DE29700687U1

DE29700687U1 - Umsetzvorrichtung zur ferngesteuerten Betätigung einer Steuereinheit eines Industriegeräts

Info

Publication number: DE29700687U1
Application number: DE29700687U
Authority: DE
Original assignee: NBB NACHRICHTENTECH GmbH
Current assignee: Nbb Controls and Components Ag De
Priority date: 1997-01-16
Filing date: 1997-01-16
Publication date: 1997-03-06
Anticipated expiration: 2007-01-17

Description

UmsetzVorrichtung zur ferngesteuerten Betätigung einer Steuereinheit eines Industriegeräts.

Die Erfindung betrifft eine Umsetzvorrichtung zur ferngesteuerten Betätigung einer Steuereinheit eines Industriegeräts wie z.B. eines Krans, wozu die Umsetzvorrichtung das elektrische Empfangs-Signal einer Fernsteuerung über eine Kopplungseinrichtung in eine hierzu proportionale Auslenkung eines mechanischen Stellgliedes umsetzt, das dann am Bedienungselement, z.B. einem Steuerknüppel, der Steuereinheit angreift.

Eine solche Umsetzvorrichtung zeigt das Gebrauchsmuster 295 05 386.0. Bei diesem Gebrauchsmuster ist das Stellglied in Form einer elektropneumatischen Steuereinheit realisiert, wobei elektrisch ansteuerbare, pneumatische Proportional ventile verwendet werden. Zur Beaufschlagung des Bedienungselementes des Industriegerätes, z.B. einem Steuerknüppel, dient eine Kolbenstange, die von einem Kolben gegen die Kraft einer Rückstellfeder beaufschlagt wird, der seinerseits in einem Zylindergehäuse sitzt, das über Luftleitungen über ein Ventil vom pneumatischen Proportional ventil gesteuert wird.

Aufgabe der folgenden Erfindung ist es, die mechanische Umsetzung des elektrischen Signals der Fernsteuerung über eine Kopplungseinrichtung, wie z.B. ein Proportional ventil zum Bedienungselement des zu steuernden Industriegerätes konstruktiv zu vereinfachen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Stellglied einer in einem Steuerblock in einem Lager verschwenkbar gehaltene Steuerstange ist, an deren auf der einen Seite des Lagers gelegenen ersten Ende die Kopplungseinrichtung angreift, und an deren auf der anderen Seite aus dem Steuerblock herausragenden, zweiten Ende eine Kupplungsstange angeordnet ist, die die Schwenkbewegung der Steuerstange auf das Bedienungselement der Steuereinheit des Industriegerätes überträgt.

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Vorzugweise dienen zur Umsetzung des elektrischen Fernsteuersignals hydraulische Proportionalventile, die unmittelbar einen Kolben steuern, dessen Stirnseite an der pendelartig gelagerten Steuerstange angreift.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Umsetzvorrichtung wird nun anhand von Zeichnungen näher erläutert, es zeigen:

Figur 1: Eine schematische Gesamtdarstellung nach Art
eines Blockschaltbildes, und

Figur 2: einen Detailschnitt durch eine Umsetzvorrichtung.

Ziel der Umsetzvorrichtung 10 ist es, ein Industriegerät, in der Figur 1 als Kran 20 dargestellt, mittels eines Fernsteuersenders S zu steuern, obwohl dieses Industriegerät an sich nicht für eine Fernsteuerung vorgesehen ist, sondern eine Steuereinheit 16 aufweist, die ein Bedienungselement 15 beispielsweise in Form eines Steuerknüppels aufweist.

Der weitere Aufbau gemäß Figur 1 wird anhand einer kurzen Funktionsbeschreibung geschildert:

Das vom Sender S ankommende Funksignal wird vom Empfänger E aufgenommen und an eine Kopplungseinrichtung 18 weitergeleitet, die über einen Kolben 19 den unteren Abschnitt 12A einer in einem Lager 11 schwenkbar gehaltenen Steuerstange 12 beaufschlagt, so daß die Schubbewegung des Kolbens 19 in eine Schwenkbewegung der Steuerstange 12 umgesetzt wird. Am oberen Ende 12B der Steuerstange 12, das aus dem Steuerblock 10 herausragt, ist ein nach Art eines Pfannenlagers ausgebildetes Kugelgelenk 13A vorgesehen, das Teil einer Kupplungsstange 14 ist, deren anderes Ende ein zweites Kugelgelenk 13B trägt, das das Bedienungselement 15 der Steuereinheit 16 des Krans 20 übergreift. Die Schwenkbewegung der Steuerstange 12 wird dadurch in eine entsprechende Horizontal bewegung (durch Doppelpfeil angedeutet) der Kupplungsstange 14 übersetzt. Im Endergebnis bilden Steuerstange 12 und Bedienungselement 15 somit eine "Master-

S1ave"-Einheit, mit der Folge, daß die Auslenkbewegung eines mit dem Sender S verbundenen Joysticks bei entsprechend proportionaler Ausgestaltung der Übertragungswege in eine hierzu exakt proportionale Schwenkbewegung des Bedienungselements 15 umgesetzt wird, im Endeffekt bildet die gesamte Steuereinheit SE somit einen Funktionsblock, der praktisch eine Fernsteuerung des Krans 20 durch den Sender S erlaubt, ohne daß in die Konstruktion und den Aufbau der Steuereinheit 16 eingegriffen wird.

Figur 2 zeigt einen Horizontal schnitt durch eine bevorzugte konstruktive Ausgestaltung des Steuerblocks 10, wobei beidseitig der Steuerstange 12 diametral entgegengesetzt zwei Proportional ventile 18A,18B sich befinden, deren Steuerkolben 19A,19B die Steuerstange 12 unterhalb der kugelgelenkartigen Lagerung 11 beaufschlagen.

Das untere Ende 12A der Steuerstange 12 ist unterhalb des Beaufschlagungspunktes durch die Steuerkolben 19A,19B in einem Stellkolben R gehalten.

Die Funktion dieser Anordnung ist wie folgt:

Liegt kein elektrisches Ansteuersignal vor, so sind die Proportionalmagnete stromlos und die Steuerkolben 19A,19B verbinden über entsprechende Steuerkanten in an sich bekannter Art und Weise den Stell kolben R mit einer Tankleitung {nicht dargestellt). Der Stellkolben R ist damit drucklos und wird über eine Zentrierfeder in seiner Mittellage, entsprechend er Nullstellung der Steuerstange 12, gehalten.

Tritt ein Fernsteuersignal auf, so wird proportional zum Ansteuersignal ein Strom zu den Proportionalmagneten der Proportionalventile 18A,18B geleitet, die Proportionalmagneten schieben ihren jeweiligen Steuerkolben 19A,19B gegen den Schwenkhebel 12. Damit erzeugen sie über eine nicht dargestellte Druckleitung eine Druckdifferenz, die den Stellkolben R verschiebt, der dann letztlich den Schwenkhebel 12 entsprechend der Druckdifferenz beaufschlagt und auslenkt. Die Endstellung des Stellkolbens R ist erreicht, wenn eine

gegengerichtete Meßfeder soweit komprimiert ist, daß sich Magnetkraft und Federkraft im Gleichgewicht befinden, in diesem Zustand schließt der Steuerkolben 19A,19B die Verbindung zum Druckkanal und der Stell kolben R bewegt sich nicht mehr weiter.

Durch diese Anordnung ist sichergestellt, daß der Stellkolben R immer eine dem Ventil strom proportionale Stellung einnimmt und er in die Mittellage {= Nullstellung des Schwenkhebels 12) zurückkehrt, sobald die Druckversorgung abgeschaltet wird.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß der Stellweg einfach an die Bedürfnisse der zu steuernden Einheit 16 angepaßt werden können, ferner ein einfacher Korrosionsschutz, da es im Gegensatz zur Lösung gemäß dem Stand der Technik keine ein- und ausfahrende Kolbenstange gibt.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung haben Reibungs- und Störkräfte auf den Stellkolben R nur geringen Einfluß auf den Stellweg, wodurch nur geringe Hystereseeffekte auftreten und eine hohe Laststeifigkeit gewährleistet ist.

Die dargestellte Umsetzvorrichtung dient zur Steuerung einer Funktion des Industriegerätes 20, beispielsweise der Hubbewegung des Kranarms. Sind mehrere Funktionen zu steuern {beispielsweise vier), so können Steuerblöcke 10 der dargestellten Art parallel zueinander angeordnet und funktionell zugeordnet werden.

Claims

Schutzansprüche

1. Umsetzvorrichtung zur ferngesteuerten Betätigung einer Steuereinheit eines Industriegeräts wie z.B. eines Krans, wozu die Umsetzvorrichtung das elektrische Empfangs-Signal einer Fernsteuerung über eine Kopplungseinrichtung in eine hierzu proportionale Auslenkung eines mechanischen Stellglieds umsetzt, das dann am Bedienungselement, z.b. einem Steuerknüppel, der Steuereinheit angreift,

dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied eine in einem Steuerblock (10) in einem Lager (11) verschwenkbar gehaltene Steuerstange (12) ist, an deren auf der einen Seite des Lagers (11) gelegenen ersten Ende (12A) die Kopplungseinrichtung angreift, und an deren auf der anderen Seite aus dem Steuerblock (10) herausragenden, zweiten Ende (12B) eine Kupplungsstange (14) angeordnet ist, die die Schwenkbewegung der Steuerstange (12) auf das Bedienungselement (15) der Steuereinheit (16) des Industriegeräts (20) überträgt.

2. Umsetzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Steuerstange (12) und Kupplungsstange (14) über ein Kugelgelenk (13A) miteinander verbunden sind.

3. Umsetzvorrichtung nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung des elektrischen Fernsteuersignals in die Auslenkung der Steuerstange (12) über mindestens ein hydraulisches Proportionalventil (18A₅18B) als Kopplungseinrichtung erfolgt, das einen Kolben (19A,19B) steuert, der seinerseits einen Stell kolben (R) beaufschlagt, der am ersten Ende (12A) der Steuerstange (12) angreift.

4. Umsetzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückstellelement vorgesehen ist, das bei Ausbleiben oder Störung des Fernsteuersignals die Steuerstange (12) in ihre auslenkungsfreie Nullstellung rückführt.

5. Umsetzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere baugleiche Steuerblöcke parallel zueinander angeordnet sind, die jeweils eine von mehreren Bewegungsabläufen des Industriegeräts (20) über mehrere Stellglieder steuern.