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1. (WO2019023727) CONTROL DEVICE FOR INDUSTRIAL MACHINES
Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters

P a t e n t a n s p r fi c h e

1. Steuervorrichtung (2, 2') für industrielle Maschinen mit gesteuerten Bewegungsantrieben (13) für Maschinenkomponenten, umfassend eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (6) mit wenigstens einem Bedienelement ( 16) zur manuellen Beeinflussung oder Vorgabe von Verstellbewegungen von zumindest einer der Maschinenkomponenten, wobei zumindest ein Bedienelement (16) als Drehsteller-Bedienelement (17) mit einem um eine Drehachse (22) drehbar gelagerten Betätigungsorgan (18) ausgebildet ist, welches Betätigungsorgan (18) durch Aufbringen eines Betätigungsmoments (MB) einer Bedienperson verdrehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsorgan (18) oder dessen Drehachse (22) mit einem gesteuert veränderlichen Drehwiderstand-Generierungsmittel (23) in mechanischer Wechselwirkung steht oder damit bewegungsgekoppelt ist, wobei eine elektronische Auswerte- und Steuervorrichtung (20) zur veränderlichen Einstellung von Drehwiderständen des Drehwiderstand-Generierungsmittels (23) ausgebildet ist, und dass die Auswerte- und Steuer-Vorrichtung (20) zur Bereitstellung von zumindest einem Knebelschalter-Betriebsmodus eingerichtet ist, in welchem das Drehwiderstand-Generierungsmittel (23) von der Auswerte- und Steuervorrichtung (20) derart ansteuerbar ist, dass das Drehwiderstand-Generi erungsmittel (23) nach Zurücklegung eines vordefinierten Verdrehwinkels (αι) des Betätigungsorgans (18) ein Brems- oder Blockiermoment (MBR, MBL) aufbaut oder erzeugt, welches eine weitere Ver-drehbarkeit des Betätigungsorgans (18) hemmt, verstärkt hemmt oder unterbindet, wobei ein Schaltzustand des Drehsteller-Bedienelements (17) aktiviert ist oder als aktiviert gilt, solange ein gegen das Brems- oder Blockiermoment (MBR, MBL) wirkendes Betätigungsmoment (Mu) der Bedienperson das Blockiermoment (MB) beträgt respektive dem Blockiermoment (MB) entspricht oder einen vergleichsweise niedrigeren Deaktivierungs-Schwellwert (MD) über-schreitet, und dass der Schaltzustand des Drehsteller-Bedienelements (17) inaktiv ist oder als deaktiviert gilt, wenn das von der Bedienperson ausgeübte Betätigungsmoment (Mu) den Deaktivierungs-Schwellwert (MD) unterschreitet oder Null beträgt.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Drehwider-stand-Generierungsmittel (23) eine elektrorheologische oder magnetorheologische Flüssigkeit umfasst deren Viskosität durch Einwirkung elektrischer Energie in Form von elektrischen o-der elektromagnetischen Feldern beeinflussbar ist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem

Erreichen des vordefinierten Verdrehwinkels (αι) des Betätigungselements (18) vom Drehwi-derstand-Generierungsmittel (23) ein Bremsmoment (MBR) zumindest in Höhe eines vordefinierten Aktivierungs-Schwellwerts (MA) aufgebaut wird, welches Bremsmoment (MBR) nied-riger ist als dessen maximales Blockiermoment (MBL), wobei der Schaltzustand des Drehsteller-Bedienelements (17) aktiviert ist oder als aktiviert gilt, während und solange das von der Bedienperson aufgebrachten Betätigungsmoment (Mu) den vordefinierten Aktivierungs-Schwellwert (MA) oder den vordefinierten Deaktivierungs-Schwellwert (MD) überschreitet.

4. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Bedienperson ausgeübte Betätigungsmoment (Mu) gegenüber dem Betätigungsorgan (18) durch Messen oder Berechnen jener elektrischen Energiemenge oder Leistung detektiert oder ermittelt ist, welche aufzuwenden oder aufzubringen ist, um das in Korrelation zum zurückgelegten Verdrehwinkel (αι) des Betätigungsorgans (18) jeweils benö-tigte oder aufzubringende Bremsmoment (MBR) erzeugen zu können, welches gemäß dem durch die Auswerte- und Steuervorrichtung (20) vordefinierten Brems- oder Blockiermoment-Verlauf des Betätigungsorgans (18) erforderlich ist, respektive vom Drehwiderstand-Generie-rungsmittel (23) bereitzustellen ist.

5. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vordefinierte Verdrehwinkel (αι) ein absoluter Drehwinkel ist, der unabhängig von einer Ausgangswinkelstellung des Betätigungsorgans (18) bemessen ist.

6. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn-zeichnet, dass das Betätigungsorgan (18) bei einem Wegfall des von der Bedienperson ausgeübten Betätigungsmoments (Mu) die zu diesem Zeitpunkt eingenommene Drehwinkelstellung beibehält.

7. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn-zeichnet, dass die zuletzt eingenommene Drehwinkelstellung nach einem Wegfall des von der

Bedienperson ausgeübten Betätigungsmoments (Mu) eine Ausgangsposition oder eine virtuelle Nullstellung für eine nachfolgende Verwendung als simulierter Knebelschalter definiert.

8. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuervorrichtung (20) zur Bereitstellung eines ersten Knebelschalter-Betriebsmodus eingerichtet ist, in welchem eine Drehbetätigung des Betätigungsorgans (18) in nur eine Drehrichtung freigegeben ist.

9. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuervorrichtung (20) zur Bereitstellung eines zweiten Knebelschalter-Betriebsmodus eingerichtet ist, in welchem eine Drehbetätigung des Betätigungsorgans (18) in beide Drehrichtungen zugelassen ist.

10. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuervorrichtung (20) dazu eingerichtet ist, das Drehwider-stand-Generierungsmittel (23) derart anzusteuern, dass bei erfolgter Zurücklegung oder nach Zurücklegung des vordefinierten Verdrehwinkels (αι) des Betätigungsorgans (18) und dem damit einhergehenden Vorliegen einer Drehwinkelstellung, in welcher das Drehsteller-Bedienelement (17) einen aktiven Schaltzustand signalisiert oder einnimmt, das Bremsmoment (MBR) des Drehwiderstand-Generierungsmittels (23) in einem Drift-Wertebereich (24) oder auf einem Drift-Schwellwert gehalten ist, welcher ein vergleichsweise langsameres oder schwergängigeres Weiterdrehen des Betätigungsorgans (18) entgegen dem Bremsmoment (MBR) des Drehwiderstand-Generierungsmittels (23) zulässt oder ermöglicht.

11. Steuervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Drift-Wertebereich (24) oder der Drift-Schwellwert derart gewählt ist, dass ein Weiterdrehen des Betätigungsorgans (18) mit einer Verdrehgeschwindigkeit von weniger als 5 s (Winkelgrad pro Sekunde), vorzugsweise von weniger als 1 7s ermöglicht ist.

12. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuervorrichtung (20) dazu eingerichtet ist, das Drehwider-stand-Generierungsmittel (23) derart anzusteuern, dass vor der Erreichung oder im Zuge der Erreichung des vordefinierten Verdrehwinkels (αι) des Betätigungsorgans (18) und des damit einhergehenden Vorliegens einer Drehwinkelstellung, in welcher das Drehsteller-Bedienelement (17) einen aktiven Schaltzustand signalisiert oder einnimmt, das Bremsmoment (MBR) des Drehwiderstand-Generierungsmittels (23) in Bezug auf einen Drehwinkelbereich von bis zu 10° (Winkelgrade) abgesenkt oder deaktiviert wird und daran anschließend auf einen Wert angehoben wird, der eine Blockierung oder eine vergleichsweise langsamere Verdrehbarkeit des Betätigungsorgans (18) ermöglicht.

13. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsorgan (18) mechanisch anschlaglos gelagert und endlos verdrehbar ist, wenn oder solange vom Drehwiderstand-Generierungsmittel (23) kein Blockiermoment (MBL) generiert ist.

14. Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Steuervorrichtung (2, 2') für industrielle Maschinen mit gesteuerten Bewegungsantrieben (13) für Maschinenkomponenten, wobei eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (6) mit wenigstens einem Bedienelement (16) zur manuellen Beeinflussung oder Vorgabe von Verstellbewegungen von zumindest einer der Maschinenkomponenten vorgesehen ist, und wobei zumindest ein Bedienelement (16) als Drehsteller-Bedienelement (17) mit einem um eine Drehachse (22) drehbar gelagerten Betätigungsorgan (18) ausgebildet ist, welches Betätigungsorgan (18) von einer Bedienperson durch Aufbringen eines Betätigungsmoments (MB) verdrehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsorgan (18) oder dessen Drehachse (22) mit einem gesteuert veränderlichen Drehwiderstand-Generierungsmittel (23) in mechanischer Wechselwirkung steht oder damit bewegungsgekoppelt ist, wobei eine elektronische Auswerte- und Steuervorrichtung

(20) zur veränderlichen Einstellung von Drehwiderständen des Drehwiderstand-Generierungs-mittels (23) ausgebildet ist, und dass die Auswerte- und Steuervorrichtung (20) zur Bereitstellung von zumindest einem Knebelschalter-Betriebsmodus eingerichtet ist, in welchem das Drehwiderstand-Generierungsmittel (23) von der Auswerte- und Steuervorrichtung (20) derart angesteuert wird, dass das Drehwiderstand-Generierungsmittel (23) nach Zurücklegung eines vordefinierten Verdrehwinkels (<xi) des Betätigungsorgans (18) ein Brems- oder Blockiermoment (MBR, MBL) aufbaut oder erzeugt, welches eine weitere Verdrehbarkeit des Betätigungsorgans (18) hemmt, verstärkt hemmt oder unterbindet, wobei ein Schaltzustand des Drehsteller-Bedienelements (17) aktiviert wird oder als aktiviert gilt, solange ein gegen das Brems-oder Blockiermoment (MBR, MBL) wirkendes Betätigungsmoment (Mu) der Bedienperson das Blockiermoment (MB) beträgt respektive dem Blockiermoment (MB) entspricht oder einen vergleichsweise niedrigeren Deaktivierungs-Schwellwert (MD) überschreitet, und dass der Schaltzustand des Drehsteller-Bedienelements (17) deaktiviert wird oder als deaktiviert gilt, wenn das von der Bedienperson ausgeübte Betätigungsmoment (Mu) den Deaktivierungs-Schwellwert (MD) unterschreitet oder Null beträgt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es Verfahrensmaßnahmen gemäß den Ansprüchen 2 bis 13 umfasst.