DE19949802A1 - Vorsteuergerät - Google Patents

Abstract

Offenbart ist ein Vorsteuergerät, über das zumindest zwei mechanisch betätigbare Steuerventile und zwei elektrisch oder elektrohydraulisch betätigbare Steuerventile ansteuerbar sind. Das Vorsteuergerät hat einen Schwenkhebel mit zwei Handgriffen, an denen jeweils ein Schaltelement zur Ansteuerung der elektrisch/elektrohydraulisch betätigbaren Steuerventile vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Vorsteuergerät, über das zu­ mindest zwei mechanisch betätigbare und zwei elektrisch oder elektrohydraulisch betätigbare Steuerventile ansteuer­ bar sind.

Derartige Vorsteuergeräte werden insbesondere bei mobi­ len Arbeitsgeräten, beispielsweise Teleskopstaplern einge­ setzt. Über das Vorsteuergerät werden Aggregate des Ar­ beitsgerätes, beispielsweise eine Schaufel, eine Gabel, ein Hubzylinder, Bürsten oder eine Arbeitsplattform angesteu­ ert.

In der DE 29 60 4210 U1 ist ein Vorsteuergerät offen­ bart, bei dem eine Betätigungsplatte über einen Handgriff (Joystick) verschwenkbar ist, um Aktuatoren von vier Steu­ erventilen mechanisch zu betätigen. Durch Verschwenkung des Handgriffs lassen sich ein oder zwei der Steuerventile be­ tätigen, um einen der vorgenannten Verbraucher anzusteuern. Für zwei zusätzliche Steuerventile ist ein weiterer Schwenkhebel vorgesehen, der mit dem Handgriff in Wirkver­ bindung steht.

Nachteilig bei dieser Variante ist, daß ein erheblicher mechanischer Aufwand erforderlich ist, um den Handgriff und den Schwenkhebel mechanisch miteinander zu verbinden und zu lagern. Problematisch ist auch die gleichzeitige Ansteue­ rung der über den Schwenkhebel und der über den Handgriff betätigten Steuerventile, da in diesem Fall beide Betäti­ gungseinrichtungen gleichzeitig verschwenkt werden müssen - eine Einhandbetätigung ist nicht möglich.

Um diesen Nachteil auszuräumen, ist aus der DE 196 30 798 eine Lösung bekannt, bei der an dem Handgriff ein Schalter ausgeführt ist, über den hydraulisch verstell­ bare Wegeventile ansteuerbar sind. Genauer gesagt wird über einen elektrischen Schalter ein Umschaltventil betätigt, das zwischen zwei hydraulisch betätigten Wegeventilen um­ schaltet, so daß durch das Ausgangssignal eines Druckredu­ zierventils der an das aktivierte Wegeventil angeschlossene Verbraucher angesteuert werden kann. Die Ansteuerung des anderen Wegeventils setzt ein Umschalten des Umschaltven­ tils und ein Aktivieren des Druckreduzierventils voraus.

Wird beispielsweise ein Teleskopstab mit einer Arbeits­ plattform und einem sonstigen Werkzeug, beispielsweise ei­ ner Gabel ausgeführt, so erfolgt die Ansteuerung der Platt­ form und des weiteren Werkzeuges über das Vorsteuergerät. D. h., in der einen Schaltposition des Umschalters wird bei­ spielsweise die Plattform entriegelt, während in der ande­ ren Schaltstellung das weitere Werkzeug, beispielsweise die Gabel geneigt oder angehoben wird.

Im Falle einer Fehlbetätigung des Umschalters kann bei dieser Variante anstelle der Neigung der Gabel die Arbeits­ plattform entriegelt werden, so daß eine Gefährdung der auf der Plattform stehenden Arbeiter und Gerätschaften nicht ausgeschlossen ist.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Vorsteuergerät zu schaffen, bei dem die Gefahr einer Fehlbetätigung minimiert ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Vorsteuergerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß erfolgt die Ansteuerung der mechanisch betätigten Steuerventile über einen Schwenkhebel, der mit zwei Handgriffen ausgeführt ist. Jeder der Handgriffe trägt ein Schaltelement, über das nur jeweils ein zugeordnetes elektrisch/elektrohydraulisch ansteuerbares Steuerelement ansteuerbar ist.

Erfindungsgemäß ist somit jedem Steuerelement ein eige­ nes Schaltelement zugeordnet, wobei die Schaltelemente räumlich derart voneinander beabstandet sind, daß eine Fehlbetätigung nahezu ausgeschlossen ist. Die Bedienperson muß somit bewußt einen der Handgriffe erfassen und das daran ausgebildete Schaltelement betätigen, um den daran angeschlossenen Verbraucher anzusteuern. Die Ansteuerung der mechanisch betätigbaren Steuerventile erfolgt erfin­ dungsgemäß durch Verschwenkung des Schwenkhebels, wobei es keine Rolle spielt, über welchen Handgriff der Schwenkhebel betätigt wird.

D. h., die Ansteuerung der an die mechanisch betätigten Steuerventile angeschlossenen Verbraucher ist über beide Handgriffe möglich, während die Ansteuerung der an die elektrisch/elektrohydraulisch betätigten Steuerelemente an­ geschlossenen Verbraucher nur gezielt durch Ergreifen des zugeordneten Handgriffs erfolgt.

Das erfindungsgemäße Vorsteuerventil zeichnet sich durch einen äußerst kompakten Aufbau aus, da zur Betätigung von beispielsweise sechs Steuerventilen lediglich ein ge­ meinsamer Schwenkhebel mit zwei getrennten Schaltelementen erforderlich ist.

Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn die Schaltele­ mente zur Ansteuerung der elektrisch betätigten Steuerven­ tile als Potentiometer ausgeführt sind. Die Verstellung der Potentiometer kann dabei zeitabhängig oder durch Verstel­ lung eines Schiebeschalters erfolgen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Vor­ steuergerät mit vier mechanisch betätigten Proportionalven­ tilen ausgeführt, die durch Verschwenkung des mit zwei Handgriffen ausgeführten Schwenkhebels betätigbar sind.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel kann jeder Handgriff noch mit Schaltern versehen werden, die zur Ansteuerung weiterer Aggregate verwendbar sind.

Das Vorsteuergerät ist aus ergonomischer Sicht beson­ ders günstig ausgestaltet, wenn die beiden Handgriffe oder Halteabschnitte v-förmig zueinander angeordnet sind.

Bei einer Ausführungsform eines Handgriffs mit Poten­ tiometer und zwei Schaltern wird das Betätigungselement für den Potentiometer vorzugsweise in der Mittelebene des Hand­ griffs ausgebildet, während die beiden Schalter beidseitig der Mittelebene des Handgriffs angeordnet sind.

Das erfindungsgemäße Vorsteuergerät läßt sich besonders vorteilhaft bei Teleskopstaplern (Telehandler) einsetzen. Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Vorsteuergerätes.

Das in der Figur dargestellte Vorsteuergerät 1 hat zwei Handgriffe 2, 4, die verschwenkbar in einem Gehäuseblock 6 gelagert sind und über die vier Druckreduzierventile (DRV) betätigbar sind. In der Schnittdarstellung gemäß der Figur sind nur die Druckreduzierventile 8, 10 dargestellt, die beiden anderen Druckreduzierventile liegen auf dem gleichen Teilkreis oberhalb bzw. unterhalb der Zeichenebene.

Über die vier Druckreduzierventile 8, 10 lassen sich Aggregate eines mobilen Arbeitsgerätes, beispielsweise ein Ausleger oder eine Gabel eines Teleskopstaplers ansteuern.

Jeder der Handgriffe 2, 4 trägt an seiner der Bedien­ person zuweisenden Vorderseite einen Schalter 12 zu Betäti­ gung eines Potentiometers und zwei Schalttasten 14, 16 zur Betätigung von Schaltelementen. Über den Schalter 12 des Potentiometers und die daran angeschlossenen Steuerleitun­ gen 18 bzw. 19 läßt sich jeweils ein Signal an ein elek­ trisch oder elektrohydraulisch betätigbares Vorsteuerventil 20, 22 abgeben, die in der Figur lediglich schematisch an­ gedeutet sind.

Über die Schalttasten 14, 16 können weitere Aggregate des Arbeitsgerätes zu- bzw. abgeschaltet oder verriegelt werden.

Die beiden Handgriffe 2, 4 sind über ein Koppelelement 24 fest miteinander verbunden. Dieses Koppelelement 24 hat zwei gabelförmige Schenkel 26, 28, an denen der Handgriff 2 bzw. 4 befestigt ist. Die beiden Schenkel 26, 28 laufen in einem Lagerzapfen 30 zusammen, der in eine Buchse eines Ge­ lenkstückes 32 eingeschraubt ist. Dieses hat ein als Kar­ dangelenk oder ähnliches ausgeführtes Schwenkgelenk 34, das eine Verschwenkung der Handgriffe 2, 4 derart zuläßt, daß eines oder zwei der Druckreduzierventile 8, 10 betätigbar sind. D. h., die beiden Handgriffe 2, 4 lassen sich prak­ tisch in beliebiger Richtung aus der Zeichenebene heraus­ schwenken.

Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Handgriffe 2, 4 v-förmig zum Koppelelement 24 hin zusammenlaufend angeordnet. Durch diese Relativan­ ordnung der beiden Handgriffe 2, 4 kann ein Umgreifen eines Handgriffs zur Betätigung eines der beiden Vorsteuerventile 20, 22 sehr schnell erfolgen. Bei besonders kritischen An­ wendungen erlaubt die v-förmige Relativanordnung auch eine beidhändige Bedienung, so daß beide Vorsteuerventile 20, 22 gleichzeitig ansteuerbar sind.

Prinzipiell könnten die beiden Handgriffe 2, 4 auch als Abschnitte an einem geschlossenen Bedienelement ausgeführt sein, das beispielweise mit einem umlaufenden Griffkranz ähnlich eines Lenkrads etc. ausgeführt sein kann.

Das Gelenkstück 32 hat an einer von den Handgriffen 2, 4 entfernten Ringschulter eine Steuerfläche 36, gegen die vier Aktuatoren 38, 40 zur Betätigung der vier direkt betä­ tigten Druckreduzuierventile 8, 10 (zwei der Aktuatoren sind nicht dargestellt) vorgespannt sind. Die Aktuatoren 38, 40 sind jeweils in Führungsbuchsen 42 geführt, die in jeweils eine Ventilbohrung 44 des Gehäuseblocks 6 einge­ setzt sind.

Über jedes der Druckreduzierventile 8, 10 kann ein zen­ traler Druckanschluß P des Gehäuseblockes 6 mit jeweils ei­ nem Arbeitsanschluß A1, A3 (die beiden nicht dargestellten weiteren Arbeitsanschlüsse A2, A4 befinden sich oberhalb bzw. unterhalb der Zeichenebene) oder einem Tankanschluß T verbunden werden.

Der Gehäuseblock 6 ist über einen Gehäusedeckel 68 ab­ geschlossen, an dem ein die Aktuatoren 38, 40 umgreifender Faltenbalg 72 befestigt ist, der ein Eindringen von Schmutz verhindert.

Der Aufbau der verwendeten Druckreduzierventile 8, 10 ist per se bekannt, so daß sich im folgenden lediglich auf die Beschreibung der wesentlichen Bauelemente beschränkt wird.

Die Ventilbohrung 44 jedes Druckreduzierventils 8, 10 hat einen radial erweiterten Abschnitt, durch den ein Fe­ derraum 46 gebildet ist. An den Umfangswandungen des Feder­ raums 46 ist eine Stützbuchse 48 geführt, die über eine Rückstellfeder 50 gegen den zugeordneten Aktuator 38 bzw. 40 und in Richtung einer Anschlagposition gegen die zuge­ ordnete Führungsbuchse 42 vorgespannt ist. Die Aktuatoren 38, 40 werden über die Rückstellfedern 50 in ihre Anlagepo­ sition gegen die Steuerfläche 36 beaufschlagt. Die Rück­ stellfeder 50 ist an der von der Führungsbuchse 42 entfern­ ten Ringfläche des Federraums 46 abgestützt.

Jedes Druckreduzierventil 8, 10 hat einen Steuerkolben 52, der im radial zurückgesetzten Teil der Ventilbohrung 44 geführt ist. Jeder Steuerkolben 52 hat eine Querbohrung 54, die über eine nicht dargestellte Axialbohrung mit dem an die untere (Ansicht nach der Figur) Stirnfläche des Steuer­ kolbens 52 angrenzenden Druckraum verbunden ist.

Der Druckanschluß P und der Tankanschluß T sind über einen Druckkanal 56 bzw. einen strichpunktiert angedeuteten Tankkanal 58, 60 mit den Ventilbohrungen 44 bzw. mit den Federräumen 46 der vier Druckreduzierventile 8, 10 verbun­ den.

Der Steuerkolben 52 durchsetzt den Federraum 46 und die darin geführte Stützbuchse 48, wobei an dem stützbuchsen­ seitigen Endabschnitt eine Anschlagschraube 62 am Steuer­ kolben 52 befestigt ist. Wie aus der Darstellung hervor­ geht, hat jeder Aktuator 38, 40 eine Axialausnehmung, in die der Endabschnitt des Steuerkolbens 52 mit der Anschlag­ schraube 62 eintauchen kann.

Der im Federraum 46 aufgenommene Endabschnitt jedes Steuerkolbens 54 trägt einen Federteller 64 an dem eine Re­ gelfeder 66 angreift, die an der benachbarten Stirnfläche der Stützbuchse 48 abgestützt ist. Über diese Regelfeder 66 ist der Steuerkolben 52 in seine dargestellte Position be­ züglich der Stützbuchse 48 vorgespannt, wobei diese Posi­ tion durch Auflaufen der Anschlagschraube 62 auf die be­ nachbarte Stirnfläche der Stützbuchse 48 bestimmt ist. Von der Rückstellfeder 50 wird der Steuerkolben 52 über die Stützbuchse 48 in die gezeigte Grundposition gebracht, in der die Verbindung zwischen dem Druckanschluß P und dem zu­ gehörigen Arbeitsanschluß A gesperrt ist.

Durch Verschwenken eines der Handgriffe aus der darge­ stellten Grundposition in eine Schwenkposition werden ein oder zwei Aktuatoren der vier Druckreduzierventile 8, 10 axial nach unten verschoben, während die verbleibenden Ak­ tuatoren der zwei bzw. drei anderen Druckreduzierventile in ihrer Grundposition verbleiben. Durch die Axialverschiebung eines Aktuators wird die zugeordnete Stützbuchse 48 gegen die Kraft der Rückstellfeder 50 in der Darstellung nach un­ ten verschoben, so daß eine entsprechende Veränderung der Vorspannung der ebenfalls an der Stützbuchse 48 abgestütz­ ten Regelfeder 46 erfolgt. Durch die Erhöhung der Vorspan­ nung der Regelfeder 66 wird der Steuerkolben 52 aus der dargestellten Grundposition herausbewegt, so daß über die Querbohrung 54 und die dadurch nicht dargestellte Axialboh­ rung die Verbindung zwischen dem Druckkanal P und dem zuge­ ordneten Arbeitsanschluß A aufgesteuert wird. Dieser Druck am Arbeitsanschluß A beaufschlagt die unten liegende Stirn­ fläche des Steuerkolbens 52 mit einer Kraft, die gegen die Federkraft der Regelfeder 66 wirkt. Die Vorspannung der Re­ gelfeder 66 läßt sich durch Veränderung der Schwenklage der Handgriffe 2, 4 verändern. Falls die auf die Stirnfläche wirkenden Druckkraft am Arbeitsanschluß A die eingestellte Federkraft der Regelfeder 66 übersteigt, wird der Steuer­ kolben 52 in eine Regelposition bewegt, in der durch Ver­ bindung des Arbeitsanschlusses A mit dem Tankanschluß T oder dem Druckanschluß P im Arbeitsanschluß A ein der Kraft der Regelfeder 66 entsprechender Druck aufrechterhalten wird. D. h., der Druck am Arbeitsanschluß A wird in Abhän­ gigkeit von der Schwenkposition der Handgriffe 2, 4 kon­ stant gehalten.

Erfindungsgemäß spielt es keine Rolle, über welchen der Handgriffe 2, 4 die Verschwenkung des Gelenkstücks 32 und damit die Ansteuerung der Druckreduzierventile 8, 10 er­ folgt.

Die Ansteuerung der elektrisch/elektrohydraulisch betä­ tigbaren Vorsteuerventile 20, 22 erfolgt durch Betätigung der Schalter 12 des Handgriffes 2 bzw. des Handgriffes 4. Diese Schalter 12 können beispielsweise als Schieber ausge­ führt sein, wobei die Einstellung des Potentiometers über die Schiebereinstellung erfolgt, als Taster, wobei die Po­ tentiometereinstellung in Abhängigkeit von der Dauer der Tasterbetätigung abhängt, oder als Drehknöpfe.

Für den Fall, daß die Bedienperson das Vorsteuerventil 22 betätigen will, wird beispielsweise der in der Figur rechte Handgriff 2 erfaßt und der Schalter 12 betätigt, so daß über die zugeordnete Signalleitung 18 ein Steuersignal an das Vorsteuerventil 20, 22 abgegeben und der daran ange­ schlossene Verbraucher angesteuert wird. Bei Ansteuerung des anderen Vorsteuerventils 22 muß der in der Figur linke Handgriff 4 in entsprechender Weise erfaßt und betätigt werden.

Durch diese Auftrennung der Schaltelemente zur Ansteue­ rung der Vorsteuerventile 20, 22 ist eine Fehlbetätigung nahezu ausgeschlossen. Die vier Druckreduzierventile 8, 10 lassen sich über beide Handgriffe 2, 4 betätigen, so daß die Bedienung wesentlich vereinfacht ist.

Offenbart ist ein Vorsteuergerät, über das zumindest zwei mechanisch betätigbare Steuerventile und zwei elek­ trisch oder elektrohydraulisch betätigbare Steuerventile ansteuerbar sind. Das Vorsteuergerät hat einen Schwenkhebel mit zwei Handgriffen, an denen jeweils ein Schaltelement zur Ansteuerung der elektrisch/elektrohydraulisch betätig­ baren Steuerventile vorgesehen ist.

Claims (9)

1. Vorsteuergerät mit einem, vorzugsweise zumindest zwei mechanisch betätigbaren Steuerventilen (8, 10) die über einen Schwenkhebel betätigbar sind und mit einem Schaltelement zur elektrischen Ansteuerung von zumin­ dest zwei weiteren, elektrisch/elektrohydraulisch betä­ tigbaren Vorsteuerventilen (20, 22), dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schwenkhebel zwei jeweils zumindest einem elektrisch betätigbaren Vorsteuerventil (20, 22) zugeordnete Handgriffe (2, 4) hat, von denen jeder ein Schaltelement (12) zur Betätigung eines der elektrisch betätigbaren Vorsteuerventile (20, 22) trägt.

2. Vorsteuergerät nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schaltelement ein Potentiometer zur proportionalen Ansteuerung der Vorsteuerventile (20, 22) hat.

3. Vorsteuergerät nach Patentanspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Potentiometer über eine Schiebetaste des Handgriffs (2, 4) betätigbar ist.

4. Vorsteuergerät nach einem der vorhergehenden Patentan­ sprüche, gekennzeichnet durch vier mechanisch propor­ tional betätigbare Steuerventile (8, 10), von denen ei­ nes oder zwei gemeinsam durch Verschwenkung der Hand­ griffe (2, 4) betätigbar sind.

5. Vorsteuergerät nach einem der vorhergehenden Patentan­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Handgriff (2, 4) zumindest einen Schalter (16) zur Ansteuerung zumindest eines weiteren Ventils hat.

6. Vorsteuergerät nach einem der vorhergehenden Patentan­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanisch be­ tätigten Ventile Druckreduzierventile (8, 10) sind.

7. Vorsteuergerät nach einem der vorhergehenden Patentan­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hand­ griffe (2, 4) v-förmig zueinander angeordnet sind.

8. Vorsteuergerät nach Patentanspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Betätigungstaste (12) für das Poten­ tiometer als Schieber ausgeführt ist, dessen Schiebe­ achse in der Mittelebene des jeweiligen Handgriffs (2, 4) ausgebildet ist und eine Symmetrieachse für zwei be­ abstandete Schalttasten (14, 16) bildet.

9. Vorsteuergerät nach einem der vorhergehenden Patentan­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuergerät einem mobilen Arbeitsgerät, beispielsweise einem Tele­ skopstapler zugeordnet ist.