längeren Schichten zu Überbeanspruchung, Ermüdungen und Schmerzen vor allem in der Schulter des Fahrzeugführers führen. Es ist auch nicht unüblich, dass der Kopf in einer gedrehten Stellungen ist, beispielsweise um zu sehen, wo sich ein zu beladender Lastwagen befindet, was in Verbindung mit ein Überbeanspruchung der Schulter auch zu Nackenschmerzen führen kann.
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Es ist also eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, herkömmliche Steuervorrichtungen so weiterzuentwickeln, dass ein weitgehend ermüdungs- und schmerzfreies Arbeiten möglich ist.
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Die Aufgabe wird gelöst gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1.
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Ein Kerngedanke der Erfindung liegt darin, einen manuell bedienbaren Steuerhebel zum Ansteuern bewegbarer Elemente eines Fahrzeugs bereitzustellen, wobei der Steuerhebel ein starr mit einer Konsole oder einem Sitz verbundenes Grundgestell, ein damit schwenkbar um eine erste Schwenkachse verbundenes Außenringelement und ein innerhalb des Außenringelements um eine zweite Drehachse drehbar angeordnetes Innenringelement umfasst, wobei mittels mindestens eines mit dem Innenringelement in Wirkkontakt stehendes erstes Detektionselements mindestens ein erstes Signal mittels Drehbewegungen des Innenringelements generierbar ist.
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Im Gegensatz zum Stand der Technik ist der Steuerhebel durch das Grundgestell ortsfest mit dem Sitz und/oder der Konsole verbunden, wodurch keine Bewegung des Armes und insbesondere der Schulter mehr nötig ist. Die Bedienung der bewegbaren Elemente erfolgt hierbei lediglich durch eine besonders ergonomische Bewegung der Hand um das Handgelenk, wodurch der Arm, insbesondere der Unterarm, beispielsweise auf der Konsole abgelegt und abgestützt werden kann. Die Schulter wird hierbei komplett entlastet. Außerdem wird durch das bequeme Ablegen des Unterarms der Ellbogen und das Handgelenk in ihrer Position gesichert werden.
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Das erste Signal ist hierbei bevorzugt ein elektrisches Signal und dient gleichzeitig als ein Eingangssignal für eine nachfolgend näher beschriebene Steuereinrichtung bzw. Steuereinheit.
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Beim erfindungsgemäßen manuell bedienbaren Steuerhebel kann also mittels einer Drehung des Innenringelements um die zweite Schwenkachse gegenüber dem Außenringelement durch das erste Detektionselement mindestens ein erstes Signal generiert werden, wobei vorzugsweise das erste Detektionselement dazu geeignet ist, zwischen einer Drehung im Uhrzeigersinn und einer Drehung gegen den Uhrzeigersinn zu unterscheiden, so dass insgesamt zwei erste Signale generiert werden. Eine Drehung im Uhrzeigersinn kann beispielsweise ein Kippen der Staplergabel nach vorne, die Drehung gegen den Uhrzeigersinn ein Kippen der Gabel nach hinten bedeuten.
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Des Weiteren handelt es sich bei der ersten Schwenkachse um eine reelle Schwenkachse, wobei es sich bei der zweiten Schwenkachse jedoch um eine reelle oder eine virtuelle Schwenkachse handeln kann.
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In dem vorliegenden Fall kann schwenkbar ebenso drehbar um die erste Schwenkachse bedeuten. Die erste Schwenkachse kann demnach als eine Kreissehne oder als ein Kreisdurchmesser durch das Außenringelement verlaufen.
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Vorteilhaft ist hierbei mittels eines mit dem Außenringelement in Wirkkontakt stehendes zweites Detektionselement mittels Schwenkbewegungen um die erste Schwenkachse mindestens ein zweites Signal generierbar.
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Insgesamt betrachtet werden die Translationsbewegungen des aus dem Stand der Technik bekannten Joysticks (nach hinten, vorne, links, rechts) in Rotationsbewegungen (Drehung des Innenringelements, Verschwenken des Außenringelements) übersetzt, so dass die Schulter entlastet werden kann. Auch ist ein geringerer Platzbedarf möglich, da eben keine Translationen mehr durchgeführt werden.
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Dabei ist es, analog zum ersten Detektionselement, vorteilhaft, wenn das zweite Detektionselement dazu geeignet ist, zwischen einem Verschwenken im Uhrzeigersinn und einer Verschwenkung gegen den Uhrzeigersinn zu unterscheiden, so dass insgesamt zwei zweite Signale generiert werden.
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Insgesamt ist es vorteilhaft, wenn die erste Schwenkachse als ein Durchmesser durch das Außenringelement verläuft, da dadurch ein besonders ergonomisches Handhaben möglich ist. Weiter ist es vorteilhaft, wenn die erste Schwenkachse in Sitzbreitenrichtung und/oder in Konsolenbreitenrichtung angeordnet ist. Der Arm des Fahrzeugführers ist hierbei also im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Schwenkachse ausgerichtet. Es ist daher nicht nötig, im Vornherein den Arm am Ellenbogen abzuwinkeln oder das Handgelenk aus seiner natürlichen Position zu bewegen. Dadurch werden insbesondere die Schulter und das Handgelenk weiter entlastet.
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Es ist auch denkbar, dass das Grundgestell in seiner Höhe einstellbar ist, wodurch ebenfalls die Position der ersten und zweiten Schwenkachse verändert wird. Diese Einstellmöglichkeit bietet eine weitere Komforteinstellung, abhängig von der Dicke des Unterarms und der natürlichen Stellung des Handgelenks des jeweiligen Fahrzeugführers.
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Vorteilhaft stehen die erste Schwenkachse und die zweite Schwenkachse in einem Winkel zueinander, wobei der Winkel vorzugsweise 90° beträgt, also die erste Schwenkachse senkrecht zur zweiten Schwenkachse ist. Eine senkrechte Ausrichtung der zwei Schwenkachsen zueinander ist hierbei gleichbedeutend mit einer besonders leichten Verschwenkung des Innenringelements.
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Eine weitere ergonomisch vorteilhafte Ausführungsform ist, wenn das Außenringelement in einer Grundstellung eine Ebene definiert, die sich in Breitenrichtung und Höhenrichtung des Sitzes und/oder der Konsole erstreckt. Dadurch ist es ebenso nicht nötig, das Handgelenk schon vor dem Betrieb in eine unnatürliche Haltung zu bewegen, wodurch der Komfort weiter erhöht wird.
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Eine Drehung des Innenringelements gegenüber dem Außenringelement ist besonders leicht möglich, wenn zwischen zwei auf einem Innendurchmesser des Innenringelements bezüglich der zweiten Schwenkachse gegenüberliegend angeordnete Anschlussstellen ein Griffelement angeordnet ist. Dadurch kann der Bedienkomfort erhöht werden, da eine bequeme Griffmöglichkeit mittels des Griffelements ausgebildet ist, welches mit der Hand umschlossen werden kann. Bevorzugt entspricht der Innendurchmesser des Innenringelements einem Wert aus einem Bereich von 17 cm bis 23 cm, bevorzugt einem Wert von 20 cm. Der Durchmesser des Griffelements entspricht einem Wert aus einem Bereich von 1,5 cm bis 5 cm, bevorzugter einem Wert aus einem Bereich von 2,5 cm bis 3,5 cm, am bevorzugtesten einem Wert von 3 cm. Weiter bevorzugt ist es möglich, dass der Durchmesser des Griffelements gemäß der Größe der Hand vom Fahrzeugführer einstellbar ist, so dass der Griff gut umschlossen werden kann.
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Zur Detektion des mindestens einem ersten und dem mindestens einem zweiten Signal ist es vorteilhaft, wenn das erste und/oder das zweite Detektionselement ein magnetisch, optisch oder mechanisch wirkender Sensor ist.
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Beispielsweise kann die Drehung des Innenringelements gegenüber dem Außenringelement mittels einer Anordnung aus einem inkrementalen Winkelgeber, einer Lichtquelle und einer Fotodiode bzw. einem Fototransistor erfasst werden. Dabei wird der inkrementale Winkelmesser durch eine Drehscheibe ausgebildet, die in lichtdurchlässige und lichtundurchlässige Abschnitte unterteilt ist. Mit Hilfe der Lichtquelle und dem Fototransistor werden rechteckige Impulse erzeugt, die gezählt und anschließend angezeigt werden. Zur Unterscheidung von Rechts- und Linkslauf dient ein zweiter, versetzter Kanal auf der Drehscheibe. Die Unterscheidung erfolgt durch eine spezielle Auswertungselektronik.
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Denkbar wäre auch eine Anordnung bestehend aus einer Art Steuerscheibe, die entlang ihrer ersten Stirnfläche mit verschiedenen bis zu ihrer zweiten Stirnfläche durchgehenden Ausnehmungen versehen ist. Diese sind beispielsweise entlang eines virtuellen Kreises angeordnet. Hinter der Steuerscheibe ist ein erster Näherungssensor (je nach erfasstem Werkstoff induktiver oder kapazitiver Ausführung) so angeordnet, dass sein Sensorfeld entweder von der Steuerscheibe oder von einer Ausnehmung derselben abgedeckt wird, so dass dieser entsprechend zwei unterschiedliche Signale generieren kann. Um die Nullstellung der Steuerscheibe zu ermitteln, kann eine weitere einzelne Ausnehmung an einer anderen Position der Steuerscheibe und zwar außerhalb des oben beschriebenen virtuellen Kreises angeordnet sein, hinter welcher analog zum ersten Näherungssensor ein zweiter Näherungssensor angeordnet ist, welcher analog zum ersten ebenfalls von der Steuerscheibe oder von der einzelnen Ausnehmung abgedeckt wird. Ist letzteres der Fall, befindet sich die Steuerscheibe in Grundstellung.
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Es ist auch denkbar, dass ein erstes Zahnrad mit der ersten Schwenkachse starr verbunden ist, wobei der Verlauf der Mittelachse des ersten Zahnrads dem Verlauf der Rotationsachse der Verschwenkbewegung des Außenringelements gegenüber dem Grundgestell entspricht. Eine Verschwenkung des Außenringelements hat also eine Drehung des Zahnrads um dessen Mittelachse zur Folge. Es ist auch möglich, dass mit dem ersten Zahnrad ein zweites Zahnrad in Eingriff steht, so dass bei einer Drehung des ersten Zahnrads durch eine Verschwenkung des Außenringelements sich das zweite Zahnrad ebenfalls dreht. Die Drehung der Zahnräder, also eine Drehung im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn, kann mittels der oben beschriebenen Möglichkeiten erfasst werden.
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Eine weitere Möglichkeit, insbesondere zur Erfassung der Verschwenkung des Außenringelements, ist die Verwendung mindestens eines Gyroskops. Das Gyroskop ist dazu geeignet, Richtungsänderungen, also eine Verschwenkung des Außenringelements, sehr genau zu messen. Das Gyroskop kann beispielsweise am höchsten oder tiefsten Punkt des Außenringelements bezüglich der Höhenrichtung eingebaut werden.
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Zur Weitergabe und Verarbeitung der erzeugten Signale ist es vorteilhaft, wenn eine erste und/oder eine zweite Übertragungseinrichtung vorgesehen sind, welche das erste und/oder das zweite Detektionselement und mindestens eine mit dem ersten und/oder dem zweiten Detektionselement verbundene Steuereinheit zum Empfangen der Signale von den Detektionselemente und/oder mindestens eines mittels der Steuereinheit über mindestens ein Ausgangssignal ansteuerbares und mit einem der bewegten Elemente in Wirkkontakt stehendes Antriebselement umfassen.
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Beispielsweise wird ein durch das erste Detektionselement aufgrund einer Drehbewegung des Innenringelements gegenüber dem Außenringelement gegen den Uhrzeigersinn generiertes Signal über geeignete Leitungen an eine Steuereinheit als Eingangssignal übertragen.
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Diese Steuereinheit stellt beispielsweise eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) dar.
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Eine SPS weist zum Beispiel Eingänge, Ausgänge, ein Betriebssystem und eine Schnittstelle auf, über die das Anwenderprogramm geladen werden kann. Das Anwenderprogramm legt fest, wie die Ausgänge in Abhängigkeit von den Eingängen geschaltet werden sollen. Das Betriebssystem, auch Firmware genannt, stellt sicher, dass dem Anwenderprogramm immer der aktuelle Zustand aller beteiligten Komponenten zur Verfügung steht. Anhand dieser Informationen kann das Anwenderprogramm die Ausgänge so schalten, dass die Maschine in der gewünschten Weise funktioniert.
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Die Detektionseinheiten sind dabei an die Eingänge der SPS geschaltet und übertragen die erläuterten (Eingangs-)Signale an die Steuereinheit. Die Steuereinheit generiert nun jeweils ein entsprechendes Ausgangssignal, welches beispielsweise an einen Aktor übertragen wird. Diese Aktoren sind an den Ausgängen der SPS angeschlossen und stellen die Antriebselemente dar, welche nun den jeweiligen Ausgangssignalen zugeordnete Bewegungen ausführen können. Dieses Antriebselement ist wiederum beispielsweise mit einem bewegbaren Element verbunden, so dass eine Bewegung des Antriebselements immer eine Bewegung des bewegbaren Elements darstellt. Dabei können sowohl die Bewegungen des Antriebselements als auch die Bewegungen des bewegbaren Elements Rotationsbewegungen oder Translationsbewegungen sein, abhängig von dem verwendeten Fahrzeug.
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Es ist beispielsweise vorteilhaft, wenn das mindestens eine Antriebselement ein Elektromotor, ein Hydraulikaktor oder ein pneumatischer Aktor ist. Beispielsweise kann als Antriebselement ein hydraulischer oder pneumatischer Zylinder angeordnet sein.
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Es ist insgesamt denkbar, dass mittels der ersten Übertragungseinrichtung die Drehbewegungen des Innenringelements in eine erste und/oder zweite Richtung in eine Bewegung des ersten Elements des Fahrzeugs in eine erste und/oder zweite Richtung übertragbar sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es auch denkbar, dass mittels der zweiten Übertragungseinrichtung die Verschwenkbewegung des Außenringelements um die erste Schwenkachse in eine erste und/oder zweite Richtung in einer Bewegung eines zweiten Elements des Fahrzeugs in eine erste und/oder zweite Richtung übertragbar ist.
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Gemäß diesen Ausführungsformen ist es also am Beispiel des Gabelstaplers denkbar, dass die Drehung des Innenringelements gegenüber dem Außenringelement die Kippbewegung der Gabel steuert und die Verschwenkung des Außenringelements um die erste Schwenkachse das Anheben bzw. Absenken der Ladung auf der Gabel entlang einer Hubvorrichtung steuert.
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Es ist vorteilhaft, wenn, ausgehend von einer Grundstellung, das Innenringelement mittels der Drehbewegung in die erste Richtung um maximal 45° im Uhrzeigersinn und/oder mittels der Drehbewegung in die zweite Richtung um maximal 45° gegen den Uhrzeigersinn verdrehbar ist.
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Analog ist es vorteilhaft, dass, wiederum ausgehend von einer Grundstellung, das Außenringelement mittels der Verschwenkbewegung um die erste Schwenkachse in eine erste Richtung und in eine zweite Richtung um einen Winkel gegenüber dem Grundgestell verschwenkbar ist, wobei der Winkel maximal 60° in der ersten und in der zweiten Richtung beträgt.
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Die Grundstellung des Innenringelements könnte hierbei beispielsweise durch eine vertikale oder horizontale Anordnung des Griffelements definiert sein. Ist kein Griffelement vorgesehen, so könnte die Stellung eines Referenzpunktes, etwa eine Erhebung am Innenringelement zugänglich ist, die Grundstellung definieren. Die Erhebung könnte in der Grundstellung am tiefsten Punkt des Innenringelements (in Sitzhöhenrichtung oder Konsolenhöhenrichtung gesehen) liegen. Denkbar ist auch der höchste Punkt des Innenringelements.
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Die Grundstellung des Außenringelements könnte beispielhaft durch die vom Ring aufgespannte Ebene definiert sein. Die Ebene erstreckt sich dabei in Breitenrichtung und Höhenrichtung des Sitzes und/oder der Konsole.
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Diese Grundstellungen sind dahingehend sinnvoll, da sie dem Fahrer keine ergonomischen Nachteile zumuten. Die oben gewählten Winkel entsprechen der maximalen bzw. komfortablen Auslenkung des Handgelenks für die Verschwenkung bzw. Drehung um die erste und die zweite Schwenkachse.
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Es ist auch möglich, die Verschwenkungen um die erste Schwenkachse und die zweite Schwenkachse zu kombinieren. Dies bedeutet beispielsweise, dass bei einer Drehung des Innenringelements gegen den Uhrzeigersinn auch eine Drehung des Außenringelements gegen den Uhrzeigersinn möglich ist. Anhand des Beispiels eines Gabelstaplers bedeutet dies möglicherweise, dass während des Aufnehmens einer Ladung durch die Gabel die Gabel nach hinten gekippt wird und gleichzeitig nach oben befördert wird.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Weitere Ziele, Vorteile und Zweckmäßigkeiten der vorliegenden Erfindung sind der nachfolgenden von der Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung zu entnehmen. Hierbei zeigen:
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1A einen manuell bedienbaren Steuerhebel in einer Seitenansicht;
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1B den Steuerhebel gemäß 1A in einer Vorderansicht;
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2A, 2B Grundfunktionen eines Baggers;
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3 den Steuerhebel gemäß 1A in einer perspektivischen Ansicht.
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In den 1A und 1B ist ein erfindungsgemäßer Steuerhebel 1 in einer Seitenansicht zu sehen, welcher ein Grundgestell 2 aufweist, das in diesem Ausführungsbeispiel mit einer Konsole 3 starr verbunden ist. Es ist denkbar, dass die Konsole eine Armlehne des Fahrzeugsitzes (hier nicht gezeigt) ist oder als ein separates Bauteil innerhalb der Führerkabine (nicht gezeigt) ausgestaltet ist. Die Konsole umfasst weiter eine zusätzliche Auflagefläche 4, auf der der Ellbogen sowie der Unterarm aufgelegt und abgestützt werden können. Das Außenringelement 5 zusammen mit dem Innenringelement 6 ist schwenkbar um die erste Schwenkachse 7 an dem Grundgestell 2 angeordnet. Die Verschwenkung des Außenringelements erfolgt hierbei entlang des Pfeils 8, der die Verschwenkrichtung angibt. Die erste Schwenkachse ist hier in Konsolenbreitenrichtung B angeordnet, wobei die Konsolenbreitenrichtung hierbei der Sitzbreitenrichtung entspricht.
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Das Außenringelement definiert hierbei eine Ebene, also eine Grundstellung 9, die in einem Winkel 11 zu der Ebene 10, die durch die Konsolenbreitenrichtung B und der Konsolenhöhenrichtung H aufgespannt wird. Insbesondere aus der 1A ist eine verschwenkte Position 13 zu erkennen, die einen Winkel 12 mit der Grundstellung 9 einschließt. Der Winkel 12 ist also der Winkel, um den das Außenringelement gegenüber der Grundstellung in die verschwenkte Stellung 13 entlang einer Schwenkrichtung 8a, 8b verschwenkt wurde.
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In der 1B ist der erfindungsgemäße Steuerknüppel 1 in einer Vorderansicht zu sehen, wodurch besonders deutlich die Verschwenkung des Innenringelements 6 gegenüber dem Außenringelement 5 entlang des Pfeils 15 um die zweite Schwenkachse 14. Die Schwenkachse 14 kann hierbei in der Grundstellung in Konsolenlängsrichtung L oder in einem Winkel zur Konsolenlängsrichtung L verlaufen. Die Konsolenlängsrichtung entspricht hier der Sitzlängsrichtung.
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Darüber hinaus ist ein Griffelement 16 erkennbar, dass mittels gegenüberliegenden Anschlussstellen 17 mit dem Innenringelement 6 an dessen Innendurchmesser verbunden sind. Durch dieses Griffelement 16 kann ein Fahrzeugführer besonders leicht das Innenringelement 6 gegenüber dem Außenringelement 5 verdrehen.
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Schematisch eingezeichnet ist an einem ersten Ende 18 des Grundgestells 2 ein erstes Detektionselement 19a, das dafür geeignet ist, eine Drehung des Innenringelements 6 gegenüber dem Außenringelement 5 zu erfassen und daraufhin abhängig von der Richtung 15a, 15b der Drehung ein Signal 20a, 20b zu generieren, das über eine geeignete Leitung 21 an eine Steuereinheit 22 übermittelt wird. Es ist dabei denkbar, dass die Leitung 21 geschützt innerhalb des Grundgestells 2 verläuft.
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Ebenso schematisch dargestellt ist ein zweites Detektionselement 19b, das dafür geeignet ist, eine Verschwenkung des Außenringelements 5 gegenüber einer Grundstellung 9 zu erfassen und daraufhin abhängig von der Richtung 8a, 8b der Verschwenkung ein Signal 23a, 23b zu generieren, das über eine geeignete Leitung 24 an die Steuereinheit 22 übermittelt wird.
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Die Steuereinheit 22 generiert daraufhin ein dem Signal 20a, 20b bzw. 23a, 23b zugeordnetes Ausgangssignal 20aa, 20bb bzw. 23aa, 23bb, welches wiederum über eine Leitung 25 an ein Antriebselement 26a, 26b weitergegeben wird. Dieses Ausgangssignal 20aa, 20bb bzw. 23aa, 23bb wird von dem Antriebselement 26a, 26b in eine Bewegung des ganzen oder Teilen des Antriebselements 26a, 26b angeordneten bewegbaren Elements resultiert.
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Dabei ist anzumerken, dass die Zuordnung der Signale zu den Ausgangssignalen frei wählbar ist und dementsprechend allein von der Programmierung, insbesondere der Übertragungseinheit, abhängig ist. Alle hier beschriebenen Zuordnungen sind hier also beispielhaft zu sehen.
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Als ein Beispiel für den Einsatz solcher Joysticks sei nachfolgend auf die 2a und 2b verwiesen, die der Norm ISO 10968 entnommen sind. Diese Norm befasst sich mit Stellteilen von Erdbaumaschinen, insbesondere Aushubmaschinen. In den 2a und 2b ist dabei eine übersichtliche Darstellung der Grundfunktionen, also Bewegungen der bewegbaren Elemente, der Erdbaumaschine möglich.
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Zu sehen ist aus Sicht eines Baggerführers die Kommandoübersicht in einem Bagger aus dem Stand der Technik, in dem ein mit der linken Hand bedienbarer Joystick 27a und ein mit der rechten Hand bedienbarer Joystick 27b angeordnet sind. Beide Joysticks 27a, 27b können von einer Grundstellung, in der die Mittelachse der Joysticks 27a, 27b senkrecht zur Bildebene angeordnet ist, jeweils nach vorne v bzw. nach hinten h sowie nach links l und nach rechts r verschwenkt werden. Diesen Eingangsbewegungen v, h, l, r sind jeweils Ausgangsbewegungen der am Fahrzeug 29 angeordneten bewegbaren Elemente 28a, 28b, 28c, 28d zugeordnet. Dabei entspricht in diesem Fall das bewegbare Element 28a der Fahrzeugkabine 30, das bewegbare Element 28b dem ersten Auslegerarm 31, das bewegbare Element 28c dem zweiten Auslegerarm 32 und das bewegbare Element 28d der Baggerschaufel 33. Der erste Auslegerarm 31 ist mit seinem ersten Ende 31a verschwenkbar an der Fahrzeugkabine 30 angeordnet, wobei am zweiten Ende 31b des ersten Auslegerarms 31 der zweite Auslegerarm 32 mit einem ersten Ende 32a verschwenkbar angeordnet ist. Am zweiten Ende 32b des zweiten Auslegerarms 32 ist wiederum die Baggerschaufel 33 verschwenkbar angeordnet. Während die Fahrzeugkabine 30 um eine Achse verschwenkbar ist, die parallel zur Höhenrichtung des Fahrzeugs 29 angeordnet ist, sind der erste 31 und der zweite Auslegerarm 32 sowie die Baggerschaufel 33 verschwenkbar um Achsen angeordnet, die senkrecht zur Höhenrichtung des Fahrzeugs 29 angeordnet sind.
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Eine Grundstellung der Fahrzeugkabine 30 entspricht generell der Stellung, in der die Längsrichtung der Fahrzeugkabine 30 parallel zur Längsausdehnung der gezeigten Ketten und mit Blickrichtung des Fahrers in Fortbewegungsrichtung nach vorne angeordnet ist.
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Die folgenden Beschreibungen sind jeweils aus Sicht des Fahrers zu sehen.
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Eine Verschwenkbewegung des linken Joysticks 27a nach links l löst normgemäß ein Verschwenkbewegung 34a der Fahrzeugkabine 30 nach links und eine Verschwenkbewegung des linken Joysticks 27a nach rechts r löst normgemäß ein Verschwenkbewegung 34b der Fahrzeugkabine 30 nach rechts aus. Erfolgt eine Verschwenkbewegung des linken Joysticks 27a nach vorne v, wird dem zweiten Auslegerarm 32 eine Verschwenkbewegung 34c nach vorne von der Fahrzeugkabine 30 weg auferlegt, während bei einer Verschwenkbewegung des linken Joysticks 27a nach hinten h eine Verschwenkbewegung 34d des zweiten Auslegerarms 32 nach hinten in Richtung Fahrzeugkabine 30 erfolgt.
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Eine Verschwenkbewegung des rechten Joysticks 27b nach links l löst normgemäß ein Verschwenkbewegung 34e der Baggerschaufel 33 nach hinten in Richtung Fahrzeugkabine 30 und eine Verschwenkbewegung des rechten Joysticks 27b nach rechts r löst normgemäß ein Verschwenkbewegung 34f der Baggerschaufel 33 nach vorne von der Fahrzeugkabine 30 weg aus. Erfolgt eine Verschwenkbewegung des rechten Joysticks 27b nach vorne v, wird dem ersten Auslegerarm 31 eine Verschwenkbewegung 34g nach hinten in Richtung Fahrzeugkabine 30 auferlegt, während bei einer Verschwenkbewegung des rechten Joysticks 27b nach hinten h eine Verschwenkbewegung 34h des ersten Auslegerarms 31 nach vorne von der Fahrzeugkabine 30 weg erfolgt.
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Den 1A und 3 ist ebenso zu entnehmen, wie das Grundgestell 2 ausgestaltet sein kann. Im vorliegenden Fall ist das Grundgestell 2 wie folgt aufgebaut. Das Grundgestell 2 umfasst ein erstes Ende 18, dass auf einer Konsole 3, dem Fahrzeugsitz (nicht gezeigt) oder auch an der Führerkabine 30 selbst befestigt ist. Um das Außenringelement 5 zusammen mit dem Innenringelement 6 aufnehmen zu können, schließt sich an das erste Ende 18 ein zweites Ende 35, das als ein gabelförmiges Element ausgebildet ist, an, d. h. dass ein erstes Gabelelement 35a von vorne betrachtet nach rechts, ein zweites Gabelelement 35b nach links ausgebildet ist und das Außenringelement 5 zumindest teilweise umfasst. Es ist natürlich auch denkbar, dass das erste 35a und das zweite Gabelelement 35b das Außenringelement 5 vollständig umschließen. Das Außenringelement 5 ist dabei weiterhin um die erste Schwenkachse 7 schwenkbar mit dem Grundgestell 2, vorzugsweise an dem ersten 35a und dem zweiten Gabelelement 35b, verbunden. Das zweite Ende 35, insbesondere die Gabelelemente 35a, 35b, sowie das erste Ende 18 des Grundgestells 2 können vielfältige Ausgestaltungsmöglichkeiten besitzen. Vorteilhaft ist jedoch eine Ausgestaltung des Grundgestells 2, wie es in den 1B und 3 gezeigt ist, da durch die zumindest teilweise Umschließung des Außenringelements 5 eine gute Führung des Außenringelements 5 möglich ist. Des Weiteren ist vor allem bei Erschütterungen bzw. Bewegungen in Sitzbreitenrichtung B, die beispielsweise durch äußere Erschütterungen oder auch bei unvorsichtiger Handhabung bei der Drehung des Innenringelements 6 auftreten können, eine günstige Halterung des Außenringelements 5 durch das Grundgestell 2, insbesondere durch die zumindest teilweise kreisförmige Ausbildung der Gabelelemente 35a, 35b, gegeben.
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Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steuerhebel
- 2
- Grundgestell
- 3
- Konsole
- 4
- Auflagefläche
- 5
- Außenringelement
- 6
- Innenringelement
- 7
- erste Schwenkachse
- 8
- Schwenkrichtung
- 9
- Grundstellung
- 10
- Bezugsebene
- 11
- Winkel zwischen Grundstellung und Bezugsebene
- 12
- Winkel, um den Grundstellung verschwenkt wurde
- 13
- verschwenkte Stellung
- 14
- zweite Schwenkachse
- 15
- Drehrichtung um zweite Schwenkachse
- 16
- Griffelement
- 17
- Anschlussstelle
- 18
- erstes Ende des Grundgestells
- 19a
- erstes Detektionselement
- 19b
- zweites Detektionselement
- 20a, 20b
- Signal Innenringelement
- 21
- Leitung
- 22
- Steuereinheit
- 23a, 23b
- Signal Außenringelement
- 24
- Leitung
- 25
- Leitung
- 26a, 26b
- Antriebselement
- 27a, 27b
- Joystick
- 28a–28d
- bewegbare Elemente
- 29
- Fahrzeug
- 30
- Fahrzeugkabine
- 31
- erster Auslegerarm
- 31a
- erstes Ende des ersten Auslegerarms
- 31b
- zweites Ende des ersten Auslegerarms
- 32
- zweiter Auslegerarm
- 32a
- erstes Ende des zweiten Auslegerarms
- 32b
- zweites Ende des zweiten Auslegerarms
- 33
- Baggerschaufel
- 34a–34h
- Bewegungsrichtungen
- 35
- zweites Ende des Grundgestells
- 35a
- erstes Gabelelement
- 35b
- zweites Gabelelement
- 36
- Winkel
- 37
- erste Übertragungseinrichtung
- 38
- zweite Übertragungseinrichtung
- H
- Höhenrichtung
- L
- Längsrichtung
- B
- Breitenrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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