DE102006037526A1 - Steuerorgan mit einem Bedienhebel und einer Lagerkugel mit integriertem Permanentmagnet - Google Patents

Steuerorgan mit einem Bedienhebel und einer Lagerkugel mit integriertem Permanentmagnet Download PDF

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    • G05G2009/04755—Magnetic sensor, e.g. hall generator, pick-up coil

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuerorgan mit einem Bedienhebel (1), der mit einer Lagerkugel (1a) mit integriertem Permanentmagnet (4) verbunden ist, dessen Pole vertikal übereinander angeordnet sind und der beim Auslenken des Bedienhebels (1) zusammen mit der Lagerkugel (1a) verdreht wird, und mit mindestens einem berührungslosen Sensor (5) zur Erfassung einer Auslenkung des Bedienhebels (1) durch Messung der Ausrichtung des Permanentmagneten (4). Um einen kompakten, aus nur wenigen Einzelteilen bestehenden und funktionssicheren Aufbau des Steuerorgans zu erzielen, ist erfindungsgemäß der Sensor (5) vertikal unterhalb der Lagerkugel (1a) und unmittelbar benachbart zu dieser angeordnet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Steuerorgan mit einem Bedienhebel, der mit einer Lagerkugel mit integriertem Permanentmagnet verbunden ist, dessen Pole vertikal übereinander angeordnet sind und der beim Auslenken des Bedienhebels zusammen mit der Lagerkugel verdreht wird, und mit mindestens einem berührungslosen Sensor zur Erfassung einer Auslenkung des Bedienhebels durch Messung der Ausrichtung des Permanentmagneten.
  • Ein gattungsgemäßes Steuerorgan ist in der DD 253 496 A1 offenbart. Bei diesem Steuerorgan sind seitlich neben der Lagerkugel zwei berührungslos arbeitende Sensoren rechtwinklig zueinander angeordnet, mit denen die sich beim Auslenken des Bedienhebels ergebenden Positionsänderungen eines in die Lagerkugel integrierten Stabmagneten erfasst werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Steuerorgan der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, das kompakt ist, aus nur wenigen Einzelteilen besteht und über einen funktionssicheren Aufbau verfügt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Sensor vertikal unterhalb der Lagerkugel und unmittelbar benachbart zu dieser angeordnet ist.
  • Bei dieser Anordnung genügt ein einzelner, im Bereich des unteren Pols des Permanentmagneten angeordneter Sensor, um die Auslenkung des Bedienhebels durch Messung der Ausrichtung des Magnetfelds des Permanentmagneten zu erfassen. Darüber hinaus ermöglicht diese Anordnung eine äußerst kompakte Bauweise des Steuerorgans.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vertikal unterhalb des Sensors und unmittelbar benachbart dazu ein zweiter Sensor angeordnet. Dieser bevorzugt deckungsgleiche zweite Sensor ermöglicht die redundante Erfassung der Auslenkung des Bedienhebels. Hierbei können die von den Sensoren erzeugten Signale in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen. Es ist somit ein zweikanaliges System vorhanden.
  • Der Bedienhebel des erfindungsgemäßen Steuerorgans besteht bevorzugt aus nichtmagnetischem Material.
  • Zweckmäßigerweise sind der Bedienhebel und die Lagerkugel einstückig miteinander ausgebildet und weist die Lagerkugel eine Ausnehmung für den Permanentmagneten auf.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt
  • 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Steuerorgan und
  • 2 die Ausrichtung der Feldlinien des in die Lagerkugel integrierten Permanentmagneten.
  • Das erfindungsgemäße Steuerorgan, das beispielsweise als Joystick zur Ansteuerung von Arbeitsfunktionen (Hub- und Neigebewegung eines Hubmastes) eines Flurförderzeugs verwendbar ist, verfügt über einen Bedienhebel 1 und einen am oberen Ende angeordneten Handgriff 2. Der Bedienhebel 1 ist am unteren Ende mit einer Lagerkugel 1a verbunden, die in einem Gehäuse 3 mit integrierter Kulissenführung des Bedienhebels 1a gelagert ist. Der Bedienhebel 1 und die Lagerkugel 1a sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel einstückig miteinander ausgebildet und bestehen aus einem nichtmagnetischen Material. In der Lagerkugel 1a ist in einer Ausnehmung ein Permanentmagnet 4 angeordnet, der als Stabmagnet ausgebildet ist, also vertikal übereinander angeordnete Pole aufweist.
  • Der in die Lagerkugel 1 integrierte Permanentmagnet 4 befindet sich im Drehpunkt bzw. nahe des Drehpunktes der Lagerkugel 1a und ist bevorzugt auf der Mittelachse des Bedienhebels 1 angeordnet. Der Permanentmagnet 4 wird bei einer Auslenkung des Bedienhebels 1 zusammen mit der Lagerkugel 1a in dem Gehäuse 3 verdreht.
  • Vertikal unterhalb der Lagerkugel 1a ist unmittelbar benachbart zu dieser auf einer Trägerplatte 3a des Gehäuses 3 ein berührungslos arbeitender Sensor 5 angeordnet, der beispielsweise als Hall-Effekt-Sensor ausgebildet ist. Der Sensor 5 misst bei einer Auslenkung des Bedienhebels 1 die Änderung der Ausrichtung des Permanentmagneten 4 bzw. des von diesem erzeugetn Magnetfelds. Unterhalb des Sensors 5 befindet sich bevorzugt deckungsgleich ein zweiter Sensor 6, mit dessen Hilfe eine zweikanalige Signalerzeugung möglich ist, wodurch Redundanz erzielbar ist.
  • In 2 ist die Ausrichtung der Feldlinien eines von dem Permanentmagneten 4 erzeugten Magnetfeldes für ein Steuerorgan mit nur einem Sensor 5 (obere Hälfte der Figur) und für ein Steuerorgan mit einem ersten Sensor 5 und einem zweiten Sensor 6 (untere Hälfte der Figur) jeweils in Neutralstellung des Bedienhebels 1 (linke Hälfte der Figur) und in einer ausgelenkten Stellung des Bedienhebels 1 (rechte Hälfte der Figur) dargestellt.
  • Das erfindungsgemäße Steuerorgan ist ein vollintegriertes, kompaktes System, das eine einfache Mechanik und nur wenige Einzelteile aufweist. Das Steuerorgan bietet gute Abschirmmöglichkeiten gegen Magnetfelder und sogenannte EMV-Störfelder. Die Winkelmessung des Bedienhebels 1 erfolgt sicher und verschleissfrei. Auch ein Einsatz in rauer Umgebung ist möglich, denn das erfindungsgemäße Steuerorgan kann hermetisch gekapselt werden.

Claims (4)

  1. Steuerorgan mit einem Bedienhebel, der mit einer Lagerkugel mit integriertem Permanentmagnet verbunden ist, dessen Pole vertikal übereinander angeordnet sind und der beim Auslenken des Bedienhebels zusammen mit der Lagerkugel verdreht wird, und mit mindestens einem berührungslosen Sensor zur Erfassung einer Auslenkung des Bedienhebels durch Messung der Ausrichtung des Permanentmagneten, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (5) vertikal unterhalb der Lagerkugel (1a) und unmittelbar benachbart zu dieser angeordnet ist.
  2. Steuerorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vertikal unterhalb des Sensors (5) und unmittelbar benachbart dazu ein zweiter Sensor (6) angeordnet ist.
  3. Steuerorgan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienhebel (1) aus nichtmagnetischem Material besteht.
  4. Steuerorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienhebel (1) und die Lagerkugel (1a) einstückig miteinander ausgebildet sind und die Lagerkugel (1a) eine Ausnehmung für den Permanentmagneten (4) aufweist.
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