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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Steuerpulte und betrifft insbesondere Steuerpulte für ein Arbeitsgerät für Arbeitsmaschinen.
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Stand der Technik
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Ein Steuerpult ist eine Kommunikationseinrichtung, die es einem menschlichen Bediener ermöglicht, mit einem System, einer Maschine oder einer Vorrichtung zu interagieren und diese zu manövrieren. In dem Zusammenhang mit Arbeitsmaschinen, die Radlader, Verdichtungsgeräte, Bagger, Kompaktlader und dergleichen beinhalten können, kann das Steuerpult Ein- und/oder Ausgänge für den Betrieb eines oder mehrerer hydraulisch betätigter Arbeitsgeräte bereitstellen. Beispielsweise kann ein Steuerpult für einen Radlader einen primären Steuereingang in der Form eines Joysticks beinhalten. Ein Bediener kann den Joystick entlang einer ersten Achse bewegen, um eine Hebeaktion eines Auslegers zu betätigen, oder den Joystick entlang einer zweiten Achse bewegen, um eine Kippaktion einer Schaufel über ihre entsprechenden Hydraulikzylinder zu betätigen. Darüber hinaus kann eine Mehrzahl von sekundären Steuereingängen, wie Tastaturen, Schalter, Tasten und dergleichen, den Joystick beim Steuern desselben Arbeitsgeräts oder anderer Arbeitsgeräte der Arbeitsmaschine ergänzen. Das Steuerpult kann ebenso andere Merkmale der Arbeitsmaschine lenken, die von Fahr- und motorbezogenen Funktionen bis hin zu Kabinensteuerungen reichen, wie etwa Klima- und Sitzanpassungen.
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Bestehende Steuerpulte für ein Arbeitsgerät für Arbeitsmaschinen können zwar wirksam sein, jedoch in Bezug auf die Bedienerergonomie und die Überlegungen zu der Lieferkette verbessert werden. Zum einen wird in dem Stand der Technik kein Steuerpult bereitgestellt, das eine ergonomische Einhandbedienung ermöglicht. Genauer gesagt, verhindern die Form, die Ausrichtung und die Eingangsplatzierung dieser Steuerpulte, dass viele Bediener gleichzeitig mit der Verwendung nur einer Hand bequem auf den primären Steuereingang (z. B. den Joystick) und die sekundären Steuereingänge (z. B. die Schalter) zugreifen können. Für viele Arbeitsmaschinenaufgaben ist jedoch häufig eine Einhandbedienung erforderlich, während die Fähigkeit für die Steuerung mehrerer Aufgaben die Agilität eines Bedieners und damit den Wirkungsgrad der Maschine verbessern kann. In dem Falle eines Radladers hält beispielsweise ein Bediener typischerweise seine linke Hand auf einem Lenkrad, während er mit seiner rechten Hand das Steuerpult für ein Arbeitsgerät bedient. Das Steuerpult für ein Arbeitsgerät kann einen primären Steuereingang, der auf die Schaufel des Radladers gerichtet ist, und einen sekundären Steuereingang beinhalten, der auf eine Getriebeschaltung gerichtet ist. Somit ist es einfach, sich ein Szenario vorzustellen, bei dem der Bediener von der gleichzeitigen Betätigung der Schaufel unter Umkehrung einer Richtung der Arbeitsmaschine profitiert. In solchen Fällen würde der Stand der Technik jedoch kein Multitasking ermöglichen, das ausreichend ergonomisch ist, oder dabei versagen, überhaupt ein Multitasking zu ermöglichen.
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Zweitens sind die durch den Stand der Technik gelehrten Steuerpulte nicht so modular wie gewünscht, wobei ein Mangel an kompatiblen Teilen zwischen den Steuerpulten die Lieferkette negativ beeinflussen kann. Beispielsweise ist allgemein zu erkennen, dass jede Konfiguration unter zehn möglichen Konfigurationen einer bestimmten Reihe von Arbeitsmaschinen ein einzigartiges Steuerpult einsetzen kann, einschließlich einer einzigartigen Montagehalterung, eines Gehäuses, einer Eingangsanordnung usw. Das Fehlen gemeinsamer Komponenten kann die Hersteller jedoch dazu veranlassen, einzelne Teile in kleineren Mengen herzustellen, Lieferanten dazu zu zwingen, größere Bestände zu lagern, und die Kosten für die Kunden insgesamt erhöhen. In Bezug auf die Benutzerfreundlichkeit kann ein Sortiment verschiedener Steuerpulte den Bediener dazu zwingen, mehrere und möglicherweise widersprüchliche Anordnungen zu lernen, was zu Verwirrung und Benutzerfehlern führt. Schließlich kann ein Mangel an Modularität zwischen den Steuerpulten die Anzahl der vorgefertigten Komponenten einschränken und eine Anpassung in letzter Minute verhindern, wodurch die Vorlaufzeiten der Kunden erhöht werden.
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Ein Beispiel für einen Stand der Technik findet sich in der U. S.-Veröffentlichung Nr. 2020/0180713 von Kosaki et al., die ein Arbeitsfahrzeug, einen Bedienersitz und ein Steuerpult offenbart, das sich auf einer Armlehne des Bedienersitzes befindet, wobei das Steuerpult einen Bedienhebel (d. h. einen primären Steuereingang) und eine Mehrzahl von Bedienwerkzeugen (d. h. sekundäre Steuereingänge) beinhaltet. Im Einklang mit dem Stand der Technik versäumt es die Offenbarung von Kosaki jedoch, die Mehrzahl von Bedienwerkzeugen innerhalb eines Einhandbereichs des Bedienhebels anzuordnen, wodurch ein Bediener gezwungen wird, jeweils nur das eine oder das andere in Eingriff zu nehmen. Darüber hinaus offenbart Kosaki, dessen Steuerpult nur einem bestimmten Arbeitsfahrzeug entspricht, keine Modularität von Steuerpulten zwischen verschiedenen Arbeitsfahrzeugen und keine gemeinsamen Komponenten zwischen verschiedenen Steuerpulten.
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Dementsprechend wird ein modulares Steuerpult für ein Arbeitsgerät mit verbessertem Komfort, verbesserter Genauigkeit und verbesserter Benutzerfreundlichkeit für den Bediener, insbesondere während einer Einhandbedienung, gestaltet.
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Kurzbeschreibung der Offenbarung
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Steuerpult für ein Arbeitsgerät offenbart. Das Steuerpult für ein Arbeitsgerät umfasst eine Universalmontagehalterung und eine auf der Universalmontagehalterung installierte Steuerkapsel für ein Arbeitsgerät, wobei die Steuerkapsel für ein Arbeitsgerät einen primären Steuereingang und wenigstens einen sekundären Steuereingang beinhaltet. Jeder sekundäre Steuereingang ist zu einer gleichzeitigen Einhandbedienung mit dem primären Steuereingang in der Lage.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Arbeitsmaschine offenbart. Die Arbeitsmaschine umfasst einen Arbeitsmaschinenkörper, eine Leistungseinheit, die von dem Arbeitsmaschinenkörper getragen wird, eine Lokomotivvorrichtung, die den Arbeitsmaschinenkörper trägt und durch die Leistungseinheit betriebsfähig angetrieben wird, einen Arbeitsgerätearm, der an einem proximalen Ende an dem Arbeitsmaschinenkörper angebracht ist und an einem distalen Ende an einem Arbeitswerkzeug angebracht ist, ein hydraulisches Leistungssystem, eine Bedienerkabine, die von dem Arbeitsmaschinenkörper getragen wird, und ein Steuerpult für ein Arbeitsgerät, das in der Bedienerkabine untergebracht ist. Das Steuerpult beinhaltet eine Universalmontagehalterung und eine auf der Universalmontagehalterung installierte Steuerkapsel für ein Arbeitsgerät, wobei die Steuerkapsel für ein Arbeitsgerät einen primären Steuereingang und wenigstens einen sekundären Steuereingang beinhaltet. Jeder sekundäre Steuereingang ist zu einer gleichzeitigen Einhandbedienung mit dem primären Steuereingang in der Lage.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Installieren einer Steuerkapsel für ein Arbeitsgerät auf einer Arbeitsmaschine offenbart. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Bedienersitzes mit einer Universalmontagehalterung, das Anbringen eines primären Steuereingangs an der Universalmontagehalterung, das Verdrahten des primären Steuereingangs an der Arbeitsmaschine, das Anbringen einer oberen Abdeckung, die wenigstens einen sekundären Steuereingang trägt, an der Universalmontagehalterung, das Verdrahten des wenigstens einen sekundären Steuereingangs an der Arbeitsmaschine und das Anbringen einer unteren Universalabdeckung an der Universalmontagehalterung.
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Diese und andere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden nach dem Lesen der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser verstanden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Arbeitsmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Steuerpults für ein Arbeitsgerät gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Universalmontagehalterung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Steuerpults für ein Arbeitsgerät, das eine Transportkapsel beinhaltet, gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Steuerkapsel für ein Arbeitsgerät, das eine Nutzungskapsel beinhaltet, gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Steuerpults für ein Arbeitsgerät, das eine Joystick-Kapsel beinhaltet, gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 7 ist eine perspektivische Ansicht einer Komponente der Joystick-Kapsel aus 6, und speziell eines Joysticks.
- 8 ist eine perspektivische Ansicht einer Komponente der Joystick-Kapsel aus 6, und speziell einer Joystick-Abdeckung.
- 9 ist eine perspektivische Ansicht eines Steuerpults für ein Arbeitsgerät, das eine Kapsel für einen einachsigen Hebel (SAL) beinhaltet, gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 10 ist eine perspektivische Ansicht einer Komponente der SAL-Kapsel aus 9, und speziell einer Mehrzahl von SALs.
- 11 ist eine perspektivische Ansicht einer Komponente der SAL-Kapsel aus 9, und speziell einer SAL-Abdeckung.
- 12 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Probensequenz von Schritten darstellt, die gemäß einem Verfahren der vorliegenden Offenbarung umgesetzt werden können.
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Detaillierte Beschreibung
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und unter spezifischer Bezugnahme auf 1 wird eine perspektivische Ansicht einer Arbeitsmaschine, die gemäß der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist, allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Die Arbeitsmaschine 1 ist als ein Radlader dargestellt, kann jedoch ebenso eine beliebige Arbeitsmaschine sein, die für Bau-, Bergbau-, Landwirtschafts- oder Erdbewegungsanwendungen gestaltet ist, wie ein Kettenlader, Verdichter, Kompaktlader, Bagger, Tieflöffelbagger und dergleichen. Die Arbeitsmaschine 1 beinhaltet einen Arbeitsmaschinenkörper 11, einen von dem Arbeitsmaschinenkörper 11 getragenen Motor oder eine Leistungseinheit 12 und eine den Arbeitsmaschinenkörper 11 tragende Lokomotivvorrichtung 13, die von der Leistungseinheit 12 betriebsmäßig angetrieben wird. Die Lokomotivvorrichtung 13 kann die Räder und Reifen aufweisen, wie gezeigt, oder auf andere Weise in den Boden eingreifen, wie durch das Einsetzen von Laufkettenbändern, Raupen, Laufflächen oder dergleichen, um die Arbeitsmaschine 1 zu bewegen.
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Die Arbeitsmaschine 1 kann einen Arbeitsgerätearm 14 beinhalten, der an einem proximalen Ende an dem Arbeitsmaschinenkörper 11 angebracht ist und an einem distalen Ende an einem Arbeitswerkzeug oder einem Werkzeug 15 angebracht ist. In einer Ausführungsform, in der die Arbeitsmaschine 1 ein Radlader ist, kann der Arbeitsgerätearm 14 ein Ausleger sein und kann das Werkzeug 15 eine Schaufel sein. In anderen Ausführungsformen kann der Arbeitsgerätearm 14 jedoch ebenso ein Rahmen, ein Schlitten, ein Stab, ein Löffel oder eine Kombination davon sein, und das Werkzeug 15 kann ein Verdichter, eine Kaltfräse, ein Schlegelmäher, ein Mulcher, eine Schaufel usw. sein, wobei weder die Form des Werkzeugs 15 noch seine Art der Anbringung eingeschränkt ist. Zum Manövrieren des Werkzeugs/der Werkzeuge 15 können der Arbeitsgerätearm 14 und das Werkzeug 15 durch ein hydraulisches Leistungssystem 16 betätigt werden, das durch die Leistungseinheit 12 betriebsmäßig angetrieben wird, beispielsweise durch eine Hydraulikpumpe und eine Mehrzahl von Hydraulikzylindern.
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Typischerweise wird die Arbeitsmaschine 1 von einem menschlichen Bediener von innerhalb einer Bedienerkabine 17 gesteuert, die auf dem Arbeitsmaschinenkörper 11 gelagert ist. Von der Kabine 17 aus kann der Bediener die Arbeitsmaschine 1 antreiben, d. h. die Lokomotivvorrichtung 13 steuern. Der Bediener kann ferner den Arbeitsgerätearm 14 und das Werkzeug 15 und/oder zusätzliche Funktionen der Arbeitsmaschine 1 steuern, wie die Leistungseinheit 12, das hydraulische Leistungssystem 16 usw. Zu diesem Zweck beherbergt die Kabine 17 ein Steuerpult 2 für ein Arbeitsgerät, das eine Mehrzahl von Steuereingängen aufweist, die auf einige oder alle der vorstehend genannten Aktionen gerichtet sind. In einigen Ausführungsformen kann das Steuerpult 2 auf einem Bedienersitz 18 installiert sein, der sich innerhalb der Kabine 17 befindet.
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Unter Bezugnahme auf 2 ist eine perspektivische Ansicht des Steuerpults 2 für ein Arbeitsgeräte näher gezeigt. Das Steuerpult 2 beinhaltet eine Universalmontagehalterung 21, die fest an dem Bedienersitz 18 angebracht ist und eine auswechselbare Steuerkapsel 22 für ein Arbeitsgerät trägt. Die Steuerkapsel 22 für ein Arbeitsgerät ist eine modulare Anbringung, wobei eine Mehrzahl von einzigartigen Steuerkapseln 22 für ein Arbeitsgerät einzeln an der gleichen Universalmontagehalterung 21 installiert werden kann. Jeder Steuerkapsel 22 für ein Arbeitsgerät beinhaltet einen primären Steuereingang 30, der eine Mehrzahl von einachsigen Hebeln (SALs), einen Joystick, einen Steuerknüppel oder dergleichen sein kann, wobei die Mehrzahl von SALs beispielhaft in 2 gezeigt wird. Jede Steuerkapsel 22 für ein Arbeitsgerät beinhaltet ferner wenigstens einen sekundären Steuereingang 40, der ein Tastenfeld, ein Schalter, eine Taste, ein Kipphebel oder dergleichen sein kann, wobei jeder der vorstehend genannten ebenso beispielhaft in 2 gezeigt wird. Insbesondere ist jeder sekundäre Steuereingang 40 auf eine Weise platziert und orientiert, die eine gleichzeitige Einhandbedienung mit dem primären Steuereingang 30 ermöglicht. Mit anderen Worten kann ein Bediener bequem und genau mit einem beliebigen des sekundären Steuereingangs 40 unter Verwendung einer einzigen Hand interagieren, ohne den primären Steuereingang 30 loszulassen. Es versteht sich, dass, während eine rechtshändige Konfiguration offenbart und in den Figuren dargestellt ist, eine linkshändige Konfiguration ebenso möglich und vorgesehen ist, wobei die Beschreibung und die zugehörigen Figuren nur gespiegelt werden müssen. In einigen Ausführungsformen kann das Steuerpult 2 für ein Arbeitsgerät ferner eine untere Universalabdeckung 50, die eine untere Komponente ist, die von einigen der Mehrzahl von Steuerkapseln 22 für ein Arbeitsgerät gemeinsam genutzt wird; und eine obere Abdeckung 60 umfassen, die eine obere Komponente ist, die für einige der Mehrzahl von Steuerkapseln 22 für ein Arbeitsgerät einzigartig ist.
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Jede der Mehrzahl von Steuerkapseln 22 für ein Arbeitsgerät kann auf der Universalmontagehalterung 21 installiert sein, die in 3 vor der Anbringung der Kapsel 22 gezeigt wird. Die Universalmontagehalterung 21 kann auf dem Bedienersitz 18 installiert sein und kann auf einer rechten Armlehne des Bedienersitzes 18 installiert sein, sodass sich die Universalmontagehalterung 21 zusammen mit dem Sitz 18 bewegt, falls und wenn der Sitz 18 angepasst wird. Die Universalmontagehalterung 21 und damit das Steuerpult 2 können ferner ihre eigenen ergonomischen Anpassungsknöpfe 222 beinhalten, um beispielsweise eine Position, Höhe oder einen Winkel des Steuerpults 2 in Bezug auf den sitzenden Bediener zu verändern. Die Universalmontagehalterung 21 bildet das Fundament des Steuerpults 2 aus und erleichtert die bequeme Installation oder Entfernung verschiedener Steuerkapseln 22 für ein Arbeitsgerät, wie weiter unten noch erläutert wird.
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Über die Universalmontagehalterung 21 können jeweils eine Mehrzahl von einzigartigen Steuerkapseln 22 für ein Arbeitsgerät auf dem Steuerpult 2 installiert werden. Auf diese Weise können die primären Steuereingänge 30, die sekundären Steuereingänge 40 und ihre Anordnung unter anderem gemäß dem jeweiligen Modell der Arbeitsmaschine 1, dem Produktionsstadium dieser Arbeitsmaschine 1 und/oder den Vorlieben des Kunden variiert werden. Beispielsweise kann die Arbeitsmaschine 1 während einer Transport- oder Lagerungsphase eine Transportkapsel 23 installiert haben, die nur ein Minimum an Steuereingängen beinhaltet, die für den Transport der Arbeitsmaschine 1 erforderlich sind. Während einer Qualitätsprüfphase kann die Arbeitsmaschine 1 eine Nutzungskapsel 24 installiert haben, die eine Mehrzahl von Steuereingängen zum Auswerten jeder möglichen Funktion der Arbeitsmaschine 1 beinhaltet. Und während einer kommerziellen Phase kann die Arbeitsmaschine 1 eine Joystick-Kapsel 25 oder eine SAL-Kapsel 26 installiert haben, die jeweils einige, jedoch notwendigerweise nicht alle Steuereingänge beinhalten, die von der Nutzungskapsel 24 getragen werden, wobei die enthaltenen Funktionen gemäß dem Verwendungsfall 1 dieser Arbeitsmaschine ausgewählt werden.
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Unter Bezugnahme auf 4 ist eine Ausführungsform des Steuerpults 2 im Detail gezeigt, wobei die Steuerkapsel 22 für ein Arbeitsgerät eine Transportkapsel 23 ist. Die Transportkapsel 23 kann unter Verwendung einer einzigen Halterung und Schraube auf der Universalmontagehalterung 21 installiert werden, wo wenig, bis keine zusätzliche Befestigungs- oder Gehäuseinfrastruktur erforderlich ist. Insbesondere erfordert die Transportkapsel 23 nicht die untere Universalabdeckung 50 oder die obere Abdeckung 60, obwohl sie dennoch in einigen Ausführungsformen enthalten sein können. Der primäre Steuereingang 30 für die Transportkapsel 23 ist ein Steuerknüppel 31 und der sekundäre Steuereingang 40 besteht aus einer Taste 41. In einer Ausführungsform ist der Steuerknüppel 31 ein Auslegersteuerknüppel, der nur für die Hebewirkung des Auslegers 14 verantwortlich ist; und ist der Knopf 41 ist ein Horndruckknopf, der nur für eine Wirkung eines Hupens der Arbeitsmaschine 1 verantwortlich ist. In einer anderen Ausführungsform der Transportkapsel 23 kann der primäre Steuereingang 30 stattdessen zwei Steuerknüppel 31 sein, wobei der erste für einen Hebevorgang des Auslegers 14 verantwortlich ist und der zweite für einen Kippvorgang des Werkzeugs 15 verantwortlich ist; und kann der sekundäre Steuereingang 40 aus demselben Horndruckknopf 41 bestehen. In beiden Fällen ist die Transportkapsel 23 gestaltet, um nur bei oder nahe der minimalen Funktionalität für den Transport und die Lagerung der Arbeitsmaschine 1 bereitzustellen. Beispielsweise kann der Genauigkeitsgrad, der durch den/die Steuerknüppel 31 gewährt wird, gröber sein als der, der durch die primären Steuereingänge 30 anderer Steuerkapseln 22 bereitgestellt wird, und/oder seine Konstruktion kann für eine geringere Arbeitsleistung bewertet sein. In einigen Zusammenhängen kann die Transportkapsel 23 nur als eine Platzhalterkapsel vor der vollständigen Montage und dem kommerziellen Einsatz der Arbeitsmaschine 1 betrachtet werden.
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Als nächstes, zeit 5 eine Ausführungsform des Steuerpults 2 für ein Arbeitsgerät, wobei die Steuerkapsel 22 für ein Arbeitsgerät eine Nutzungskapsel 24 ist. Die Nutzungskapsel 24 kann unter Verwendung einer beliebigen Art oder Anzahl von Befestigungselementen auf die Universalmontagehalterung 21 installiert werden, wobei keine Einschränkung durch die vorliegende Offenbarung beabsichtigt ist. Insbesondere erfordert die Transportkapsel 23 nicht die untere Universalabdeckung 50 oder die obere Abdeckung 60, obwohl sie dennoch in einigen Ausführungsformen enthalten sein können. Im direkten Gegensatz zu der Transportkapsel 23 ist die Nutzungskapsel 24 gestaltet, um der Arbeitsmaschine 1 während der Produktions- und Testphase ihres Lebenszyklus die volle Reihe von Steuereingängen für den Betrieb bereitzustellen. Dementsprechend kann der primäre Steuereingang 30 für die Nutzungskapsel 24 einen beliebigen primären Steuereingang 30 beinhalten, der der Mehrzahl von Steuerkapseln 22 für ein Arbeitsgerät zur Verfügung steht, wie einen Joystick, einen Steuerknüppel, eine Mehrzahl von SALs oder dergleichen. Ebenso kann die Nutzungskapsel 24 beliebige und alle sekundären Steuereingänge 40 beinhalten, die der Mehrzahl von Steuerkapseln 22 für ein Arbeitsgerät zur Verfügung stehen, wie Tastaturen, Schalter, Knöpfe, Kippschalter und dergleichen. In der in 5 gezeigten Ausführungsform, und wenn die Arbeitsmaschine 1 ein Radlader ist, kann der primäre Steuereingang 30 der Nutzkapsel 24 die Mehrzahl von SALs 32 bilden, wobei der erste SAL 32 für eine Hebeaktion des Auslegers 14 verantwortlich ist, der zweite SAL 32 für eine Kippaktion des Werkzeugs 15 verantwortlich ist und der dritte SAL 32 eine programmierbare Funktion ist. In der Zwischenzeit können die sekundären Steuereingänge 40 eine programmierbare Tastatur 42; einen programmierbaren Schalter 43; einen Differentialsperrknopf 44, der für das Koppeln der Drehung gegenüberliegender Räder der Lokomotivvorrichtung 13 verantwortlich ist; einen Vorwärts-Neutral-Rückwärts-Knüppel 45, der für das Schalten einer Fahrtrichtung für die Lokomotivvorrichtung 13 verantwortlich ist; einen Drosselsperrknüppel 46, der für das Aufrechterhalten oder Freigeben einer Motordrehzahl der Leistungseinheit 12 verantwortlich ist; einen Horndruckknopf 41; und noch andere Elemente beinhalten. Es ist erwähnenswert, dass die Nutzungskapsel 24 redundante Steuereingänge aufweisen kann, d. h. Eingänge, die die gleichen oder ähnliche Funktionen durchführen, die während kommerzieller Anwendungen nicht gleichzeitig in einer Arbeitsmaschine 1 installiert wären. Wie angegeben, ist ein primärer Zweck der Nutzungskapsel 24, die verschiedenen Merkmale und Eingänge zu testen, die der Mehrzahl von einzigartigen Steuerkapseln 22 für ein Arbeitsgerät zur Verfügung stehen, sodass keine Beschränkung für die Art oder Anzahl der angegebenen Steuereingänge 30, 40 vorgesehen ist.
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Vor der Erörterung der kommerziellen Ausführungsformen der Steuerkapsel 22 für ein Arbeitsgerät wird erneut hervorgehoben, dass die Mehrzahl von einzigartigen Steuerkapseln 22 für ein Arbeitsgerät eine Anzahl gemeinsamer Komponenten gemeinsam nutzt. Die Universalmontagehalterung 21 wird von allen Steuerkapseln 22 gemeinsam genutzt, die untere Universalabdeckung 50 wird von allen kommerziellen Varianten der Steuerkapseln 22 für ein Arbeitsgerät gemeinsam genutzt, wie nachstehend erörtert, und verschiedene primäre Steuereingänge 30 und sekundäre Steuereingänge 40 können sich über einige Kapseln 22 hinweg überlappen, jedoch bei anderen fehlen.
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Hinsichtlich der Modularität sind insbesondere die programmierbare Tastatur 42 und der programmierbare Schalter 43 hervorzuheben. Wie am besten in 5 zu sehen ist, kann die programmierbare Tastatur 42 eine Mehrzahl von Tasten beinhalten, die jeweils auf eine bestimmte Funktion der Arbeitsmaschine 1 gerichtet sind. Beispielsweise kann eine erste Taste ein Merkmal der Leistungseinheit 12 steuern, kann eine zweite Taste eine voreingestellte Bewegung des Arbeitsgerätearms 14 ausführen, kann eine dritte Taste ein Klima der Kabine 17 anpassen und so weiter. Ähnlich wie die programmierbare Tastatur 42 kann der programmierbare Schalter 43 für eine beliebige Anzahl von voreingestellten Befehlen abhängig von den spezifischen Arbeitsanforderungen verantwortlich sein. Während die Tastatur 42 mit 8 Tasten dargestellt ist, ist ebenso eine andere Anzahl von Tasten oder die Anordnung davon möglich.
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In einigen Ausführungsformen, wie dem Fall mit der in 5 gezeigten Steuerkapsel 24, können die programmierbare Tastatur 42 und der programmierbare Schalter 43 ohne Zwischeninfrastruktur direkt auf der Steuerkapsel 22 für ein Arbeitsgerät installiert sein. In anderen Ausführungsformen, wie in 2 gezeigt, können die Tastatur 42 und/oder der Schalter 43 zuerst auf einer Universalplatte 47 installiert werden, die anschließend an der oberen Abdeckung 60 der Steuerkapsel 22 für ein Arbeitsgerät angebracht wird. Vorteilhafterweise kann dieselbe Universalplatte 47 zwischen verschiedenen Steuerkapseln 22 für das Arbeitsgerät geteilt werden, wodurch die Kompatibilität der Komponenten erhöht und die Anzahl der Steuerlayouts reduziert wird, die ein Bediener möglicherweise lernen muss. Ferner ist die Universalplatte 47 anpassbar, sodass sie nur die Tastatur 42, nur den Schalter 43, sowohl die Tastatur 42 als auch den Schalter 43 oder weder die Tastatur 42 noch den Schalter 43 installiert haben kann. Außerdem kann die Position der Tastatur 42 und des Schalters 43 auf der Platte 47 in Abhängigkeit von der jeweiligen Kapsel 22 angepasst oder sogar umgekehrt werden. Auf diese Weise wird die Modularität und Individualisierbarkeit des Steuerpults 2 weiter verbessert.
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Unter Bezugnahme auf die 6-11 sind zwei kommerzielle Varianten der Steuerkapseln 22 für ein Arbeitsgerät oder derjenigen, die üblicherweise während der täglichen Verwendung der Arbeitsmaschine 1 eingesetzt werden, gezeigt. Die erste ist eine Joystick-Kapsel 25, wie sie in den 6-8 gezeigt ist, und die zweite ist eine SAL-Kapsel 26, wie in 9-11 gezeigt ist. Sowohl die Joystick-Kapsel 25 als auch die SAL-Kapsel 26 können an der Universalmontagehalterung 21 montiert sein, die untere Universalabdeckung 50 teilen und eine einzigartige obere Abdeckung 60 beinhalten. Für die Joystick-Kapsel 25 ist der primäre Steuereingang 30 ein Joystick 33 und die obere Abdeckung 60 ist eine Joystick-Abdeckung 61. Für die SAL-Kapsel 26 ist der primäre Steuereingang 30 die Mehrzahl von SALs 32 und die obere Abdeckung 60 ist eine SAL-Abdeckung 62. Es versteht sich, dass die untere Universalabdeckung 50 gestaltet ist, um sowohl von der Joystick-Kapsel 25 als auch von der SAL-Kapsel 26 gemeinsam genutzt zu werden und ebenso an anderen Ausführungsformen von Kapseln 22 angebracht werden kann. Im Gegensatz dazu ist die obere Abdeckung 60 gestaltet, um nur mit ihrer spezifischen Kapsel 22 zusammenzupassen, da sie durch die Geometrie des primären Steuereingangs 30 und die Kombination der bereitgestellten sekundären Steuereingänge 40 begrenzt ist. Unabhängig davon können sowohl die untere Abdeckung 50 als auch die obere Abdeckung 60 mit der Universalmontagehalterung 21 und/oder miteinander in Eingriff stehen.
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6 zeigt eine perspektivische Ansicht der Joystick-Kapsel 25; 7 zeigt den Joystick 33; und 8 zeigt die entsprechende obere Abdeckung 60 für die Joystick-Kapsel 25, eine Joystick-Abdeckung 61. Man erkennt, dass der Joystick 33 nach der Installation aus einer Joystick-Öffnung 611 der Joystick-Abdeckung 61 herausragt. In einer Ausführungsform, in der die Arbeitsmaschine 1 ein Radlader ist, kann eine erste Bewegungsachse des Joysticks 33 einen Hebevorgang des Auslegers 14 steuern, während eine zweite Bewegungsachse des Joysticks 33 einen Kippvorgang des Werkzeugs 15 steuern kann. Zusätzlich kann der Joystick 33 eine Reihe von ergonomischen Merkmalen aufweisen, einschließlich einer handflächenangepassten Krümmung, einer Daumenstütze, einer länglichen Oberseite und eines zentralen Griffs, deren Details in der vorliegenden Offenbarung nicht weiter erörtert werden. An einem rechten Segment 612 der Joystick-Abdeckung 61 ist eine Anzahl von sekundären Steuereingängen 40 bereitgestellt, sodass jeder sekundäre Steuereingang 40 zu einer gleichzeitigen Einhandbedienung mit dem Joystick 33 in der Lage ist. In der gezeigten Ausführungsform beinhaltet die Joystick-Kapsel 25 die programmierbare Tastatur 42 und den Drosselsperrknüppel 46. Ferner wird zunächst die Tastatur 42 auf der Universalplatte 47, in diesem Fall ohne den programmierbaren Schalter 43, installiert und wird anschließend die Universalplatte 47 an der Joystick-Abdeckung 61 befestigt. In anderen Ausführungsformen der Joystick-Kapsel 25 kann die Universalplatte 47 jedoch ferner den programmierbaren Schalter 43 beinhalten und/oder kann die Joystick-Abdeckung 61 zusätzliche sekundäre Steuereingänge 40 beinhalten, die in 6-8 nicht zu sehen sind.
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9 ist eine perspektivische Ansicht einer SAL-Kapsel 26; 10 zeigt eine Mehrzahl von SALs 32; und 11 zeigt die entsprechende obere Abdeckung 60 für die Sal-Kapsel 26, eine Sal-Abdeckung 62. Es ist zu erkennen, dass die Mehrzahl von SALs 32 nach der Installation aus den jeweiligen SAL-Öffnungen 621 der SAL-Abdeckung 62 hervorragen. Wenn die Arbeitsmaschine 1 ein Radlader ist, kann ein erster SAL 32 einen Hebevorgang des Auslegers 14 steuern, kann ein zweiter SAL 32 einen Kippvorgang des Werkzeugs 15 steuern und kann ein dritter SAL 32 programmierbar sein. In anderen Ausführungsformen kann die SAL-Kapsel 26 nur zwei SALs 32 als den primären Steuereingang 30 beinhalten, die den Ausleger 14 beziehungsweise das Werkzeug 15 steuern. Es versteht sich, dass in einem solchen Fall die SAL-Abdeckung 62 unterschiedlich geformt wäre, um sich in die SALs 32 zu integrieren, z. B., indem sie zwei SAL-Öffnungen 621 anstelle von drei aufweist. Eine Anzahl von sekundären Steuereingängen 40 sind an einem oberen Segment 622 der SAL-Abdeckung 62 bereitgestellt, sodass jeder sekundäre Steuereingang 40 zu einer gleichzeitigen Einhandbedienung mit der Mehrzahl von SALs 32 in der Lage ist. In der gezeigten Ausführungsform beinhaltet die SAL-Kapsel 26 die programmierbare Tastatur 42, den programmierbaren Schalter 43, die Differentialsperrtaste 44, den Drosselsperrknüppel 46 und den Horndruckknopf 41. Insbesondere werden zunächst die Tastatur 42 und der Schalter 43 auf der Universalplatte 47 installiert und wird anschließend die Universalplatte 47 an der SAL-Abdeckung 62 befestigt. In einigen Ausführungsformen kann die Universalplatte 47 zwischen 30 und 50 Grad und vorzugsweise 40 Grad zu einer horizontalen Ebene abgewinkelt sein, eine Orientierung, von der angenommen wird, eine gleichzeitige Einhandbedienung am besten zu ermöglichen. Und in anderen Ausführungsformen kann die Universalplatte 47 nur die Tastatur 42 beinhalten, kann nur den Schalter 43 beinhalten oder kann beides beinhalten, jedoch ihre relativen Platzierungen umkehren.
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Unter weiterer Bezugnahme auf 11 ist zu erkennen, dass die SAL-Abdeckung 62 wenigstens einen Zustandsanzeiger 70 beinhaltet. Jedoch kann ein besseres Verständnis unter Bezugnahme auf die Steuerkapsel 22 für ein Werkzeug aus 2 erhalten werden. Jeder Zustandsanzeiger 70 kann der Funktion, dem gegenwärtigen Zustand oder einer anderen Eigenschaft eines jeweiligen primären Steuereingangs 30 oder sekundären Steuereingangs 40 entsprechen. Beispielsweise kann in 2 der Zustandsanzeiger 70 unter dem ersten Hebel und entsprechend dazu aufleuchten, wenn dieser Hebel aktiviert wird, und ferner eine Betätigungsrichtung angeben. Ebenso kann der Zustandsanzeiger 70 für den zweiten Hebel dasselbe tun. Jeder Zustandsanzeiger 70 kann eindeutig dimensioniert sein und eine abgeschrägte obere linke Ecke aufweisen, um jede Verwechslung zwischen verschiedenen Anzeigern 70 während eines Installationsprozesses zu beseitigen. Die Zustandsanzeiger 70 sind vorzugsweise auf der oberen Abdeckung 60 der Steuerkapsel 22 für ein Arbeitsgerät installiert und können für eine beliebige Kombination der verfügbaren Steuereingänge 30, 40 hinzugefügt werden.
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Schließlich, wie in 2 gezeigt, kann das Steuerpult 2 eine abgeschrägte Ecke 221 aufweisen, die in einigen Ausführungsformen eine untere linke vordere Ecke sein kann. Die abgeschrägte Ecke 221 verbessert den Beinraum, insbesondere die Kniefreiheit, für den in dem Bedienersitz 18 sitzenden Bediener. Die Geometrie der abgeschrägten Ecke 221 kann von einem Vorsprung von unten, von einem Vorsprung von links, von einem Vorsprung von vorne oder einer Kombination davon abgeschrägt sein, solange die Form des Steuerpults 2 das Bein des Bedieners während der Verwendung nicht stört.
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Obwohl die vorliegende Offenbarung die Transportkapsel 23, die Nutzungskapsel 24, die Joystick-Kapsel 25 und die SAL-Kapsel 26 im Detail erörtert hat, sollte verstanden werden, dass eine beliebige Anzahl von Steuerkapseln 22 für ein Arbeitsgerät gestaltet und mit der Universalmontagehalterung 21 ausgestattet sein kann, um das Steuerpult 2 für ein Arbeitsgerät auszubilden. Jede Steuerkapsel 22 für ein Gerät muss nur mit der Universalmontagehalterung 21 kompatibel zu sein, einen primären Steuereingang 30 und wenigstens einen sekundären Steuereingang 40 beinhalten, wobei jeder sekundäre Steuereingang 40 zu einer gleichzeitigen Einhandbedienung mit dem primären Steuereingang 30 in der Lage ist. Die verschiedenen hierin offenbarten Steuereingänge 30, 40 können neu angeordnet oder in verschiedenen Kombinationen enthalten sein, und zusätzliche, nicht spezifizierte Eingänge 30, 40 können enthalten sein, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Diese Steuereingänge 30, 40 und ihre Anordnung können unter anderem gemäß bestimmten anwendungstechnischen Erfordernissen in Bezug auf die jeweilige Konfiguration der Arbeitsmaschine 1, ihres Produktionszyklus und der Kundenpräferenzen entschieden werden. Unabhängig von der Motivation ermöglicht das offenbarte Rahmenwerk eine modulare Steuerkapsel 22 für ein Arbeitsgerät, die leicht angepasst, installiert, ersetzt, ausgetauscht und repariert werden kann, während der Komfort und die Benutzerfreundlichkeit des Bedieners gefördert werden.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Im Betrieb kann die vorliegende Anmeldung gewerbliche Anwendbarkeit in einer beliebigen Anzahl von Arbeitsmaschinen finden, die von einem Bediener über ein Steuerpult für ein Arbeitsgerät gesteuert werden. Sie kann insbesondere für solche Arbeitsmaschinen gelten, die unterschiedliche Steuerpulte über verschiedene Modelle, Stile und Konfigurationen hinweg aufweisen. Während die Arbeitsmaschine als ein Radlader gezeigt ist, gilt die vorliegende Offenbarung ebenso für andere Arbeitsmaschinen, die in Erdbewegungs-, Bau-, Bergbau- und Landwirtschaftsgebieten verwendet werden, einschließlich, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Raupenlader, Verdichter, Bagger, Löffelbagger, Kompaktlader und dergleichen. Durch das Einsetzen der hierin offenbarten Gestaltungen können Steuerpulte eine größere Modularität aufweisen, während der Komfort, die Genauigkeit und die Benutzerfreundlichkeit für den Bediener verbessert werden.
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Beispielsweise kann ein Radlader eine bestimmte Lokomotivvorrichtung, einen Arbeitsgerätearm oder ein Arbeitswerkzeug beinhalten. Sie kann ebenso eine bestimmte Bruttoleistungsausgabe, einen hydraulischen Betriebsdruck, eine Gewichtskapazität usw. bereitstellen oder nutzen. Der Funktionssatz und die Betriebsparameter des Radladers spiegeln sich somit in den Merkmalen des Steuerpults für ein Arbeitsgerät wider. Folglich stellen die hierin offenbarten modularen Steuerkapseln ein Mittel für die effiziente Herstellung und Installation geeigneter Steuerkonsolen mit ihren entsprechenden Maschinen bereit. Die erhöhte Kompatibilität der Teile zwischen den Steuerpulten ermöglicht es den Herstellern, den Produktionsumfang zu erhöhen und den Lagerbestand zu reduzieren. In der Zwischenzeit können bestimmte Ausführungsformen der Steuerkapsel, wie die Nutzungskapsel und die Transportkapsel, das Testen rationalisieren und die Anpassung an die Nachrüstung erleichtern.
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Gemäß einer weiteren Aufgabe der Offenbarung verbessert die Gestaltung jeder Steuerkapsel für ein Arbeitsgerät den Komfort, die Genauigkeit und die Benutzerfreundlichkeit für den Bediener. Die Platzierung und Orientierung jedes sekundären Steuereingangs in Bezug auf den primären Steuereingang ermöglicht eine gleichzeitige Einhandbedienung. Darüber hinaus ermöglichen gemeinsam genutzte Teile, wie die Universalplatte, einem Bediener, zwischen Maschinen (und zwischen Steuerpulten) zu wechseln, um den mentalen Aufwand im Zusammenhang mit dem neuen Erlernen von Steuerungen zu reduzieren. Schließlich gibt die abgeschrägte untere linke vordere Ecke des Steuerpults für ein Arbeitsgerät Beinfreiheit frei und erhöht den Komfort, der durch den Bedienersitz angeboten wird.
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Während ein Radlader beispielhaft gezeigt worden ist, nutzen andere Arbeitsmaschinen dennoch die Eigenschaft gemeinsam, eine Bedienereingabe über ein Steuerpult zu erfordern.
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Daher gilt die durch die vorliegende Offenbarung offenbarte Modularität für jede Arbeitsmaschine, die von anpassbaren Steuerpulten profitiert. Darüber hinaus kann die ergonomische Einhandgestaltung jeder Steuerkapsel für ein Arbeitsgerät für solche Arbeitsmaschinen gelten, die Multitasking erfordern, beispielsweise für solche Maschinen, bei denen ein Bediener die Maschine sowohl antreiben als auch ihre Werkzeuge steuern muss.
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Unter Bezugnahme auf 12 wird ein Verfahren zum Installieren einer Steuerkapsel für ein Arbeitsgerät auf einer Arbeitsmaschine allgemein mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet. Das Verfahren umfasst zunächst das Bereitstellen einer Arbeitsmaschine mit einem Bedienersitz und einer Universalmontagehalterung (Block 101). Die Universalmontagehalterung kann fest an dem Bedienersitz angebracht sein und alle an dem Bedienersitz vorgenommenen Anpassungen begleiten. Alternativ kann die Universalmontagehalterung eigene ergonomische Anpassknöpfe aufweisen, um beispielsweise eine Position, eine Höhe oder eine Neigung in Bezug auf den Bedienersitz zu verändern. Als nächstes wird ein primärer Steuereingang an der Universalmontagehalterung (Block 102) angebracht. Dies kann unter Verwendung einer beliebigen Art oder Anzahl von Befestigungselementen erreicht werden, die in dem Stand der Technik allgemein bekannt sind, wie Schrauben, Bolzen, Nieten, Verriegelungen, Klemmen, Presspassung usw., ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Der Anbringungsmechanismus kann reversibel sein, es sind jedoch ebenso permanente Mittel wie Schweißen, Krimpen, Kleben und dergleichen möglich und vorgesehen. Der primäre Steuereingang wird dann mit der Arbeitsmaschine verdrahtet (Block 103), sodass beliebige mechanische, analoge elektrische, digitale elektrische oder andere Signale von dem primären Steuereingang beispielsweise an einen Bordcomputer der Arbeitsmaschine gesendet werden können. Die von dem primären Steuereingang gesendeten Signale können die Arbeitsgeräte der Arbeitsmaschine betriebsmäßig betätigen, beispielsweise über das hydraulische Leistungssystem und eine Mehrzahl von Hydraulikzylindern. Wenn der primäre Steuereingang Rückkopplungsmechanismen beinhaltet, kann der Verdrahtungsschritt es ermöglichen, dass Signale von der Arbeitsmaschine ebenso an den primären Steuereingang gesendet werden. In Block 104 ist eine obere Abdeckung, die wenigstens einen sekundären Steuereingang trägt, an der Universalmontagehalterung angebracht. Wie in 6-11 gezeigt, kann der primäre Steuereingang während und nach der Installation durch eine Öffnung der oberen Abdeckung positioniert werden. Die obere Abdeckung kann unter Verwendung einer beliebigen Art oder Anzahl von Befestigungselementen befestigt werden, die in dem Stand der Technik allgemein bekannt sind, und kann ferner an dem primären Steuereingang befestigt werden. Anschließend wird der wenigstens eine sekundäre Steuereingang mit der Arbeitsmaschine verdrahtet, beispielsweise mit einem Bordcomputer der Arbeitsmaschine (Block 105). Sobald alle Anschlüsse verdrahtet sind, wird eine universelle Bodenabdeckung an der Universalmontagehalterung (Block 106) angebracht. Die untere Universalabdeckung kann optional an der oberen Abdeckung und/oder an dem primären Steuereingang angebracht sein und kann unter Verwendung einer beliebigen Art oder Anzahl von Befestigungselementen installiert werden, die in dem Stand der Technik allgemein bekannt sind. Auf diese Weise kann eine Steuerkapsel für ein Arbeitsgerät und gegebenenfalls eine kommerzielle Variante der Steuerkapsel für ein Arbeitsgerät an einer Arbeitsmaschine installiert werden.
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Es ist erwähnenswert, dass eine Negierung und Umkehrung der vorstehenden Schritte angewendet werden kann, um dieselbe Steuerkapsel für ein Arbeitsgerät zu deinstallieren, insbesondere wenn der Befestigungsmechanismus umkehrbar ist. Ferner kann die Arbeitsmaschine in einigen Ausführungsformen mit einer Transportkapsel vorinstalliert sein, die vor der kommerziellen Verwendung ausgetauscht werden muss. In solchen Fällen kann dem vorstehenden Verfahren ein erster Schritt zum Entfernen der Transportkapsel vorausgehen. Dies kann dadurch erreicht werden, dass zunächst die Verdrahtung zwischen den primären Steuereingängen und der Arbeitsmaschine und zwischen den sekundären Steuereingängen und der Arbeitsmaschine getrennt wird. Als nächstes werden die Befestigungselemente, bei denen es sich um eine einzige Halterung und einen Bolzen handeln kann, entfernt. Somit ist die Universalmontagehalterung für die Installation jeder anderen Steuerkapsel für ein Arbeitsgerät leicht verfügbar.
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Während der vorangehende Text eine detaillierte Beschreibung zahlreicher verschiedener Ausführungsformen darlegt, sollte verstanden werden, dass der rechtliche Schutzumfang durch die Worte der am Ende dieses Patents dargelegten Ansprüche definiert ist. Die ausführliche Beschreibung ist nur als beispielhaft zu verstehen und beschreibt nicht jede mögliche Ausführungsform, da die Beschreibung jeder möglichen Ausführungsform unpraktisch, wenn nicht gar unmöglich wäre. Zahlreiche alternative Ausführungsformen könnten implementiert werden, entweder unter Verwendung von aktueller Technologie oder von Technologie, die nach dem Anmeldetag dieses Patents entwickelt wurde, die immer noch in den Umfang der Ansprüche fallen würden, die den Schutzumfang definieren.
