DE7443441U - Vorrichtung zum Steuern der Druckmittelzufuhr zu druckmittelbetätigten Einrichtungen - Google Patents

Description

Es sind "bereits zahlreiche Ausführungsformen von Steuer- bzw- Regelhebeln bekannt, die mit betätigbaren Handgriffen versehen sind; eine solche Anordnung ist z.B. in der U.S.A.-Patentschrift 5 220 280 beschrieben. Bei dieser bekannten Konstruktion ermöglichen es der Griff und der zugehörige Hebel durch kombinierte Bewegungen, vier verschiedene Ausgangssignale zu erzeugen. Eine Betrachtung der Pig. 4-der genannten U.S.A.-Patentschrift zeigt jedoch, daß mar. eine komplizierte mechanische Gestangeanordnung benötigt, um die gewünschten Bewegungen von Steuerelementen herbeizuführen, wenn diese Steuerelemente mechanisch "betätigt werden sollen.

Durch die vorliegende Erfindung ist eine Steuervorrichtung geschaffen worden, die es ermöglicht, mehrere Ausgangssignale "bzw. Ausgangskräfte zu erzeugen, die von erheblich einfacherer Konstruktion ist als die vorstehend be-

09.10.75

schriebene mechanische Anordnung, und bei der ein Steuerventil vorhanden ist, das auf einem den Handgriff tragenden Hebel montiert ist.

Ferner sind bereits hydraulische Steuervorrichtungen bekannt, die auf Hebeln montiert sind; beispielsweise zeigt die Figur 2 der britischen Patentschrift 997 786 zwei Stellungen von Betätigungeelementen, die auf einem "bewegbaren Hebel 6 angeordnet sind, dorch sind die Ventile örtlich mit den Bedienungselementen vereinigt, so daß man flexible Leitungen benötigt, um die Steuervorrichtung 9 mit einem zu schleppenden Gerät zu verbinden, damit es möglich ist, die Steuervorrichtung 9 nach Bedarf nahe dem zu schleppenden Gerät anzuordnen, wie es in Fig. 2 der genannten britischen Patentschrift mit gestrichelten Linien angedeutet ist. Der gleiche Grundgedanke der Verwendung flexibler Leitungen, die es ermöglichen, hydraulische Betätigungseinrichtungen auf bewegbaren Unterstützungen anzuordnen, ist durch die Ü.S.A-Patentschrift 3 039 553 verwirklicht worden, gemäß welcher mit dem Fuß zu betätigende Pedale 24-, 25 und 26 benutzt werden, die sich zusammen mit dem Sitz des Fahrzeugs bewegen können, wie es in Fig. 1 dieser IJ.S.A.-Patentschrift dargestellt ist.

Werden flexible Leitungen vorgesehen, muß man den Betätigungselementen sämtliche Ventile zuordnen, die für die verschiedenen Bewegungen benötigt werden, d.h. die Ventile müssen an der gleiches Stelle angeordnet werden wie der Handgriff für die Bedienungsperson. Gemäß der vorliegenden

7443441 09.10.75

Erfindung ist dagegen eine mechanische Verbindung zwischen dem Handgriff und einen Ventil vorhanden, das dem entgegengesetzten Ende des Betätigungshebels zugeordnet ist, so daß die Bedienungsperson nicht durch die Geräusche des weiter von ihr entfernten Ventils gestört wird, Ferner führt das Ventil in Vergleich zu dem Handgriff nur eine minimale Bewegung aus, so daß ma; mit kürzeren flexiblen Leitungen auskommt, die an das Ventil angeschlossen sind, und daß diese -leitungen nicht in Berührung mit dem Handgriff kommen können.

In der U.S.A.-Patentschrift 3 362 24-7 sind verschiedene Stellungen eines Hydraulikventils 60 gezeigt, auf dem ein Lenkrad 70 gelagert ist; hierbei ist ein mittlerer Teil der Lenksäule 30 in einem Endabschnitt 32 drehbar. Auch in diesem Fall ist das Ventil nicht getrennt von dem Betätigungselement, d.h. dem Lenkrad 70 angeordnet, und es ist erforderlich, eine flexible Leitung an das Betätigungselement für die Bedienungsperson anzuschließen.

Gemäß der Erfindung soll das Ventil von der Bedienungsperson entfernt angeordnet werden, um die Geräuschbelästigung zu verringern, und außerdem kann man ein Vorsteu':r- oder Servoventil benutzen, um die Kraft zu verkleinern, die erforderlich ist, um den Handgriff zu betätigen, und weiterhin ist es möglich, den Geräuschpegel dadurch weiter herabzusetzen, daß die für eine höhere Leistung ausgelegten Steuerventile von der Bedienungsperson entfernt jeweils auf dem zu steuernden Teil der betreffenden Maschine angeordnet werden.

7443441 09.1075

Genauer gesagt ist durch die Erfindung eine Vorrichtung zum Steuern hydraulischer Einrichtungen geschaffen worden, insbesondere eine Anordnung mit schwenkbar gelagerten Hebeln, bei denen Einrichtungen zum Betätigen eines Steuerventils auf demjenigen Ende des betreffenden Hebels angeordnet sind, das von dem Steuerventil abgewandt ist, welches ebenfalls auf dem Hebel angeordnet ist. Das Steuerventil ist z.B. durch flexible Hydraulikschläuche mit den zu steuernden Einrichtungen verbunden. Es ist besonders vorteilhaft, für das Steuerventil ein Servoventil vorzusehen, damit es möglich ist, das für eine hohe Leistung ausgelegte Steuerventil von der Steuereinrichtung und der Bedienungsperson entfernt anzuordnen. Auf diese Weise wird die Bedienungsperson gegen eine Geräuschbelästigung geschützt.

Vom Standpunkt der Geräuschbelästigung aus betrachtet, ist es ferner zweckmäßig, auch das Servoventil von der Bedienungsperson entfernt anzuordnen; zu diesem Zweck kann man dieses Ventil an demjenigen Ende des Hebels anbringen, welches von dem Betätigungselement abgewandt ist, bei dem es sich um einen mit der Hand zu betätigenden Griff handelt. Der Handgriff ist möglichst weit von der Lagerung des Hebels entfernt angeordnet, damit ein möglichst langer Hebelarm zur Verfügung steht und der Griff über eine große Strecke bewegt werden kann, während das Servoventil der Lagerung des Hebels benachbart ist, so daß es nur minimale Bewegungen ausführt, und damit man mit kurzen flexiblen Schläuchen auskommt, um Betriebsstörungen als Folge einer Ermüdung der Schläuche möglichst zu verhindern. Bei einem nachstehend beschriebenen

7443441 09.10.75

Ausführungsbeispiel ist der Handgriff mit dem Steuerventil durch ein mechanisches Gestänge in Form einer Stangenbaugruppe verbunden-

Weiterhin ist es möglich, die Steuervorrichtung mit einer Einrichtung su versehen, die es gestattet, den Hebel jeweils in einer von mehr3ren verschiedenen Stellungen festzuhalten; beispielsweise kann man zu diesem ^weck eine Baugruppe vorsehen, die einer Reibungskupplung ähnelt.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht einer Ausführungsform einer Steuervorrichtung mit einem rechten und einem linken Bedienungselement, die zu beiden Seiten eines Fahrersitzes auf dem Fahrgestell eines Fahrzeugs gelagert sind;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Ausführungsform nach Fig. 1, aus der mit gestrichelten Linien angedeutete alternative Stellungen eines der beiden ^Bedienungselemente ersichtlich sind;

Fig. 3 einen vergrößerten, verkürzten Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 4, der weitere Einzelheiten erkennen läßt;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 3;

Fig. i? eine teilweise als Schnitt gezeichnete Seitenansicht einer Weiterbildung der Steuervorrichtung nach Fig. 3;

7443441 09.10.75

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 5; und Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 6.

In Fig. 1 erkennt man eine insgesamt mit 10 bezeichnete rechte und eine insgesamt mit 12 "bezeichnete linke Steuervorrichtung. Diese Steuervorrichtungen sind auf entgegengesetzten Seiten eines Fahrersitzes 14 angeordnet und auf einem Unterbau 16 eines Fahrzeugs fechwenkbar gelagert, so daß sie sich nach Bedarf in die in Fig. 2 bei A und B angedeuteten Stellungen bringen lassen·

Fig. 2 zeigt ferner zwei alternative Stellungen A und B des Fahrersitzes 14, so daß ersichtlich ist, daß sich die stellung der Steuervorrichtungen nicht nur der Körpergröße der Bedienungsperson, sondern auch der jeweiligen Stellung des Fahrersitzes anpassen läßt. Solche Steuervorrichtungen lassen sich vorteilhaft z.B. bei Zugmaschinen mit einem Heckbagger sowie bei Baggern anderer Bauart verwenden.

Im folgenden wird anhand von Fig. 1 und 2 nur die linke Steuervorrichtung 12 im einzelnen beschrieben, doch gilt diese Beschreibung in gleicher Weise auch für die rechte Steuervorrichtung 10, die lediglich spiegelbildlich zu der linken Steuervorrichtung 12 ausgebildet ist. Zu der Steuervorrichtung 12 gehört ein Handgriff 18, der bewegbar auf einem Hebel 20 gelagert ist, welcher sich aus einem hohlen Säulenteil 22 und einem Lagerbock 24 zusammensetzt. Der Lagerbock 24 ist U-förmig ausgebildet, um eine Tragplatte 26 für ein Steuerventil 28 aufnehmen zu können. Der ü-förmige

7443441 09.10.75

Lagerbock 24 ist auf dem Unterbau 16 des Fahrzeugs unter Zwischenschaltung einer einer Reibungskupplung ähnelnden Baugruppe 30 schwenkbar gelagert.

Natürlich könnte man die Steuervorrichtungen auch an anderen tragenden Konstruktionen, z.B. ortsfesten Liaschinen, anbringen.

Die einer Reibungskupplung ähnelnde Baugruppe JO dient dazu, die Steuervorrichtung 12 gemäß Fig. ? in jeder beliebigen Stellung zwischen den mit gestrichelten Linien angedeuteten Stellungen A und B festzuhalten.

Der Vorteil der '-Tatsache, daß sich die Steuervorrichtung 12 in die aus Fig. 2 ersichtlichen Stellungen bringen läßt, besteht darin, daß es der Bedienungsperson z.B. beim Bedienen eines Heck- oder Grabenbaggers möglich ist, seinen Sitz bis zu der Stellung B vorzuschieben, so daß sich die Bedienungsperson vorbeugen kann, um den Baggervorgang in unmittelbarer Nähe der Maschine zu beobachten., und daß die Bedienungsperson zum Ausführen von Baggerarbeiten in einem größeren Abstand von der Maschine den Sitz in die Stellung A oder eine beliebige von ihm für zweckmäßig gehaltene Stellung bringen kann*

Für jeden Fachmann ergeben sich zahlreiche Möglichkeiten, den kebel 20 in der jeweiligen Stellung festzuhalten. Ein Vorteil der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verwendeten, einer Reibungskupplung ähnelnden Baugruppe 50 besteht darin, daß diese es ermöglicht, den Hebel nicht in

7443441 0910.75

jeweils einer von mehreren vorbestimmten Stellungen, sondern in jeder beliebigen Zwischenstellung festzuhalten. Gegebenenfalls könnte man die Steuervorrichtung 12 mit zwei solchen Baugruppen 30 versehen, die den beiden Schenkeln des U-förmigen Lagerbocks 24 zugeordnet sind.

Alternativ zu der einer Reibungskupplung ähnelnden Baugruppe 30 könnte man auch ein Kugelgelenk vorsehen, so daß der Handgriff 18 kreisend bewegt werden kann, da sich der Hebel 20 auch quer zu der geradlinigen Bewegung zwischen den Stellungen A und B nach Fig. 2 bewegen lassen würde.

Die einer Reibungskupplung ähnelnde Baugruppe 30 ist sehr anpassungsfähig, da sie Reibscheiben 32 aufweist, die aus einem Material mit hohem Reibungsbeiwert, z.B. einem Fasermaterial, bestehen. Die Reibungsscheibeη sind auf eine Kopfschraube 34 aufgeschoben, die durch eine öffnung 36 des Lagerbocks oder Bügels 24 ragt. Eine Scheibe 38, die auf der Außenseite der einen Reibscheibe 32 angeordnet ist, und ein Bauteil 39 des Unterbaus 16, der die Steuervorrichtung 12 nahe der anderen Reibscheibe 32 unterstützt, halten die beiden Reibscheiben 32 auf beiden Seiten des zugehörigen Schenkels des Lagerbocks 24 fest. Zwei Anlaufscheiben 40, die gemäß Fig. 1 zu beiden Seiten einer federnden Scheibe 42 angeordnet sind, spannen die Reibscheiben 32 so vor, daß sie den Hebel 20 in seiner jeweiligen Stellung festhalten. Die Teile der Baugruppe 30 werden gemäß Fig. 1 durch eine Sechskantmutter 44 und eine Sicherungsmutter 46 zusammengehalten.

7443441 09.10.75

« ■

f ■

Il

■ 1H

Ist nur eine Baugruppe 30 nach Art einer Reibungskupplung vorhanden» würde man den Lagerbock 24 auf seiner entgegengesetzten Seite mit einem Bolzen 48 versehen, der gemäß Fig. 3 in eine öffnung 50 des Lagerbocks eingreift und fest in ein Bauteil 52 des Unterbaus 16 eingebaut ist.

Bei dem Steuerventil 28 könnte es sich um ein Hochleistungsventil handeln} das dazu dient, in Verbindung mit der Steuervorrichtung 12 eine bestimmte Funktion zu steuern, z.B. den Ausleger eines Grabenbaggers sowie die Schneideeinrichtung mit der Baggerschaufel, doch ist es besonders zweckmäßig, d: eses Hochleistungssteuerventil in größerer Entfernung von der Bedienungsperson anzuordnen, wie es in Fig. 1 bis 3 dargestellt ist. Somit handelt es sich bei dem Steuerventil 28 um ein Servoventil, dem das Druckmittel über eine Speiseleitung 54 zugeführt und über eine Rückleitung 56 wieder entnommen wird; hierbei kommt man im Vergleich mit dem eigentlichen Hochleistungsventil mit einem erheblich niedrigeren Druck und einer geringeren Durchsatzmenge des Druckmittels aus. Das Druckmittel wird einer nicht dargestellten Energiequelle entnommen und über verschiedene öffnungen 58, mit denen das Servoventil gemäß Fig. Λ versehen ist, auf die zugehörigen Einrichtungen zum Betätigen der betreffenden, nicht dargestellten Eochleistungsventile verteilt.

Wird das größere Steuerventil entfernt von der Steuervorrichtung 12 angeordnet, wird die die Steuervorrichtung 12 handhabende Bedienungsperson nicht durch die starke Geräusch— entwicklung gestört. Außerdem korsmt man bei der V_erwencLung eines unter einem niedrigeren Druck stehenden Druckmittels

7443441 09.10.75

. I . . 4 Λ

- 10 -

bei dem Servoventil mit einer erheblich kleineren Betätigungskraft für den Handgriff 18 der Steuervorrichtung aus.

Fig. 3 zeigt weitere Einzelheiten des Handgriffe 18 und seiner Verbindung mit dem Steuerventil 28. Die Säule ist hohl und enthält eine Stangenbaugruppe 60. Uit dem oberen Ende der Säule 22 ist ein Bauteil verbunden, daa einen Hohlraum 62 abgrenzt, in dem Abstandhalter 64 untergebracht sind, welche an bewegbaren Bauteilen 66 befestigt sind. Die ' bewegbaren Bauteile 66 sind durch Gelenkkugeln 68 miteinander verbunden, die in Eingriff mit Schlitten 70 auf der Unterseite einer Grundplatte 72 des Handgriffs 18 stehen. Die Grundplatte 72 stützt sich auf einem ortsfesten Bauteil 74 ab, das als Kopf eine Gelenkbügel 76 aufweist, die in Eingriff mit einem Schlitz 78 r"~r Grundplatte steht, so daß sich die Grundplatte gegenüber dem Kugelkopf 76 ungehindert schwenken läßt.

Das ortsfeste Bauteil 74 ist gegenüber dem Hohlraum 62 am oberen Ende der Säule 22 starr angeordnet, so daß es möglich ist, die Grundplatte 72 zu kippen und hierdurch die bewegbaren Bauteile 66 und damit auch die Stangen der Staxigenbaugruppe 60 zu betätigen. Zu der Stangenbaugruppe 60 gehören Stangen 80, von denen jede jeweils durch eine Platte 82 mit dem zugehörigen Bauteil 66 verbunden istj gemäß Fig. sind die unteren Enden der Stangen 80 mit den zugehörigen Steuerkolben 84 des Steuerventils 28 durch zugehörige Platten. 86 und Einstelleinrichtungen 88 verbunden.

Die Umschließung der Grundplatte 72 des Handgriffs und dex" Stangenbaugruppe 60 wird durch einen aus einem

7443441 09.10.75

-Inflexiblen Material hergestellten Faltenbalg 90 vervollständigt .

Aus Fig. 4 ist die geometrische Beziehung zwischen dem ortsfesten Bauteil 74- und den bewegbaren Bauteilen 66 sowie ein Teil der Grundplatte 72 ersichtlich. Die bewegbaren Bauteile 66 liegen auf Linien, die die senkrechte Ach^e des ortsfesten Bauteils 74- schneiden und durch V/inkelabstände von 90° voneinander getrennt sind. Durch Bewegen des Handgriffs 38 in Richtungen, die jeweils unter 90° zueinander verlaufen, ist es somit möglich, jedes bewegbare Bauteil 66 unabhängig von dem anderen bewegbaren Bauteil zu betätigen. V.'ird dagegen der Handgriff 18 in eine Stellung in dsr Ivlitte zwischen den beider entgegengesetzten Eichtungen gebracht, ermöglichen es die Schlitze 70 der Grundplatte 72 an dem Handgriff 18, den Gelenkkugeln 68 gemäß Fig. 3» sich längs der Schlitze 70 zu verschieben, so daß beide bewegbaren Bauteile 66 gleichzeitig bewegt werden können. Somit ist es möglich, die beiden bewegbaren Bauteile durch eine Vorwärts- und rückwärtsbewegung unabhängig voneinander zu betätigen, um die Steuerventilkolben 84 entweder unabhängig voneinander -der aber gleichzeitig zu betätigen. Werden beide bteuerventilkolben 84 gleichzeitig betätigt, stehen vier Ausgangssignale zur Wahl, von. denen jeweils gleichzeitig zur Verfügung stehen.

Der in Fig. 4 dargestellte Grundriß läßt erkennen, daß das Steuerventil 28 gegenüber der Lagerachse des Lr-rerbocks 24 um 45° gedreht worden ist, um es so anzuordnen, daß eine Bewegung des Handgriffs 18 nach vorn oder hinten eine

7443441 09.1075

um eine Achse hervorruft, die durch das ortsfeste Bauteil 74 und eines der bewegbaren Eauteile 66 verläuft, so daß das betreffende andere bewegbare Bauteil 66 dann bewegt wird, wenn dasjenige Bauteil 66, welches auf der Schwenkachse liegt, keinerlei Bewegung ausführt. Eine entsprechende Wirkungsweise ergibt sich, wenn der Handgriff 18 in seitlicher Richtung bewegt wird und die Schwenkachse durch das andere bewegbare Bauteil 66 verläuft, so daß nur das zuerst genannte bewegbare Bauteil 66 bewegt wird. Die Drehung des Steuerventils 28 um den genannten Winkel von 45° ermöglicht somit eine Anordnung, bei welcher der Handgriff 18 auf eine der Bedienungsperson geläufige Weise nach vorn oder hinten bzw. zur einen oder anderen Seite bewegt werden muß.

Fig. 5 bis 7 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform einer Steuervorrichtung der beschriebenen Art, bei der zwei Eeibungskupplungen ähnelnde Baugruppen ^O vorhanden sind, die es ermöglichen, den Hebel bzw. die Steuervorrichtung 12 quer zu den in Fig. 2 mit gestrichelten Linien angedeuteten Stellungen A und B zu bewegen oder ihn in eine beliebige Zwischenstellung zu bringen, so daß der Handgriff 18 des Hebels praktisch längs einer Kreisbahn bewegt werden kann. Somit könnte eine Bedienungsperson, welche die Steuervorrichtungen handhabt,.diese auf ihren Körper zu oder von ihm weg bewegen.

Um die zweite, einer Reibungskupplung ähnelnde Baugruppe 30 zu unterstützen, ist zwischen deiu Bauteil 39 der Tragkonstruktion 16 und dem Lagerbock 24 ein L-förmiges

7443441 09.10.75

Tragstück 92 angeordnet. Die erste Baugruppe 30 "bildet eine Verbindung zwischen dem Lagerbock 24 und dem L-förmigen Tragstück 92, während die zweite Baugruppe 30 eine Verbindung zwischen diesem Tragstück und dem Bauteil 39 bildet.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombinatieü gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht ·

Ansprüche:

7443441 09.10.75

Claims (10)

ANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Steuern der Druckmittelzufuhr zu druckmittelbetätigten Einrichtungen, gekennzeichnet durch einen Hebel (20) , eine Lagerung (48), mittels welcher der Hebel gegenüber der zu steuernden Einrichtung in mindestens einer Richtung schwenkbar gelagert ist, ein an einem Ende des Hebels angebrachtes Steuerventil (28), das zusammen mii dem zugehörigen Ende des Hebels bewegbar ist, und eine Betätigungseinrichtung (18, 66 bis 78) zum Betätigen des Steuerventils, die auf dem von dem Steuerventil abgewandten Ende des Hebels angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zu den Betätigungseinrichtungen (18, 66 bis 78) ein mit der Hand zu betätigender Griff (18) gehört.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (28) ein Hydraulikventil ist.

7443U1 09.10.75

-L-

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (28) auf derjenigen Seite der Lagerung (48) für den Hebel (20) angeordnet ist, welche von den Betätigungseiiirichtungen (18, 66 bis 78) abgewandt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein eine betriebsmäßige Verbindung zwischen den Betätigungseinrichtungen (18, 66 bis 78) und den Steuerventil (28) herstellendes Gestänge (60).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Steuerventil (28) ein Servoventil ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine den Hebel (20) in seiner jeweils gewählten Stellung arretierende Halteeinrichtung (30).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Halteeinrichtung (30) als eine zahlreiche beliebige Stellungen des Hebels (20) festlegende kraftschlüssige Verbindung (32) ausgebildet ist.

7443441 09.10.75

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn- ^ zeichnet , daß zu der kraftschlüssigen Verbindung mindestens eine einer Reibungskupplung ähnelnde 3augruppe (30) gehört, die auf der Lagerung (48) des längs einer Kreisbahn zu bewegenden Hebels (20) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß sie an einer oder beiden Seiten in Reichweite des Fahrersitzes auf einem Fahrzeug anbringbar ist.

7443441 09.10.75