DE2806002C2 - Stellungsfühler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen SteUungsfühler zur

π elektrischen Kontaktgabe bei einer vorbestimmten relativen Stellung zweier gegeneinander beweglicher Teile.

Es sind Stellungsfühler bekannt (FR-PS 10 65 887), bei denen mit einem drehbeweglichen Teil eine Nockenscheibe verbunden ist. Durch die Nockenscheibe ist eine längsbeweglich geführte Übertragungsstange in Abhängigkeit von der Drehbewegung verschiebbar. Die Übertragungsstange betätigt einen elektrischen Schalter, dei eine Schnappbewegung zwischen zwei Schalt-Stellungen ausführt Solche bekannten Stellungsfühler haben Nachteile, die ihrem Einsatz bei manchen Anwendungen entgegenstehen.

Die Nockenscheibe weist einen Nocken auf, durch den die Übertragungsstange verschiebbar ist Dabei

jo muß die Trägheit der Übertragungsstange überwunden werden. Wenn die abgetastete Drehbewegung, beispielsweise bei Betätigung von Hand, sehr schnell erfolgt, dann kann es passieren, daß die Übertragungsstange nicht schnell genug ausweicht und der Nocken so

gegen das Ende der Übertragungsstange schlägt daß eine Beschädigung der Nockenscheibe oder der Übertragungsstange erfolgt

Weiterhin besitzen Stellungsfühler dieser Art eine unverme'dliche Schalthysterese schon durch die Schnappwirkung des elektrischen Schalters. Zwischen Einschaltpunkt und Ausschaltpunkt liegt ein nicht vernachlässigbarer Winkelweg, und innerhalb dieses Bereiches ist die Schaltstellung des Schalters von der Stellung der Nockenscheibe unabhängig. Bei dem bekannten Stellungsfühler ist der Schaltpunkt durch den Schnappmechanismus des elektrischen Schalters unbestimmt. Die Stellbewegung zur Betätigung dieses Schnappmechanismus wird über mechanische Übertragungsmittel (Nocken, Übertragungsstange) entsprechend auf diesen Schnappmechanismus des Schalters übertragen. Wenn die Hysterese des Stellungsfühlers durch entsprechende Ausbildung des Schnappmechanismus verringert werden soll, dann hat dies nur dann einen Sinn, wenn die Präzision des Übertragungsmechanismus in gleichem Maße erhöht wird. Nur dann ist nämlich eine genauere Zuordnung zwischen dem Schaltpunkt des Schnappmechanismus und der Drehbewegung der Nockenscheibe und eines damit verbundenen Teils gegeben.

Diese Nachteile bekannter Stellungsfühler treten beispielsweise nachteilig in Erscheinung, wenn das eine der beweglichen Teile das Gehäuse und das andere bewegliche Teil die Stellachse einer hydrostatischen Verstellpumpe ist, wobei ein Signal in der Nullhubstellung der hydrostatischen Verstellpumpe, also wenn die Verstellpumpe das Fördervolumen Null hat, gegeben werden soll. Die hydrostatische Verstellpumpe kann dabei einen Teil eines hydrostatischen Fahrantriebes bei

einer Baumaschine, ζ. B. einer Walze, bilden. Die hydrostatische Verstellpumpe wird von einer Verbrennungskraftmaschine angetrieben. Das von der Verstellpumpe dann geförderte Druckmittel wird auf hydraulische Moiore gegeben, durch welche die Walze angetrieben wird. Die Leerlaufstellung dieses Fahrantriebs ist durch die Nullhubstellung der Verstellpumpe gegeben. In dieser Stellung kann beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine gestartet werden. Wenn beim Stanen der Verbrennungskraftmaschine die Verstellpumpe nicht genau in der Nullhubstellung ist, so erfolgt eine Druckmittelförderung, wodurch die Walze unbeabsichtigt angetrieben wird. Das kann zu Unfällen führen. Es ist in diesem Fallen wünschenswert, eine Verriegelung vorzusehen, die ein Starten des Motors is oder eine Übertragung des Fahrantriebes verhindert, wenn die Verstellpumpe nicht genau in ihrer Nullhubstellung ist.

Ein anderer Fall, wo ein Signal bei Nullhubstellung der Verstellpumpe bei einer Walze od. dgl. benötigt wird, ist eine Sicherheitsvorrichtung, durch weiche in einer Notsituation die Walze abgebremst wird. Das kann dadurch geschehen, daß die Anschlüsse der Verstellpumpe kurzgeschlossen und die Anschlüsse her hydraulischen Motoren abgesperrt werden. Das kann aber auch durch Betätigung einer mechanischen Bremsvorrichtung geschehen. Es ist in solchen Fällen erforderlich, eine Wiedereinschaltsperre vorzusehen, die ein Wiedereinschalten des Fahrantriebs und das Lösen der Bremsvorrichtung verhindert, solange nicht der Stellhebel für die Fahrt, der mit der Stellachse der hydrostatischen Verstellpumpe verbunden ist, wieder in die Nullstellung gestellt ist und die Verstellpumpe in ihrer Nullhubstellung steht. Auch hier können Unfälle dadurch hervorgerufen werden, daß die Bremsung aufgehoben wird, obwohl die Verstellpumpe noch nicht genau in ihre Nullhubstellung zurückgeführt ist.

Der Fehler, daß bei nicht genauer Einstellung der Verstellpumpe auf ihre Nullhubstellung eine Freigabe des Startvorganges oder ein Aufheben der Wiedereinschaltsperre erfolgen können, tritt mit einem Stellung«;-fühler der vorerwähnten, bekannten Art auf, da hier die Einstellung der Verstellpumpe um die Nullhubstellung herum innerhalb der Hysterese des Stellungsfühlers schwanken kann. Es hat sich gezeigt, daß dieser Fehler und die dadurch hervorgerufenen Gefahren nicht vernachlässigbar sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stellungsfühler der eingangs definierten Art so auszubilden, daß eine Beschädigung des Stellungsfühlers auch bei schneller Relativbewegung der Teile ausgeschlossen ist, daß praktisch keine Schalthysterese auftritt und nachteilige mechanische Übertragungsmittel vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein erster Teil des Stellungsfühlers zwei gegeneinander isolierte Leiter aufweist, die eine Gleitfläche bilden, welche zwischen den Leitern durch einen Schlitz unterbrochen ist, und daß in dem zweiten, relativ dazu beweglichen Teil ein Kontaktstück geführt ist. welches an der Gleitfläche federnd anliegt und bei der gegenseitigen Bewegung der Teile auf einer den Schlitz schneidenden Bahn geführt und in den Schlitz einrastbar ist.

Bei der Relativbewegung der beiden Teile gegenein- b? ander bewegt sich das Kontaktstück über die Gleitfläche. In einem genau definierten Punkt rastet das Kontaktstück in den Schlitz ein. In diesem Punkt wird eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Leitern hergestellt Sobald dieser Punkt passiert ist. löst sich das Kontaktstück aus der Rastung in dem Schütz und unterbricht dabei wieder die elektrische Verbin dung. Dadurch, daß das Kontaktstück in dem Schlitz einrastbar ist und bei der Weiterbewegung der Teile gegeneinander diese Rastung wieder gelöst wird, ergibt sich theoretisch eine Kontaktgabe nur in einem einzigen genau definierten Punkt Eine Schallhysterese kann nur durch das Spiel auftreten, mit welchem das Kontaktstück in dem zweiten Teil geführt ist Dieses Spiel kann sehr klein gehalten werden. Es gibt praktisch keinen Bereich, in welchem der Kontakt unabhängig von der Relativbewegung der Teile zueinander erhalten bleibt, wie es zum Beispiel der Fall wäre, wenn ein nichteinrastbares Kontaktstück mit einer z. B. auf einer ebenen Gleitfläche gleitenden Planfläche den Schlitz überbrückt und die elektrische Verbindung zwischen den beiden Leitern herstellt

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert

F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Stellungsfühler nach der Erfindung etwa längs der Linie 1-1 von Fig. 2.

F i g. 2 zeigt einen Längsschnitt durch einen Stellungsfühler nach der Erfindung.

Der dargestellte Stellungsfühler dient dazu, die Nullhubstellung einer hydrostatischen Verstellpumpe 10 zu signalisieren. Zu diesem Zweck weist der Stellungsfühler, der generell mit 12 bezeichnet ist, einen ersten Teil 14 auf, der über einen Bügel 16 mit dem Gehäuse 18 der Verstellpumpe 10 verbunden ist und einen zweiten Teil 20, der mit der Stellachse 22 der Verstellpumpe 10 gekoppelt ist. Der erste Teil 14 weist zwei gegeneinander isolierte Leiter 24 und 26 auf, die eine Gleitfläche 28 (F i g. 2) bilden, welche zwischen den Leitern 24 und 26 durch einen Schlitz 30 unterbrochen ist. In dem zweiten, relativ 711 dem ersten beweglichen Teil 20 ist ein Kontaktstück 32 in Gestalt einer Kugel geführt, welches an der Gleitfläche 28 federnd anliegt und bei der gegenseitigen Bewegung der Teile 14 und 20 auf einer den Schlitz 30 schneidenden Bahn geführt und in den Schlitz 30 einrastbar ist. Das Kontaktstück ist eine Kugel, deren Durchmesser größer als die Breite des Schlitzes ist. Vorteilhafterweisc ist sogar der Radius der Kugel größer als die Breite des Schlitzes 30. Das von einer Kugel gebildete Kontaktstück 32 ist nahezu spielfrei in einer Bohrung 34 des zweiten Teils 20 geführt, welche sich im wesentlichen senkrecht zu der Gleitfläche 28 des ersten Teils 14 erstreckt und eine sich an einem Widerlager abstützende Schraubenfeder 36 enthält. Die Bohrung 34 ist dabei eine Durchgangsbohrung, und das Widerlager wird von der Stirnfläche einer Stellschraube 38 gebildet, die auf dem der Gleitfläche 28 abgewandten Ende in die Bohrung 34 eingeschraubt ist.

Die beiden Teile 14 und 20 sind gegeneinander verdrehbar gelagert. Der erste Teil 14 ist topfförmig mit einem vom Boden 40 des »Topfes« in dessen Innenraum vorstehenden zentralen Lagerzapfen 42 ausgebildet. Die beiden Leiter 24 und 26 sind zwei flache Halbringe, die unter Bildung des Schlitzes 30 zwischen ihren Stirnflächen in dem Ringraum zwischen der Innenwandung 44 des »Topfes« und dem Mittelzapfen 42 auf dem Grund 40 des Topfes sitzen und die ringförmige Gleitfläche 28 bilden. Der zweite Teil 20 ist mit einer

Lagerbohrung 46 auf dem Mittelzapfcn 42 drehbar gelagert und weist eine zylindrische Mantelfläche 48 auf, die mit der Innen wandung 44 des »Topfes« einen engen Ringspalt bildet. Das Kontaktstück 32. d. h. die Kugel, ist in der als außermittige Axialbohrung ausgeführten Bohrung 34 des zweiten Teils geführt. Der zweite Teil 20 bildet gleichachsig zu der Lagerbohrung 46 eine Nabe 50 mit einer zentralen Axialbohrung 52, welche auf ihrer Innenseite Kupplungsmittel 53 zur drehstarren Kupplung mit einem Drehzapfen, z. B. der Stellachse 22 der Verstellpumpe 10, aufweist. Die Kupplungsmittel 53 können von einer Keilverzahnung oder einer Nut- und Federverbindung gebildet sein.

An dem ersten Teil 14 ist der U-förmige Bügel 16 mit einem Schenkel 54 angebracht, dessen anderer Schenkel 56 an dem Gehäuse 18 befestigbar ist, gegenüber dem die Stellachsc 22 drehbeweglich gelagert ist. An dem Gehäuse 18 ist der Bügel 16 mittels einer Schraube 58 angeschraubt. Die Anbringung des Bügels 16 an dem ersten Teil 14 erfolgt mittels einer in den ersten Teil 14 eingeschraubten Schraube 60, die ein in dem Schenkel 54 des Bügels 16 vorgesehenes, um die Drehachse gekrümmtes Langloch durchsetzt, das in der Figur nicht dargestellt ist.

Das Kontaktsignal wird über Leitungen 62, 64 abgenommen, die mit den Leitern 24 bzw. 26 verbunden sind. Die Justage des beschriebenen Stellungsfühlers in Verbindung mit einer Verstellpumpe 10 kann in der Weise geschehen, daß zunächst die Verstellpumpe 10 genau auf Nullhub gestellt wird. Das kann daran erkannt werden, daß die Verstellpumpe 10 kein Druckmittel fördert. Es wird dann bei belöster Schraube 60 der erste Teil 14 solange um die Drehachse verdreht, bis an den Leitungen 62, 64 die Signalgabe erfolgt, das Kontaktstück 32 also in dem Schlitz 30 eingerastet ist. Diese

ίο Einstellung wird durch das Langloch bei gelöster Schraube 60 ermöglicht. Die Schraube 60 wird dann festgezogen, so daß bei Nullhubstellung eine Signalgabe erfolgt. Diese Signalgabe bei Nullhubstellung ist dann praktisch hy&teresefrei reproduzierbar.

Bei schnellem Durchschalten durch die Nullhubstellung wird bei der beschriebenen Anordnung nur ein kurzes Signa! erzeugt. Es kann Vorsorge getroffen werden, daß ein solch kurzes Signal die Aufhebung der Wiedereinschaltsperre hei der eingangs beschriebenen Sicherheitsvorrichtung noch nicht bewirkt, weil dann der Fahrantriebshebel schon wieder auf eine endliche Fahrgeschwindigkeit gestellt ist.

Da die Kugel nur flach in den Schlitz einrastet, kann auch bei schnellem Durchschalten keine Beschädigung

2·; des Mechanismus eintreten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   !. Stellungsfühler zur elektrischen Kontaktgabe bei einer vorbestimmten relativen Stellung zweier gegeneinander beweglicher Teile, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Teil (14) des Stellungsfühlers zwei gegeneinander isolierte Leiter (24, 26} aufweist, die eine Gleitfläche (28) bilden, weiche zwischen den Leitern (24, 26) durch einen Schlitz (30) unterbrochen ist, und daß in dem zweiten Teil (20) ein Kontaktstück (32) geführt ist, welches an der Gleitfläche (28) federnd anliegt und bei der gegenseitigen Bewegung der Teile (14,20) auf einer den Schlitz (30) schneidenden Bahn geführt utid in den Schlitz (30) einrastbar ist
2. 2. Stellungsfühler nach Anspruch 1, didurch gekennzeichnet, daß das Kontaktstück (32) eine Kugel ist deren Durchmesser größer als die Breite des Schlitzes (30) ist
3. 3. Stellungsfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß der Radius der Kugel größer als die Breite des Schlitzes (30) ist
4. 4. Stellungsfühler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß das von einer Kugel gebildete Kontaktstück nahezu spielfrei in einer Bohrung (34) des zweiten Teils (20) geführt ist, welche sich im wesentlichen senkrecht zu der Gleitfläche (28) des ersten Teils (14) erstreckt und eine sich an einem Widerlager (J8) abstützende Schraubenfeder (36) enthält.
5. 5. Stellungsfühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (34) eine Durchgangsbohrung ist und das Widerlager (38) von der Stirnfläche einer Stellschraube gebildet wird, die! auf dem der Gleitfläche (28) abgewandten Ende in die Bohrung (34) eingeschraubt ist.
6. 5. Stellungsfühler nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die beiden Teilt: (14, 20) gegeneinander verdrehbar gelagert sind.
7. 7. Stellungsfühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet

   daß der erste Teil (14) topfförmig mit einem vom Boden (40) des »Topfes« in dessen Innenraum vorstehenden zentralen Lagerzapfen (42) ausgebildet ist

   daß die beiden Leiter (24, 26) zwei flache Halbringe sind, die unter Bildung des Schlitzes (30) zwischen ihren Stirnflächen in dem Ringraum zwischen der Innenwandung (44) des Topfes« und dem Mittelzapfen (42) auf dem Grund des »Topfes« sitzen und eine ringförmige Gleitfläche bilden,
   daß der zweite Teil (20) mit einer Lagerbohrung <46) auf dem Mittelzapfen (42) drehbar gelagert ist und eine zylindrische Mantelfläche (48) aufweist, die mit der Innenwandung (44) des »Topfes« einen engen Ringspalt bildet, und

   daß das Kontaktstück (32) in einer außermittigen Axialbohrung (34) des zweiten Teils (20) geführt ist.
8. 8. Stellungsfühler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß der zweite Teil (20) gleichachsig zu der Lagerbohrung (46) eine Nabe (SO) mit einer zentralen Axialbohrung (52) bildet, welche auf ihrer Innenseite Kupplungsmittel (53) zur drehstarren Kupplung mit einer Stellachse (22) od. dgl. aufweist.
9. 9. Stellungsfühler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem ersten Teil (14) ein U-förmiger Bügel (16) mit einem Schenkel (54) angebracht ist dessen anderer Schenkel (56) an einem Gehäuse (18) befestigbar ist gegenüber dem die Stellachse (22) drehbeweglich gelagert ist
10. 10. Stellungsfühler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß die Anbringung des Bügels (16) an dem ersten Teil (14) mittels einer in den ersten Teil (14) eingeschraubten Schraube (60) erfolgt die ein in dem Schenkel (54) des Bügels (16) vorgesehenes Langloch durchsetzt