DE3431523A1 - Steuersignalgeber - Google Patents

Steuersignalgeber

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Description

  • Steuersignalgeber
  • Die Erfindung betrifft einen Steuersignalgeber zur Erzeugung eines Paares von Steuersignalen mittels eines in zwei Richtungen auslenkbaren Steuerhebels, enthaltend: (a) einen durch eine Schwenklagerung gegenüber einem Grundteil um einen Schwenkpunkt allseitig schwenkbar gelagerten Steuerhebel, (b) erste Fühlermittel, welche auf die Auslenkung des Steuerhebels in einer ersten Richtung ansprechen und ein erstes Steuersignal liefern, und (c) zweite Fühlermittel, welche auf die Auslenkung des Steuerhebels in einer zweiten Richtung ansprechen und ein zweites Steuersignal liefern.
  • Bekannte Steuersignalgeber dieser Art weisen an dem Steuerhebel angelenkte mechanische Übertragungsglieder auf, über welche die Fühlermittel ange- steuert werden. Durch solche mechanischen Übertragungsglieder sind bekannte Steuersignalgeber Verschleiß unterworfen oder sogar -bei rauhem Betrieb z.B. in Baufahrzeugen- der Gefahr einer Beschädigung ausgesetzt. Weiterhin haben die bekannten Steuersignalgeber aus konstruktiven Gründen relativ große Abmessungen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steuersignalgeber der eingangs genannten Art so auszubilden, daß Verschleiß und die Gefahr einer Beschädigung im Betrieb weitgehend vermieden wird, der Aufbau vereinfacht wird und die Abmessungen verringert werden.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß (d) an dem Steuerhebel um die Schwenklagerung herum ein Teller angebracht ist, (e) die Fühlermittel von Näherungssensoren gebildet sind, die in dem Grundteil sitzen und auf die Bewegung des Tellers um den Schwenkpunkt ansprechen.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Steuersignalgeber erfolgt die Signalerzeugung durch berührungslose Abtastung eines an dem Steuerhebel angebrachten Tellers durch Näherungssensoren. Es entfallen dann mechanische Ubertragungsglieder zwischen Steuerhebel und Fühlermitteln. Die Abtastung erfolgt berührungslos und damit praktisch ohne Verschleiß. Die Gefahr von mechanischen Beschädigungen, wenn etwa von dem Benutzer eine übermäßig große Kraft auf den Steuer- hebel ausgeübt wird, ist vermieden. Der Aufbau wird einfacher. Durch den Wegfall der mechanischen Übertragungsglieder ergibt sich eine kürzere Bauweise für den Steuersignalgeber.
  • Näherungssensoren sind in verschiedener Form bekannt. Es können beispielsweise induktive, kapazitive oder magnetische Näherungssensoren verwandt werden.
  • Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
  • Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Steuersignal gebers.
  • Fig. 2 zeigt die Anordnung von Induktionsspulen bei dem Steuersignalgeber von Fig.l.
  • Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Steuersignal gebers.
  • Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines Steuersignal gebers.
  • Der Steuersignalgeber enthält einen Steuerhebel 10, der durch eine Schwenklagerung 12 in Form eines Kardangelenks um einen Schwenkpunkt 14 allseitig schwenkbar gegenüber einem Grundteil 16 gelagert ist. Es sind erste Fühlermittel 18 vorgesehen, welche auf die Auslenkung des Steuerhebels 10 in einer ersten Richtung, von links oben nach rechts unten in Fig.2, ansprechen und ein erstes Steuersignal liefern, sowie zweite Fühlermittel 20, welche auf die Auslenkung des Steuerhebels 10 in einer zweiten Richtung, von links unten nach rechts oben in Fig.2, ansprechen und ein zweites Steuersignal liefern. Bei dem beschriebenen Steuersignalgeber ist an dem Steuerhebel 10 um die Schwenklagerung 12 herum ein Teller 22 angebracht. Die Fühlermittel 18 und 20 sind von Näherungssensoren gebildet, die in dem Grundteil sitzen und auf die Bewegung des Tellers 22 um den Schwenkpunkt 14 ansprechen.
  • Bei der Ausführungform nach Fig.l besteht der Teller 22 aus unmagnetischem Material. In dem Teller 22 sind Einsätze 24 aus weichmagnetischem Material vorgesehen. Die Näherungssensoren 18 und 20 sind von Paaren von in bezug auf den Schwenkpunkt 14 diametral einander gegenüberliegenden Induktionsspulen 26,28 bzw. 30,32 gebildet, deren Streufelder durch die Einsätze 24 veränderbar sind.
  • Die dadurch bei einer Auslenkung des Steuerhebels 10 und des Tellers 22 hervorgerufenen Änderungen der Induktivitäten der gegenüberliegenden Induktionsspulen kann beispielsweise nach Art der DE-OS 32 12 149 in ein elektrisches Ausgangssignal umgesetzt werden. Der Teller 22 weist auf seiner dem Grundteil 16 zugewandten Seite eine konische Ringfläche 34 auf, die mit den Näherungssensoren 18,20 zusammenwirkt und in welche bei der Ausführung nach Fig.l die Einsätze aus weichmagnetischem Material 24 eingelassen sind. Der Grundteil weist auf seiner dem Teller 22 zugewandten Oberfläche einen in Umfangsrichtung gewellten Ringbereich 36 mit vier um jeweils 90" gegeneinander winkelversetzten Wellentälern 36 auf. Die Näherungssensoren 18 und 20 sind mit den Induktionswicklungen 26,28 und 30,32 ebenfalls jeweils um 90" gegeneinander winkelversetzt zwischen den Wellentälern angeordnet. Diese Ausbildung hat folgenden Sinn: Wenn der Steuerhebel 10, wie im rechten Teil von Fig.l durch einen Pfeil angedeutet ist, unmittelbar in Richtunq auf eine der Induktionswicklungen 32 ausgelenkt wird, dann nähert sich die konische Fläche 34 mit dem Einsatz 24 direkt der Induktionswicklung 32, bis die konische Fläche 34 im wesentlichen tangential im Bereich der Induktionswicklung 32 an dem Ringbereich 36 anliegt. Wenn der Ringbereich 36 plan wäre, dann würde bei Auslenkung des Steuerhebels 10 unter 45" zu den Näherungssensoren 18 und 20 der Teller 22 mit der konischen Ringfläche 34 tangential zwischen den Induktionswicklungen z.B. 26 und 30 anliegen und im Bereich der Induktionswicklungen 26 und 30 selbst einen erheblichen Abstand von der Oberfläche des Ringbereichs 36 haben. Die Signale wären dann entsprechend schwächer. Durch die wellige Ausbildung des Ringbereichs 36 kann sich in dieser 45°-Stellung die konische Ringfläche 34 des Tellers 22 in die Wellentäler einschmiegen, und damit kann eine größere Annäherung der konischen Ringfläche 34 und des Einsatzes 24 an die Induktionsspulen, z.B. 26 und 30, der Näherungssensoren 18 und 20 erreicht werden.
  • Der Grundteil 16 ist eine Grundplatte aus unmagnetischem Material, an welcher der Steuerhebel 10 über das Kardangelenk gelagert ist. Die Näherungssensoren 18,20 sind in dem Ringbereich 36 um das Kardangelenk herum in der Grundplatte angeordnet.
  • An der Grundplatte ist um den Ringbereich 36 herum ein Kragen 40 vorgesehen. Eine Gummimanschette 42 von konischer Grundform sitzt mit ihrem weiten Ende 44 auf dem Kragen und ist mit ihrem engen Ende 46 an dem Steuerhebel 10 befestigt. Es ergibt sich auf diese Weise eine einfache und robuste Konstruktion, deren bewegliche mechanische Teile nach außen hin dicht abgeschlossen sind. Die Näherungssensoren 18 und 20 übernehmen gleichzeitig die Funktion einer Durchführung aus diesem abgeschlossenen Raum. Die elektrischen Signale der Näherungssensoren 18 und 20 werden in einem unter dem Grundteil 16 sitzenden Elektronikteil 48 verarbeitet.
  • Fig.3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform. Der Grundaufbau der Anordnung ist der gleiche wie bei der Ausführung nach Fig.2, und entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie dort. Bei der Ausführung nach Fig.3 besteht der Teller 22 ebenfalls aus unmagnetischem Material.
  • Statt eines Einsatzes aus weichmagnetischem Material sind in den Teller 22 Dauermagnete 50 eingesetzt. Die Näherungssensoren sind als magnetfeldempfindliche Sensoren 52 ausgebildet. Beispielsweise können die Näherungssensoren als Feldplatten oder als Hallsensoren ausgebildet sein.
  • Die Näherungssensoren können auch magnetoresi sti ve Sensoren sein.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig.4, die im übrigen mit den Ausführungen nach Fig. 1 und 3 im wesentlichen übereinstimmt, ist ebenfalls der Teller 22 aus unmagnetischem Material hergestellt. In dem Teller 22 sind Einsätze 54 aus magnetischem oder weichmagnetischem Material vorgesehen. Die Näherungssensoren 56 sind von Topfkernspulen gebildet.
  • Statt dessen können die Näherungssensoren auch kapazitive oder sonstige geeignete Sensoren sein.
  • - Leerseite -

Claims (11)

  1. Patentansprüche 1. Steuersignalgeber zur Erzeugung eines Paares von Steuersignalen mittels eines in zwei Richtungen auslenkbaren Sbeuerhebels (10), enthaltend: (a) einen durch eine Schwenklagerung (12) gegenüber einem Grundteil (16) um einen Schwenkpunkt (14) allseitig schwenkbar gelagerten Steuerhebel (10), (b) erste Fühlermittel (18), welche auf die Auslenkung des Steuerhebels (10) in einer ersten Richtung ansprechen und ein erstes Steuersignal liefern, und (c) zweite Fühlermittel (20), welche auf die Auslenkung des Steuerhebels (10) in einer zweiten Richtung ansprechen und ein zweites Steuersignal liefern, dadurch gekennzeichnet, daß (d) an dem Steuerhebel (10) um die Schwenklagerung (12) herum ein Teller (22) angebracht ist, (e) die Fühlermittel (18,20) von Näherungssensoren gebildet sind, die in dem Grundteil (16) sitzen und auf die Bewegung des Tellers (22) um den Schwenkpunkt (14) ansprechen.
  2. 2. Steuersignalgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (a) der Teller (22) aus unmagnetischem Material besteht, (b) in dem Teller (22) Einsätze (24) aus weichmagnetischem Material vorgesehen sind und (c) die Näherungssensoren (18,20) von Paaren von in bezug auf den Schwenkpunkt (14) diametral einander gegenüberliegenden Induktionsspulen (26,28;30,32) gebildet sind, deren Streufelder durch die Einsätze (24) veränderbar sind.
  3. 3. Steuersignalgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (a) der Teller (22) aus unmagnetischem Material besteht, (b) in den Teller Dauermagnete (50) eingesetzt sind und (c) die Näherungssensoren als magnetfeldempfindliche Sensoren (52) ausgebildet sind.
  4. 4. Steuersignalgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Näherungssensoren als Feldplatten ausgebildet sind.
  5. 5. Steuersignalgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Näherungssensoren als Hallsensoren ausgebildet sind.
  6. 6. Steuersignalgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Näherungssensoren magnetoresistive Sensoren sind.
  7. 7. Steuersignalgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (a) der Teller (22) aus unmagnetischem Material hergestellt ist, (b) in den Teller (22) Einsätze (54) aus magnetischem oder weichmagnetischem Material vorgesehen sind und (c) die Näherungssensoren von Topfkernspulen (56) gebildet sind.
  8. 8. Steuersignalgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Näherungssensoren kapazitive Sensoren sind.
  9. 9. Steuersignalgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teller auf seiner dem Grundteil zugewandten Seite eine konische Ringfläche aufweist, die mit den Näherungssensoren zusammenwirkt.
  10. 10. Steuersignalgeber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß (a) der Grundteil auf seiner dem Teller zugewandten Oberfläche einen in Umfangsrichtung gewellten Ringbereich mit vier um jeweils 900 gegeneinander winkelversetzten Wellentälern aufweist und (b) die Näherungssensoren ebenfalls jeweils um 90" gegeneinander winkelversetzt zwischen den Wellentälern angeordnet sind.
  11. 11. Steuersignalgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (a) der Grundteil eine Grundplatte ist, (b) der Steuerhebel über ein Kardangelenk an der Grundplatte gelagert ist, (c) die Näherungssensoren in einem Ringbereich um das Kardangelenk herum in der Grundplatte angeordnet sind, (d) an der Grundplatte um den Ringbereich herum ein Kragen vorgesehen ist und (e) eine Gummimanschette von konischer Grundform mit ihrem weiten Ende auf dem Kragen sitzt und mit ihrem engen Ende an den Steuerhebel befestigt ist.
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