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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Handsteuergerät zur Funkfernsteuerung von Bergbaumaschinen, insbesondere zur Steuerung von Schrämmaschinen. Im Speziellen betrifft die Erfindung ein Handsteuergerät, das sich für die Fernsteuerung von Bergbaumaschinen im Untertagebau eignet.
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Maschinen, die in Bergbau und insbesondere in Untertagebau Einsatz finden, werden bereits seit längerem ferngesteuert. Zu den ferngesteuerten Maschinen im Bergbau zählen sowohl Schrämmaschinen als auch Maschinen für den hydraulischen Schreitausbau. Zur Fernbedienung hat man sich früher kabelgebundener Fernsteuerungen bedient, die eine sichere Datenübertragung zwischen Fernsteuerung und ferngesteuerter Maschine gewährleisten. Der Einsatzradius solcher kabelgebundener Fernsteuerungen ist naturgemäß aufgrund der Kabellänge begrenzt. Zudem besteht die Gefahr, dass das Kabel in unmittelbarer Nähe der ferngesteuerten Maschine beschädigt wird, beispielsweise durch herabfallendes Geröll oder durch die Maschine selbst. Über die letzten Jahre ist man daher dazu übergegangen, zur Bedienung der Bergbaumaschinen Funkfernsteuerungen einzusetzen. Generell unterliegen die im Bergbau verwendeten Fernsteuerungen einer Vielzahl von Sicherheitsbestimmungen, die teilweise sogar durch den Gesetzgeber vorgegeben wurden. Die meisten Systeme sind so eingerichtet, dass die ferngesteuerte Maschine automatisch sofort den Betrieb einstellt, sobald die Funkverbindung zwischen Fernsteuerung und Maschine unterbrochen wird. Um auch dann ein schnelles und sicheres Abschalten der Maschine zu gewährleisten, wenn die Funkverbindung zwischen Fernsteuerung und Maschine nicht unterbrochen ist, werden Fernsteuerungen üblicherweise mit einem sogenannten Notstoppschalter ausgerüstet. Derartige Notstoppschalter werden auch als Notausschalter bezeichnet und verfügen in der Regel über einen gut zugänglichen Bedienknopf. Der Bedienknopf ist üblicherweise rot gehalten, damit er vom Benutzer auf den ersten Blick als Notausschalter erkannt wird.
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Aus
DE 10 2010 0555 544 A1 ist eine Systemeinheit zum Betrieb eines untertägigen hydraulischen Schreitausbaus bekannt. Die Systemeinheit umfasst ein Steuermodul, ein Kommunikationsmodul und eine Unterbrechereinheit. Die drei Komponenten können zu einer einzigen Baueinheit zusammengefasst sein. Die Systemeinheit kann sowohl als kabelgebundene Fernsteuerung als auch als funkbetriebene Fernsteuerung ausgebildet sein. Sie ist offensichtlich jedoch nicht als Handsteuergerät konzipiert. Die Unterbrechereinheit der Fernsteuerung verfügt jedoch über einen Notausschalter, dessen Bedienknopf aus dem Gehäuse nach außen hervorsteht.
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Manche Funkfernsteuerungen sind mit einem Halstrageriemen ausgestattet. Derartige Funkfernsteuerungen werden üblicherweise vor dem Bauch getragen und sind durch den Halstrageriemen mehr oder weniger vor Herunterfallen gesichert. Eine Funkfernsteuerung mit Halstrageriemen ist beispielsweise aus
DE 82 159 03 U1 bekannt. Fernsteuerungen mit Halstrageriemen sind allerdings in der Regel relativ voluminös und daher insbesondere bei engen Platzverhältnissen ungeeignet. Im Untertagebau werden daher handliche Handsteuergeräte bevorzugt. Bei diesen Geräten besteht allerdings die Gefahr, dass der Bediener das Gerät versehentlich fallen lässt und das Gerät dadurch beschädigt wird. Insbesondere die nach außen hervorstehenden Bedienknöpfe von Notausschaltern bieten eine große Angriffsfläche und können daher leicht beschädigt werden. Die Beschädigung kann dazu führen, dass der Notausschalter nicht mehr funktionstüchtig ist, zumal die Bedienknöpfe herkömmlicher Notausschalter üblicherweise aus Kunststoff gefertigt sind und dadurch leicht Schaden nehmen können.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Handsteuergerät zur Funkfernsteuerung von Bergbaumaschinen bereitzustellen, das über einen Notstoppschalter verfügt, der auch unter harten Einsatzbedingungen stets funktionstüchtig bleibt. Die Funktionstüchtigkeit des Notstoppschalters soll insbesondere auch dann gewährleistet bleiben, wenn das Handsteuergerät vom Benutzer versehentlich fallengelassen wurde.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Demnach liegt bei einem Handsteuergerät zur Funkfernsteuerung von Bergbaumaschinen dann eine erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe vor, wenn das Handsteuergerät ein Gehäuse und einen Notstoppschalter umfasst, wobei der Notstoppschalter ein mechanisch bewegbares Bedienelement umfasst, welches aus dem Gehäuse nach außen hervorsteht, und wobei das Bedienelement einen massiven Stift aus Metall umfasst, der in einer Führung geführt und zur Betätigung des Notstoppschalters in seiner Längsrichtung verschiebbar ist.
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Die Erfindung bietet den Vorteil, dass eine Beschädigung des Notstoppschalters aufgrund des massiven Metallstiftes nahezu ausgeschlossen ist. Die Notausfunktion des Handsteuergeräts bleibt daher auch unter härtesten Einsatzbedingungen stets gewährleistet.
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Die erfindungsgemäße Führung des massiven Metallstiftes liefert dabei einen wesentlichen Beitrag zur Robustheit des Handsteuergeräts bzw. zur Robustheit des Notstoppschalters. Vorzugsweise wird das Bedienelement des Notstoppschalters im Wesentlichen durch den massiven Metallstift gebildet. Dies schließt jedoch nicht aus, dass der Metallstift an seinem aus dem Gehäuse nach außen hervorstehenden Ende eine Kunststoffumspritzung aufweist, welche die Griffigkeit des Bedienelementes verbessert. Die Kunststoffumspritzung kann auch Strukturen aufweisen, die das Greifen des Bedienelementes erleichtern. Anstatt einer Kunststoffumspritzung ist auch eine aus Kunststoff gefertigte Kappe denkbar, die mit dem aus dem Gehäuse hervorstehenden Ende des Metallstiftes verklebt oder auch verschraubt werden kann. Sowohl Kunststoffumspritzung als auch Kunststoffkappe können in roter Farbe ausgeführt werden, um das Bedienelement des Notstoppschalters für jedermann auf den ersten Blick kenntlich zu machen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Führung des Metallstiftes mit zumindest zwei Wänden des Gehäuses fest verbunden. Die Führung kann beispielsweise durch ein Bauteil bereitgestellt werden, das eine Bohrung aufweist, in welcher der massive Metallstift aufgenommen ist. Eine besonders robuste Bauweise wird dabei dann erreicht, wenn dieses Bauteil mit zumindest zwei Wänden des Gehäuses verbunden ist. Das Bauteil kann beispielsweise mit der Unterseite und einer der Seitenwände des Gehäuses verschraubt, verklebt und gegebenenfalls auch verlötet oder verschweißt sein. Die Integrität des Notausschalters ist bei diesem Ausführungsbeispiel weitaus besser als bei Verwendung herkömmlicher Notausschalter, die üblicherweise ein Gehäuse aufweisen, das in der Regel nur mit einer Gehäusewand des betreffenden Steuergeräts verschraubt werden kann. Ganz besonders bevorzugt ist die Führung des massiven Metallstiftes mit zumindest drei Wänden des Gehäuses fest verbunden. Bei dieser Bauweise wird eine besonders robuste Integration des Notstoppschalters erreicht.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Führung in Form einer Bohrung integral mit dem Gehäuse des Handsteuergeräts ausgeführt. Diese Ausführungsform gewährleistet optimale Stabilität und verhindert, dass sich die Aufhängung des Notstoppschalters im Gehäuse des Handsteuergeräts lockert, falls das Handsteuergerät versehentlich fallengelassen wird und beim Aufprall mit dem Bedienelement des Notstoppschalters auf den Boden aufschlägt. Bei dieser Ausführungsform hat es sich von besonderem Vorteil erwiesen, wenn das Gehäuse aus einem hochfesten und steifen Kunststoff gefertigt ist. Ganz besonders bevorzugt wird das Gehäuse aus Polyoxymethylen gefertigt. Die Verwendung von Polyoxymethylen als Gehäusewerkstoff liefert ein äußerst robustes Handsteuergerät, das auch unter härtesten Einsatzbedingungen funktionstüchtig bleibt und eine lange Lebensdauer aufweist.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der massive Metallstift aus Stahl gefertigt. Dadurch wird sichergestellt, dass das Bedienelement des Notstoppschalters dauerhaft hohen Belastungen standhält, ohne dabei Schaden zu nehmen.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Notstoppschalter ein Schaltelement, das durch Verschieben des Stifts betätigbar ist, wobei der Stift eine in Bezug zu seiner Achse schräg verlaufende Schaltfläche, vorzugsweise in Form einer konischen Aufweitung oder Verjüngung, umfasst, die zur Betätigung des Schaltelements dient und hierzu mit diesem in Eingriff gebracht werden kann. Generell kann der Metallstift unterschiedliche Grundformen bzw. unterschiedliche Grundquerschnitte aufweisen. Als besonders geeignet hat sich allerdings eine zylindrische Grundform erwiesen. Als Schaltelement kommt vorzugsweise ein Mikroschalter zum Einsatz. Vorteilhafterweise wird der Mikroschalter direkt am Gehäuse des Handsteuergeräts befestigt und befindet sich seitlich neben dem Metallstift. Von besonderem Vorteil ist es ferner, wenn die Führung des Metallstifts sowohl vor als auch nach der mit dem Schaltelement in Eingriff befindlichen Schaltfläche besteht. Dadurch wird die Stabilität von Handsteuergerät und Notstoppschalter weiter verbessert.
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Um den harten Einsatzbedingungen im Bergbau gerecht zu werden, muss der als Bedienelement dienende Metallstift möglichst massiv ausgeführt werden. In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein in der Führung geführter Teilabschnitt des Stiftes einen Durchmesser von zumindest 5 mm, vorzugsweise von zumindest 6 mm, und weiter vorzugsweise von zumindest 8 mm auf. Weiter vorzugweise kann vorgesehen sein, dass das aus dem Gehäuse nach außen hervorstehende Ende des Stiftes ebenfalls die vorgenannten Mindestmasse erfüllt.
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Um die hohe Lasten aufnehmen zu können, die generiert werden, wenn das Handsteuergerät versehentlich fallengelassen wird und am Boden mit dem Metallstift des Notstoppschalters aufschlägt, ohne dass dabei das Gehäuse des Handsteuergeräts und der Notstoppschalter Schaden nehmen, kann in einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Führung in Achsrichtung des Stiftes gesehen zumindest in zwei Punkten besteht, die zumindest 30 mm, vorzugsweise zumindest 40 mm, und weiter vorzugsweise zumindest 50 mm voneinander beabstandet liegen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Notstoppschalter einen Einrastmechanismus zum Einrasten des Stiftes in einer ausgeschalteten Stellung und in einer eingeschalteten Stellung. Vorzugsweise steht das Ende des Metallstiftes in der eingeschalteten Stellung weiter aus dem Gehäuse nach außen hervor als in der ausgeschalteten Stellung. Der Notstoppschalter kann somit äußerst schnell betätigt werden, indem der Metallstift in das Gehäuse hineingedrückt wird. Durch Herausziehen des Metallstiftes kann die ferngesteuerte Maschine wieder aktiviert werden. Der Einrastmechanismus verhindert, dass die Notausfunktion des Handsteuergeräts versehentlich beispielsweise durch leichtes Berühren des Metallstiftes aktiviert wird. Der Einrastmechanismus kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass in den Metallstift zwei voneinander beabstandete, umlaufende Nuten eingebracht sind, in die, je nachdem ob sich der Stift in der ausgeschalteten Stellung oder in der eingeschalteten Stellung befindet, eine unter Vorspannung gefedert gelagerte Kugel einrastet. Weiter vorzugsweise können Anschläge vorgesehen sein, die eine Bewegung des Metallstiftes zwischen eingeschalteter Stellung und ausgeschalteter Stellung erlauben, eine darüber hinausgehende Bewegung jedoch verhindern. Die Anschläge können beispielsweise in Form einer stufenförmigen Umfangserweiterung des Metallstiftes realisiert sein. Als Anschlag eignet sich auch ein Sicherungsring, der in eine umlaufende Nut des Metallstiftes eingebracht wird.
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Der Metallstift steht in einer weiteren Ausführungsform selbst in der eingeschalteten Position maximal 20 mm aus dem Gehäuse des Handsteuergeräts nach außen hervor. Auch diese Ausführungsform gewährleistet eine weiter verbesserte mechanische Beständigkeit.
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein erfindungsgemäßes Handsteuergerät in Schrägansicht,
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2 das erfindungsgemäße Handsteuergerät aus 1 in Draufsicht mit abgenommenem Display, wobei der Notstoppschalter des erfindungsgemäßen Handsteuergeräts in einer eingeschalteten Stellung gezeigt ist,
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3 einen Detailschnitt des erfindungsgemäßen Handsteuergeräts aus den 1 und 2 entlang der in 2 eingezeichneten Schnittlinie III, und
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4 das erfindungsgemäße Handsteuergerät in der Ansicht aus 2, wobei der Notstoppschalter in der ausgeschalteten Stellung gezeigt ist.
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Für die folgenden Ausführungen gilt, dass gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind. Sofern eine Zeichnung Bezugszeichen enthält, auf die in der zugehörigen Figurenbeschreibung nicht weiter eingegangen wird, so wird auf vorangehende oder nachfolgende Figurenbeschreibungen Bezug genommen.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Handsteuergerät 1 in Schrägansicht. Es umfasst ein Gehäuse 2, das sich bequem in die Hand nehmen lässt. Die konkrete Ausgestaltung der Bedienelemente ist für die vorliegende Erfindung nicht von Belang. Im gezeigten Beispielfall umfasst das Handsteuergerät ein Display 21, auf welchem dem Benutzer diverse Einstellparameter oder auch aktuelle Betriebsdaten der ferngesteuerten Maschine angezeigt werden können. Das Bedienfeld 22 des Handsteuergeräts 1 umfasst im dargestellten Fall mehrere Bedientasten zur Steuerung der ferngesteuerten Maschine. Am oberen Ende des Handsteuergeräts ist das Bedienelement 3 eines Notstoppschalters gezeigt.
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Der konstruktive Aufbau des Notstoppschalters ist in den 2 und 3 zu erkennen. Beide Abbildungen zeigen das erfindungsgemäße Handsteuergerät ohne das in 1 abgebildete Display 21. Auch das Bedienfeld 22 ist in den 2 bis 4 nicht dargestellt. Das Bedienelement 3 des Notstoppschalters besteht im Wesentlichen aus einem zylindrischen Stahlstift 4. Der Stahlstift 4 ist zum größten Teil in dem Gehäuse 2 des Handsteuergeräts 1 aufgenommen, nur das obere Ende 5 des Stahlstifts 4 steht aus dem Gehäuse nach außen hervor. Auf das obere Ende 5 ist eine rote Kunststoffkappe 6 aufgesetzt, die den Notstoppschalter für den Benutzer als solchen kenntlich macht und zudem die Bedienung des Notstoppschalters erleichtert. Der Stahlstift 4 ist in einer Bohrung 11 aufgenommen, die in einen massiven Vorsprung 10 des Gehäuses 2 eingebracht ist. Der massive Vorsprung 10 hat im Wesentlichen die Grundform eines Quaders und ist integral mit dem Gehäuse 2 des Handsteuergeräts 1 ausgebildet. Er befindet sich in der Ecke zwischen dem Boden 7 des Gehäuses, der oberen Gehäuseseitenwand 8 und der rechten Gehäusewand 9. In dem massiven Vorsprung befindet sich eine Ausnehmung 14, in die ein Mikroschalter 13 eingesetzt ist. Der Mikroschalter 13 bildet das eigentliche Schaltelement des Notstoppschalters. Er ist seitlich neben dem Stahlstift 4 angeordnet und fest mit dem Gehäuse bzw. mit dem massiven Vorsprung 10 verschraubt.
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3 zeigt einen Schnitt durch das Gehäuse und insbesondere durch den massiven Vorsprung 10 des Gehäuses entlang der Achse des Stahlstifts 4. Der Stahlstift 4 selbst ist in 3 nicht geschnitten dargestellt. In 3 ist zu erkennen, dass der Stahlstift einen oberen Abschnitt 15 mit größerem Durchmesse und einen unteren Abschnitt 18 mit geringerem Durchmesser umfasst. Oberer Abschnitt 15 und unterer Abschnitt 18 sind über eine konische Aufweitung bzw. Verjüngung 12 miteinander verbunden.
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Die 2 und 3 zeigen den Notstoppschalter in einer eingeschalteten Stellung. Wie in 2 zu erkennen ist, liegt der Mikroschalter 13 in dieser eingeschalteten Stellung an dem unteren Abschnitt 18 des Stahlstiftes mit dem geringeren Durchmesser an. Unter der eingeschalteten Stellung des Notstoppschalters wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung diejenige Schaltstellung verstanden, in welcher die Notstoppfunktion nicht aktiv ist. Der Mikroschalter 13 ist in dieser Stellung daher geöffnet. Um den Notstoppschalter zu betätigen und in die ausgeschaltete Stellung zu bringen, wird das Bedienelement 3 in Form des Stahlstiftes 4 betätigt, indem es in das Gehäuse hineingedrückt wird. Der Stahlstift 4 ist dazu verschieblich in der Bohrung 11 des massiven Vorsprungs 10 gelagert. Bei dem Schaltvorgang kommt die konische Verjüngung 12 des Stahlstiftes mit dem Mikroschalter 13 in Eingriff, so dass der Mikroschalter betätigt wird. Die ausgeschaltete Stellung des Notstoppschalters ist in 4 gezeigt. In dieser Stellung liegt der Mikroschalter 13 an dem oberen Abschnitt 15 des Stahlstiftes 4 mit dem größeren Durchmesser an. Der Mikroschalter 13 ist in der ausgeschalteten Stellung des Notstoppschalters somit geschlossen.
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In 3 ist ferner zu erkennen, dass der Notstoppschalter über einen Einrastmechanismus verfügt. Der Einrastmechanismus besteht aus einer Kugel 16, die mittels einer Feder 17 gegen den Außenumfang des oberen Abschnitts 15 des Stahlstiftes 4 vorgespannt ist. Die Kugel 16 rastet sowohl in der eingeschalteten Stellung als auch in der ausgeschalteten Stellung jeweils in eine umlaufende Nut des Stahlstiftes ein. Zusätzlich verfügt der Stahlstift über zwei Anschläge, welche die möglichen Positionen des Stahlstiftes begrenzen. Der erste Anschlag in Form des Sicherungsrings 20 verhindert in der eingeschalteten Stellung, dass der Stahlstift weiter aus dem Gehäuse herausgezogen werden kann. Der zweite Anschlag wird durch den abstehenden Flansch 19 im Bereich des unteren Abschnitts 18 des Stahlstiftes 4 gebildet. Er verhindert in der ausgeschalteten Stellung des Notstoppschalters, dass der Stahlstift weiter in das Gehäuse hineingedrückt werden kann.
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Die besonders lange Führung des Stahlstiftes 4 in dem massiven Vorsprung 10 des Gehäuses trägt einen wesentlichen Anteil an der Robustheit der erfindungsgemäßen Konstruktion. Eine besondere Stabilität wird nicht zuletzt dadurch erreicht, dass die Führung des Stahlstiftes sowohl vor als auch nach dem Mikroschalter 13 besteht. Das Gehäuse des Handsteuergeräts wird vorzugsweise aus Polyoxymethylen gefertigt, was zu einer hohen Lebensdauer des erfindungsgemäßen Handsteuergeräts führt. Für eine hochpräzise Lagerung des Stahlstiftes 4 wird die Bohrung 11 nach dem Gießen des Gehäuses durch spanende Bearbeitung erstellt. Auch die Ausnehmung 14 wird vorzugsweise durch Fräsen spanend bearbeitet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1020100555544 A1 [0003]
- DE 8215903 U1 [0004]
