DE4332839C2 - Vorrichtung zur Erfassung von mindestens zwei Bewegungen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Erfassung von min­ destens zwei Bewegungen. Diese Art von Vorrichtungen werden zum Beispiel bei Gabelstaplern verwen­ det. Das Fahrpedal für die Vorwärtsfahrt und das andere Fahrpedal für die Rückwärtsfahrt wirken hier auf die jeweiligen Enden eines Hebels ein. Die Auslenkungen der Hebelarme werden jeweils mit einem eigenen Meßaufnehmersystem erfaßt. Dadurch baut die Vorrichtung auf­ wendig und teuer.

In der DE 36 40 160 A1 wird ein Mehrkoordinatentastkopf beschrieben, mit dem aber nur eine einzige Bewegung erfaßbar ist, die zwar aus verschiedenen Richtungen auf den Tastkopf einwirken kann. Dadurch wird ein Gegenkörper in einer Ebene verschoben bzw. dreht er sich um seine Längsachse. Mit Hilfe einer Feder wird der Tastkopf nach seiner Auslenkung wieder in seine Ausgangsposition zurückgestellt. Eine Sensorvorrichtung erfaßt nur diese einzige Bewegung.

Auch beim Gegenstand nach der DE 31 25 737 A1 wird jeweils nur eine einzige Kraft F1, die aus verschiedenen Richtungen angreifen kann, erfaßt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen in dem Anspruch 1 hat demgegenüber die Vorteile, daß sie einfach und kostengünstig baut. Aufgrund der geometrischen Anordnung eines ein­ zigen Sensors kann dieser die Auslenkung beider Hebelarme, die nicht gleichzeitig auftreten darf, erfassen. Somit ist zur Erfassung von zwei Wegen bzw. Auslenkungen nur noch ein einziger Sensor notwendig. Anhand des Vorzeichens des vom Sensor erfaßten Meßsignals ist eine Zuordnung des Meßsignals zum jeweils betätigten Hebelarm möglich.

Ferner kann in besonders einfacher Weise, zum Beispiel durch Anbringung eines zusätzlichen Bolzens mit diesem Sensor auch noch eine dritte, im Bereich des Sensors einwirkende Bewegung auf den Hebel erfaßt werden. Soll aber wieder ferner auch die Richtung erkannt werden, so ist die dritte Bewegung von einem zusätzlichen Sensor zu erfassen. Dabei können aber sonst separat angeordnete Sensoren oder Schalter mit in der Vorrichtung integriert angeordnet werden. Dies gilt auch für die elektronische Auswerteschaltung. Hierbei können zum Beispiel Signalleitungen eingespart werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Vor­ richtung möglich.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine schematische Vorrichtung ohne das Meßaufnehmersystem, Fig. 2, 3, 4 jeweils ein Detail bestehend aus dem Hebel und dem Meßaufnehmersystem in drei verschiedenen Stellungen, Fig. 5 ein Detail des Meßaufnehmers zur Erfassung von drei Bewegungen und Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung des mathe­ matischen Zusammenhangs.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Fig. 1 ist mit 10 eine Vorrichtung zur Erfassung von min­ destens zwei Bewegungen bezeichnet, die eine Bodenplatte 11 mit einem Aufsatz 12 als Überlastschutz für einen Hebel 13 aufweist. Auf dem Boden 11 ist ferner ein Überbau 14 aufgesetzt, so daß der Hebel 13 zwischen Aufsatz 12 und Überbau 14 beweglich ist. Hierzu ist zu beiden Seiten des Aufsatzes 12 jeweils eine Feder 15, 16 angeordnet, die mit ihrem einen Ende am Boden 11 anliegen und mit ihrem anderen Ende in Nuten 17, 18 an der Unterseite des Hebels 13 eingreifen.

Ferner ist an der Innenseite des Überbaus 14 mit einem Abstand großer als der Abstand der beiden Federn 15, 16 je eine Wulst 19, 20 ausgebildet, die als Drehachsen des Hebels 13 dienen und jeweils in an der Oberseite des Hebels 13 ausgebildeten Nuten 21, 22 ein­ greifen. Die Drehachsen befinden sich somit außerhalb des Schwer­ punktes des Hebels 13. In der Fig. 1 ist in durchgezogenen Linien der Hebel 13 in Grundstellung eingezeichnet, wobei die beiden Wulste 19, 20 jeweils in der zugeordneten Nut 21, 22 liegen und von den beiden Federn 15, 16 in dieser Position gehalten werden. In ge­ strichelten Linien ist hingegen der Hebel 13 bei einer in der Fig. 1 auf den rechten Hebelarm einwirkenden Bewegung dargestellt.

In den Fig. 2 bis 4 sind nun die verschiedenen Stellungen des Hebels 13 zur Erfassung der jeweiligen Bewegung dargestellt. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist erst jetzt das Wegaufnehmersystem mit eingezeichnet. Als Wegaufnehmer 23 können verschiedene Meßsysteme verwendet werden. So kann zum Beispiel die Bewegung durch ein optisches oder durch ein induktives System erfaßt werden. Zur Ver­ deutlichung und zur nachfolgenden Erläuterung der Wirkungsweise ist in den Fig. 2 bis 4 ein induktiver Wegaufnehmer dargestellt, in dessen Gehäuse zusätzlich eine aus herkömmlichen Bauelementen be­ stehende Auswerteelektronik integriert ist. In bekannter Weise be­ steht ein induktiver Wegaufnehmer aus einem Eisenkern, der von einer Spule umgeben ist. Fernen ist am Hebel 13 eine Mitnehmerachse 24 an­ geordnet, die aus magnetisch leitendem Material besteht. Die Mit­ nehmerachse 24 ist in etwa in der Mitte zwischen den beiden Dreh­ achsen, d. h. zwischen den beiden Wulsten 19, 20 angeordnet und hat zur Erhöhung der Empfindlichkeit des Meßsignals einen möglichst großen senkrechten Abstand zu den Drehachsen. Dies bedeutet, daß die Mitnehmerachse 24 möglichst nahe bei der Unterkante des Hebels be­ festigt ist. Die Mitnehmerachse wird von zwei Mitnehmern 25, 26 geführt. Die Mitnehmer 25, 26 sind auf der Auflagefläche 12 befestigt und zentrieren die Ausgangslage der Mitnehmerachse 24 in der Mitte des induktiven Wegaufnehmers 23.

In der Fig. 3 ist gestrichelt die Ausgangsstellung des Hebels 13, wie in der Fig. 2 dargestellt, eingezeichnet. Soll nun eine Bewegung S erfaßt werden, die auf den rechten Hebelarm 13 einwirkt, so befindet sich der Hebel 13 in der in durchgezogenen Linien darge­ stellten Position des Hebels 13. Hierbei wird die Feder 15 ent­ sprechend der Bewegung S zusammengedrückt und die Wulst 19 und die Nut 21 dienen hierbei als Drehachse für den Hebel 13. In der Fig. 6 sind die mathematischen Zusammenhänge erläutert. Aufgrund der gegen die Kraft der Feder 15 einwirkenden Bewegung S führt der Hebel 13 eine Drehbewegung um die Drehachse 19 aus. Dabei wird ein fiktiver auf dem Hebel 13 befindlicher Punkt auf einer Kreisbahn verschoben, deren Mittelpunkt in der Drehachse 19 liegt. Dadurch ergibt sich zur Erfassung der Bewegung S eine Änderung Δy und senkrecht dazu Δx. Bei jeder einwirkenden Bewegung S ergibt sich eine Verschiebung des fiktiven Punktes jeweils um den Betrag Δx in Richtung zum anderen Hebelarm, in dem sich die jeweils zugeordnete Drehachse befindet. Aufgrund des Vorzeichens der Verschiebung Δx kann dann erkannt werden, auf welchen Hebelarm die Bewegung S einwirkt. Wird die Vor­ richtung, wie eingangs im Stand der Technik erläutert, für einen Gabelstapler verwendet, so kann erkannt werden, ob das Vor­ wärts- oder das Rückwärtsfahrpedal betätigt wird. Der mathematische Zusammenhang für die ermittelten Größen ist dabei:

Die Drehbewegung des Hebels 13 wird selbstverständlich auch von der Mitnehmerachse 24 proportional ausgeführt. Die Mitnehmer 25, 26 führen entsprechend der Bewegung die Mitnehmerachse 24 im Spulen-System des induktiven Wegaufnehmers.

In der Fig. 4 ist nun die Erfassung einer Bewegung A auf den linken Arm des Hebels 13 dargestellt. Wiederum ist in gestrichelten Linien die Ausgangsposition wie in der Fig. 2 dargestellt und in durchge­ zogenen Linien die Verschiebung des Hebels 13. Der Funktionsablauf entspricht dem, wie er bei Fig. 3 beschrieben wurde, wobei sich nur das Vorzeichen für Δx verändert.

In der Fig. 5 ist nun eine Abwandlung der Vorrichtung dargestellt bei der zusätzlich noch eine dritte Bewegung erfaßt werden kann. Wirkt die dritte Bewegung ebenfalls auf den Hebel 13 ein und drückt hierbei beide Federn 15, 16 zusammen, so ergibt sich eine Bewegung der Mitnehmerachse 24 parallel zur zu erfassenden Bewegung X. Diese Erfassung einer dritten Bewegung durch Verwendung nur eines einzigen Wegaufnehmers 23 hat den Nachteil, daß zwei Meßsignale das gleiche Vorzeichen haben und somit keine eindeutige Zuordnung mehr vorge­ nommen werden kann. Für viele Verwendungsarten reicht diese Art der Ermittlung des Meßwertes aber aus. Will man aber die dritte Bewegung X noch eindeutig erfassen, so ist ein zusätzlicher Sensor, wie zum Beispiel in der Fig. 5 ein Reedkontakt 30 auf dem anderen Wegauf­ nehmer 23 oder in dessen Bereich anzuordnen. Ferner ist eine Ver­ bindungsstange 31 notwendig, die entweder am Hebel 13 oder direkt am Element z. B. Bremspedal, dessen Bewegung erfaßt werden soll, be­ festigt sein kann. Bei Verwendung eines Reedkontakts 30 befindet sich am Ende der Verbindungsstange 31 ein Magnet 32. Dieser Magnet 32 wird nun gegen die Kraft einer Feder 33 an den Kontakten des Reedschalters 30 vorbeibewegt, wodurch die Kontakte in herkömmlich bekannter Weise entweder geschlossen oder geöffnet werden. Statt eines Reedkontaktes 30 könnte auch ein Hallelement oder ein sonstiger magnetfeldempfindlicher Sensor verwendet werden. Selbst­ verständlich können auch optische Sensoren oder Schalter Verwendung finden.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Erfassung von mindestens zwei voneinander unabhängigen, auf unterschiedliche Bereiche eines Hebels (13) einwirkenden- Bewegungen (S, A, X), wobei auf die beiden Hebelarme jeweils wenigstens eine Bewegung (g, A) einwirkt, wobei jeder Hebelarm jeweils eine der zu ermittelnden Bewegung (S, A) zugeordnete Drehachse (19, 20) und eine zugeordnete Auflage (15, 16) aufweist, wobei sich die Drehachsen (19, 20) außerhalb des Schwerpunkts des Hebels (13) befinden und wobei eine zwischen den Drehachsen (19, 20) angeordnete erste Meßeinrichtung (23) die jeweilige Bewegung (g, A) um die Drehachsen (19, 20) der beiden Hebelarme unterscheidbar erfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Meßeinrichtung (23) mittig zwischen den beiden Drehachsen (19, 20) des Hebels (13) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Drehachsen (19, 20) eine zweite Meßeinrichtung (30) vorhanden ist, die eine senkrecht zum Hebel (13) verlaufende dritte Bewegung (X) erfaßt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Meßeinrichtung (23) aus einem am Hebel (13) angeordneten Mitnehmer (24) besteht, der zwischen zwei federnden Bügeln (25) geführt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen (19, 20) von dem Mitnehmer (24) der ersten Meßeinrichtung (23) in senkrechter Richtung einen Abstand aufweisen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Meßeinrichtung (23) ein induktiver Wegaufnehmer ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse für die erste Meßeinrichtung (23) die Auswerteelektronik für das erfaßte Meßsignal integriert ist.