DE2846298A1

DE2846298A1 - Steuergeraet

Info

Publication number: DE2846298A1
Application number: DE19782846298
Authority: DE
Inventors: George Henry Roggenkamp
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1977-10-28
Filing date: 1978-10-24
Publication date: 1979-05-03
Also published as: US4132128A; CA1104908A; GB2007025B; GB2007025A; JPS5470510A; FR2407516A1

Description

77-MHI-2O4

EATON CORPORATION 100 Erieview Plaza, Cleveland, Ohio 44114, V.St.A.

Steuergerät

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät, das vorzugsweise drei Raststellungen hat und das sich insbesondere als elektrisches Richtungssteuergerät eignet.

Es gibt zahlreiche Anwendungen für Stellvorrichtungen, die für drei gesonderte Arbeitsstellungen sorgen, und zwar im allgemeinen eine Neutralstellung sowie eine Arbeitsstellung auf beiden Seiten der Neutralstellung. Beispielsweise benötigen beim Fördern von Gütern eingesetzte elektrische Fahrzeuge oder Fördereinrichtungen ein Richtungssteuergerät mit einer Neutralstellung, einer Vorwärtsstellung und einer Rückwärtsstellung. Ein weiteres häufiges Anwendungsgebiet für ein solches Gerät besteht in der unmittelbaren Bedienung oder Fernbedienung von Ventilen, um beispielsweise die Hubstellung, die Neutralstellung und die Senkstellung für ein hydraulisches Steuerventil vorzugeben, das den Lastträger eines industriellen Förderfahrzeuges steuert.

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Beim Einsatz für industrielle Anwendungen müssen derartige Stell- oder Steuergeräte sehr verläßlich und robust sein sowie für eine zwangsweise und genaue Positionierung sorgen. Die bislang zur Verfugung stehenden Einrichtungen sind in der Regel kompliziert und kostenaufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mindestens zwei Stellungen aufweisendes Steuergerät zu schaffen, das einen einfachen und kostensparenden Aufbau hat sowie für eine genaue und verläßliche Positionierung sorgt. Vorzugsweise soll das Steuergerät eine Rastneutralstellung sowie Rastarbeitsstellungen auf beiden Seiten der Neutralstellung haben. Das Steuergerät soll insbesondere zur Betätigung von elektrischen Schalteinrichtungen geeignet sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Steuergerät mit einem Rahmenteil, einem an dem Rahmenteil drehbar gelagerten Stellarm und einer RastanOrdnung, mittels deren der Stellarm in jeder einer Mehrzahl von Stellungen festhaltbar ist. Dabei weist die Rastanordnung eine auf dem Stellarm drehbar gelagerte Rolle und eine auf dem Rahmenteil sitzende Schraubenfeder auf, deren Achse im wesentlichen parallel zu der Drehachse der Rolle verläuft. Die Rolle ist gegen die Feder unter Auslenkung einer oder mehrerer Federwindungen quer zur Wicklungsachse anlegbar.

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Vorzugsweise ist die Rolle am einen Ende des gelenkig gelagerten Stellarms angeordnet und in Kontakt mit zwei nebeneinanderliegenden Schraubenfedern. Die Drehachse der Rolle verläuft in diesem Fall parallel zu den Achsen der Federn, und die räumliche Anordnung der Rolle gegenüber den Federn ist so getroffen, daß bei in der Neutralstellung stehendem Stellarm beide Federn eine Kraft auf die Rolle ausüben, die die Rolle zwischen den Federn zu halten sucht. Wenn der Stellarm sich in einer der beiden Arbeitsstellungen befindet, wirkt die eine oder die andere Feder als Schnappanordnung, die die Rolle in der Arbeitsstellung vorspannt. Ein anderer Teil des Armes ist so ausgebildet, daß er mit einem oder mehreren Schaltern oder dergleichen in einer oder mehreren der drei Raststellungen in Eingriff steht.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Steuergerätes,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 der

Fig. 1 und

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 2, in der das

Steuergerät in einer anderen Betriebsstel-

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- 9 lung veranschaulicht ist.

Fig. 1 zeigt ein Richtungssteuergerät für ein elektrisch angetriebenes industrielles Fahrzeug. Bei gewissen Arten von Elektrofahrzeugen oder Flurförderzeugen müssen mehrere Schaltkontakte geschlossen werden, um das Fahrzeug auf Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt einzustellen. Das nachstehend beschriebene Ausführungsbeispiel ist zu Erläuterungszwecken mit mehreren Tastschaltern ausgestattet, die als Vorwärtsfahrtschalter und Rückwärtsfahrtschalter bezeichnet sind. Die den Schaltern zugeordnete Schaltungsauslegung kann in herkömmlicher Weise erfolgen und bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung.

Das Steuergerät 11 weist ein erstes Rahmenteil 13, ein in Abstand davon angeordnetes zweites Rahmenteil 15, eine auf dem ersten Rahmenteil 13 montierte Steuerarmgruppe 17, zwei Vorwärtsfahrtschalter 19 und zwei Rückwärtsfahrtschalter 21, von denen nur einer dargestellt ist und die zwischen den Rahmenteilen 13 und 15 sitzen, sowie eine Federrastanordnung 23 auf.

Die Rahmenteile 13 und 15 werden mittels der Schalter 19 und 21 in Abstand voneinander gehalten. Die Schalter sind an den Rahmenteilen über lange Schrauben 25 angebracht, die durch in den Körpern der Schalter ausgebildete Löcher sowie durch die Rahmenteile hindurchreichen. Beispielswei-

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se erstrecken sich entsprechend Fig. 1 zwei Schrauben 25 durch einen ersten Schalter 19 hindurch. Sie legen den Schalter gegenüber dem Rahmenteil 13 über eine flache Scheibe 27, einen Federring 29 und eine Mutter 31 fest. Die .Schraube 25 reicht ferner durch den zweiten Schalter 19 und das Rahmenteil 15 hindurch. Eine entsprechende Kombination aus Unterlegscheibe, Federring und Mutter wird benutzt, um die Schalter und die Rahmenteile zu einer Baugruppe zu verbinden. Eine zusätzliche Mutter 31 wird auf jede Schraube außerhalb des Rahmenteils 15 als Kontermutter aufgeschraubt. Im Rahmenteil 13 sind mehrere Löcher vorgesehen, um das Steuergerat mit einem Bauteil des Fahrzeugrahmens oder dergleichen zu verbinden.

Die Steuerarmgruppe 17 weist eine Lageranordnung 33 auf, die in ein im Rahmenteil 13 zwischen den Schalterpaaren ausgebildetes Loch eingepreßt ist. Zu der Steuerarmgruppe gehören ferner eine Welle 35, die in einer in der Lageranordnung 33 ausgebildeten Bohrung sitzt, ein von Hand betätigbarer Steuerhebel 37, der in eine im einen Ende der Welle 35 ausgebildete Querbohrung eingreift und mit der Welle über einen Stift 39 verbunden ist, sowie ein Stellarm 41. Der Stellarm 41 greift in eine Querbohrung am anderen Ende der Welle 35 ein und ist mit der Welle durch einen Preßsitz oder auf andere Weise verbunden.

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Der Stellarm 41 weist einen in die Welle 35 eingepreßten ersten Schenkel 43, einen zweiten Schenkel 45, der rechtwinklig zu dem ersten Schenkel abgebogen ist und im wesentlichen parallel zu der Welle 35 verläuft, sowie eine Rastrolle 47 auf, die auf dem mittleren Teil des zweiten Schenkels drehbar gelagert und dort mittels Sicherungsringen 49 festgelegt ist. Der Stellarm 41 ist mit Bezug auf die Schalter derart angeordnet, daß der Arm mit Schalterbetätigungslamellen 51 in Eingriff gebracht werden kann, die an dem Körper jedes Schalters angelenkt sind und die ihrerseits an Schaltknöpfen 53 anliegen, um den Schalter zu schließen oder zu öffnen, je nachdem, ob es sich um einen normalerweise offenen oder einen normalerweise geschlossenen Schalter handelt. Um ein leichtgängiges Arbeiten des Steuergerätes sicherzustellen, wird die Welle 35 von einem mit Schultern versehenen, ölimprägnierten Lager 55 aufgenommen, das in die Lageranordnung 33 eingepreßt ist.

Die Federrastanordnung 23 weist eine erste Schraubenfeder 57 und eine zweite Schraubenfeder 59 auf, die nebeneinander zwischen den Rahmenteilen 13 und 15 montiert sind und deren Achsen parallel zu der Welle 35 verlaufen.

Jede der Federn 57 und 59 wird von einander gegenüberliegenden Kappen 61 gehalten, die koaxial angeordnet und mittels Schrauben 63 und Muttern 64 an den Innenseiten der

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Rahmenteile 13 und 15 angebracht sind. Vorzugsweise ist die Länge jeder der Federn 57 und 59 so bemessen, daß die Feder zusammengedrückt wird, wenn sie zwischen die Kappen eingesetzt wird.

Die Rastfedern 57 und 59 sind gegenüber dem Stellarm 41 so angeordnet, und die Rastrolle 47 ist derart bemessen, daß in der in Fig. 2 veranschaulichten Mittelstellung des Steuerhebels 37 die Rastrolle .47 zwischen den Federn 57 und 59 aufgenommen wird und auf die Federn eine nach unten gerichtete Kraft ausübt, wodurch die Federn von den Wicklungsachsen im nichtausgelenkten Zustand seitlich weggedrückt und auseinandergeschoben werden. Die Federn üben auf diese Weise auf die Rastrolle eine zentrierende Reaktionskraft aus, die die Steuerarmgruppe 17 in der in Fig. 2 dargestellten Lage zu halten sucht. In diesem Zustand sind die Schalterbetätigungslamellen 51 außer Berührung mit dem Stellarm 41 .

Wenn die Vorwärtsfahrtschalter 19 betätigt werden sollen, wird der Steuerhebel 37 in Fig. 3 nach rechts bewegt, wodurch die Welle 35 im Uhrzeigersinn gedreht und der Stellarm 41 nach links verschwenkt wird. Dabei wird die Zentrierkraft der Feder 57 überwunden. Während die Rastrolle 47 entlang den Windungen der Feder 57 rollt, bewirkt sie auf Grund der oben diskutierten räumlichen Ausgestaltung eine weitere Auslenkung der Feder 57, wodurch der Bewegung

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ein ausreichender Widerstand entgegengesetzt wird, so daß Jjs Steuergerät dem Maschinunfuhrer ein gutes "Gefühl" vermittelt. Wenn uie Rolle cuf der Feder so weit abgerollt ist, daß dio Rollenachse die Stellung des geringsten Abstandes von der Wicklungsachse der Feder überlaufen hat, wirkt die Rückstellkraft der Feder auf die Rastrolle in solcher Richtung, aaß sie den Stellarm 41 in Fig. 3 nach links zu schwenken sucht. Ein Anschlagstift 65, der in das erste Rahmenteil 13 eingepreßt ist und von dort so weit vorsteht, daß er mit dem Stellarm 41 in Eingriff kommen kann, begrenzt die Schwenkbewegung des Steuerhebels in der Betdtxgungsrxchtung.

Wenn der Stellarm 41 sich der Lage gemäß Fig. 3 nähert, legt er sich gegen die den Vorwärtsfahrtschaltern 19 zugeordneten Betatigungslamellen 51 an und lenkt diese aus. Die Lamellen drucken ihrerseits auf die Schaltknöpfe 53, wodurch die Schalter betätigt werden. Wenn die Rastrolle 47 die Stellung des geringsten Abstandes von der Achse der Schraubenfeder 57 überläuft, spannt die Feder den Stellarm 41 nach links gegen den Anschlagstift 65 vor. Dar Steuerhebel 37 wird auf diese Weise in der in Fig. 3 dargestellten Lage gehalten, bis eine ausreichende Kraft in der entgegengesetzten Richtung aufgebracht wird, um die auf die Rolle 47 einwirkende Kraft der Feder 57 zu überwinden .

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Wenn der Steuerhebel 37 in Fig. 3 nach links verstellt wird, sorgen die Feder 59 und der Anschlagstift 66 für die gleiche RastwirKung, wie oben beschrieben, während die Rückwartsfahrtschalter 21 dadurch betätigt werden, daß der Stellarm 41 sich gegen die den Schaltern 21 zugeordneten Lamellen 51 anlegt.

Claims

Ansprüche

( 1.,Steuergerät, gekennzeichnet durch ein Rahmenteil (13, 15), einen an dem Rahmenteil drehbar gelagerten Stellarm (41) und eine Rastanordnung (23), mittels deren der Stellarm in jeder einer Mehrzahl von Stellungen festhaltbar ist, wobei die Rastanordnung eine auf dem Stellarm drehbar gelagerte Rolle (47) und mindestens eine auf dem Rahmenteil gelagerte Schraubenfeder (57, 59) aufweist, deren Achse im wesentlichen parallel zu der Drehachse der Rolle verläuft, und wobei die Rolle gegen die Feder unter Auslenkung einer oder mehrerer Federwindungen quer zur Wicklungsachse anlegbar· ist.
2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastanordnung (23) zwei Schraubenfedern (57, 59) aufweist, die nebeneinander auf dem Rahmenteil (13, 15) montiert sind und deren Achsen im wesentlichen parallel zu der Drehachse der Rolle (47) verlaufen, und daß die Rolle eine zwischen den beiden Federn befindliche Neutralstellung hat, in welcher die Rolle im wesentlichen gleichmäßig an beiden Federn unter seitlicher Auslenkung einer oder mehrerer Windungen

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beider Federn mit Bezug auf die Wicklungsachsen anliegt.
3. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen von einem Maschinenführer betätigbaren Steuerhebel (37), der mit dem Stellarm (41) verbunden ist.
4. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellarm (41) zwischen einer ersten Stellung, in der die Achse der Rolle (47) auf einer ersten Seite der Wicklungsachse steht, und einer zweiten Stellung bewegbar ist, in der die Achse der Rolle auf einer zweiten Seite der Wicklungsachse liegt.
5. Steuergerät, gekennzeichnet durch ein erstes Rahmenteil (13), ein an dem ersten Rahmenteil angebrachtes, in Abstand von diesem liegendes zweites Rahmenteil (15), eine in dem ersten Rahmenteil drehbar abgestützte Welle (35), einen an der Welle angebrachten und zwischen den beiden Rahmenteilen befindlichen Stellarm (41) und eine mit dem Stellarm zusammenwirkende Federrastanordnung (23), mittels deren der Stellarm in einer von mehreren vorbestimmten Stellungen festhaltbar ist, wobei die Federrastanordnung eine erste und eine zweite Schraubenfeder (57, 59), die nebeneinander zwischen den beiden Rahmenteilen sitzen und

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deren Wicklungsachsen parallel zu der Drehachse der. Welle verlaufen, sowie eine auf dem Stellarm drehbar gelagerte Rolle (47) aufweist, deren Drehachse parallel zur Drehachse der Welle gerichtet ist, und wobei die Achse der Welle auf einer im wesentlichen in der Mitte zwischen den beiden Wicklungsachsen verlaufenden Linie angeordnet ist und die Rolle mit mindestens einer Windung beider Schraubenfedern unter seitlicher Auslenkung dieser mindestens einen Windung mit Bezug auf die Wicklungsachse der betreffenden Feder in Eingriff steht.
6. Steuergerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen mit der Welle (35) verbundenen, von einem Maschinenführer betätigbaren Steuerhebel (37).
7. Steuergerät nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch Anschläge (65, 66), die mit dem Stellarm (41) zur Begrenzung der Drehbewegung der Welle (35) in Eingriff bringbar sind.
8. Steuergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (47) um die Drehachse der Welle (35) zwischen einer ersten Stellung, in der die Drehachse der Rolle im wesentlichen in der Mitte zwischen den Wicklungsachsen der beiden Schraubenfedern (57, 59) sitzt, einer zweiten Stellung, in der

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die Wicklungsachse der ersten Schraubenfeder zwischen der Drehachse der Rolle und der Mittelstellung liegt und einer dritten Stellung bewegbar ist, in der die Wicklungsachse der zweiten Feder zwischen der Drehachse der Rolle und der Mittelstellung angeordnet ist.
9. Steuergerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem ersten Rahmenteil (13) eine Anschlaganordnung (65, 66) montiert ist, die mit dem Stellarm (41) zur Begrenzung der Bewegung der Rolle (47) auf einen vorbestimmten Winkelabstand von der Mittelstellung in Eingriff bringbar ist.
10. Steuergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 9, gekennzeichnet durch eine zwischen dem ersten und dem zweiten Rahmenteil (13, 15) sitzende Schalteranordnung (19, 21) mit Schalterstellgliedern (51, 53), mit denen der Stellarm (41) in Eingriff bringbar ist.
1Ί. Steuergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schraubenfedern (57, 59) jeweils eine freie Länge haben, die größer als der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Rahmenteil (13, 15) ist.
12. Steuergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 11, gekennzeichnet durch Halterungsteile (61), die mit den Enden

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der beiden Schraubenfedern (57, 59) in Eingriff bringbar und an den beiden Rahmenteilen (13, 15) zwecks Vorgabe der Lage der Federn mit Bezug auf die Rahmenteile in Eingriff bringbar sind.
13. Steuergerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den beiden Schraubenfedern (57, 59) in Eingriff bringbaren Halterungsteile (61) kappenartige Bauteile aufweisen, die die Endwindungen der Federn aufnehmen und an den beiden Rahmenteilen (13, 15) angebracht sind.

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