DE602004000895T2

DE602004000895T2 - Betätigungshebel mit elektromagnetischem Rastmittel zur Servo-Ansteuerung von hydraulischen Mechanismen

Info

Publication number: DE602004000895T2
Application number: DE200460000895
Authority: DE
Inventors: Mirco Allegretti; Felice Di Vico
Original assignee: Walvoil SpA
Current assignee: Walvoil SpA
Priority date: 2003-07-09
Filing date: 2004-06-21
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2024-06-22
Also published as: EP1500826A2; DE602004000895D1; ITPR20030051A1; ATE326638T1; EP1500826A3; EP1500826B1; US7325466B2; US20050005978A1; ES2264069T3

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Manipulator mit elektromagnetischem Halter für die Servobedienung der Steuerung von Hydraulikvorrichtungen.
Elektromagnetische Halter haben die Aufgabe, die Servobedienung der Steuerung in bestimmten Stellungen festzulegen, um einen ständigen Betrieb zu ermöglichen, ohne dass der Bediener den Griff oder Joystick des Manipulators während der gesamten Ablaufdauer betätigt. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zusätzlich die Möglichkeit zu schaffen, auf die Schieber einzuwirken, welche in der Nähe des bei aktivierter Kupplung gedrückten Schiebers liegen, wobei eine Drehung des Manipulators orthogonal zu der die Festlegung bewirkenden Drehung ermöglicht wird. Das Vorsehen dieser Bewegung setzt eine verbesserte Wirksamkeit des Kinematiksystems voraus, um Relativbewegungen zwischen dem Teller und der Kupplungsvorrichtung zu vermeiden, so dass Reibungen zwischen diesen Bauteilen verhindert werden und dadurch der Reibverschleiss herabgesetzt wird.
Es sind bereits elektromagnetische Halter aufweisende Manipulatoren bekannt, wie der in US 4827982 beschriebene, die einen einstückig mit dem Gehäuse des Steuerventils ausgebildeten Elektromagneten oder Solenoiden in fester Lage sowie einen einstückig mit dem Hebel des Manipulators ausgebildeten ferromagnetischen Teller aufweisen.
Diese Lösung ermöglicht die oben beschriebene Kreuzbewegung nicht und wirft ausserdem verschiedene Probleme in Bezug auf die Positionierung der einzelnen Teile des Kinematiksystems auf, insbesondere wenn ein derart aufgebautes System bei Servobedienungen mit mehr als zwei gesteuerten Achsen zum Einsatz kommt. Während in letzterem Fall die Ausrichtung zwischen Teller und Solenoid durch die Kinematikstruktur erfolgt, liegen bei vier gesteuerten Achsen zwei orthogonale Drehungen vor, und zwar normalerweise über ein Kardangelenk oder ein Kugelgelenk.
Dies kann zu Fehlausrichtungen des Tellers gegenüber dem Solenoid und damit zu Schwierigkeiten in Bezug auf die Kupplungsgenauigkeit führen.
Bei der in US 4777981 offenbarten Anordnung ist für jede Stellung ein Elektromagnet oder Solenoid vorgesehen, der von einem senkrecht gegen eine Federkraft verfahrbaren Teller getragen wird. An dem Elektromagneten ist mittig eine Nase angeordnet, die in eine Aussparung eingreift, welche in einem an der Joystick-Steuerstange angelenkten Teller ausgebildet ist.
Durch diese Anordnung wird die Kupplungsstellung gewährleistet, sie löst jedoch nicht das Problem der Abnutzung, welches sich im Gegenteil durch die Reibung der Nase an dem Teller erhöht.
Ferner ist ein in EP 1047985 offenbarter Manipulator bekannt, der einen Teller aufweist, welcher so an einem von der Steuerstange des Manipulators betätigbaren Nocken befestigt ist, dass er um eine Welle drehbar ist, deren Achse in einer Ebene liegt, welche von der Achse des Gehäuses der Servobedienung und von der Achse aufgespannt wird, auf der das Bewegungselement angeordnet ist, welches das Servobe dienungssignal hervorruft.
Bei diesem Manipulator sind Führungsmittel vorgesehen, die aus einer kurvenförmigen, an dem Gehäuse der Servobedienung ausgebildeten Schiene bestehen, auf der ein an der Welle ausgebildetes Gleitstück verschiebbar ist, um welche Welle der ferromagnetische Teller drehbar ist.
Der Elektromagnet ist an dem Gehäuse der Servobedienung befestigt.
Ferner ist eine Anordnung bekannt, bei der der Elektromagnet an der Welle befestigt ist, die von dem Nocken getragen wird, und der Teller eine feste Stellung aufweist.
Diese Lösung ermöglicht beim Kupplungsvorgang die gleichzeitige Bewegung von benachbarten Betätigern, wobei das Problem der Verschiebung, d.h. der Abnutzung, zwischen Elektromagnet und Teller gut gelöst wird; das genannte Problem verlagert sich hier jedoch und tritt zwischen Gleitstück und Schiene auf, ferner ist diese Lösung aufwendig und nimmt viel Platz ein.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile bei einem besonders einfachen Manipulator zu beseitigen, bei dem der aus einem Teller und einem Elektromagneten oder einer Spule bestehende elektromagnetische Halter keinerlei Verschleissteile aufweist.
Diese und weitere Aufgaben werden mit dem erfindungsgemässen Manipulator mit elektromagnetischem Halter für Servobedienungen für Steuerungen von Hydraulikvorrichtungen voll und ganz gelöst, der durch die unten aufgeführten Patentansprüche und insbesondere dadurch gekennzeichnet ist, dass die Kupplungsteller jeweils von dem Gehäuse der Servobedie nung getragen werden, so dass sie um eine horizontale Achse drehbar sind, die koaxial zu der Gelenkachse ausgebildet ist (die orthogonal zu der die Kupplung bewirkenden Rotationsachse steht), welche den Manipulator mit dem Gehäuse der Servobedienung verbindet.
Diese und weitere Merkmale gehen aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausbildungsform näher hervor, die lediglich beispielsweise und nicht beschränkend in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, es zeigen:
1A eine Vorderansicht im Schnitt des Manipulators in seiner Ruhestellung;
1B eine Vorderansicht im Schnitt des Manipulators in seiner Kupplungsstellung;
2 den Manipulator in einer perspektivischen Vorderansicht mit dem angekuppelten Teller;
3 den Manipulator in einer perspektivischen Draufsicht in der Stellung von 2;
4 den Manipulator in einer perspektivischen Seitenansicht.
In den Figuren ist mit 1 das Gehäuse einer Servobedienung gekennzeichnet, die aus an sich bekannten Vorrichtungen besteht, welche im folgenden nicht beschrieben werden.
An der Servobedienung ist ein mit einer Welle 3 verbundener Manipulator 2 angebracht, welche Welle auf ihrer Unterseite einen Teller 4 aufweist, der auf einen der (im allgemeinen vier) Betätiger 5 der Servobedienung einwirkt.
Die Welle 3 kann beliebige Neigungen einnehmen, da sie durch ein Kardangelenk 6 mit dem Körper 1 verbunden ist.
An der Welle 3 ist ein geneigter Bügel 7 befestigt, der eine Spule bzw. einen Elektromagneten 8 trägt.
Mit 9 ist ein Kupplungsteller gekennzeichnet, der in der Bewegungsbahn der Spule zu liegen kommt, wenn diese infolge der Drehung des Manipulators bewegt wird.
Der Kupplungsteller 9 ist über einen Stift 10 an einer senkrechten Stange 14 fixiert, die verschiebbar und in einem Bügel 12 des Gehäuses 1 feststellbar ist nachdem eine derartige Justierungseinstellung erfolgt ist, dass die Achse 13 des Stiftes 10 koaxial zu der Achse 11 des Kardangelenks 6 angeordnet ist.
Der Teller wird von einer Feder 15 nach oben gedrückt, um ständig eine korrekte parallele Anordnung der Oberflächen des Tellers 9 und der Spule oder des Elektromagneten 8 zu gewährleisten.
Natürlich sind im Rahmen der unten aufgeführten Ansprüche zahlreiche Änderungen und Varianten möglich; beispielsweise könnten die Stellungen des Kupplungstellers und des Elektromagneten vertauscht werden, wobei dann der Kupplungsteller an der Manipulatorwelle 3 und die Spule an dem Gehäuse 1 der Servobedienung befestigt ist, die Koaxialität der oben genannten Rotationsachsen 11 und 13 jedoch bestehen bleibt.
Die Bewegung des Kinematiksystems ist unabhängig von seiner Neigung eine reine Drehbewegung um die Achse 11 des Kardangelenks 6, während die Bewegung des Kupplungstellers 9 durch Einführung des Stiftes zwangsweise eine reine Drehung um die Achse 13 ist.
Durch diese besondere Gestaltung erfolgt durch Festlegen der gleichen Höhe für die beiden Rotationsachsen 11 und 13 während des Kupplungsvorgangs eine starre Bewegung bestehend aus der Drehung von Kupplungsteller und Manipulatorgriff um ein- und dieselbe Achse, nämlich der Übereinstimmung der Achsen 11 und 13. Auf diese Weise können die beiden Schieber betätigt werden, welche neben dem nach erfolgter Kupplung bereits gedrückten Schieber liegen, ohne dass eine (reibende) Relativbewegung zwischen dem Kupplungsteller 9 und der Spule oder dem Elektromagneten 8 erfolgt. Zur Herabsetzung des Zusatzhubs des Schiebers während der Kreuzbewegung beim Kuppeln ist wie aus 1.B hervorgeht vorgesehen, den Kontaktpunkt 16 zwischen Schieber 5 und Teller 4 auf der oben beschriebenen Rotationsachse anzuordnen, wodurch die vertikale Bewegung des Schiebers, der bei der Kupplung gedrückt wird, auf ein Mindestmass reduziert wird.
Zur Gewährleistung der Koaxialität der Achsen 11 und 13 ist die Gelenkachse unbedingt so anzuordnen, dass eine freie Drehung um eine notwendigerweise mit der Achse 13 übereinstimmende Achse möglich ist.
Bei einer nicht dargestellten möglichen Variante können sowohl das Kardangelenk 6 als auch der Stift 10 durch, z.B. kugelartige, Gelenke ersetzt werden, welche ebenfalls eine Koaxialität der oben genannten Achsen gewährleisten.
Während mit dem kardanartigen Gelenk die Positionierung von nur zwei Kupplungstellern möglich ist, sind mit einem Kugelgelenk vier Kupplungsteller positionierbar.

Claims

Manipulator mit elektromagnetischem Halter für die Servobedienung der Steuerung von Hydraulikvorrichtungen, der Art umfassend eine einstückig mit dem Manipulator ausgebildete Welle (3), die über ein Gelenk mit dem Gehäuse (1) der Servobedienung verbunden ist, wobei die genannte Welle einen oder mehrere Elektromagneten (8) oder einen oder mehrere Kupplungsteller (9) trägt, während das Gehäuse der Servobedienung eine entsprechende Anzahl von Kupplungstellern oder Elektromagneten trägt, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Gehäuse der Servobedienung getragenen Kupplungsteller (9) oder Elektromagneten (8) jeweils um eine horizontale Achse (13) angelenkt sind, welche koaxial zu der Rotationsachse (11) des Gelenks ist, so dass die Schieber betätigt werden können, welche in der Nähe des bei aktivierter Kupplung gedrückten Schiebers liegen, wodurch eine Drehung des Manipulators ermöglich wird, die orthogonal zu der die Feststellung gewährleistenden Drehung ist.
Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Gehäuse (1) der Servobedienung getragenen Kupplungsteller (9) oder Elektromagneten (8) jeweils an einem horizontalen, koaxial zu einer der Rotationsachsen des Kardangelenks (6) liegenden Zapfen oder Stift (10) angelenkt sind, wobei die genannten Kupplungsteller höchstens zwei sind.
Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsgelenk zwischen der Welle des Manipula tors und dem Gehäuse der Servobedienung ein Kugelgelenk ist, wobei die gennanten Kupplungsteller höchstens vier sind.
Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kupplungsteller über ein Kugelgelenk von dem Gehäuse der Servobedienung getragen wird.