-
Die
Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Ladervorrichtung, wobei
die Ladervorrichtung eine Laderschwinge umfasst und ferner ein Hydrauliksystem
zum Heben und Senken der Laderschwinge mit hydraulischer Federung
zur Federung der Laderschwinge und eine Steuereinheit zur Ansteuerung der
Federung vorgesehen ist.
-
Federungen
für Ladervorrichtungen
an Fahrzeugen, insbesondere für
Front-End-Lader an landwirtschaftlichen Schleppern, sind bekannt
und werden als den Komfort und die Produktivität steigerndes Merkmal von vielen
Herstellern angeboten. Derartige Federungen sind in der Regel hydraulisch
ausgebildet und basieren auf einer Wechselwirkung zwischen einem
oder mehreren hydraulischen Speichern und den die Ladervorrichtung
betätigenden
Hydraulikzylindern. Die Federungen sind ferner derart ausgebildet,
dass sie über
ein Schaltventil zu- bzw. abgeschaltet werden können, wobei ein Zu- und Abschalten
in der Regel manuell erfolgt und je nach Erfordernissen der Anwendung
von dem Fahrzeugführer
individuell durchgeführt
wird. Dazu kann beispielsweise ein Aktivierungsschalter in der Kabine
des Fahrzeugs vorgesehen sein, mit welchem ein entsprechendes Schaltventil
angesteuert wird, welches wiederum den oder die hydraulischen Speicher
blockiert oder freigibt, wobei das Schaltventil üblicherweise als elektromagnetisches
Schaltventil ausgebildet ist. Oftmals ist es jedoch nachteilig,
insbesondere bei Arbeiten im Stillstand, dass die Federung aktiviert
ist, da bei aktivierter Federung das Ansprechverhalten der Ladervorrichtung
verfälscht
wird. Der Fahrzeugführer
muss entweder diese Nachteile in Kauf nehmen oder bei den entsprechenden
Arbeiten daran denken, die Federung zuvor zu deaktivieren bzw. abzuschalten.
-
Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, ein
Fahrzeug der eingangs genannten Art anzugeben, durch welches die
vorgenannten Probleme überwunden
werden.
-
Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
gehen aus den Unteransprüchen
hervor.
-
Erfindungsgemäß weist
ein Fahrzeug der eingangs genannten Art eine Steuereinheit auf,
die derart ausgebildet ist, dass die Federung der Ladervorrichtung
in Abhängigkeit
von einer eine Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentierenden Steuergröße ansteuerbar
ist. Dadurch kann erzielt werden, dass die Federung automatisch
bei Stillstand des Fahrzeugs oder bei Erreichen eines vorgebbaren
Schwellwerts für
eine Fahrzeuggeschwindigkeit beispielsweise aktiviert oder deaktiviert
wird, ohne dass der Fahrzeugführer
einen Schalter zur Ansteuerung der Federung betätigen muss. Die die Fahrzeuggeschwindigkeit
repräsentierende
Größe kann
dabei beispielsweise von einem Geschwindigkeits- oder Drehzahlsensor
generiert und an die Steuereinheit gegeben werden. Die die Fahrzeuggeschwindigkeit
repräsentierende
Größe kann
ferner auch aus jeder mit der Fahrzeuggeschwindigkeit physikalisch
verbundenen Größe hergeleitet
und an die Steuereinheit gegeben werden. Es kann ferner auch ein
elektronisches Bussystem, z. B. ein CANBUS-System, vorgesehen sein, welches automatisch
die erforderlichen Steuergrößen zur Fahrzeuggeschwindigkeit
an die Steuereinheit liefert. Die Steuereinheit generiert dann ein
entsprechendes Steuersignal, welches zur Ansteuerung eines die Federung
aktivierendes (oder deaktivierendes) Schaltventil herangezogen wird.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Steuereinheit derart ausgebildet, dass die
Federung bei Überschreiten
eines der Steuereinheit vorgebbaren Schwellwerts für die Fahrzeuggeschwindigkeit
zugeschaltet wird. Hierbei wird bei Erreichen eines den Schwellwert
für die
Fahrgeschwindigkeit repräsentierende
Steuergröße von der Steuereinheit
ein Steuersignal generiert, welches die Federung zuschaltet bzw.
welches das die Federung aktivierende Steuerventil derart ansteuert,
dass die Federung für
die Ladervorrichtung aktiviert wird.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Steuereinheit derart ausgebildet, dass die
Federung bei Unterschreiten eines der Steuereinheit vorgebbaren
Schwellwerts für
die Fahrzeuggeschwindigkeit abgeschaltet wird. Hierbei wird bei
Erreichen einer den Schwellwert für die Fahrgeschwindigkeit repräsentierenden
Steuergröße von der
Steuereinheit ein Steuersignal generiert, welches die Federung abschaltet
bzw. welches das die Federung aktivierende Steuerventil derart ansteuert,
dass die Federung für
die Ladervorrichtung deaktiviert wird.
-
Vorzugsweise
ist eine Eingabeeinrichtung am Fahrzeug vorgesehen, mit welcher
der Steuereinheit der Schwellwert für die Fahrzeuggeschwindigkeit vorgebbar
ist. Der Fahrzeugführer
kann somit über die
Eingabevorrichtung die Schwellwertgeschwindigkeit eingeben bzw.
vorgeben, bei der die Steuereinheit das entsprechende Steuersignal
zur Ansteuerung der Federung auslösen bzw. generieren soll.
-
Vorzugsweise
ist es vorgesehen, dass durch die Eingabevorrichtung ein Betriebsmodus
zur Aktivierung bzw. Deaktivierung der Federung auswählbar, so
dass eine manuelle Ansteuerung der Federung über einen Aktivierungsschalter
für die
Federung ermöglicht
wird.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfasst die Federung elektronisch ansteuerbare Dämpfungsmittel,
durch welche eine Dämpfung
der Federung variierbar ist und die Dämpfungsmittel in Abhängigkeit
von der die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentierenden Steuergröße ansteuerbar
sind. Die Dämpfungsmittel
können als
elektronisch einstellbares Drosselventil ausgebildet sein, durch
welches die Federungsrate bzw. Dämpfungsrate
der Federung variiert werden kann, indem beispielsweise der Leitungsquerschnitt,
der zu einem Hydraulikspeicher der Federung führt verringert oder vergrößert wird.
-
Vorzugsweise
ist es vorgesehen, dass durch die Eingabevorrichtung ein oder mehrere
Stellwerte für
die Dämpfungsmittel
eingebbar sind, welche von der Steuereinheit in Abhängigkeit
von der die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentierenden Steuergröße zur Ansteuerung
der Dämpfungsmittel
herangezogen werden. So können
auch unterschiedliche vorgebbare Dämpfungsraten in Abhängigkeit
von der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt bzw. durch die Steuereinheit
angesteuert werden, so dass beispielsweise bei zunehmenden Fahrzeuggeschwindigkeiten die
Dämpfungsrate
der Federung erhöht
wird. Je nach Anwendung kann es aber auch vorgesehen sein, die Dämpfung bei
zunehmenden Fahrzeuggeschwindigkeiten zu verringern. Die Stellwerte
für die Dämpfungsraten
können
dabei vorzugsweise in Form von einzelnen Stellwerten oder auch in
Form einer Dämpfungskurve
als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit in die Eingabevorrichtung
eingegeben werden, so dass auch eine kontinuierliche, stufenlose
Anpassung der Dämpfung
an die Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgen kann.
-
Anhand
der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt, werden nachfolgend die Erfindung sowie weitere
Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der
Erfindung näher
beschrieben und erläutert.
-
Es
zeigt:
-
1 eine
schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs in Form eines Schleppers
mit einer Ladervorrichtung und
-
2 ein
schematisches Schaltbild einer hydraulischen Federung für die Ladervorrichtung
aus 1.
-
1 zeigt
ein Fahrzeug 10 in Form eines landwirtschaftlichen Schleppers,
der mit einer Ladervorrichtung 12 bestückt ist. Die Ladervorrichtung 12 ist
als Front-End-Lader
oder Frontlader ausgebildet. Das Fahrzeug 10 weist einen
Fahrzeugrahmen 14 auf, an dem eine Konsole 16 zum
Anbauen der Ladervorrichtung 12 befestigt ist. Ferner umfasst
das Fahrzeug 10 eine Fahrzeugkabine 17.
-
Die
Ladervorrichtung 12 umfasst einen Mast 18, mit
welchem diese an die Konsole 16 angeschlossen ist. Ferner
umfasst die Ladervorrichtung 12 eine Laderschwinge 20,
welche mit einem Arbeitswerkzeug 22 in Form einer Ladeschaufel 24 bestückt ist.
Das Arbeitswerkzeug 22 ist hier nur beispielhaft als Ladeschaufel 24 ausgebildet.
Selbstverständlich können auch
andere Arbeitswerkzeuge 22, beispielsweise eine Ladegabel
oder ein Greifer verwendet werden.
-
Zwischen
Laderschwinge 20 und Mast 18 erstreckt sich beidseitig
jeweils ein Hydraulikzylinder 26, der zum Heben und Senken
der Laderschwinge 20 mittels eines Hydrauliksystems 28 betätigbar ist.
-
Das
Hydrauliksystem 28 zum Heben und Senken der Laderschwinge 20 ist
in 2 anhand eines schematischen Hydraulikschaltplans
dargestellt.
-
Das
Hydrauliksystem 28 umfasst einen Hydrauliktank 30,
eine Hydraulikpumpe 32, ein Hauptsteuerventil 34,
einen oder mehrere Hydraulikzylinder 26, eine Schaltventil 36 sowie
einen Hydraulikspeicher 38. Ferner ist eine Druckbegrenzungseinrichtung 40 vorgesehen.
-
Das
Hauptsteuerventil 34 ist als 4/3-Wegeventil mit Sperr-Mittelstellung ausgebildet
und verbindet den Hydraulikzylinder 26 mit der Hydraulikpumpe 32 und
dem Hydrauliktank 30, wobei der Hydraulikzylinder 26 als
doppeltwirkender Hydraulikzylinder 26 mit einer hubseitigen
Kammer 42 (kolbenseitig) und einer senkseitigen Kammer 44 (stangenseitig)
ausgebildet ist. Der Hydraulikzylinder kann hierbei auch einseitig
wirkend ausgebildet sein, so dass die senkseitige Kammer entfällt.
-
In
einer ersten Schaltstellung, der Hebestellung 46, wird
die Hebefunktion ausgelöst,
in welcher die hubseitige Kammer 42 mit der Hydraulikpumpe 32 verbunden
wird und das Hydrauliköl
aus der senkseitigen Kammer 44 in den Hydrauliktank 30 abfließen kann.
In der Hebestellung 46 kann die Laderschwinge 20 angehoben
werden.
-
In
einer zweiten Schaltstellung, der Haltestellung 48, wird
die Haltefunktion ausgelöst,
in welcher die hubseitige und die senkseitige Kammer 42, 44 von
Hydraulikpumpe 32 und Hydrauliktank 30 getrennt
sind und kein Hydrauliköl
von der Hydraulikpumpe 32 zum Hydraulikzylinder 26 fließen kann bzw.
kein Hydrauliköl
vom Hydraulikzylinder 26 zum Hydrauliktank 30 hin
abfließen
kann. Mit der Haltestellung 48 kann die Laderschwinge 20 in
einer entsprechenden Schwenkstellung gehalten werden.
-
In
einer dritten Schaltstellung, der Senkstellung 50, wird
die Senkfunktion ausgelöst,
in welcher die senkseitige Kammer 42 mit der Hydraulikpumpe 32 verbunden
wird und das Hydrauliköl
aus der hubseitigen Kammer 44 in den Hydrauliktank 30 abfließen kann.
In der Senkstellung 50 kann die Laderschwinge 20 abgesenkt
werden.
-
Die
einzelnen Schaltstellungen können
beispielsweise über
einen manuellen Steuerhebel 52 oder Joystick durch den
Fahrzeugführer
angewählt werden.
-
Die
hubseitige Kammer 42 des Hydraulikzylinders 26 ist
ferner mit dem Schaltventil 36 verbunden, welches als elektronisch
ansteuerbares 2/2-Wegeventil ausgebildet ist. Es weist eine Durchlassstellung 54 und
eine Schließstellung 56 auf.
Das Schaltventil 36 verbindet über eine Leitung 58 die
hubseitige Kammer 42 mit dem Hydraulikspeicher 38,
wobei in der Durchlassstellung 54 die hubseitige Kammer 42 mit
dem Hydraulikspeicher 38 verbunden ist und in der Schließstellung 56 von
diesem getrennt ist. Durch entsprechendes Ansteuern bzw. Schalten
des Schaltventils 36 wird somit eine hydraulische Federung
für den
Hydraulikzylinder 26 aktiviert bzw. deaktiviert, indem
die hubseitige Kammer 42 mit dem Hydraulikspeicher 38 verbunden
bzw. von diesem getrennt wird. Im aktivierten Zustand, also bei
Durchlassstellung 54 des Schaltventils 36, kann
Hydrauliköl
unter Last aus der hubseitigen Kammer 42 in den Hydraulikspeicher 38 fließen bzw.
aus diesem wieder in die hubseitige Kammer 42 zurück fließen, so
dass sich eine Federungsfunktion für den Hydraulikzylinder 26 bzw.
für die
Laderschwinge 20 einstellt.
-
Ferner
umfasst das Hydrauliksystem 28 eine elektronische Steuereinheit 60,
einen Aktivierungsschalter 62, einen Geschwindigkeitssensor 64 sowie eine
Eingabevorrichtung 66.
-
Die
elektronische Steuereinheit 60 kann sowohl im Fahrzeug 10 als
auch an der Ladervorrichtung 12 selbst angeordnet sein.
Sie kann ferner auch als Teil einer ohnehin schon am Fahrzeug 10 vorhandenen
elektronischen Steuereinheit ausgebildet sein bzw. dort implementiert
werden.
-
Der
Geschwindigkeitssensor kann als beliebiger, die Geschwindigkeit
des Fahrzeugs 10 repräsentierender
Sensor ausgebildet sein, insbesondere als Drehzahlsensor, der im
Antriebsstrang oder an den Antriebsachsen des Fahrzeugs 10 angeordnet ist.
Es ist auch denkbar ein Geschwindigkeitssignal aus einem vorhandenen
CANBUS-System abzugreifen und an die Steuereinheit 60 zu
leiten.
-
Die
elektronische Steuereinheit 60 ist mit dem Aktivierungsschalter 62 zur
Aktivierung der hydraulischen Federung, mit einem Geschwindigkeitssensor 64 zur
Detektion bzw. Erfassung der Fahrgeschwindigkeit bzw. zur Erfassung
einer die Fahrgeschwindigkeit repräsentierenden Größe und mit
der Eingabevorrichtung 66 zur Eingabe von Stellgrößen und
Schwellwerten sowie zur Auswahl eines oder mehrerer Betriebsmodi
verbunden.
-
Der
Aktivierungsschalter 62 und die Eingabevorrichtung 66 sind
vorzugsweise in der Fahrzeugkabine 17 angeordnet und können von
einem Fahrzeugführer
dort bedient bzw. betätigt
werden.
-
Durch
Betätigen
des Aktivierungsschalters 62 kann die hydraulische Federung
des Hydrauliksystems aktiviert werden. Die elektronische Steuereinheit 60 generiert
dann ein entsprechendes Steuersignal und schaltet das Schaltventil 36 in
Durchlassstellung 54. In der Steuereinheit 60 sind
ferner ein oder mehrere Schwellwerte, bei deren Erreichen ein Steuersignal
zum Ansteuern des Schaltventils generiert werden soll, voreingestellt
bzw. hinterlegt (abgespeichert). Bei aktivierter und eingeschalteter
hydraulischer Federung (Schaltventil 36 ist auf Durchgangsstellung 54)
wird die von dem Geschwindigkeitssensor 64 gelieferten
Sensorsignale bzw. Sensorsignalgrößen mit dem in der Steuereinheit 60 hinterlegten
Schwellwert verglichen. Nimmt die Fahrgeschwindigkeit ab und erreicht
den voreingestellten Schwellwert, so wird von der Steuereinheit 60 ein entsprechendes
Steuersignal generiert, welches das Schaltventil 36 in
seine Schließstellung 56 schaltet und
damit die hydraulische Federung deaktiviert bzw. abschaltet. Wird
nun wieder beschleunigt und die Fahrgeschwindigkeit nimmt wieder
zu, so wird bei Erreichen des voreingestellten Schwellwertes wiederum
ein entsprechendes Steuersignal von der elektronischen Steuereinheit 60 generiert
und das Schaltventil 36 wieder in seine Durchlassstellung 54 geschaltet,
und damit die hydraulische Federung wieder aktiviert bzw. eingeschaltet.
-
Die
oben genannten Schwellwerte können dabei
frei von dem Fahrzeugführer
gewählt
und über die
Eingabevorrichtung 66 eingegeben und in der Steuereinheit 60 abgespeichert
werden. Ferner kann in der Eingabevorrichtung 66 ein entsprechender
Betriebsmodus gewählt
werden, der es erlaubt, die elektronische Steuereinheit 60 ohne
automatische, fahrgeschwindigkeitsabhängige Steuerung zu betreiben. Wird
dieser Modus aktiviert, so kann die Federung manuell, unabhängig von
der Fahrgeschwindigkeit bzw. unabhängig von einem Fahrgeschwindigkeitssignal, über den
Aktivierungsschalter 62 aktiviert bzw. deaktiviert werden.
-
In
einem erweiterten Ausführungsbeispiel
ist ferner eine Drosseleinrichtung in Form eines Drosselventils 68 vorgesehen.
Das Drosselventil 68 wird in die Leitung 58 zwischen
Schaltventil 36 und Hydraulikspeicher 38 angeordnet
und ebenfalls entsprechend vorgegebener Sollwerte bzw. Stellgrößen über die
elektronische Steuereinheit 60 angesteuert. Je nach Steuersignal,
welches von der Steuereinheit 60 in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit
generierbar ist, kann dann ein Durchlassquerschnitt des Drosselventils 68 und
damit die Dämpfung
der hydraulischen Federung elektronisch in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit
variiert werden.
-
Beispielsweise
kann bei zunehmender Fahrgeschwindigkeit der Drosselquerschnitt
des Drosselventils 68 verringert werden, so dass sich eine
härtere
Federung (höhere
Dämpfung
der Federung) einstellt. Ebenso kann auch mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit
automatisch eine Vergrößerung des Drosselquerschnitts
vorgenommen werden, so dass sich eine weichere Federung (geringere
Dämpfung der
Federung) einstellt. Die dafür
erforderlichen Stellwerte bzw. Stellgrößen können von dem Fahrzeugführer in
der Eingabevorrichtung 66 eingegeben und abgespeichert
werden. Über
die Betriebsmodi kann eine Dämpfungsfunktion
angewählt
bzw. abgewählt werden.
Es können
auch Dämpfungskurven
in Abhängigkeit
von der Fahrzeuggeschwindigkeit hinterlegt werden, die es ermöglichen
unterschiedliche Dämpfungscharakteristika
für unterschiedliche
Betriebszustände
anzuwählen.