DE19604987C2 - Wegsensor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wegsensor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Wegsensoren werden beispielsweise bei Hubein­ richtungen von Gabelstaplern verwendet. Ein Betätigen eines an der Hubeinrichtung des Gabelstaplers angeord­ neten Wegsensors in Form eines Taster-Schaltelements führt beispielsweise zum Absenken der Gabel, um Paletten oder dergleichen auf dem Boden abzusetzen. Darüber hinaus finden solche Wegsensoren auch Anwendung in Hebezeugen (Laufkatzen).

Ein Problem der bekannten Wegsensoren ist die gleichmäßige, ruckfreie Bedienung, die erforderlich ist, den Tastenweg und ein entsprechendes Abgriffselement, beispielsweise ein elektrisches Widerstandselement, ein Signal für die Geschwindigkeit der auszuführenden Hubbewegung auszugeben.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß es aufgrund einer leicht verkippbaren Führung des Tasterelementes zu einer ruckartigen Betätigung des Taster-Schaltelementes kommen kann, was beispielsweise bei der Anwendung in einem Gabelstapler zu einem schlagartigen Absenken der Gabel führt. Dieses schlagartige und schnelle Absenken der Gabel birgt Gefahren für die Bedienungsperson des Gabelstaplers, aber auch für das abzusenkende Gut in sich.

Derartige nachteilige Effekte bei der Betätigung des Taster-Schaltelementes werden gewöhnlich als Stick-Slip- Effekte bezeichnet.

Aus der DE 40 15 720 A1 geht ein elektrischer Weg- oder Winkelsensor hervor, bei dem das Abgriffselement in Form eines Schleifkontakts mit Kontaktzungen durch eine Antriebsstange verschiebbar ist. Diese Antriebsstange ist in einer Buchse eines Gehäuses gleitverschieblich geführt. Bei diesem Weg- oder Winkelsensor können Stick- Slip-Effekte auftreten.

Aus der US 28 92 171 geht ein Sensor hervor, bei dem ein Abgriffselement in einer Führungseinheit, welche die Gestalt eines mit einer Zentralbohrung versehenen Zylinders mit wenigstens einer axial verlaufenden, zur Zentralbohrung hin durchgängigen Zylindermantelöffnung aufweist, gleitverschieblich geführt ist. Die Axialverschiebung wird dabei durch eine Spindel bewirkt, die in der Führungseinheit drehbar gelagert ist.

Aufgrund der aufwendigen Lagerung, Führung und Betätigung des Abgriffselements durch eine Spindel, ist eine schnelle Betätigung dieses Sensors nicht möglich. Darüber hinaus können auch bei diesem Sensor Verklemmungseffekte nicht ausgeschlossen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Wegsensor derart weiterzubilden, daß er bei möglichst einfachem und robustem Aufbau eine schnelle funktionssichere Betätigung ermöglicht, wobei das Auftreten von Stick-Slip-Effekten weitestgehend ausgeschlossen sein soll.

Diese Aufgabe wird bei einem Wegsensor der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß, durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch den einstückigen Aufbau des Tasterführungsstifts und des Trägers in Kombination mit der zylindrischen Führung wird auf besonders einfache Weise ein einfacher, robuster und funktionssicherer Aufbau erreicht, durch den Stick-Slip-Effekte weitestgehend vermeidbar sind.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der Tasterführungsstift komplementär zur Zylindermantelöffnung ausgebildet ist. Hierdurch wird eine besonders präzise Führung ermöglicht.

Insbesondere zur Vermeidung von Stick-Slip-Effekten, aber auch hinsichtlich einer kompakten Bauweise, ist das Rückstellmittel eine die Führungseinheit und die an ihr angeordnete Trägerplatte umgebende Spiralfeder, die sich an ihrem einen Ende an einem Tasterknopf des Taster­ elementes und an ihrem anderen Ende an einem am Gehäuse des Wegsensors befestigten Anschlag abstützt.

Der Anschlag kann zum Beispiel auf einfache Weise durch eine Trägerplatte realisiert sein, die über Kontakt­ elemente mit der an der Aufnahmefläche angeordneten Trägerplatte elektrisch leitend verbunden ist.

Insbesondere hinsichtlich einer besonders kompakten Bauweise des Wegsensors weist die Führungseinheit vorteilhafterweise Ausnehmungen für auf der Trägerplatte angeordnete elektrische oder elektronische Bauteile auf.

Hinsichtlich der Ausbildung des Trägers, des Abgriffs­ elements und der Abgriffsbahn sind die unterschiedlich­ sten Ausführungen denkbar. Beispielsweise ist vorgesehen, daß der Träger ein Schleiferträger und das Abgriffs­ element ein Schleifer ist, der auf einer Abgriffsbahn gleitet.

Dabei kann die Abgriffsbahn eine Widerstandsbahn sein.

Der Abgriff kann aber auch durch ein mit Abstand über der Abgriffsbahn verschiebliches Abgriffselement berührungs­ los erfolgen.

Beispielsweise kann der Abgriff induktiv, kapazitiv, magnetisch (Hallgeber) oder optoelektronisch erfolgen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegen­ stand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichneri­ schen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Wegsensors in Form eines Taster-Schaltelementes;

Fig. 2 eine entlang der Linie II-II in Fig. 1 ge­ schnittene Ansicht des Taster-Schaltelementes der Fig. 1;

Fig. 3 eine entlang der Linie III-III der Fig. 2 geschnittene Ansicht des Taster-Schaltelemen­ tes;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Führungs­ einheit eines Taster-Schaltelementes;

Fig. 5 in Explosionsdarstellung schematisch zwei Trägerplatten des Wegsensors in Form eines Taster-Schaltelements, deren eine als Anschlag dient, und

Fig. 6 eine teilweise geschnittene Darstellung einer Führungseinheit mit an deren Aufnahmeflächen angeordneten Trägerplatten.

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, einen Wegsensor dahingehend weiterzubilden, daß einer­ seits eine gleichmäßige, ruckfreie Betätigung unter Ausschaltung jeglicher Stick-Slip-Effekte möglich ist, und daß gleichzeitig ein einfacher Aufbau zur Realisie­ rung einer exakten Signalgewinnung gegeben ist und darüber hinaus unter beschränkten räumlichen Verhältnis­ sen Möglichkeiten geschaffen sind, die gewonnenen Signale über zusätzliche elektronische oder elektrische Bauele­ mente aufzubereiten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Wegsensors in Form eines Taster-Schaltelements erläutert, bei dem der Träger ein Schleiferträger und das Abgriffselement ein Schleifer ist, der auf einer Widerstandsbahn gleitet. Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf eine derartige Ausführungsform beschränkt ist, sondern vielmehr auf jegliche Art von Wegsensoren mit jeglicher Art von Abgriff, beispielsweise einem berührungsbehafteten oder einem berührungslosen Abgriff wie einem kapazitiven, induktiven, magnetoresistiven oder optoelektronischen Abgriff anwendbar ist.

Wie aus den Figuren hervorgeht, umfaßt der Wegsensor in Form eines Taster-Schaltelements ein Gehäuse 10, in dem eine Führungseinheit 20 angeordnet ist. Die Führungsein­ heit 20 dient der Führung eines Tasterelementes 30, das beispielsweise durch Drücken eines Tasterknopfes 31 betätigbar ist.

Wie insbesondere aus Fig. 1 und Fig. 2 hervorgeht, ist das Tasterelement 30 gleichzeitig ein Schleiferträger 40 für einen an sich bekannten Schleifer 41, der auf einer Widerstandsbahn 51 entlanggleitet, die ihrerseits auf einer Trägerplatte 50 angeordnet ist.

Die Führungseinheit 20 weist die Gestalt eines mit einer Zentralbohrung 21 versehenen Kreiszylinders mit wenig­ stens einer axial verlaufenden, zur Zentralbohrung 21 durchgängigen Zylindermantelöffnung 23 auf, wobei der die Führungseinheit 20 bildende Kreiszylinder im Bereich der Zylindermantelöffnung 23 eine außermittige, parallel zur Längsachse verlaufende Aufnahmefläche 24 (vgl. ins­ besondere Fig. 4) umfaßt.

An dieser Aufnahmefläche 24 ist die Trägerplatte 50 befestigt, auf der neben der Widerstandsbahn 51 auch weitere elektrische oder elektronische Bauteile 52 angeordnet sein können, die in für sie vorgesehenen Ausnehmungen in der Führungseinheit 20 plaziert sind.

Durch die Zylindermantelöffnung 23 und die Aufnahmefläche 24 bildet die Führungseinheit 20 gleichzeitig eine Aufnahmeeinheit für den Schleiferträger 40 und den Schleifer 41 sowie die Trägerplatte 50 mit der auf ihr angeordneten Widerstandsbahn 51. Diese Anordnung hat darüber hinaus den großen Vorteil, daß ein sehr kompakter Aufbau des gesamten Taster-Schaltelementes möglich ist.

In der Zentralbohrung 21 ist ein Tasterführungsstift 32 längsverschieblich angeordnet. Diese Führung des Taster und des Tasterführungsstiftes 32 hat zum einen den Vorteil, daß sie auf besonders einfache und kostengün­ stige Weise hergestellt werden kann und daß sie zum anderen eine sehr präzise, insbesondere ruckfreie und gleichmäßige Führung ermöglicht. Mit dem Tasterführungs­ stift 32 einstückig verbunden ist der Schleiferträger 40, der seinerseits eine zur Zylindermantelöffnung 23 komplementär ausgebildete Gestalt aufweist.

Diese Anordnung des Tasterführungsstiftes 32 und des Schleiferträgers 40 mit dem Schleifer 41 bildet zum einen eine Verdrehsicherung der Tasterführung, zum anderen ermöglicht sie in besonders vorteilhafter Weise die kompakte Kombination der Tasterführung mit einem Wider­ standselement.

Wie insbesondere aus Fig. 1, Fig. 3 und Fig. 5 her­ vorgeht, ist die Führungseinheit 20 von einer Spiralfeder 70 umgeben, die sich zum einen an einem Tasterknopf 31 abstützt, zum anderen an einem in dem Gehäuse 10 angeord­ neten Anschlag 60. Dieser Anschlag 60 kann in besonders vorteilhafter Weise eine weitere Trägerplatte 61 sein, die über Kontaktelemente 62 mit den Kontaktelementen 63 der Trägerplatte 50 (Fig. 5) verbunden ist und hierdurch eine Ausgabe des Widerstandswerts ermöglicht.

Es versteht sich, daß die Spiralfeder 70 die gesamte Anordnung aus Führungseinheit 20 und Trägerplatte 50 umgibt. Durch diese am äußeren Rand des Gehäuses 10 vorgesehene Anordnung der Spiralfeder 70 wird praktisch eine verkippungsfreie und dadurch besonders gleichmäßige und ruckfreie Betätigung des gesamten Taster-Schalt­ elementes und in Folge davon eine Vermeidung von Stick- Slip-Effekten erzielt.

Wie in Fig. 4 schematisch durch unterbrochene Linien angedeutet und in Fig. 6 detailliert dargestellt ist, können neben einer einzigen außermittig angeordneten Aufnahmefläche 24 auch noch weitere außermittig angeord­ nete Aufnahmeflächen 24 vorgesehen sein, an denen weitere Trägerplatten 50 mit weiteren Schaltelementen 52 oder Kontaktflächen angeordnet sein können, die weitere Abgriffsmöglichkeiten des gesamten Taster-Schaltelementes ermöglichen.

Das obenbeschriebene Taster-Schaltelement hat den Vorteil, daß es kompakt aufgebaut ist, daß es eine präzise, insbesondere gleichmäßige und ruckfreie Bedie­ nung ermöglicht und daß es darüber hinaus auf einfache Weise und daher besonders kostengünstig herzustellen ist.

Claims (9)

1. Wegsensor mit einer Führungseinheit, mit einem in der Führungseinheit (20) entgegen der Rückstell­ kraft eines Rückstellmittels geführten Tasterführungsstift (32), wobei der Tasterführungsstift (32) gleichzeitig ein Träger (40) für wenigstens ein Abgriffselement ist, das auf einer an der Führungseinheit (20) angeordneten Abgriffsbahn zum Abgriff eines von der Position des Tasterführungsstifts (32) abhängigen Abgriffswert entlanggeführt ist und wobei die Führungseinheit (20) die Gestalt eines mit einer Zentralbohrung (21) versehenen Zylinders mit wenigstens einer axial verlaufenden, zur Zentralbohrung (21) hin durchgängigen Zylindermantelöffnung (23) aufweist, und der Zylinder im Bereich der Zylindermantelöffnung(23) wenigstens eine außermittige, parallel zur Längs­ achse verlaufende Aufnahmefläche (24) umfaßt, an der eine Trägerplatte (50) befestigt ist, auf welcher die Abgriffsbahn im Bereich der Zylindermantelöffnung (23) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Tasterführungsstift (32) einstückig mit dem Träger (40)verbunden ist.

2. Wegsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tasterführungsstift (32) komplementär zur Zylindermantelöffnung (23) ausgebildet ist.

3. Wegsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Rückstellmittel eine die Führungseinheit (20) und die an ihr angeordnete Trägerplatte (50) umgebende Spiralfeder (70) ist, die sich an ihrem einen Ende an einem Tasterknopf (31) des Tasterelements (30) und an ihrem anderen Ende an einem am Gehäuse (10) des Wegsensors befe­ stigten Anschlag (60) abstützt.

4. Wegsensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (60) eine Trägerplatte (61) ist, die über Kontaktelemente (62, 65) mit der an der Aufnahmefläche (24) angeordneten Trägerplatte (50) elektrisch leitend verbunden ist.

5. Wegsensor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinheit (20) Ausnehmungen für auf der Trägerplatte (50) angeordnete elektrische und/oder elektronische Bauteile (52) aufweist.

6. Wegsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein Schleiferträger (40) und das Abgriffselement ein Schleifer (41) ist, der auf einer Abgriffsbahn gleitet.

7. Wegsensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgriffsbahn eine Widerstandsbahn (51) ist.

8. Wegsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgriff über das Abgriffselement auf der Abgriffsbahn berührungslos erfolgt.

9. Wegsensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgriff induktiv, kapazitiv, magnetisch oder optoelektronisch erfolgt.