DE102013007955A1

DE102013007955A1 - Vorrichtung zum Betätigen einer Betriebsbremse und Verriegeln einer Pendelachse eines Mobilbaggers

Info

Publication number: DE102013007955A1
Application number: DE102013007955.1A
Authority: DE
Inventors: Stefan Hilmer; Sebastian Jacob; Thomas Spindler
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2013-05-08
Filing date: 2013-05-08
Publication date: 2014-11-13
Anticipated expiration: 2033-05-09
Also published as: WO2014182879A1; DE102013007955B4; CN105189155A; CN105189155B

Abstract

Die vorliegende Offenbarung ist darauf gerichtet, Mobilbaggern währen dem Arbeiten auf unwegsamem Gelände einen festen Stand zu verschaffen. Die offenbarte Vorrichtung (70) zum Verriegeln einer Pendelachse eines Mobilbaggers und zum Betätigen einer Betriebsbremse (66) des Mobilbaggers weist einen Aktivierungszustand und einen Deaktivierungszustand auf und ist dazu ausgebildet, im Aktivierungszustand sowohl die wenigstens eine Pendelachse zu verriegeln als auch die Betriebsbremse (66) zu betätigen, wenn vorbestimmte Betriebsbedingungen des Mobilbaggers erfüllt sind, und im Deaktivierungszustand die wenigstens eine Pendelachse zu entriegeln und die Betriebsbremse zu lösen, wenn die vorbestimmten Betriebsbedingungen nicht erfüllt sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf eine Vorrichtung für einen Mobilbagger, die automatisch die Betriebsbremse des Mobilbaggers betätigen und eine Pendelachse des Mobilbaggers verriegeln kann, wenn vorbestimmte Betriebsbedingungen des Mobilbaggers erfüllt sind.
Hintergrund der Erfindung
Mobilbagger sind Arbeitsmaschinen, die zumeist zwei Radachsen aufweisen und dazu ausgelegt sind, auch auf öffentlichen Straßen bewegt zu werden. Mobilbaggern, die auch als Radbagger bezeichnet werden, sind zumeist mit einem Allradantrieb ausgestattet. Mobilbagger sind ferner zumeist mit einem hydrostatischen Antrieb versehen, der eine primäre Leistungsquelle, beispielsweise einen Verbrennungsmotor, und ein hydraulisches System mit Hydraulikpumpen und Hydraulikmotoren aufweist.
Mobilbagger können ferner mit wenigstens einer Pendelachse ausgerüstet sein, die im Wesentlichen dafür sorgt, dass die Räder des Mobilbaggers ständigen Bodenkontakt haben und somit unwegsames und schweres Gelände ausgleichen können, damit der Bagger während der Arbeitsvorgänge einen festen Stand behält. Um die Arbeitsvorgänge durchzuführen, kann der Mobilbagger Arbeitsgeräte aufweisen, wie beispielsweise Tieflöffel, Hochlöffel, Schwenklöffel, Greifer, Haken, Sieblöffel, Abrissbirnen oder sonstige bekannte Anbaugeräte.
Um dem Mobilbagger einen sicheren Stand während eines Arbeitsvorgangs zu gewähren, gibt es bestimmte Sicherheitsvorrichtungen, wie beispielsweise automatische Betriebsbremsen, die den Mobilbagger davon abhalten, unerwünschte Bewegungen durchzuführen. Beispielsweise kann beim Stehen auf einem geneigten Hang das Bereitstellen einer automatischen Betriebsbremse förderlich sein, um dem Bagger einen festen und sicheren Stand zu verleihen.
Beispielsweise offenbart die US 2011/0300992 A1 eine automatische Betriebsbremse für eine Arbeitsmaschine, die abhängig von bestimmten Betriebsbedingungen die Betriebsbremse betätigt.
Ferner offenbart die US 7 281 602 B2 ein Verfahren einer Vorrichtung zum Steuern bestimmter Funktionen einer Arbeitsmaschine während eines Arbeitsvorgangs.
Ferner ist aus der US 2012/0296543 A1 eine pneumatische Arbeitsbremse für ein Fahrzeug bekannt, die automatisch betätigt wird, sobald bestimmte Betriebsbedingungen des Fahrzeugs vorliegen.
Außerdem sind aus der US 8 016 720 B2 , US 2012/0161508 A1 , US 2010/0204872 A1 , US 8 224 531 B2 , US 7 401 872 B2 und der US 3 842 950 A verschiedene Bremsverfahren automatischer Bremsvorrichtungen für Motorfahrzeuge bekannt.
Die vorliegende Offenbarung ist wenigstens teilweise darauf gerichtet, einen oder mehrere Aspekte bekannter Systeme zu verbessern.
Zusammenfassung der Offenbarung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Vorrichtung zum Betätigen einer Betriebsbremse eines Mobilbaggers und zum Verriegeln einer Pendelachse des Mobilbaggers einen Aktivierungszustand und einen Deaktivierungszustand auf und ist dazu ausgebildet, im Aktivierungszustand sowohl die wenigstens eine Pendelachse zu verriegeln als auch die Betriebsbremse zu betätigen, wenn vorbestimmte Betriebsbedingungen des Mobilbaggers erfüllt sind, und im Deaktivierungszustand die wenigstens eine Pendelachse zu entriegeln und die Betriebsbremse zu lösen, wenn die vorbestimmten Betriebsbedingungen nicht erfüllt sind.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Verfahren zum Betätigen einer Betriebsbremse eines Mobilbaggers und Verriegeln wenigstens einer Pendelachse ein Überprüfen, ob vorbestimmte Betriebsbedingungen des Mobilbaggers erfüllt sind, ein Verriegeln der wenigstens einen Pendelachse, wenn die vorbestimmten Betriebsbedingungen des Mobilbaggers erfüllt sind, und ein Betätigen der Betriebsbremse, wenn die vorbestimmten Betriebsbedingungen des Mobilbaggers erfüllt sind.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist ein Mobilbagger wenigstens eine Pendelachse, eine Betriebsbremse und eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung auf.
In manchen Ausführungsformen enthalten die vorbestimmten Betriebsbedingungen, dass sich das Getriebe des Mobilbaggers im ersten Gang befindet.
In manchen Ausführungsformen können die vorbestimmten Betriebsbedingungen enthalten, dass sich der Mobilbagger mit einer Geschwindigkeit bewegt, die unterhalb einer Schwellengeschwindigkeit liegt, oder dass der Betätigungsgrad des Fahrpedals des Mobilbaggers unterhalb eines Schwellenbetätigungsgrads liegt.
In manchen Ausführungsformen weist die offenbarte Vorrichtung eine Betätigungseinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, von einem Bediener des Mobilbaggers betätigt zu werden und die Vorrichtung in den Aktivierungszustand oder den Deaktivierungszustand zu schalten.
Weitere Merkmale und Aspekte dieser Offenbarung werden durch die folgende Beschreibung und die beiliegenden Zeichnungen offensichtlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung eines Mobilbaggers, der eine exemplarisch offenbarte Arretierungsvorrichtung aufweist,
2 ist eine schematische Vorderansicht des Mobilbaggers der 1, und
3 ist eine schematische Darstellung der exemplarisch offenbarten Arretierungsvorrichtung des Mobilbaggers der 1.
Detaillierte Beschreibung
Die folgende Beschreibung ist eine detaillierte Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Die beispielhaften Ausführungsformen, die hierin beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt sind, sind dazu bedacht, die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu lehren, es dem Fachmann zu ermöglichen, diese umzusetzen und die vorliegende Offenbarung in verschiedenen Umgebungen und für verschiedene Anwendungen zu verwenden. Deshalb sind die beispielhaften Ausführungsformen nicht dazu bedacht, und sollten auch nicht dazu angesehen werden, eine beschränkende Beschreibung des Schutzbereichs zu sein. Vielmehr wird der Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung durch die beigefügten Ansprüche definiert.
Der vorliegenden Offenbarung liegt wenigstens teilweise der Gedanke zugrunde, dass es dem Fahrer durch die Bereitstellung einer Arretierungsvorrichtung, die gleichzeitig die Pendelachse verriegeln und die Betriebsbremse betätigen kann, erleichtert wird, Arbeiten in unwegsamen Gelände durchzuführen. Beispielsweise kann der Fahrer die hierin offenbarte Vorrichtung in den Aktivierungszustand schalten, woraufhin die Pendelachse automatisch verriegelt und Betriebsbremse automatisch betätigt wird, sobald vorbestimmte Betriebsbedingungen erfüllt sind. Zu den vorbestimmten Betriebsbedingungen des Mobilbaggers zählen beispielsweise, dass sich das Getriebe des Mobilbaggers im ersten Gang befindet, dass sich der Mobilbagger unterhalb einer gewissen Schwellengeschwindigkeit bewegt und dass keine Fahrpedalbetätigung vorliegt. Sind die eben genannten Bedingungen zumindest teilweise erfüllt, wird die Pendelachse automatisch verriegelt und die Betriebsbremse automatisch betätigt, so dass sich der Fahrer des Mobilbaggers nicht um dessen Verriegelung und Betätigung kümmern muss. Aus diesem Grund der Fahrer des Mobilbaggers seine Aufmerksamkeit der mit dem Arbeitsgerät der Maschine verbundenen Arbeit widmen kann.
Ferner liegt der vorliegenden Offenbarung der Gedanke zugrunde, dass ein Hydraulikventil dazu ausgebildet sein kann, vom Getriebe einen Steuerdruck zu empfangen, der darauf hinweist, dass sich das Getriebe im ersten Gang befindet. Daraufhin kann das Hydraulikventil durch den Steuerdruck derart gesteuert wird, dass aus einem Hydraulikspeicher ein unter Druck stehendes Hydraulikmedium ausströmen und in die an der Pendelachse befestigten Hydraulikzylinder strömen kann, um die Pendelachse im momentanen Zustand zu verriegeln und somit zu versteifen. Gleichzeitig kann Hydraulikmedium in die Betriebsbremse strömen und die Räder des Mobilbaggers abbremsen und im Stillstand halten kann.
Der hierin offenbarte Mobilbagger umfasst zweierlei Bremsvorrichtungen: eine Betriebsbremse, die sich in den einzelnen Rädern des Mobilbaggers befinden, und eine Feststellbremse, die sich im Getriebe des Mobilbaggers befindet. Die Betriebsbremse kann somit vier Einheiten aufweisen, die in jedem der vier Räder des Mobilbaggers befinden können. Die Betriebsbremse wird zumeist hydraulisch über ein sich im Fahrerhaus bzw. der Fahrerkabine befindliches Bremspedal betätigt werden. Im Gegensatz dazu ist die Feststellbremse, auch Parkbremse genannt, im Getriebe angeordnet und wird beispielsweise vom Fahrer über einen elektronischen Schalter bedient.
Der Verriegelungszustand der Pendelachse ist hierin dadurch definiert, dass die Pendelachsbewegungen um einen Drehpunkt herum gesperrt sind. Somit kann eine verriegelte Pendelachse mit einer Starrachse verglichen werden.
Im Folgenden wird Bezug auf die Zeichnungen genommen, in denen gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet werden, sofern dies angebracht und möglich ist.
In der 1 ist eine Baumaschine in Form eines Mobilbaggers 10 dargestellt. Der Mobilbagger 10 weist eine Leistungsquelle, wie beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine 12 auf. Ferner weist der Mobilbagger 10 einen Oberwagen 14 auf, der drehbar auf einem Unterwagen 16 aufgebracht ist.
Der Mobilbagger 10 enthält ein Traktionssystem 18, z. B. eine Mehrzahl von Rädern, die antreibbar am Unterwagen 16 angebracht sind. Zusätzlich weist der Mobilbagger 10 ein Arbeitsgerät 20 und eine Bedienstation 22 auf, von der aus das Arbeitsgerät 20 bedient werden kann. Der in der 1 dargestellte Mobilbagger 10 kann jeglicher Typ von Mobilbagger bzw. Radlager sein.
Der Oberwagen 14 ist auf dem Unterwagen 16 über eine Drehdurchführung 15 drehbar befestigt. Alternativ kann der Oberwagen 14 auch drehfest auf dem Unterwagen 16 befestigt sein.
Zusätzlich kann der Mobilbagger 10 eine Kabinenhebevorrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, die Kabine relativ zum Oberwagen 14 und zum Unterwagen 16 zu heben und zu senken. Die Kabinenhebevorrichtung ist beispielsweise eine hydraulisch aktivierbare Hebevorrichtung.
Das Traktionssystem 18 kann beispielsweise eine Traktionsvorrichtung sein, die einen ersten Radsatz 24 und einen zweiten Radsatz 26 aufweist (siehe 1). Wenigstens einer der Radsätze 24, 26 ist lenkbar. Der Mobilbagger 10 kann dazu ausgebildet sein, einen Allradantrieb aufzuweisen. Der erste Radsatz 24 ist an dem Unterwagen 16 über eine erste Radachse 25 befestigt, und der zweite Radsatz 26 ist über eine zweite Achse 27 am Unterwagen 16 befestigt. Wenigstens eine der beiden Radachsen 25, 27 ist als Pendelachse ausgeführt, die dazu dienen, zu jedem Zeitpunkt des Arbeitens zu gewährleisten, dass sich alle Räder trotz des unebenen Geländes, in dem sich Mobilbagger 10 zumeist befinden, mit dem Boden in Kontakt befinden. Die genaue Ausführung der Pendelachse und dessen Betätigung wird mit Bezug auf die 2 genauer beschrieben.
Das Arbeitsgerät 20 kann jegliches bekanntes Arbeitsgerät sein und kann beispielsweise eine Schaufel, einen Löffel, einen Haken, einen Hydraulikhammer, Rotationsbürsten oder Scheren aufweisen.
Wie in der 1 gezeigt, weist das Arbeitsgerät 20 einen Ausleger 28, einen Stiel 30 und ein Arbeitswerkzeug 32 auf, das sich am Ende des Stiels 30 befestigt befindet. Der Ausleger 28 ist schwenkbar am Oberwagen 14 befestigt. Ein Auslegeraktuator 34 ist an dem Oberwagen 14 und an dem Ausleger 28 derart befestigt, dass ein distales Ende 36 des Auslegers 28 durch Aktivierung des Auslegeraktuators 34 angehoben und gesenkt werden kann.
Das distale Ende 36 des Auslegers 28 kann ebenfalls seitlich bewegt werden. In der beispielhaft dargestellten Ausführungsform kann der Ausleger 28 durch eine Drehung des Oberwagens 14 relativ zum Unterwagen 16 um eine Achse 38 gedreht und somit seitlich bewegt werden.
Der Stiel 30 ist schwenkbar an dem Ausleger 28 an einem proximalen Ende 42 angebracht. Ein Stielaktuator 44 ist am Ausleger 28 und dem Stiel 30 derart befestigt, dass eine Betätigung des Stielaktuators 44 den Stiel dazu bringt, sich bezüglich des Auslegers 28 wie ein Klappmesser auszufahren und einzufahren. Das heißt, dass ein distales Ende 46 des Stiels 30 weiter vom Unterwagen 12 entfernt werden und näher zum Oberwagen 16 durch Betätigung des Stielaktuators 44 eingefahren werden kann.
Das Arbeitswerkzeug 32 ist am distalen Ende 46 des Stiels 30 befestigt. Obwohl das Arbeitswerkzeug 32 in der 1 als eine Schaufel 48 dargestellt ist, kann das Arbeitswerkzeug 32 jegliches bekanntes Arbeitswerkzeug sein. Das Arbeitswerkzeug 32 ist schwenkbar am distalen Ende 46 des Stiels 30 angebracht. Ein Arbeitswerkzeugaktuator 50 ist an dem Stiel 30 und an dem Arbeitswerkzeug 32 derart angebracht, dass eine Betätigung des Arbeitswerkzeugaktuators 50 das Arbeitswerkzeug 32 dazu bringt, sich relativ zum Stiel 30 zu schwenken.
Die Bedienerstation 22 ist, wie in der 1 gezeigt, eine Kabine und kann an dem Oberwagen 14 angebracht oder mit diesem einheitlich gebildet sein. Die Bedienerstation 22 weist einen Sitz 52, eine erste Lenkvorrichtung, wie beispielsweise ein Lenkrad 54, ein Display 55 und wenigstens eine handbetätigte Arbeitsgerätsteuervorrichtung 56, wie beispielsweise einen Joystick, auf. Das Lenkrad 54 ist mit den Radachsen 25 und 27 derart verbunden, dass durch Betätigung des Lenkrads 54 eine direkte Bewegung des Mobilbaggers 10 beeinflusst werden kann.
Der in der 1 dargestellte Mobilbagger 10 weist ferner ein hydrostatisches Antriebssystem auf, das von der Verbrennungskraftmaschine 12 mit Energie versorgt wird. Das hydrostatische Antriebssystem ist in bekannter Weise am Mobilbagger 10 angebracht und weist Hydromotoren und Hydraulikpumpen auf, die den Fahrantrieb des Mobilbaggers 10 bewerkstelligen. Aus Gründen einer übersichtlichen Darstellung ist das hydrostatische Antriebssystem in den Zeichnungen nicht gezeigt.
Wie ebenfalls in der 1 dargestellt, weist die Bedienerstation 22 ferner ein Betätigungsmodul 58 auf, auf dem sich verschiedene Betätigungsvorrichtungen, wie Knöpfe und Hebel, befinden können. Über das Betätigungsmodul 58 können beispielsweise Funktionen des hydrostatischen Antriebssystems gesteuert werden.
Ferner ist es vorgesehen, dass der Fahrer über eine Betätigungsvorrichtung die hierein offenbarte Vorrichtung zum automatischen Verriegeln der Pendelachse und zum automatischen Betätigen der Betriebsbremse in den Aktivierungszustand oder Deaktivierungszustand schalten kann. Beispielsweise kann der Fahrer bzw. Bediener des Mobilbaggers 10 über das Display 55 ins Menü der Baggersteuerung gelangen und die Funktionen der Vorrichtung 70 aktivieren oder deaktivieren. Die Vorrichtung 70 zum automatischen Verriegeln der Pendelachse und zum automatischen Betätigen der Betriebsbremse und die damit verbundenen Funktionen werden unter Verweis auf die 3 genauer beschrieben.
Der Mobilbagger 10 ist außerdem dazu ausgelegt, ein hydraulisch betätigbarer Mobilbagger zu sein. So sind beispielsweise der Auslegeraktuator 34, der Stielaktuator 44 und der Arbeitswerkzeugaktuator 50 dazu ausgebildet, mit unter Druck gesetztem Hydraulikmedium betrieben zu werden, das aus einem Hydrauliksystem stammt. Das Hydrauliksystem, das die Grundfunktionen des Mobilbaggers 10 steuert, ist in den Zeichnungen nicht explizit gezeigt. Dennoch ist es dem Fachmann bekannt, auf welche Weise die Anordnung des Hydrauliksystems funktioniert, wie beispielsweise, dass die Verbrennungskraftmaschine 12 eine Hydraulikpumpe antreibt, die das Hydraulikmedium unter Druck setzt und eine Steuereinheit dazu ausgebildet ist, den Hydraulikstrom derart zu steuern, dass die vom Fahrer gewünschten und angeforderten Funktionen umgesetzt werden können.
Unter Bezugnahme auf 2 ist eine Vorderansicht des Mobilbaggers 10 der 1 gezeigt, bei dem der Einfachheit halber der Mobilbagger 10 ohne das Arbeitsgerät 20 dargestellt ist. Wie aus der 2 ersichtlich, ist die erste Radachse des Mobilbaggers 10 eine Pendelachse 25, an der sich der erste Radsatz 24 befestigt befindet. Die Pendelachse 25 ist relativ um einen Drehpunkt 60 pendelnd gelagert, so dass sich die Radsätze 24 sich relativ zu dem Unterwagen 16 pendelnd in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung bewegen können. Diese vertikalen Bewegungen können durch einen ersten Hydraulikzylinder 62 und einen zweiten Hydraulikzylinder 64 gesteuert werden. Beispielsweise sind der erste Hydraulikzylinder 62 und der zweite Hydraulikzylinder 64 dazu ausgebildet, diese Pendelbewegungen zu dämpfen. Außerdem können der erste und zweite Hydraulikzylinder 62, 64 die Pendelachse 65 in jeder Stellung fixieren. Der erste und zweite Hydraulikzylinder 62, 64 wird jeweils mit unter Druck gesetztem Hydraulikmedium versorgt, das später mit Bezug auf die 3 detaillierter beschrieben wird.
Aus der 2 wird ferner ersichtlich, dass im fixierten Zustand des ersten und zweiten Hydraulikzylinders 62, 64 keine Pendelbewegung der Pendelachse 25 durchgeführt werden kann, das heißt dass der erste Radsatz 24 gegenüber dem Unterwagen 16 fixiert ist und an dem Drehpunkt 60 keine Rotationsbewegungen auftreten können. Dieser Zustand wird außerdem als Verriegelungszustand oder Arretierungszustand der Pendelachse bezeichnet.
Wie ebenfalls in der 2 schematisch dargestellt, weist der Radsätze 24 wenigstens auf einer Seite eine Betriebsbremse 66 auf, die dazu ausgebildet ist, in einem Rad des Radsatzes 24 untergebracht zu sein und bei Betätigung die Räder abzubremsen und somit den gesamten Mobilbagger abzubremsen. Die Betriebsbremse 66 kann eine im Stand der Technik bekannte Betriebsbremse, wie beispielsweise eine Scheiben- oder Trommelbremse sein, die hydraulisch betrieben wird. Ferner kann jedes der Räder des ersten Radsatzes 24 eine Betriebsbremse aufweisen. Die Betriebsbremse 66 ist bei Betätigung dazu ausgebildet, den Mobilbagger abzubremsen und im Stand stillzuhalten, so dass sich der Mobilbagger 10 nicht mehr bewegen kann. Dies kann beispielsweise bei einem Stand auf einem geneigten Hang vorteilhaft sein.
Wie in der 2 dargestellt, ist die vordere Radachse als die Pendelachse 25 ausgebildet. Jedoch kann in einer weiteren Ausführungsform auch die hintere Radachse 27 als Pendelachse, oder aber auch nur die hintere Radachse 27 als Pendelachse ausgeführt sein. In weiteren Ausführungsformen können sowohl die erste Radachse 25 als auch die zweite Radachse 27 als Einzelradaufhängungen ausgebildet sein, die gewährleisten können, dass alle Räder des Mobilbaggers 10 mit dem Boden in dauerhaftem Kontakt sind, wobei die vor allem während einem Arbeiten mit dem Arbeitsgerät 20 von großer Wichtigkeit ist.
Der Mobilbagger 10 weist ferner ein Getriebe 90 auf (siehe 3), das sich im Wesentlichen in zwei Gängen befinden kann: in einem ersten Gang, der ein langsames Fahren des Mobilbaggers 10 ermöglicht, und einen zweiten Gang, der ein schnelleres Fahren des Mobilbaggers 10 ermöglicht. Befindet sich der Mobilbagger 10 auf einer Baustelle, so ist zumeist der erste Gang aktiviert, da sich der Mobilbagger 10 auf der Baustelle mit nur geringen Geschwindigkeiten bewegt. Soll der Mobilbagger 10 jedoch über eine längere Distanz, beispielsweise über öffentliche Straßen von einer Baustelle zu einer anderen Baustelle bewegt werden, so werden höhere Geschwindigkeiten benötigt, die der zweite Gang bereitstellen kann. Beispielsweise kann der Bagger eine Geschwindigkeit bis zu 40 km/h erreichen, wenn der zweite Gang des Getriebes eingelegt ist.
Im zweiten Gang ist ferner darauf hinzuweisen, dass sämtliche Arbeitsgeräte, wie beispielsweise das Arbeitsgerät 20, deaktiviert sind und auch die Drehbewegungen des Oberwagens 14 relativ zum Unterwagen 16 gesperrt sind. Diese Versperrungen der soeben beschriebenen Funktionen sind der Sicherheit geschuldet, die auf öffentlichen Straßen gewährleistet sein muss und zum Teil vom Gesetzgeber vorgeschrieben ist.
Unter Bezugnahme auf die 3 ist eine Vorrichtung 70 zum Verriegeln der Pendelachse 25 und zum Betätigen der Betriebsbremse 66 gezeigt. Die Vorrichtung 70 umfasst eine erste Druckversorgungsquelle 72, eine zweite Druckversorgungsquelle 74, eine dritte Druckversorgungsquelle, ein Hydraulikventil 80, ein erstes Steuerventil 102 und ein zweites Steuerventil 104. Das Hydraulikventil 80 ist fluidmäßig mit der ersten Druckversorgungsquelle 72 verbunden. Das Getriebe 90, das schematisch in der 3 veranschaulicht ist, gibt einen Steuerdruck aus, wenn sich das Getriebe 90 im ersten Gang befindet. Die erste, zweite und dritte Druckversorgungsquelle 72, 74, 76 stellen jeweils ein unter Druck gesetztes Hydraulikmedium bereit, das aus einem Hydrauliktank von Pumpen (nicht explizit dargestellt) in die einzelnen Druckversorgungsquellen 72, 74, 76 gefördert wird.
Hinsichtlich der Vorrichtung 70 und dem in der 3 dargestellten Hydrauliksystem ist zu erwähnen, dass lediglich relevante Elemente gezeigt werden. So sind Elemente, wie beispielsweise Hydraulikpumpen, Rückschlagventile, Sensorleitungen und Ladekreissysteme der Einfachheit halber teilweise nicht explizit dargestellt.
Das Hydraulikventil 80 ist in der 3 als 3/2-Wegeventil dargestellt, das in der gezeigten ersten Stellung eine Fluidverbindung zwischen der ersten Druckversorgungsquelle 72 und einem Hydraulikreservoir 82 herstellt. Empfängt das Hydraulikventil 80 den Steuerdruck des Getriebes 90 über die Hydraulikleitung 92, so gelangt das Hydraulikventil 80 in die zweite Stellung, in der die erste Druckversorgungsquelle 72 mit dem zweiten Steuerventil 104 fluidverbunden ist.
Das zweite Steuerungsventil 104, das mit dem Hydraulikventil 80 verbunden ist, ist ferner mit der Betriebsbremse 66 verbunden und dazu ausgebildet, die zweite Versorgungsquelle 74 mit der Betriebsbremse 66 fluidzuverbinden, wenn die vorbestimmten Betriebsbedingungen getroffen sind. Das erste Steuerungsventil 102 ist mit der dritten Druckversorgungsquelle 76 und mit dem ersten Hydraulikzylinder 62 und dem zweiten Hydraulikzylinder 64 fluidverbunden. Wie bereits mit Bezug auf die 2 erläutert, sind der erste Hydraulikzylinder 62 und der zweite Hydraulikzylinder 64 mit der Pendelachse 25 verbunden und dazu ausgebildet, bei Aktivierung der offenbarten Vorrichtung 70 die Pendelachse 25 zu verriegeln.
Das erste Steuerungsventil 102 und das zweite Steuerungsventil 104 sind ferner dazu ausgebildet, beispielsweise von einer elektronischen Steuereinheit 110, die sich am Mobilbagger 10 standardmäßig befinden kann, elektronische Signale zu empfangen, die das erste Steuerungsventil 102 und das zweite Steuerungsventil 104 steuern. Zum Beispiel ist die elektronische Steuereinheit 110 dazu ausgebildet, Signale auszugeben, die auf die Geschwindigkeit des Mobilbaggers 10, einen Betätigungsgrad des Fahrpedals, einen Betätigungsgrad des Bremspedals oder eine Aktivierung der Vorrichtung 70 hinweisen.
Das zweite Steuerungsventil 104 ist ferner dazu ausgebildet, Signale von einem Bremspedalsensor (nicht dargestellt) zu empfangen, der am Bremspedal 120 des Mobilbaggers 10 angeordnet und dazu ausgebildet sein kann, den Betätigungsgrad des Bremspedals 120 auszugeben und als elektronisches/mechanisches Signal dem zweiten Ventil 104 bereitzustellen. Insbesondere kann der Bremspedalsensor als Drucksensor ausgebildet und im Bremsblock angeordnet sein, um den Betätigungsgrad des Bremspedals 120 zu erfassen und als elektronisches Signal bereitzustellen
Beispielsweise gibt der Bremspedalsensor ein elektronisches Signal an das zweite Steuerungsventil 104 aus, wenn sich das Bremspedal 120 in der vollständig durchgedrückten Stellung befindet. Dabei kann das Bremspedal 120 in der durchgedrückten Stellung mechanisch verriegelt werden, woraufhin das erste Steuerungsventil 104 derart geschalten wird, dass die Fluidverbindung zwischen der zweiten Druckversorgungsquelle 74 und der Betriebsbremse 66 geöffnet wird. Somit ist der Fahrer des Mobilbaggers in der Lage, durch eine komplette Betätigung, also ein Durchdrücken des Bremspedals 120 die Betriebsbremse 66 dauerhaft betätigt zu lassen.
Das erste Steuerungsventil 102 ist bevorzugt ein 3/2-Wegeventil, das von der elektronischen Steuereinheit 110 gesteuert wird. Die elektronische Steuereinheit 110 ist ferner dazu ausgebildet, dem ersten Steuerungsventil 102 und dem zweiten Steuerungsventil 104 jeweils ein Signal zu übermitteln, das auf den Aktivierungszustand der Vorrichtung 70 hinweist, was im Folgenden genauer beschrieben wird.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 die Vorrichtung 70 zum Verriegeln der Pendelachse 25 und der Betätigung der Betriebsbremse 66 erläutert.
Der Fahrer des Mobilbaggers 10 kann die Vorrichtung 70 in einen Aktivierungszustand oder einen Deaktivierungszustand schalten. Im Deaktivierungszustand der Vorrichtung 70 werden keine automatischen Tätigkeiten des Mobilbaggers 10 von der Vorrichtung 70 gesteuert. Befindet sich die Vorrichtung 70 jedoch im Aktivierungszustand, kann die Vorrichtung 70 die Pendelachse 25 automatisch verriegeln und die Betriebsbremse 66 automatisch betätigen, was im Folgenden genauer beschrieben wird.
Der Fahrer kann über das Display 55 die Funktionen der Vorrichtung 70 aktivieren oder deaktivieren. In einer anderen Ausführungsform kann der Fahrer die Vorrichtung 70 und die damit verbundenen Funktionen über das Betätigungsmodul 58, genauer gesagt über einen Knopf auf dem Betätigungsmodul 58, aktivieren bzw. deaktivieren.
Befindet sich der Mobilbagger 10 beispielsweise auf einer Baustelle und hat der Fahrer über das Display 55 die Vorrichtung 70 aktiviert, so befindet sich die Vorrichtung 70 im Aktivierungszustand. Gleichzeitig wird von der elektronischen Steuereinheit 110 die Geschwindigkeit des Mobilbaggers 10 und der Betätigungsgrad des Fahrpedals überwacht. Die Geschwindigkeit des Mobilbaggers 10 kann beispielsweise über einen Geschwindigkeitssensor erhalten werden, der im Getriebe 90 angeordnet ist und die Drehzahl eines Zahnrads des Getriebes 90 erfasst und diese Drehzahl der elektronischen Steuereinheit 110 über ein Signal bereitstellt, die daraus und der vorbestimmten Übersetzung des Getriebes 90 die Geschwindigkeit des Mobilbaggers 10 bestimmen kann. Der Betätigungsgrad des Fahrpedals kann z. B. durch einen entsprechenden Sensor am Fahrpedal ermittelt werden.
Damit die Vorrichtung 70 die Pendelachse 25 automatisch verriegeln und die Betriebsbremse 66 automatisch betätigen kann, müssen vorbestimmte Betriebsbedingungen des Mobilbaggers 10 erfüllt sein. Zu den Betriebsbedingungen zählen die Aktivierung der Vorrichtung 70, die Geschwindigkeit des Mobilbaggers 10, der Betätigungsgrad des Fahrpedals und die Gangwahl des Getriebes 90.
Demnach muss sich das Getriebe 90 im ersten Gang befinden. Ist diese Vorbedingung erfüllt, so gibt das Getriebe 90 einen Steuerdruck an das Hydraulikventil 80 aus, der das Hydraulikventil 80 in die zweite Stellung schaltet, so dass die erste Druckversorugungsquelle 72 fluidmäßig mit dem zweiten Steuerungsventil fluidverbunden ist. Der vom Getriebe 90 bereitgestellte Steuerdruck kann beispielsweise ein hydraulischer Druck sein, der dem Hydraulikventil 80 über die Hydraulikleitung 92 bereitgestellt wird. In einer anderen Ausführungsform kann der Steuerdruck ein elektronisches Signal sein, das z. B. die Getriebesteuerungseinheit (nicht dargestellt) an das Hydraulikventil 80 sendet. Dieses elektronische Signal kann auf den im Getriebe 90 eingelegten Gang hinweisen.
Als weitere vorbestimmte Betriebsbedingung des Mobilbaggers 10 ermittelt die elektronische Steuereinheit 110, ob die Geschwindigkeit des Mobilbaggers 10 unterhalb einer Schwellengeschwindigkeit liegt. Wie bereits erwähnt, kann ein Geschwindigkeitssensor die Drehzahl des Mobilbaggers 10 aus der Drehzahl eines Zahnrads des Getriebes 90 bestimmen. Der Wert der Schwellengeschwindigkeit kann beispielweise zwischen ungefähr 0 km/h und 5 km/h, bevorzugt jedoch zwischen ungefähr 0 km/h und 2 km/h liegen.
Ferner kann die elektronische Steuereinheit 110 als weitere vorbestimmte Betriebsbedingung den Betätigungsgrad des Fahrpedals ermitteln. Liegt am Fahrpedal keine Betätigung vor, d. h. dass der Betätigungsgrad des Fahrpedals 0% ist, so ist diese vorbestimmte Betriebsbedingung erfüllt. In manchen Ausführungsformen kann der Schwellenbetätigungsgrad zwischen 0% und 10% liegen, unter dem die Fahrpedalbetätigung als vorbestimmte Bedingung erfüllt ist.
Die elektronische Steuereinheit 110 schaltet das zweite Steuerungsventil 104 in einen Zustand, in dem die Fluidverbindung zwischen dem Hydraulikventil 80 und der Betriebsbremse 66 hergestellt werden, sofern sich die Vorrichtung 70 im Aktivierungszustand befindet, die Geschwindigkeit des Mobilbaggers 10 unterhalb der Schwellengeschwindigkeit liegt und keine Betätigung des Fahrpedals vorliegt. Das entsprechende Signal hierfür liefert die elektronische Steuereinheit 110. Ferner muss sich das Getriebe 90 im ersten Gang befinden, damit das zweite Steuerungsventil 104 das unter Druck stehende hydraulische Medium aus der zweiten Druckversorgungsquelle 72 durch das zweite Steuerungsventil 102 in die Betriebsbremse 66 leiten kann, wodurch die Betriebsbremse 66 betätigt wird.
Gleichzeitig sendet die Steuerungseinheit 110 ein elektronisches Signal an das erste Steuerungsventil 102, dass die vorbestimmten Betriebsbedingungen des Mobilbaggers 10 hergestellt sind. Folglich kann das unter Druck stehende Hydraulikmedium aus der dritten Druckversorgungsquelle 76 durch das erste Steuerungsventil in den ersten Hydraulikzylinder 62 und den zweiten Hydraulikzylinder 64 strömen, wodurch die Pendelachse 25 in der zu dem Zeitpunkt vorliegenden Pendelachsstellung verriegelt wird.
Zusammenfassend kann nochmals festgehalten werden, dass die Vorrichtung 70 die Pendelachse 25 automatisch verriegelt und die Betriebsbremse 66 automatisch betätigt, sobald sich die Vorrichtung 70 im Aktivierungszustand befindet, der erste Gang des Getriebes 90 des Mobilbaggers 10 eingelegt ist, die Geschwindigkeit des Mobilbaggers 10 unterhalb einer Schwellengeschwindigkeit liegt und das Fahrpedal nicht betätigt ist. Eine Nichtbetätigung des Fahrpedals weist daraufhin, dass der Fahrer nicht beabsichtigt, den Mobilbagger 10 fahren zu lassen.
Um die Vorrichtung 70 zu deaktivieren, d. h. in den Deaktivierungszustand zu schalten, kann der Fahrer auf das Fahrpedal treten, weshalb der Sensor zum Bestimmen des Betätigungsgrads des Fahrpedals einen Wert ungleich 0% ausgibt. Die elektronische Steuereinheit 110 steuert dann das erste Steuerungsventil 102 und zweite Steuerungsventil 104 derart, dass die Fluidverbindung zwischen der zweiten Druckversorgungsquelle 74 und der Betriebsbremse 66, und zwischen der dritten Druckversorgungsquelle 76 und dem ersten Hydraulikzylinder 62 und dem zweiten Hydraulikzylinder 64 unterbrochen wird.
Werden im Folgenden dann wieder alle vorbestimmten Betriebsbedingungen des Mobilbaggers 10 erfüllt, so kann die Vorrichtung 70 erneut die Pendelachse 25 automatisch verriegeln und die Betriebsbremse 66 automatisch betätigen.
Während der automatischen Verriegelung der Pendelachse 25 und der automatischen Betätigung der Betriebsbremse 66 durch die Vorrichtung 70 wird ferner automatisch die Parkbremse gelöst.
Der Fahrer kann außerdem über das Betätigungsmodul 58 bei Bedarf die Pendelachse 25 über einen eigenständigen, separaten Schalter (in den Zeichnungen nicht dargestellt) betätigen. Diese Betätigung der alleinigen Pendelachsverriegelung besitzt höhere Priorität als der Aktivierungszustand der Vorrichtung 70, so dass bei einer Betätigung dieser separaten Pendelachsverriegelung die Vorrichtung 70 nicht einschaltet, obwohl die vorbestimmten Betriebsbedingungen des Mobilbaggers 10 erfüllt sind. Entsprechendes kann ebenfalls über die elektronische Steuereinheit 110 gesteuert werden.
Ferner hat der Fahrer des Mobilbaggers 110 die Möglichkeit, über ein komplettes Durchdrücken des Bremspedals 120 die Betriebsbremse 66 separat zu betätigen und dauerhaft betätigt zu lassen. In einer solchen durchgedrückten Stellung kann das Bremspedal 120 mechanisch verriegelt werden, wodurch ein elektronisches/mechanisches Signal an das zweite Steuerungsventil 104 ausgegeben wird, das dann eine Fluidverbindung zwischen der zweiten Druckversorgungsquelle 74 und der Betriebsbremse 66 herstellt.
Es ist zu erwähnen, dass sowohl die separate Betätigung der Pendelachsverriegelung als auch die durch vollständiges Durchdrücken des Bremspedals 120 separat ausgelöste Verriegelung der Betriebsbremse 66 von der Vorrichtung 70 zu unterscheiden sind, die erst bei dessen Aktivierung die Pendelachse 25 automatisch verriegelt und die Betriebsbremse 66 automatisch betätigt, wenn die vorbestimmten, oben dargelegten Betriebsbedingungen hergestellt sind. Somit besitzen die separate Betätigung der Pendelachsverriegelung und die durch vollständiges Durchdrücken des Bremspedals 120 separat ausgelöste Verriegelung der Betriebsbremse 66 gegenüber der Vorrichtung 70 Prioritäten.
Ferner kann die Vorrichtung 70 einen in der Bedienstation 22 angeordneten Lautsprecher enthalten, der dazu ausgebildet ist, ein akustisches Signal auszugeben, wenn die vorbestimmten Betriebsbedingungen erfüllt sind und somit die Vorrichtung 70 aktiviert wird, so dass die Pendelachse 25 automatisch verriegelt und die Betriebsbremse 66 automatisch betätigt wird. Dabei wird beispielsweise ein einzelner Signalton ausgegeben. Wird die Vorrichtung 70 deaktiviert, beispielsweise durch Betätigung des Fahrpedals, so kann dieser Lautsprecher ferner dazu ausgebildet sein, einen doppelten Signalton auszugeben, der den Fahrer des Mobilbaggers 10 darauf hinweist, dass Vorrichtung 70 deaktiviert und die Pendelachse 25 entriegelt und die Betriebsbremse 66 gelöst ist.
Der ausgegebene Signalton ist vor allem mit dem Verriegeln der Pendelachse 25 verbunden. Deshalb wird auch bei einer separaten, alleinigen Verriegelung der Pendelachse 25 der oben erwähnte Signalton einfach ausgegeben, wenn die Pendelachse 25 verriegelt wird, bzw. doppelt ausgegeben, wenn die Pendelachse 25 aus der Verriegelung wieder gelöst wird.
Die Deaktivierung der Vorrichtung 70 ist zu jeder Zeit möglich, so dass die Freiheit des Fahrers des Mobilbaggers 10 nicht wesentlich eingeschränkt wird. Jedoch bleibt die Vorrichtung 70 so lange aktiv, bis der Fahrer beispielsweise das Fahrpedal betätigt, und somit die Vorrichtung 70 deaktiviert wird.
Ferner kann der Mobilbagger 10 einen elektrischen Sicherheitsmodus aufweisen, der dazu ausgebildet ist, es dem Mobilbagger 10 zu ermöglichen, bei Ausfall des Elektroniksystems noch aus der Gefahrenstelle zu fahren. Wird also ein Elektronikproblem festgestellt, kann der Mobilbagger 10 noch mit begrenzten Funktionen betrieben werden, was aber bedeutet, dass die Vorrichtung 70 nicht mehr aktiviert werden kann.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung hierin beschrieben worden sind, können Verbesserungen und Modifikationen hierin eingearbeitet sein, ohne vom Schutzbereich der folgenden Ansprüche abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2011/0300992 A1 [0005]
US 7281602 B2 [0006]
US 2012/0296543 A1 [0007]
US 8016720 B2 [0008]
US 2012/0161508 A1 [0008]
US 2010/0204872 A1 [0008]
US 8224531 B2 [0008]
US 7401872 B2 [0008]
US 3842950 A [0008]

Claims

Vorrichtung (70) zum Betätigen einer Betriebsbremse (66) und zum Verriegeln einer Pendelachse (25, 27) des Mobilbaggers (10), wobei die Vorrichtung (70) einen Aktivierungszustand und einen Deaktivierungszustand aufweist und dazu ausgebildet ist, im Aktivierungszustand sowohl die Betriebsbremse (66) zu betätigen als auch die wenigstens eine Pendelachse (25, 27) zu verriegeln, wenn vorbestimmte Betriebsbedingungen des Mobilbaggers (10) erfüllt sind, und im Deaktivierungszustand die Betriebsbremse (66) zu lösen und die wenigstens eine Pendelachse (25, 27) zu entriegeln, wenn die vorbestimmten Betriebsbedingungen nicht erfüllt sind.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmten Betriebsbedingungen enthalten, dass sich das Getriebe (90) des Mobilbaggers (10) im ersten Gang befindet.
Vorrichtung (70) nach Anspruch 2, ferner mit: einer ersten Druckversorgungseinheit (72), die dazu ausgebildet ist, ein Hydraulikmedium unter Druck zu speichern, und einem Hydraulikventil (80), das mit der wenigstens einen Druckversorgungseinheit (72) fluidverbunden und dazu ausgebildet ist, einen Steuerdruck vom Getriebe (90) des Mobilbaggers (10) zu empfangen, wenn sich das Getriebe (90) im ersten Gang befindet, und der Steuerdruck des Getriebes (90) dazu ausgebildet ist, das Hydraulikventil (80) zu steuern.
Vorrichtung (70) nach Anspruch 3, ferner mit: einem ersten Steuerungsventil (102), das zwischen einer zweiten Druckversorgungseinheit (74) und der wenigstens einen Pendelachse (25, 27) des Mobilbaggers (10) fluidverbunden und dazu ausgebildet ist, von einer elektronischen Steuereinheit (110) elektronische Signale zu empfangen, die auf die vorbestimmten Betriebsbedingungen hinweisen, und einem zweiten Steuerungsventil (104), das zwischen dem Hydraulikventil (80) und der Betriebsbremse (66) fluidverbunden und dazu ausgebildet ist, von der elektronischen Steuereinheit (110) elektronische Signale zu empfangen, die auf die vorbestimmten Betriebsbedingungen hinweisen.
Vorrichtung (70) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einer Betätigungseinrichtung (55), die dazu ausgebildet ist, von einem Bediener des Mobilbaggers (10) betätigt zu werden und die Vorrichtung (70) in den Aktivierungszustand oder den Deaktivierungszustand zu schalten.
Vorrichtung (70) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vorbestimmten Betriebsbedingungen die Bedingung enthalten, dass sich die Geschwindigkeit des Mobilbaggers (10) unterhalb einer vorbestimmten Schwellengeschwindigkeit befindet.
Vorrichtung (70) nach Anspruch 6, wobei die Geschwindigkeit des Mobilbaggers (10) von einer Geschwindigkeit eines Zahnrads des Getriebes (90) abgeleitet wird, die von einem im Getriebe des Mobilbaggers (10) angebrachten Geschwindigkeitssensor erfasst wird.
Vorrichtung (70) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vorbestimmten Betriebsbedingungen die Bedingung enthalten, dass sich der Betätigungsgrad des Fahrpedals des Mobilbaggers (10) unterhalb eines vorbestimmten Schwellenbetätigungsgrads befindet.
Vorrichtung (70) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei das Hydraulikventil ein 3/2-Wegeventil (80) ist.
Mobilbagger (10) mit: wenigstens einer Pendelachse (25, 27), einer Betriebsbremse (60) und einer Vorrichtung (70) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Mobilbagger (10) nach Anspruch 10, ferner mit wenigstens einem Hydraulikzylinder (62, 64), der an der Pendelachse (25, 27) angeordnet und dazu ausgebildet ist, die Pendelachse (25, 27) zu verriegeln.
Mobilbagger (10) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, ferner mit einem Getriebe (90) mit einem ersten Gang und wenigstens einem zweiten Gang, wobei das Getriebe (90) dazu ausgebildet ist, einen Steuerdruck auszugeben, wenn der erste Gang eingelegt ist.
Verfahren zum Betätigen einer Betriebsbremse (66) eines Mobilbaggers (10) und zum Verriegeln wenigstens einer Pendelachse (25, 27) des Mobilbagger (10) mit: Überprüfen, ob vorbestimmte Betriebsbedingungen des Mobilbaggers (10) erfüllt sind, und Betätigen der Betriebsbremse (66) und Verriegeln der wenigstens einen Pendelachse (12, 27), wenn die vorbestimmten Betriebsbedingungen des Mobilbaggers (10) erfüllt sind.