DE2942003A1

DE2942003A1 - Elektrische steuervorrichtung mit einem steuerhebel

Info

Publication number: DE2942003A1
Application number: DE19792942003
Authority: DE
Inventors: Erling Skovby Jörgensen; Niels Nordborg Tanrup
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1979-10-17
Filing date: 1979-10-17
Publication date: 1981-04-30
Also published as: SE8006623L; DK148221C; DK148221B; IT1130535B; ES8106613A1; JPS6016051B2; GB2062243A; GB2062243B; JPS5665415A; DK410480A; IT8068585A0; DE2942003C2; ES495970A0; FR2468154B1; FR2468154A1; SE443052B

Description

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ρ at ε ν τ α ν w a LT . ι. ^{β FRANKFURT/}^A^IN \·^DEN 16 · Oktober 1979

DRESDNER BANK. FRANKFURT/M. 23ΟΟ3Ο8 TELEFON: 56 IO 78

TELEGRAMM: KNOPAT TELEX: 411877 KNOPA D

DA 330

DANFOSS A/S, Norborg (Dänemark)

Elektrische Steuervorrichtung mit einem Steuerhebel

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steuervorrichtung mit einem Steuerhebel, einem stirnseitig daran angebrachten, um eine quer zur Hebelachse stehende Achse schwenkbaren Kopf, der aus einer Neutralstellung gegen RUchstellkräfte um begrenzte Winkel in beiden Richtungen verlagerbar ist, und einem davon betätigten Signalgeber, der richtungsabhängig ein elektrisches Steuersignal abgibt, insbesondere zur Steuerung elektrisch gesteuerter Ventile.

Bei einer bekannten Steuervorrichtung dieser Art kann der Steuerhebel aus seiner neutralen Vertikallage in einer ersten Ebene nach beiden Seiten verschwenkt werden, um je ein Steuerpotentiometer zu betätigen, und in einer zweiten Ebene ebenfalls in beiden Richtungen, um je ein weiteres Steuerpotentiometer zu betätigen. Der mit dem Daumen zu verschwenkende Kopf trägt zwei Federn,welche je einen fest im Steuerhebel montierten Mikroschalter zu betätigen vermögen. Auf diese Weise können sechs verschiedene Ventile gesteuert werden, die beispielsweise in einem hydraulischen Gerät die Links-Rechts-Bewegung, die Vorwärts-Rückwärts-Bewegung und die Auf-Ab-Bewegung bewirken. Hierbei können aber die Mikroschalter nur konstante Steuersignale abgeben. Häufig ist es je-

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doch erwünscht, alle Steuerfunktionen kontinuierlich ändern zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, mit der auch der vom ; schwenkbaren Kopf betätigte Signalgeber kontinuierlich änderbare Steuersignale abzugeben vermag.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Signalgeber ein magnetfeldabhängiger Differentialfühler ist, der zwei im Steuerhebel fest montierte und in Schwenkrichtung des Kopfes gegeneinander versetzte Fühlerelemente und ein deren Magnetfeld beeinflussendes, mit Hilfe des Kopfes bewegbares Erregerelement aufweist, und daß eine Blattfeder mit mindestens einem Schenkel nahe den Feldplatten am Steuerhebel befestigt ist, mit ihrer gegenüberliegenden Stirnkante am Kopf gelagert ist und an einer sich neben dem Schenkel erstreckenden Lasche das Erregerelement trägt.

Mit Hilfe eines in dieser Weise angeordneten Differentialfühlers gelingt es, trotz des im Handgriff eines Steuerhebels beschränkten Platzes ein vom Schwenkwinkel des Kopfes abhängiges, also kontinuierlich änderbares Steuersignal zu erzeugen. Hierbei ■ dient die Blattfeder als Übersetzungselement, welches die zur Erzeugung einer bestimmten Signalgröße erforderliche Auslenkung des Erregerelements an die tatsächliche Schwenkbewegung des Kopfes \ anpaßt. Als Erregerelement kann beispielsweise ein Permanent- ! magnet oder wenn die magnetische Spannung an anderer Stelle erj zeugt wird, auch ein einfaches Weicheisenstück dienen.

Vorzugsweise besitzt die Blattfeder zwei Schenkel und die Lasche ist zwischen diesen Schenkeln angeordnet. Dies ergibt eine symmetrische, sehr genau arbeitende Konstruktion.

Vorzugsweise ist die Lasche kürzer als der Schenkel. Dies führt

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zu einer Untersetzung der Schwenkbewegung des Kopfes, so daß verhältnismäßig große Schwenkwinkel des Kopfes möglich sind, welche eine feinfühlige Steuerung erleichtern, und trotzdem die Bewegung des Erregerelements den üblichen Größenabmessungen eines für diesen Zweck verwendbaren Differentialfühlers entspricht.

Des weiteren sollte die Länge der Schenkel höchstens 75 %_t vorzugsweise etwa 60 %, der Blattfederlänge betragen. Es verbleibt daher zwischen den Schenkeln bzw. der Lasche und der gegenüberliegenden Stirnkante ein verhältnismäßig langes Blattfederstück, das keine Unterbrechungen aufweist und daher verhältnismäßig steif ist. Auf diese Welse läßt sich das Übersetzungsverhältnis besonders leicht festlegen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Fühlerelemente des magnetfeldabhängigen Differentialfühlers Feldplatten. Diese Konstruktion ist baulich sehr kompakt.

Vorzugsweise ist hierbei das Erregerelement ein Weicheisenstück und die Feldplatten sind mit einem Permanentmagneten vereinigt. Das Weicheisenstück kann verhältnismäßig klein sein, so daß es keine Schwierigkeiten macht, es an der Lasche zu befestigen. Der dem gegenüber größere Permanentmagnet ist fest im Steuerhebel angebracht, so daß es keine Platzprobleme gibt.

Bei einer sehr preiswerten Lösung sind die Fühlerelemente des magnetfeldabhänigen Differentialfühlers Hallgeneratoren. j

Eine weitere Alternative besteht darin, daß die Fühlerelemente des magnetfeldabhängigen Differentialfühlers Induktionsspulen

sind. j

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung darl gestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: ^!

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Fig. 1 eine Seitenansicht einer elektrischen Steuervorrichtung, bei der die Erfindung anwendbar ist,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch den Handgriff des Steuerhebels der Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer in Fig. 2 verwendeten Blattfeder,

Fig. 4 eine Seitenansicht des Unterteils eines in Fig. 2 verwendeten Differentialfühlers und

Fig. 5 eine Draufsicht auf Fig. 4

Die elektrische Steuervorrichtung 1 in Fig. 1 weist einen mit einem Handgriff 2 versehenen Steuerhebel 3 auf. Dieser ist um einen Punkt 4 sowohl in der Zeichenebene als auch senkrecht dazu verschwenkbar. Bei der erstgenannten Schwenkbewegung können beispielsweise zwei Potentiometer für die Vorwärts- und Rückwärts-Bewegung eines hydraulischen Geräts betätigt werden. Bei der zweitgenannten Schwenkbewegung können beispielsweise zwei Potentiometer für die Links- und Rechts-Bewegung dieses Geräts betätigt werden. An der Stirnseite des Steuerhebels befindet sich ein um eine Achse 5 schwenkbarer Kopf 6, bei dessen Schwenkbewegung weitere kontinuierlich änderbare Steuersignale, beispielsweise für die Auf- und Ab-Bewegung des Geräts,erzeugt werden können. Der Kopf 6 weist einen nach innen über die Schwenkachse 5 ragenden Fortsatz 7 auf, an dessen Außenseite zwei Rückstell-Blattfedern 8 und 9 angebracht sind. Diese stützen sich an! Anschlägen 10 und 11 ab, welche ortsfest im Steuerhebel 3 montiertpind. Auf diese Weise ist die Neutralstellung des Kopfes sichergestellt. Der Fortsatz weist ferner ein Schneidenlager auf, in welches eine Stirnkante 13 einer Blattfeder 14 eingreift. Dieses weist zwei Schenkel 15 und 16 auf, deren untere Enden und 18 fest im Steuerhebel 3 eingespannt sind. Dazwischen be-

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findet sich eine Lasche 19, welche am unteren Ende beidseitig ein Erregerelement 20 aus Weicheisen trägt. Dieses Erregerelement ist Teil eines Feldplatten-Diferentialfühlers 21, dessen Unterteil 22 fest im Steuerhebel 3 montiert ist. Zur Montage dient ein Tragelement 23, das den Unterteil 22 aufnimmt, die Anschläge 10 und 11 trägt sowie die Einspannvorrichtung für die Schenkel 15 und 16 der Blattfeder 14 aufweist.

Die Fig. 4 und 5 zeigen das Unterteil 22 eines bekannten, für den vorliegenden Zweck verwendbaren Feldplatten-DifferentialfUhlers. Zwei als Feldplatten ausgebildete Fühlerelemente 24 und 25 sind in Schwenkrichtung des Kopfes 6 versetzt nebeneinander angeordnet. Sie bestehen je aus einem Halbleiterelement, das unter dem Einfluß eines Magnetfeldes seinen ohmschen Widerstand ändert. Normalerweise werden diese Feldplatten von gleich großen Magnetflüssen durchsetzt, die mit Hilfe eines Permanentmagneten 26 erzeugt werden. Dieser Magnetfluß wird gegensinnig geändert, wenn sich das Erregerelement 20 aus der Mittelstellung zwischen den Fühlerelementen bewegt. Wenn die Fühlerelemente in zwei Zweigen einer ohmschen Brücke angeordnet sind, kann man in Abhängigkeit von der Bewegung des Erregerelements 20 eine sinusförmige Steuerspannung abgreifen, die zu beiden Seiten der Neutralstellung nahezu proportional zum Schwenkwinkel verläuft. Fahnen 27, 28 und 29 dienen zum Anschluß der erforderlichen Leitungen. Die Oberseite der Fühlerelemente ist durch eine Schutzschicht abgedeckt .

i Wenn im Betrieb der Kopf 6 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird, j verlagert sich die Schneide 12 in Fig. 2 nach links, wodurch j die Blattfeder 14 gebogen wird. Der überwiegende Teil der Biegung erfolgt in den Schenkeln 15 und 16. Da die Lasche 19 diese Biegung nicht mitmacht, tritt diese auf der rechten Seite aus der Blattfeder 14 heraus. Bei den veranschaulichten Abmessungsverhältnissen bewegt sich daher das Erregerelement 20 nach rechts. Beispielsweise führt eine Verlagerung des Schneiden-

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lagers 12 um 4 mm in einer entgegengesetzten Auslenkung des Erregerelements 20 von etwa 0.6 mm. Diese Steuerung ist sehr genau, weil das Erregerelement 20 fest an der Lasche angebracht ist und an keiner Stelle des Systems ein störendes Spiel auftritt.

Das Übersetzungsverhältnis kann auf einfache Weise dadurch geändert werden, daß die Schlitze zwischen den Schenkeln 15, 16 und der Lasche 19 geändert wird.

Ähnliche Verhältnisse ergeben sich, wenn als FUhlerelemeniB 24 und 25 keine Feldplatten, sondern Hall-Generatoren oder Induktionsspulen verwendet werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Elektrische Steuervorrichtung mit einem Steuerhebel, einem stirnseitig daran angebrachten, um eine quer zur Hebelachse stehende Achse schwenkbaren Kopf, der aus einer Neutralstellung gegen Rückstellkräfte um begrenzte Winkel in beiden Richtungen verlagerbar ist, und einem davon betätigten Signalgeber, der richtungsabhängig ein elektrisches Steuersignal abgibt, insbesondere zur Steuerung elektrisch gesteuerter Ventile, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber ein magnetfeldabhängjLger Differentialfühler (21) ist, der zwei im Steuerhebel (3) fest montierte und in Schwenkrichtung des Kopfes (6) gegeneinander versetzte PUhlerelemente (24, 25) und ein deren Magnetfeld beeinflussendes, mit Hilfe des Kopfes bewegbares Erregerelement (20) aufweist, und daß eine Blattfeder (14) mit mindestens einem Schenkel (15, 16) nahe den Feldplatten am Steuerhebel befestigt ist, mit ihrer gegenüberliegenden Stirnkante (13) am Kopf gelagert ist und an einer sich neben dem Schenkel erstreckenden Lasche (19) das Erregerelement (20) trägt.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (14) zwei Schenkel (15, 16) aufweist und die Lasche (19) zwischen diesen Schenkeln angeordnet ist,

.oder 2
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet,

daß die Lasche (19) kürzer ist als die Schenkel.(15, 16).

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ORIGINAL INSPECTED
4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Schenkel (15, 16) höchstens 75 %, vorzugsweise etwa 60 %, der Blattfederlänge beträgt.
5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die FUhlerelemente (24, 25) des magnetfeldabhängigen Differentialfühlers (21) Feldplatten sind.
6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Erregerelement (20) ein Weicheisenstück ist und die Feldplatten mit einem Permanentmagneten (26) vereinigt sind.
7. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die FUhlerelemente (24, 25) des magnetfeldabhängigen Differentialfühlers (21) Hallgeneratoren sind.
8. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlerelemente (24, 25) des magnetfeldabhängigen Differentialfühlers (21) Induktionsspulen sind.

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