DE19844860A1

DE19844860A1 - Handbetätigtes Steuergerät, insbesondere zur hydraulischen Betätigung von hydraulischen Ventilen

Info

Publication number: DE19844860A1
Application number: DE19844860A
Authority: DE
Inventors: John Chapman
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1998-09-30
Publication date: 2000-04-06
Also published as: US6601611B1; EP1117936B1; EP1117936A4; DE59905224D1; KR20010075497A; JP2002525774A; EP1117936A1; WO2000019108A1; KR100641467B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein handbetätigtes Steuergerät, das insbesondere zur hydraulischen Betätigung von hydraulischen Ventilen benutzt wird. Ein bekanntes derartiges Steuergerät besitzt einen Steuerhebel, der aus einer Neutralstellung um in einer Achsebene liegende und sich in einem Schwenkpunkt schneidende Achsen allseitig um den Schwenkpunkt verschwenkbar ist. Es sind wenigstens zwei Steuersignalgeber vorhanden, die bezüglich einer auf der senkrecht auf der Achsebene stehenden und durch den Schwenkpunkt gehenden Hebelachse um 90 Winkelgrade voneinander beabstandet sind. Mit einem sich weitgehend parallel zur Achsebene erstreckenden, am Steuerhebel befestigten Betätigungsglied sind die beiden Steuersignalgeber einzeln oder gemeinsam beaufschlagbar, um ein Steuersignal zu erzeugen. Um ohne übermäßig hohen Aufwand mit dem Steuergerät eine Vielzahl von hydraulischen Ventilen betätigen zu können, ist gemäß der Erfindung folgendes vorgesehen: Zwischen den beiden ersten Steuersignalgebern ist ein weiterer Steuersignalgeber angeordnet. Der Steuerhebel ist mitsamt dem Betätigungsglied um die Hebelachse von einer ersten Drehstellung, in der die ersten Steuersignalgeber vom Betätigungsglied beaufschlagbar sind, in eine zweite Drehstellung und umgekehrt verdrehbar. Schließlich ist das Betätigungsglied derart mit einer Aussparung versehen, daß der weitere Steuersignalgeber nur in der zweiten Drehstellung beaufschlagbar ist.

Description

Die Erfindung geht aus von einem handbetätigten Steuergerät, das insbesondere zur hydraulischen Betätigung von hydraulischen Ventilen verwendet wird und das die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist.

Ein solches handbetätigtes Steuergerät ist z. B. aus der DE 27 51 946 C2 bekannt. Das Steuergerät besitzt einen Steuerhebel, der über zwei Wellen oder Wellen stummel, deren Achsen eine Achsebene aufspannen und sich in einem Schwenk punkt schneiden, kardanisch an einem Gerätegehäuse gelagert und somit aus ei ner Neutralstellung allseitig um den Schwenkpunkt verschwenkbar ist. Als Steu ersignalgeber sind bei dem bekannten Gerät vier direktgesteuerte Druckreduzier ventile vorhanden, die in Winkelabständen von 90 Grad um eine senkrecht auf der Achsebene stehende und durch den Schwenkpunkt gehende Hebelachse ange ordnet sind. Zu jedem Druckreduzierventil gehört ein Stößel, der im Gerätegehäu se parallel zur Hebelachse beweglich geführt ist, aus dem Gerätegehäuse heraus ragt und von einem mit dem Steuerhebel fest verbundenen plattenartigen Betäti gungsglied gegen die Kraft einer Rückstellfeder und einer Regelfeder des jeweili gen Druckreduzierventils niedergedrückt werden kann. Die an den Stößel angrei fenden Rückstellfedern sorgen dafür, daß der Steuerhebel jeweils eine Neutral stellung einnimmt, wenn er nicht von außen betätigt wird und nicht eine Ver rastung in einem verschwenkten Zustand für ihn vorgesehen ist.

Wird bei dem bekannten Steuergerät der Steuerhebel in einer Ebene ver schwenkt, die durch die Achsen von zwei sich diametral gegenüberliegenden Druckreduzierventilen bestimmt ist, so wird eines von vier Druckreduzierventilen, also ein Steuersignalgeber betätigt. Durch eine Verschwenkung des Steuerhebels in einer anderen Ebene ist es möglich, gleichzeitig zwei Druckreduzierventile zu betätigen, wobei das Maß der Betätigung des einen Druckreduzierventils im Ver gleich zum Maß der Betätigung des anderen Druckreduzierventils von der Lage der Schwenkebene abhängt.

Mit dem bekannten Steuergerät, das üblicherweise in mobilen Arbeitsmaschinen verwendet wird, werden normalerweise zwei Wegeventilachsen betätigt. Zur Be tätigung weiterer Wegeventile sind weitere Steuergeräte notwendig. Um den Auf wand für solche weiteren Steuergeräte zu vermeiden und nicht zusätzlichen Platz zu beanspruchen ist schon vorgeschlagen worden, die hydraulischen Steuersigna le zweier demselben Wegeventil zugeordneter Druckreduzierventile eines hydrau lischen Steuergeräts über elektromagnetisch betätigbare Schaltventile einem er sten oder einem zweiten Wegeventil zuzuführen, wobei man die Tatsache be rücksichtigt hat, daß nur manche hydraulische Verbraucher einer mobilen Ar beitsmaschine gleichzeitig, andere dagegen immer zu verschiedenen Zeiten be nutzt werden.

Bei einer solchen aus der DE 196 30 798 A1 bekannten Vorsteuerung weist das Steuergerät zusätzlich zu vier Druckreduzierventilen einen elektrischen Schalter auf, durch dessen Betätigung die Elektromagnete der Schaltventile erregt und die Schaltventile umgeschaltet werden. Nachteilig erscheint hier, daß einem hydrauli schen Steuergerät, das schon einen hydraulischen Pumpen- und einen hydrauli schen Tankanschluß besitzt, zusätzlich auch elektrische Energie zugeführt wer den muß. Darüber hinaus erfordert die Betätigung eines elektrischen Schalters das Loslassen des Steuerhebels oder, sofern der elektrische Schalter in den Steuerhebel integriert ist, zumindest eine Veränderung des Zugriffs. Bei einer Fehlfunktion des elektrischen Schalters kann es zu gefährlichen Situationen kommen, weil andere Ventile als die gewünschten betätigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein handbetätigtes Steuergerät mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzuentwickeln, daß mit ihm ohne übermäßige Erhöhung des Aufwands eine Vielzahl von hydraulischen Ventilen sicher betätigt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem handbetätigten Steuergerät mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die ses Steuergerät zusätzlich mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ausstattet. Danach ist zwischen zwei ersten Steuersignalgebern ein weiterer Steuersignalgeber angeordnet. Der Steuerhebel ist mitsamt dem Be tätigungsglied um die Hebelachse von einer ersten Drehstellung in eine zweite Drehstellung und umgekehrt verdrehbar, wobei in der ersten Drehstellung die er sten Steuersignalgeber vom Betätigungsglied beaufschlagbar sind. Eine Ausspa rung im Betätigungsglied liegt in der ersten Drehstellung des Steuerhebels über dem weiteren Steuersignalgeber, so daß dieser in der ersten Drehstellung nicht betätigt werden kann. Durch die Verdrehung des Steuerhebels mitsamt dem Be tätigungsglied in die zweite Drehstellung gelangt ein Bereich des Betätigungsglie des über den weiteren Steuersignalgeber, so daß dessen Betätigung möglich ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen handbetätigten Steuerge räts kann man den Unteransprüchen entnehmen.

Grundsätzlich ist es denkbar, das Betätigungsglied so zu gestalten und den weite ren Steuersignalgeber so anzuordnen, daß in der zweiten Drehstellung des Steu erhebels bei einer Betätigung des weiteren Steuersignalgebers gleichzeitig auch die beiden ersten Steuersignalgeber betätigt werden, sofern die Art der hydrauli schen Verbraucher eine solche Ansteuerung erfordert. Soll es jedoch möglich sein, daß in der zweiten Drehstellung des Steuerhebels ein vom weiteren Steuer signalgeber erzeugtes Steuersignal gleichzeitig mit einem Steuersignal nur eines der ersten Steuersignalgeber oder ganz allein abgegeben wird, so wird dies durch eine Ausbildung gemäß Anspruch 2 oder 3 erreicht.

Bevorzugt läßt sich die Erfindung bei einem handbetätigen Steuergerät anwen den, das um die Hebelachse herum in einem jeweiligen Winkelabstand von 90 Grad vier erste Steuersignalgeber besitzt. Die Ansteuerung einer weiteren Wege ventilachse in zwei Richtungen ist dann gemäß Anspruch 4 dadurch möglich, daß einander bezüglich der Hebelachse diametral gegenüberliegend und jeweils mittig zwischen zwei ersten Steuersignalgebern zwei weitere Steuersignalgeber ange ordnet sind und daß das Betätigungsglied mit vier Aussparungen versehen ist, die sich in der zweiten Drehstellung im Bereich der ersten Steuersignalgeber befin den. Somit können in der ersten Drehstellung des Steuerhebels nur die weiteren Steuersignalgeber und in der zweiten Drehstellung des Steuerhebels nur die wei teren Steuersignalgeber betätigt werden. Selbstverständlich ist es möglich, um 90 Grad versetzt gegenüber den zwei weiteren Steuersignalgebern ein zweites Paar von weiteren Steuersignalgebern anzuordnen.

Gemäß Anspruch 5 ist der Steuerhebel bezüglich der Hebelachse nicht rotations symmetrisch ausgebildet, so daß aufgrund seiner Lage erkannt werden kann, ob er die erste oder die zweite Drehstellung einnimmt.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen handbetätigten Steuergeräts ist in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 das Ausführungsbeispiel teilweise in Ansicht, teilweise in einem Schnitt durch die Hebelachse im Bereich der Steuerhebellagerung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Lagerbuchse des Steuerhebels für die Drehung um die Hebelachse und

Fig. 3 in stark schematisierter Form eine Draufsicht auf das Gerätegehäuse mitsamt dem Betätigungsglied für die einzelnen Steuersignalgeber, jedoch ohne den Steuerhebel.

Bei dem gezeigten Steuergerät handelt es sich um ein hydraulisches Steuergerät, das auf der Basis von Druckreduzierventilen aufgebaut ist. Insgesamt sind in ei nem Gerätegehäuse 10 acht Druckreduzierventile 11 in einem gegenseitigen Winkelabstand α von 45 Grad um eine Hebelachse 12 herum angeordnet. Die Druckreduzierventile bilden die Steuersignalgeber des Steuergeräts. Ihr innerer Aufbau ist allgemein bekannt und z. B. der DE 27 51 946 C2 entnehmbar. In den Figuren erkennbar sind nur die Stößel 13, von denen jeweils einer einem Druck reduzierventil zugeordnet ist und die in in einem Befestigungs- und Abdeckflansch 14 des Gerätegehäuses 10 eingesetzten Führungsbuchsen 15 in Richtung der Hebelachse beweglich geführt sind. Die Stößel 13 ragen mit einem abgerundeten Ende über den Abdeckflansch 14 und die Führungsbuchsen 15 hinaus. Durch die Bewegung eines Stößels 13 in das Gerätegehäuse hinein wird eine Regelfeder eines Druckreduzierventils gespannt oder allgemeiner ein Druckreduzierventil betätigt.

Diese Betätigung wird über den Handgriff 20 eines Steuerhebels 21 eingeleitet, der an einem vom Gerätegehäuse 10 getragenen und nur schematisch dargestell ten Kardangelenk 22 angebracht ist. Dieses weist zwei Wellen auf, deren Achsen senkrecht aufeinander stehen und sich in einem mit 23 bezeichneten Schwenk punkt schneiden und eine Ebene aufspannen, die als Achsebene bezeichnet sein möge. Aufgrund des Kardangelenks 22 ist der Steuerhebel 21 allseitig um den Schwenkpunkt 23 verschwenkbar. Die Hebelachse steht senkrecht auf der Achsebene und geht ebenfalls durch den Schwenkpunkt 23.

Der Handgriff 20 ist auf einem Stiel 24 des Steuerhebels 21 befestigt, der aus der Hebelachse 12 herausgebogen ist, so daß der Steuerhebel 21 insgesamt nicht rotationssymmetrisch zur Hebelachse 12 angeordnet ist. Der Stiel 24 ist über eine mit einem Innengewinde versehene Buchse 25 mit einem oberen Teil 26 des Kar dangelenks 22 verbunden. Zwischen den in die Buchse 25 eingeschraubten obe ren Teil 26 und der Buchse 25 ist als Betätigungsglied, das mit den Stößeln 13 der Druckreduzierventile 11 zusammenwirkt, eine Platte 30 eingeklemmt, die sich in einer parallel zur Achsebene verlaufenden Ebene erstreckt, also im wesentli chen senkrecht zur Hebelachse 12 angeordnet ist. Die Gestalt dieser Platte 30 ist insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich. Die dort mit durchgehenden Linien gezeich nete Platte besitzt die Form eines Kreuzes und ist bezüglich der Hebelachse 12 vierzählig symmetrisch ausgebildet. Die einzelnen Arme 31 der Platte 30 sind also bezüglich der Hebelachse 12 in einem Winkelabstand von 90 Grad angeordnet. Man kann sich die Platte entstanden denken aus einer kreisrunden Platte, in die vom äußeren Rand her vier Aussparungen 32 eingebracht worden sind.

Ein unteres Teil 36 des Kardangelenks 22 ist in eine Rastbuchse 37 einge schraubt, die in dem Gerätegehäuse 10 um die Achse 12 drehbar gelagert ist und z. B. mit einer Kontermutter 38 am Teil 36 gesichert ist. In der Außenfläche der Rastbuchse 37 befinden sich in einer senkrecht auf der Hebelachse 12 stehenden Ebene zwei Rastvertiefungen 39, die einen Winkelabstand von 45 Grad vonein ander haben. Sie wirken mit einem radial angeordneten Rastbolzen 40 zusam men, den eine Rastfeder 41 in eine der Vertiefungen 39 hineinzudrücken ver sucht. Aufgrund der drehbar gelagerten Rastbuchse 37 können der Steuerhebel 21 und mit ihm die Teile des Kardangelenks 22 um die Hebelachse 12 zwischen einer ersten Drehstellung, in der der Rastbolzen 40 in die eine Vertiefung 39 ein taucht, und einer zweiten Drehstellung, in der der Rastbolzen 40 in die andere Vertiefung 39 eintaucht, verdreht werden. Durch einen axial an der Rastbuchse 37 vorspringenden Ansatz 42, der mit nicht näher dargestellten Anschlägen im Gerä tegehäuse 10 zusammenwirkt, ist die Verdrehbarkeit auf wenig mehr als 45 Grad beschränkt.

In der ersten Drehstellung befindet sich die Platte 30 in der in Fig. 3 mit durch gehenden Linien gezeichneten Position. Man sieht, daß sich die Arme 31 über die Stößel 13 von vier ersten in einem Winkelabstand von 90 Grad zueinander ange ordneten Druckreduzierventilen 11 erstrecken. Wird nun der Steuerhebel 21 ver schwenkt, so werden je nach Schwenkrichtung eines oder zwei dieser ersten Druckreduzierventile betätigt. Die vier weiteren Druckreduzierventile 11., die ebenfalls einen Winkelabstand von 90 Grad voneinander haben und gegen die ersten Druckreduzierventile um 45 Grad versetzt sind, bleiben von der Ver schwenkung des Steuerhebels 21 unbeeinflußt, da sie sich im Bereich der Aus sparungen 32 der Platte 30 befinden. Um die weiteren Druckreduzierventile 11 betätigen zu können, wird der Steuerhebel 21 unter Überwindung der Rastkraft des Rastbolzens 40 und der Rastfeder 41 um 45 Grad bezüglich der Hebelachse 12 gedreht, wodurch die Platte 30 in die in Fig. 3 gestrichelt eingezeichnete Po sition gelangt. Nun befinden sich die Arme 31 über den Stößeln 13 der weiteren Druckreduzierventile, während die Stößel 13 der ersten vier Druckreduzierventile in den Aussparungen 32 liegen. Bei einer nun folgenden Verschwenkung des Steuerhebels 21 werden eines oder zwei der weiteren Druckreduzierventile 11 betätigt.

Der Weg der Stößel 13 aus dem Gerätegehäuse 10 heraus ist wie auch bei den heute schon verwendeten und z. B. aus der DE 27 51 946 C2 bekannten Steuer geräten durch einen Anschlag begrenzt, so daß die Stößel 13 trotz der Ausspa rungen 32 in der Platte 30 am Gerätegehäuse 10 gehalten sind und die Platte 30 in ihrer Neutralstellung, in der sie sich mit allen Teilen über den Stößeln 13 befin det, ohne Behinderung durch die Stößel verdreht werden kann.

Claims

1. Handbetätigtes Steuergerät, insbesondere zur hydraulischen Betätigung von hydraulischen Ventilen,
mit einem Steuerhebel (21), der aus einer Neutralstellung um im wesentlichen in einer Achsebene liegende und sich in einem Schwenkpunkt (23) schneidende Achsen allseitig um den Schwenkpunkt (23) verschwenkbar ist,
mit wenigstens zwei Steuersignalgebern (11), die bezüglich einer senkrecht auf der Achsebene stehenden und durch den Schwenkpunkt (23) gehenden Hebelachse (12) vorzugsweise um neunzig Winkelgrade voneinander beabstan det angeordnet sind,
und mit einem sich weitgehend parallel zur Achsebene erstreckenden Betäti gungsglied (30), mit dem bei einer Verschwenkung des Steuerhebels (21) aus der Neutralstellung die beiden Steuersignalgeber (11) einzeln oder gemeinsam beauf schlagbar sind, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den beiden ersten Steuersignalgebern (11) ein weiterer Steuersi gnalgeber (11) angeordnet ist,
daß der Steuerhebel (21) mitsamt dem Betätigungsglied (30) um die Hebelachse (12) von einer ersten Drehstellung, in der die ersten Steuersignalgeber (11) vom Betätigungsglied (30) beaufschlagbar sind, in eine zweite Drehstellung und umge kehrt verdrehbar ist
und daß das Betätigungsglied (30) derart mit einer Aussparung (32) versehen ist, daß der weitere Steuersignalgeber (11) nur in der zweiten Drehstellung beauf schlagbar ist.

2. Handbetätigtes Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Aussparung (32) des Betätigungsgliedes (30) in der zweiten Drehstellung im Bereich eines ersten Steuersignalgebers (11) befindet.

3. Handbetätigtes Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (30) zwei Aussparungen (32) aufweist, von denen sich in der ersten Drehstellung eine im Bereich des weiteren Steuersignalgebers (11) und in der zweiten Drehstellung jeweils eine im Bereich eines ersten Steuersignalgebers (11) befindet.

4. Handbetätigtes Steuergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß um die Hebelachse (12) herum in einem jeweiligen Winkelabstand von neunzig Grad vier erste Steuersignalgeber (11) angeordnet sind,
daß einander bezüglich der Hebelachse (12) diametral gegenüberliegend und je weils mittig zwischen zwei ersten Steuersignalgebern (11) zwei weitere Steuersi gnalgeber (11) angeordnet sind
und daß das Betätigungsglied (30) mit vier Aussparungen (32) versehen ist, die sich in der zweiten Drehstellung im Bereich der ersten Steuersignalgeber (11) be finden.

5. Handbetätigtes Steuergerät nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerhebel (21) rotationsasymmetrisch bezüglich der Hebelachse (12) ausgebildet ist.

6. Handbetätigtes Steuergerät nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerhebel (21) in wenigstens einer der beiden Dreh stellungen durch eine Rastvorrichtung (39, 40, 41) verrastet ist.