-
Technisches
Gebiet
-
Die
vorliegende Offenbarung ist auf ein Nutzlastüberlastungssteuersystem und
insbesondere auf ein den Hubvorgang abschaltendes Nutzlastüberlastungssteuersystem
gerichtet.
-
Hintergrund
-
Erdbewegungsmaschinen,
wie beispielsweise Lader, können
bei der Bewegung von Erde, Felsen und anderen Materialien von einer
Stelle zur anderen verwendet werden. Diese Maschinen können für eine spezielle
maximale Nutzlast ausgelegt sein. Das Heben und Tragen von Nutzlasten über dieser maximalen
Nutzlast kann gefährlich
sein, weil das übermäßige Gewicht
an einer erhöhten
Position die Maschine instabil machen kann, insbesondere wenn man über unebene
Oberflächen
fährt.
Zusätzlich können die
Maschinenkomponenten, wie beispielsweise die Hubverbindung bzw.
der Hubausleger versagen, weil sie nicht ausgelegt sein können, um
regulär
Nutzlasten über
der maximalen Nutzlast handzuhaben, für die die Maschine ausgelegt
ist. Auch wenn kein direkter Schaden durch eine Überlastung auftritt, können sich
die Maschinenkomponenten schneller abnutzen.
-
Es
sind Systeme konstruiert worden, um die Nutzlast bei Erdbewegungsmaschinen
zu überwachen.
Beispielsweise offenbart das US-Patent 6 211 471, ausgegeben an
Rocke und Andere am 3. April 2001 ("das '471-Patent") einen Lader mit
einer Nutzlastüberwachung.
Das '471-Patent
offenbart weiter, dass der Lader Material von der Schaufel ablassen kann,
wenn die von dem Nutzlastmonitor bestimmte Nutzlast über einer
bestimmten Größe ist.
Jedoch ist die erwünschte
Größe, über der
das '471-Patent
Material ablassen wird, nicht eine maximale Nutzlast für den Lader
selbst sondern vielmehr für
ein Lieferfahrzeug, welches der Lader beladen kann. Der Nutzlastmonitor
addiert die Nutzlasten von jeder Schaufel und vergleicht die Gesamtmenge
mit der maximalen Nutzlast des Lieferfahrzeuges. Wenn das Abladen der ximalen
Nutzlast des Lieferfahrzeuges. Wenn das Abladen der gemessenen Nutzlast
aus der Schaufel in das Lieferfahrzeug die maximale Nutzlast des
Lieferfahrzeuges überschreiten
würde,
dann kann der Lader automatisch einen Teil der Nutzlast oder die
gesamte Nutzlast in der Schaufel ablassen, um eine Überlastung
des Lieferfahrzeuges zu vermeiden. Während das System des '471-Patentes eine Überlastung
des Lieferfahrzeuges verhindern kann, bietet es daher keinen Schutz
gegen die nachteiligen Effekte der Überladung des Laders selbst. Weiterhin
verhindert das System des '471-Patentes nicht
das Anheben einer Nutzlast, die die maximale Nenn-Nutzlast für den Lader überschreitet.
-
Die
vorliegende Offenbarung ist auf eine oder mehrere Verbesserungen
bei existierenden Nutzlastüberwachungssystemen
gerichtet.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Gemäß einem
Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf ein Arbeitsmaschinennutzlastüberlastungssteuersystem
gerichtet. Das System kann einen Nutzlastträger und einen Hubmechanismus
aufweisen, der konfiguriert ist, um den Nutzlastträger anzuheben
und abzusenken. Das System kann weiter eine Nutzlastüberwachung
(Nutzlastmonitor) aufweisen, um eine Nutzlast im Nutzlastträger zu bestimmen.
Das System kann auch eine Steuervorrichtung aufweisen, die konfiguriert
ist, um die bestimmte Nutzlast mit einer vorbestimmten maximalen
Nutzlast zu vergleichen und selektiv den Hubvorgang des Nutzlastträgers durch
den Hubmechanismus basierend auf dem Vergleich zwischen der bestimmten Nutzlast
und der vorbestimmten maximalen Nutzlast zu steuern.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren
zur Steuerung einer Arbeitsmaschinennutzlastüberlastung gerichtet. Das Verfahren
kann aufweisen, eine Nutzlast zu bestimmen, die von einer Arbeitsmaschine
in einem Nutzlastträger
getragen wird, und die bestimmte Nutzlast mit einer vorbestimmten
maximalen Nutzlast zu vergleichen. Der Hubvor gang des Nutzlastträgers kann
selektiv basierend auf dem Vergleich gesteuert werden.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
1 ist
eine diagrammartige Darstellung einer Arbeitsmaschine gemäß einem
beispielhaften offenbarten Ausführungsbeispiel.
-
2 ist
eine Blockdiagrammdarstellung eines Nutzlastüberlastungsüberwachungssystems gemäß einem
beispielhaften offenbarten Ausführungsbeispiel.
-
3 ist
ein Flussdiagramm, welches eine Steuerlogik gemäß einem beispielhaften offenbarten Ausführungsbeispiel
veranschaulicht.
-
Detaillierte
Beschreibung
-
Es
wird nun im Detail auf die Zeichnungen Bezug genommen. Wo immer
es möglich
ist, werden die gleichen Bezugszeichen in den gesamten Zeichnungen
verwendet, um sich auf dieselben Teile oder die gleichen Teile zu
beziehen.
-
1 zeigt
eine Arbeitsmaschine 10 mit einer oder mehreren Traktionsvorrichtungen 12 mit
einer Leistungsquelle 14, mit einem Nutzlastträger 16 und
einem Hubmechanismus 18. Die Arbeitsmaschine 10 kann
weiter eine Bedienerstation 20 aufweisen, die einen Bedienersitz 22,
eine Hubsteuervorrichtung 24 und eine Warnanzeige 26 aufweisen
kann. Die Arbeitsmaschine 10 kann auch eine Steuervorrichtung 28 aufweisen.
-
Obwohl
die Arbeitsmaschine 10 als ein Radlader gezeigt ist, kann
die Arbeitsmaschine 10 irgendeine Art einer Maschine sein,
die konfiguriert ist, um eine Nutzlast anzuheben und zu tragen,
wie beispielsweise Raupenlader, Gabelstapler, differentialgelenkte
Maschinen und so weiter. Entsprechend können die Traktionsvorrichtungen 12 irgendeine
Art von Traktionsvorrichtungen sein, wie beispielsweise Räder, wie
in 1 gezeigt, Raupen, Bänder oder irgendwelche Kombinationen
davon.
-
Der
Nutzlastträger 16 kann
eine Schaufel sein, wie in 1 gezeigt.
Alternativ kann der Nutzlastträger 16 eine
Plattform, Gabeln oder irgendwelche anderen Mittel sein, um eine
Nutzlast zu tragen.
-
Der
Hubmechanismus 18 kann eine Hubverbindung bzw. einen Hubausleger 30 aufweisen,
wie in 1 gezeigt, oder andere Mittel zum Anheben und
Absenken des Nutzlastträgers 16,
wie beispielsweise ein System aus Rollen und (Draht-)Seilen, ein Kettenantrieb
oder ein Cantilever- bzw. Hebelsystem. Die Hubverbindung 30 kann
hydraulisch durch einen oder mehrere Hydraulikzylinder betätigt werden.
Insbesondere kann die Hubverbindung 30 durch Betätigung eines
hydraulischen Hubzylinders 32 angehoben werden. Eine gestrichelte
Umrandung 34 zeigt die Position des Hubmechanismus 18 und
des Nutzlastträgers 16 bei
einer Hubhöhe
von 100%, d.h. die höchste
Position, auf die der Hubzylinder 32 die Hubverbindung
bzw. den Hubausleger 30 anheben kann. Eine Höhe 36 stellt
die Höhe
des Nutzlastträgers 16 bei
einer Hubhöhe
von 100% dar, obwohl die Höhe des
Nutzlastträgers 16 von
anderen Punkten auf dem Nutzlastträger 16 gemessen werden
kann.
-
Die
Hubsteuervorrichtung 24 kann einen oder mehrere Hebel,
Knöpfe,
Schalter, Pedale und so weiter aufweisen, die betriebsmäßig mit
dem Hubmechanismus 18 gekoppelt sind. Die Hubsteuervorrichtung 24 kann
betriebsmäßig mit
dem Hubzylinder 32 durch ein elektrohydraulisches Steuersystem
gekoppelt sein, durch ein hydromechanisches Steuersystem, oder durch
irgendeine andere Art eines Steuersystems. Die Hubsteuervorrichtung 24 kann
an irgendeiner geeigneten Stelle an der Arbeitsmaschine 10 gelegen
sein. Beispielsweise kann die Hubsteuervorrichtung 24 ein
Hebel sein, wie in 1 gezeigt, der auf oder nahe
dem Bedienersitz 22 innerhalb der Bedienerstation 20 montiert
ist.
-
Mit
Bezug auf 2 kann das Nutzlastüberlastungssteuersystem
die Steuervorrichtung 28 aufweisen, die konfiguriert sein
kann, um Informationen von mehreren Quellen aufzunehmen, wie beispielsweise
von einer oder mehreren der Hubsteuervorrichtungen 24,
einen Nutzlastmonitor 38, einen Hubmechanismuspositionssensor 40,
einen Maschinenfahrtrichtungssensor 42 und einen Fahrtgeschwindigkeitssensor 44.
Die Steuervorrichtung 28 kann konfiguriert sein, um eine
oder mehrere Komponenten der Arbeitsmaschine 10 zu steuern,
wie beispielsweise eine Warnanzeige 26, einen Hubzylinder 32 und
ein Hubstopp-Elektromagnetventil 46.
-
Die
Nutzlastüberwachung 38 kann
irgendein Sensor oder ein System sein, der oder das konfiguriert
ist, um eine Nutzlast innerhalb des Nutzlastträgers 16 zu bestimmen.
Beispielsweise kann der Nutzlastmonitor 38 einen oder mehrere
Sensoren aufweisen, die konfiguriert sind, um den Hydraulikdruck
innerhalb des Hubzylinders 32 zu messen. Der Nutzlastmonitor 38 kann
einen solchen Druck innerhalb des Hubzylinders 32 über ein
Hubsegment aufzeichnen, beispielsweise zwischen 30–60% der
vollen Hubhöhe.
Der Nutzlastmonitor 38 kann eine Kurve aus diesen Druckauslesungen
einrichten und sie mit einer ähnlichen
Steuerkurve vergleichen, die Drücke
anzeigt, die während
der gleichen 30–60%
des Hubvorgangs mit einer bekannten Nutzlast erzeugt wurden. Die
Steuerkurve kann durch Vergleich von Zylinderdrücken während eines Hubvorgangs einer leeren
Schaufel mit jenen eines Hubvorgangs mit einer bekannten Nutzlast
aufgebaut werden.
-
Der
Hubmechanismuspositionssensor 40 kann irgendein Sensor
oder Mechanismus sein, der konfiguriert ist, um die Höhe des Hubmechanismus 18 zu
bestimmen. Beispielsweise kann der Hubmechanismuspositionssensor 40 einen
oder mehrere Sensoren aufweisen, die konfiguriert sind, um die Ausfahrlänge des
Hubzylinders 32 zu bestimmen, welche mit der Höhe der Hubverbindung
bzw. des Hubauslegers 30 in Beziehung stehen kann.
-
Der
Maschinenfahrtrichtungssensor 42 kann irgendein Sensor
oder Mechanismus sein, der konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob
die ausgewählte Fahrt richtung
der Arbeitsmaschine 10 vorwärts, rückwärts oder neutral ist. Beispielsweise
kann der Maschinenfahrtrichtungssensor 42 mit einem Auswahlschalter
assoziiert sein, der konfiguriert ist, um die Fahrtrichtung der
Maschine auszuwählen.
Alternativ kann der Maschinenfahrtrichtungssensor 42 ein
Sensor sein, der mit dem Getriebe der Arbeitsmaschine 10 assoziiert
ist, der bestimmt, ob ein Vorwärtsgang oder
ein Rückwärtsgang
in Eingriff ist, oder ob das Getriebe auf Neutral ist. Ein Ausgangssignal
aus dem Maschinenfahrtrichtungssensor 42 kann an die Steuervorrichtung 28 übertragen
werden.
-
Der
Fahrtgeschwindigkeitssensor 44 kann irgendein Sensor oder
Mechanismus sein, der konfiguriert ist, um die Geschwindigkeit der
Arbeitsmaschine 10 relativ zum Untergrund zu bestimmen.
Beispielsweise kann der Fahrtgeschwindigkeitssensor 44 ein
Raddrehzahlsensor sein. Alternativ kann der Fahrtgeschwindigkeitssensor 44 ein
Sensor sein, der mit dem Getriebe assoziiert ist, der die Drehzahl
von einer oder mehreren Getriebekomponenten anzeigt. Für die Zwecke
dieser Offenbarung wird die Fahrtgeschwindigkeit in dem Zusammenhang
bezeichnet, dass die Vorwärts-Fahrtgeschwindigkeit
positiv ist, und die Rückwärts-Fahrtgeschwindigkeit
negativ ist.
-
Die
Steuervorrichtung 28 kann irgendeine Verarbeitungsvorrichtung
sein, die konfiguriert ist, um Informationen von Quellen aufzunehmen,
wie beispielsweise den Komponenten der Arbeitsmaschine 10.
Die Steuervorrichtung 28 kann konfiguriert sein, um Befehle
von der Hubsteuervorrichtung 24 aufzunehmen. Die Steuervorrichtung 28 kann
auch konfiguriert sein, um Informationen über die Relativhöhe des Hubmechanismus 18 von
dem Hubmechanismuspositionssensor 40 aufzunehmen. Weiterhin kann
die Steuervorrichtung 28 konfiguriert sein, um ein Signal
von dem Maschinenfahrtrichtungssensor 42 aufzunehmen, welches
anzeigt, welche Fahrtrichtung der Arbeitsmaschine 10 ausgewählt ist,
und eine Fahrtgeschwindigkeit von dem Fahrtgeschwindigkeitssensor 44.
Zusätzlich
kann die Steuervorrichtung 28 konfiguriert sein, um eine
Nutzlastmessung oder Nutzlastberechnung von der Nutzlastüberwachung 38 aufzunehmen.
-
Die
Steuervorrichtung 28 kann auch konfiguriert sein, um Komponenten
der Arbeitsmaschine 10 ansprechend auf Informationen zu
steuern, die von den Quellen aufgenommen wurden, die oben besprochen
wurden. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 28 konfiguriert
sein, um die Höhe
des Hubmechanismus 18 durch Regelung der Ausfahrlänge des
Hubzylinders 32 zu steuern. Die Steuervorrichtung 28 kann
auch konfiguriert sein, um die Warnanzeige 26 auszulösen, um
eine Warnnachricht ansprechend auf Informationen anzuzeigen, die
sie empfängt.
Zusätzlich
kann die Steuervorrichtung 28 das Hubstopp-Elektromagnetventil 46 aktivieren,
um die Ausfahrbewegung und/oder die Leistung des Hubzylinders 32 zu
begrenzen. Durch Begrenzung der Leistung des Hubzylinders 32 beim
Ausfahren kann die Steuervorrichtung 28 eine Hubgrenze
auf den Hubmechanismus 18 aufprägen. Diese Steuerung kann davon
abhängen,
ob gewisse Bedingungen erfüllt
werden, wie durch die Informationen bestimmt, die von der Steuervorrichtung 28 aufgenommen
wurden. Eine beispielhafte Steuerlogik, der die Steuervorrichtung 28 folgen
kann, wird genauer unten besprochen.
-
Die
Steuervorrichtung 28 kann einen Speicher aufweisen oder
mit einem Speicher assoziiert sein, der konfiguriert sein kann,
um Daten zu speichern, die zur zukünftigen Analyse oder Anwendung gesammelt
wurden. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 28 Informationen
speichern, wie beispielsweise die Anzahl der Überladungen, die tatsächlichen
Gewichte dieser Überladungen,
und ob eine Hubgrenze in jedem Fall eingerichtet wurde oder nicht.
Diese Daten können über Funksignale
oder andere Kommunikationsmittel zu einem zentralen Verarbeitungszentrum
oder Überwachungszentrum
gesandt werden (beispielsweise zum Hauptquartier der Eigentümerfirma).
Alternativ können
die Daten durch Download von einer Steuervorrichtung 28 über eine getrennte
tragbare Einheit aufgenommen werden, wie beispielsweise ein Laptop
oder PDA (persönlicher
digitaler Assistent).
-
Das
Hubstopp-Elektromagnetventil 46 kann konfiguriert sein,
um den Fluss des hydraulischen Strömungsmittels zu verhindern
oder in anderer Weise zu begrenzen, welches mit dem Hubzylinder 32 assoziiert
ist. Wenn man dies so tut, kann das Hubstopp-Elektromagnetventil 46,
wenn es aktiviert wird, verhindern, dass der Hubzylinder 32 ausfährt. Beispielsweise
kann das Hubstopp-Elektromagnetventil 46 konfiguriert sein,
um den Fluss des hydraulischen Pilot- bzw. Vorsteuerströmungsmittels
abzuschneiden, abzuleiten oder in anderer Weise zu steuern, welches
das Öffnen
des hydraulischen Hauptventils für
den Hubzylinder 32 steuert. Daher kann der Hubzylinder 32 egal
welche Höhe
aufrechterhalten, auf die er angehoben wurde, bevor das Hubstopp-Elektromagnetventil 46 aktiviert
wurde. Dies kann irgendeine Steuereingabe von der Hubsteuervorrichtung 24 übersteuern,
die in anderer Weise eine Ausfahrbewegung des Hubzylinders 32 zur
Folge haben könnte.
-
Die
Arbeitsmaschine 10 kann mehr als ein Hubstopp-Elektromagnetventil 46 aufweisen,
insbesondere wenn der Hubmechanismus 18 mehr als einen
Hubzylinder 32 aufweist. Weiterhin kann die Arbeitsmaschine 10 einen
anderen Mechanismus aufweisen (einen anderen als ein Hubstopp-Elektromagnetventil),
um den Hub des Hubmechanismus 18 zu begrenzen.
-
Die
Warnanzeige 26 kann an irgendeiner geeigneten Stelle an
der Arbeitsmaschine 10 gelegen sein, wie beispielsweise
auf einem Armaturenbrett in der Bedienerstation 20 (siehe 1).
Die Warnanzeige 26 kann ein Monitorschirm sein, wie beispielsweise
eine Kathodenstrahlröhre
(CRT = cathode ray tube), eine Flüssigkristallanzeige (LCD) oder
ein Plasmamonitor, und kann zusätzliche
Informationen neben Nutzlastüberladungswarnungen
und/oder Anweisungen anzeigen. Alternativ kann die Warnanzeige 26 ein
oder mehrere Anzeigelichter aufweisen, die im Fall einer Nutzlastüberladung
leuchten können. Die
Warnanzeige 26 kann auch hörbare Warnungen verwenden,
falls geeignet.
-
Die
Warnanzeige 26 kann konfiguriert sein, um eine Warnnachricht
anzuzeigen, die anzeigt, dass eine Nutzlastüberlastung detektiert worden
ist. Die Warnanzeige 26 kann auch konfiguriert sein, um Anweisungen
bezüglich
möglicher
Handlungen anzuzeigen, die unternommen werden können, um die Nutzlast zu eliminieren.
Wenn beispielsweise eine Nutzlastüberlastung detektiert worden
ist, und die Arbeitsmaschine 10 in einer Weise betrieben
worden ist, wo es wünschenswert
wäre, eine
Hubgrenze auf den Hubmechanismus 18 aufzuprägen und/oder
die Nutzlast im Nutzlastträger 16 zu
verändern,
dann kann die Warnanzeige 26 eine Anweisungsnachricht anzeigen,
wie beispielsweise "NUTZLAST
REDUZIEREN, AUSLEGER ABSENKEN".
Diese Art von Nachricht kann den Bediener informieren, dass die Maschine überlastet
ist und dass es unter den gegenwärtigen
Bedingungen wünschenswert
ist, den Nutzlastträger 16 abzusenken
und/oder einen Teil der Nutzlast abzuladen.
-
Wenn
jedoch eine Nutzlastüberlastung
detektiert worden ist und die Arbeitsmaschine 10 in einer
Weise betrieben wird, die es nicht wünschenswert machen würde, die
Nutzlast zu verändern
oder eine Hubgrenze aufzuprägen,
dann kann die Warnanzeige 26 einfach eine Warnnachricht
anzeigen, wie beispielsweise "NUTZLASTÜBERLASTUNG", um den Bediener
zu informieren, dass die Arbeitsmaschine 10 eine Nutzlast über der
Größe trägt, für die die
Maschine ausgelegt ist. Diese Art von Nachricht kann den Bediener
dahingehend informieren, dass die Maschine überlastet ist, was somit anzeigt,
dass es wünschenswert
sein kann, zusätzliche
Sorgfalt walten zu lassen, während
man die gegenwärtige Nutzlast
handhabt.
-
Eine
beispielhafte Steuerlogik für
die Steuervorrichtung 28 ist in 3 veranschaulicht
und wird genauer im folgenden Abschnitt besprochen.
-
Industrielle
Anwendbarkeit
-
Das
offenbarte Nutzlastüberlastungssteuersystem
kann auf Arbeitsmaschinen anwendbar sein, wie beispielsweise auf
Lader und Gabelstapler, um gewisse Nutzlastbehandlungsvorgänge der
Maschinen zu begrenzen. In einem Ausführungsbeispiel kann eine Hubgrenze
auf den Hubmechanismus 18 aufgeprägt werden. Das Aufprägen von
solchen Grenzen kann auf irgendeinem erwünschten Betriebszustand der
Arbeitsmaschine 10 basieren. Beispielsweise können für gewissen
Anwendungen die Grenzen nur aufgeprägt werden, wenn die Maschine in
einem vorbestimmten Bewegungszustand arbeitet (beispielsweise Rückwärtsfahrt
oder stationär).
Für andere
festgelegte Bewegun gen (beispielsweise eine Vorwärtsbewegung) können Betriebsgrenzen aufgegeben
werden, falls erwünscht.
-
Zusätzlich oder
alternativ kann das Nutzlastüberlastungssteuersystem
ein Nutzlastüberlastungswarnsignal
in dem Fall ausgeben, dass ein Nutzlastüberlastungszustand detektiert
wird. Dieses Warnsignal kann an den Bediener der Arbeitsmaschine
unabhängig
von der Anwendung von irgendwelchen erwünschten betrieblichen Grenzen
der Maschine geliefert werden.
-
Das
offenbarte System kann auch als ein Lernwerkzeug für unerfahrene
Bediener dienen, um die Betriebscharakteristiken der Arbeitsmaschine
zu lernen. Beispielsweise kann das System Bedienern dabei helfen,
zu lernen, welche Arten von Bedingungen einen Nutzlastüberlastungszustand
zur Folge haben können.
Das System kann auch Bedienern dabei helfen, zu lernen, welche Arten
von Betriebsvorgängen
geeignet sein können,
wenn ein Überlastungszustand
vorhanden ist.
-
3 veranschaulicht
eine beispielhafte Steuerlogik für
das offenbarte System. Im Schritt 48 kann die Steuervorrichtung 28 eine
Nutzlastüberlastungssteuerroutine
beginnen. Im Schritt 50 und im Schritt 52 kann
die Steuervorrichtung 28 bestimmen, ob irgendein zuvor
existierender Überlastungszustand
vorhanden ist (dies wird genauer im Detail unten besprochen). Falls
nicht, kann die Steuervorrichtung 28 dann voranschreiten,
um die Höhe
der Hubverbindung 30 unter Verwendung des Hubmechanismuspositionssensors 40 zu
bestimmen und die bestimmte Hubhöhe
mit einer vorbestimmten Hubhöhengrenze
vergleichen (Schritt 54). Die vorbestimmte Grenze kann
ein spezieller Prozentsatz der vollen Hubhöhe sein (beispielsweise 60%
Hubhöhe), über dem
es nicht wünschenswert
sein kann, den Nutzlastträger 16 anzuheben,
falls dieser überladen
ist. Wenn die Höhe
des Auslegers bzw. der Verbindung auf oder unter der vorbestimmten
Grenze ist, dann kann die Routine sich schleifenförmig zurück zum Anfang
bewegen (Schritt 56).
-
Wenn
die Verbindungs- bzw. Auslegerhöhe die
vorbestimmte Grenze überschreitet,
dann kann die Steuervorrichtung 28 eine Nutzlast bestimmen (Schritt 58),
und zwar unter Verwendung von Informationen vom Nutzlastmonitor 38.
Im Schritt 60 kann die Steuervorrichtung 28 die
erwünschte
Nutzlast mit einer erwünschten
maximalen Nutzlast vergleichen, wie beispielsweise der Nenn-Nutzlast
für die
Maschine oder mit einem speziellen Prozentsatz über der Nenn-Nutzlast (beispielsweise
120% der Nenn-Nutzlast oder 95% der Nenn-Nutzlast). Wenn die bestimmte
Nutzlast auf oder unter der erwünschten
maximalen Nutzlast ist, dann kann sich die Routine schleifenförmig zurück zum Anfang
bewegen (Schritt 56). Wenn die bestimmte Nutzlast größer ist
als die erwünschte
maximale Nutzlast, kann die Steuervorrichtung 28 dann bestimmen,
ob eine Vorwärtsrichtung
ausgewählt
ist (Schritt 62), und zwar unter Verwendung des Maschinenfahrtrichtungssensors 42. Wenn
eine Vorwärts-Richtung
nicht ausgewählt
ist (beispielsweise ist Neutral oder die Rückwärtsrichtung ausgewählt), dann
kann die Steuervorrichtung 28 bestimmen, ob die Fahrtgeschwindigkeit
der Arbeitsmaschine 10 größer als Null ist (Schritt 64),
und zwar unter Verwendung von Informationen von dem Fahrtgeschwindigkeitssensor 44.
Wenn entweder eine Vorwärts-Richtung
ausgewählt
ist, oder die Fahrtgeschwindigkeit größer als Null ist, dann kann es
nicht wünschenswert
sein, eine Hubgrenze auf den Hubmechanismus 18 aufzuprägen. In
einem solchen Fall kann ein Überlastungszustand
auf "1" gesetzt werden (Schritt 66),
und die Warnanzeige 26 kann eine erste Warnnachricht anzeigen,
wie beispielsweise "NUTZLASTÜBERLASTUNG" (Schritt 68).
-
Die
erste Warnnachricht und der Nutzlastüberlastungszustand können durch
Absenken der Hubverbindung bzw. des Hubauslegers 30 unter
eine vorbestimmte Reset- bzw. Rücksetzhöhe zurückgesetzt
werden (d.h. abgeschaltet werden), wie beispielsweise auf eine Hubhöhe von 30%.
Im Schritt 70 kann die Steuervorrichtung 28 bestimmen,
ob die Ausleger- bzw. Verbindungshöhe unter der Reset-Höhe ist.
Falls nicht, dann fährt
die Routine fort, die Warnnachricht anzuzeigen, und kann sich schleifenförmig zurück zum Start
bewegen (Schritt 56). Wenn die Ausleger- bzw. Verbindungshöhe unter
der Reset-Höhe ist,
dann kann der Überlastungszustand auf "0" zurückgesetzt
werden (Schritt 72), die erste Warnnachricht kann zurückgesetzt
werden (Schritt 74) und die Routine kann sich schleifenförmig zurück zum Start
bewegen (Schritt 56).
-
Wiederum
mit Bezug auf den Schritt 70 kann eine negative Antwort
darauf bewirken, dass sich die Routine schleifenförmig zurück zum Start
bewegt, wenn der Ausleger bzw. die Verbindung nicht unter die vorbestimmte
Reset-Höhe abgesenkt
worden ist, wenn die Routine diesen Schritt ausführt, wobei der Überlastungszustand
gleich "1" sein wird und daher wird
die Ausführung
des Schrittes 50 eine Umgehung von einem Teil der Routine
zur Folge haben und geradlinig zum Schritt 70 weiterspringen.
-
Mit
Bezug auf 64 kann die Steuervorrichtung 28,
wenn bestimmt wird, dass die Vorwärts-Fahrtgeschwindigkeit kleiner
oder gleich Null ist, dann das Hubstopp-Elektromagnetventil 46 aktivieren
(Schritt 76), was somit eine Hubgrenze auf den Hubmechanismus 18 aufprägt. Im Schritt 78 kann
ein Überlastungszustand
auf "2" gesetzt werden.
Zusätzlich
kann die Warnanzeige 26 initialisiert werden, um eine zweite
Warnnachricht anzuzeigen, wie beispielsweise "NUTZLAST REDUZIEREN, AUSLEGER ABSENKEN" (Schritt 80).
-
Das
Hubstopp-Elektromagnetventil 46 kann durch das Absenken
der Hubverbindung bzw. des Hubauslegers 30 unter die vorbestimmte
Hubgrenze deaktiviert werden. Im Schritt 82 kann die Steuervorrichtung 28 bestimmen,
ob die Ausleger- bzw. Verbindungshöhe unter der vorbestimmten
Grenze ist. Falls nicht, kann die Steuervorrichtung 28 das
Hubstopp-Elektromagnetventil 46 aktivieren, wenn es noch
nicht aktiviert ist (Schritt 84), und die Routine fährt fort,
die zweite Warnnachricht anzuzeigen. Wenn die Verbindung bzw. der
Ausleger unter der vorbestimmten Grenze ist, dann kann die Steuervorrichtung 28 das
Hubstopp-Elektromagnetventil deaktivieren (Schritt 86),
was somit die Hubgrenze wegnimmt. Jedoch ist an diesem Punkt ein
Nutzlastüberlastungszustand
immer noch vorhanden (Überlastungszustand
= 2), so dass die Hubgrenze immer noch vorhanden ist. Wenn die Routine
schleifenförmig
zurück
zum Start bewegt wurde und zum Schritt 52 voranschreitet,
der nach fragt, ob der Überlastungszustand
gleich 2 ist, wird daher die Antwort "ja" sein,
was somit die Steuervorrichtung 28 anweist, zum Schritt 82 voranzuschreiten.
Während
der Hubvorgang wieder eingerichtet worden ist, kann die Verbindung
nur bis zur Hubgrenze angehoben werden, über der der Hubstopp-Elektromagnet 46 aktiviert wird
(d.h. wenn der Schritt 82 negativ beantwortet wird). Um
den Nutzlastüberlastungszustand
zurückzusetzen,
und um somit einen vollen Hubvorgang erneut zu ermöglichen,
genauso wie um die zweite Warnnachricht zurückzusetzen, kann die Hubverbindung
unter die vorbestimmte Reset-Höhe
abgesenkt werden.
-
Im
Schritt 88 kann die Steuervorrichtung 28 bestimmen,
ob die Hubhöhe
geringer als die vorbestimmte Reset-Höhe ist. Falls nicht, dann kann
die Routine sich schleifenförmig
zurück
zum Start bewegen (Schritt 56). Wenn die Hubhöhe unter
der vorbestimmten Reset-Höhe
ist, dann kann der Überlastungszustand
auf Null zurückgesetzt
werden (Schritt 90), die zweite Warnnachricht kann zurückgesetzt werden
(Schritt 92) und die Routine kann sich schleifenförmig zurück zum Start
bewegen (Schritt 56). Die Routine kann sich schleifenförmig zurück zum Anfang
auf konstanter oder periodischer Basis bewegen. Alternativ oder
zusätzlich
kann die Routine vom Anfang beim Auftreten von einem oder mehreren
gewissen Auslösern
starten. Beispielsweise kann die Routine starten, wenn der Bediener
manuell anfordert, dies so zu tun, beispielsweise durch Eingabe
eines Befehls "neu
wiegen".
-
Zusätzlich können die
Schwellenwerte für jede
oben besprochene Bedingung variabel sein. Die vorbestimmte Hubgrenze,
die maximale Nutzlast, die Rate der Vorwärts-Fahrtgeschwindigkeit und
die Rücksetz-
bzw. Reset-Höhe
können
durch irgendeine von einer Anzahl von Personen auswählbar sein, wie
beispielsweise von einem Eigentümer,
von einem Servicetechniker, von einem Bediener und/oder einem Mieter.
Egal ob diese Werte fest oder variabel sind, können auch die Einstellungen
von Maschine zu Maschine abweichen. Beispielsweise können diese
Werte basierend auf der Art und/oder der Größe der Maschine abweichen.
-
Die
vorbestimmte Hubgrenze kann irgendeine Höhe sein, über die es nicht wünschenswert
sein kann, den Hubmechanismus 18 anzuheben. Insbesondere
kann die vorbestimmte Hubgrenze, egal welche Höhe sein, auf der der Hubmechanismus 18 ist,
wenn bestimmt wird, dass die Nutzlast die erwünschte maximale Nutzlast überschreitet.
D.h. die Steuervorrichtung 28 kann konfiguriert sein, um
zu verhindern, dass der Hubmechanismus 18 irgendwie höher angehoben
wird, als er es zu dem Zeitpunkt ist, wenn bestimmt wird, dass die
Nutzlast zu hoch ist. Alternativ kann die vorbestimmte Hubgrenze über oder unter
dieser Höhe
sein. Wenn beispielsweise die Nutzlastüberlastung detektiert wird,
wenn der Hubmechanismus 18 auf einer Hubhöhe von 70%
ist, kann es wünschenswert
sein, eine Hubgrenze bei einer Hubhöhe von 50% einzurichten, so
dass, sobald der Hubmechanismus 18 unter einer Hubgrenze
von 50% abgesenkt ist, die Steuervorrichtung 28 nicht gestatten
kann, dass er zurück
auf oberhalb einer Hubhöhe
von 50% angehoben wird. Andererseits, wenn eine Nutzlastüberlastung
bei einer Hubhöhe
von 30% detektiert wird, kann es wünschenswert und sicher sein,
eine gewisse zusätzliche
Hubhöhe
zu gestatten, beispielsweise eine Hubhöhe von 40%.
-
Es
wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen
und Variationen an dem offenbarten Nutzlastüberlastungssteuersystem vorgenommen
werden können,
ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Andere Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden dem Fachmann aus einer Betrachtung der Beschreibung
und aus der praktischen Ausführung
der hier offenbarten Erfindung offensichtlich werden. Es ist beabsichtigt,
dass die Beschreibung und die Beispiele nur als beispielhaft angesehen
werden, wobei ein wahrer Umfang der Erfindung durch die folgenden
Ansprüche
und ihre äquivalenten
Ausführungen
gezeigt wird.