DE19530106A1

DE19530106A1 - Steuermittel für ein eine geographische Oberfläche änderndes Werkzeug

Info

Publication number: DE19530106A1
Application number: DE19530106A
Authority: DE
Inventors: Kenneth L Stratton
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1994-08-16
Filing date: 1995-08-16
Publication date: 1996-02-22
Also published as: US5499684A; JPH0868070A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für ein Werkzeug und insbesondere auf ein Steuersystem zur Über wachung und zur Steuerung der Position eines Werkzeugs, welches eine z. B. geographische Oberfläche ändert.

Systeme zur Steuerung der Position eines Werkzeugs, wel ches die geographische Oberfläche ändert, wurden seit Jahrzehnten verwendet. Beispielsweise werden solche Steu ersysteme dazu verwendet, um die Werkzeuge zu steuern, die bei Maschinen angewandt werden, wie beispielsweise den folgenden: Bulldozern, Planierraupen, Motorplanierern, Radladern, Kompaktierungsvorrichtungen, Straßenbelagaufbringungsvorrichtungen, As phaltbeschichtungsvorrichtungen, Profiliergeräten und dergleichen. Typischerweise ermöglicht das Steuersystem dem Fahrzeugführer, je nach dem verwendeten Werkzeugtyp der gesteuert werden soll, die Steuerung des Anhebens, des Kippens oder Verkippung und des Neigens des Werkzeuges mittels eines strömungsmittelbetätigten Systems. Da solche Systeme manuell gesteuert werden (was eine gute Hand- und Augenkoordination erfordert) ändert sich die Genauigkeit und Konsistenz der Werkzeugpositionierung von Fahrer zu Fahrer und von Zeit zu Zeit. Da ein beträchtliches Ausmaß an Versuch und Fehler selbst für den erfahrensten Fahrer erforderlich ist, leidet sowohl die Effizienz als auch die Genauigkeit des Betriebs.

Das Kippen eines Werkzeugs, beispielweise der Schaufel eines Bulldozers, auf einen Winkel erforderlich zum Erhalt einer gewünschten Neigung eines Schnitts ist selbst für den erfahrensten Benutzer oder Fahrer schwierig. Dies liegt daran, daß der gekippte Winkel der Schaufel eine durch den Benutzer beobachtete Position ist und nicht auf einer festen Referenzgröße basiert. Es ist besonders schwierig, die Schaufel auf einem gewünschten resultierenden Winkel zu positionieren und zu halten, und zwar während des dynamischen Fahrzeugbetriebs, da jedwede visuelle Referenz im Terrain sich ändert, wenn die Maschine entlang der Oberfläche fährt. Somit sind zahlreiche zusätzliche Durchläufe des Arbeitsfahrzeugs und häufige Überprüfungen (Nachmessungen) der bearbeiteten Oberfläche erforderlich.

Es wurde bereits versucht, die Positionierung von die geographische Oberfläche ändernden Werkzeugen zu automa tisieren. Ein Versuch wird in US-PS 4,282,933 vom 11. Au gust 1981 beschrieben. Dieses Patent offenbart unter an derem eine automatische Kippsteuerung unter Verwendung eines Neigungsmessers angebracht an der Bulldozerschaufel zum Abfühlen des Kippwinkels der Schaufel bezüglich der Horizontalen, und ferner ist eine Kippwinkeleinstellvor richtung gezeigt zur Auswahl des gewünschten Kippwinkels. Die Ausgangsgröße des Neigungsmessers und der Kippwinkeleinstellvorrichtung werden verglichen und ein entsprechendes Signal wird an das Kippsteuersystem geliefert. Dies bewirkt die Erregung eines elektromagnetbetätigten Ventils und das Kippen der Schaufel auf den gewünschten resultierenden Winkel (Sollwinkel). Das Kippen der Schaufel wird während des Betriebs fortgesetzt, um die Schaufel auf dem gewünschten Winkel zu halten. Neigungsmesser haben die Tendenz, bewegungsempfindlich zu sein und liefern fehlerhafte Signale, wenn Stoßvorgänge auftreten. Die Befestigung des Neigungsmessers an einer Bulldozerschaufel, d. h. einem Werkzeug, das ständig bewegt, vibriert und groben Erdbewegungsvorgängen ausgesetzt ist, ist nicht günstig.

Automatische Systeme zur Verwendung bei Anwendungsfällen zur Änderung der geographischen Oberfläche haben sich nicht als zufriedenstellend hinsichtlich Betriebsgenauig keit und Lebensdauer erwiesen.

Die Erfindung bezieht sich auf die Überwindung eines oder mehrerer der oben genannten Probleme, d. h. allgemein der Probleme des Standes der Technik.

Offenbarung der Erfindung. Gemäß einem Aspekt der vorlie genden Erfindung wird ein Kippwinkelsteuersystem für ein Werkzeug vorgesehen, welches dazu dient, die geographi sche Oberfläche zu ändern. Erste und zweite strömungsmit telbetätigte Hubzylindermittel sind vorgesehen, von denen jede erste und zweite Endteile aufweist, wobei die Zylin dermittel an dem ersten Endteil mit einem Rahmen und an dem zweiten Endteil mit einem Werkzeug verbunden sind, und zwar mit einem vorgewählten Abstand von einander be abstandet. Der zweite Endteil der ersten und zweiten Hub zylindermittel ist bezüglich des ersten Endteils der er sten bzw. zweiten Hubzylindermittel beweglich und das Werkzeug ist bezüglich des Rahmens beweglich, und zwar ansprechend auf die Bewegung des zweiten Endteils von mindestens einem der Hubzylindermittel. Ein erster Sensor oder Fühler fühlt die Position des zweiten Endteils der ersten Hubzylindermittel ab, und zwar relativ zu dem ersten Endteil der ersten Hubzylindermittel und liefert ein darauf ansprechendes erstes Positionssignal. Zweite Abfühlmittel fühlen die Position des zweiten Endteils der zweiten Hubzylindermittel ab, und zwar bezüglich des ersten Endteils der zweiten Hubzylindermittel, und diese zweiten Abfühl- oder Sensormittel liefern ein dementsprechendes oder darauf ansprechendes zweites Positionssignal. Steuermittel empfangen die ersten und zweiten Positionssignale, bestimmen eine Differenzgröße zwischen den Relativpositionen des ersten Endteils der ersten und zweiten Hubzylindermittel, berechnen einen Werkzeugkippwinkel basierend auf der relativen Differenz und liefern ein entsprechendes Kippwinkelsignal.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Verkipp- oder Kippwinkelsteuersystem dritte Abfühlmittel auf zum Abfühlen eines Winkels des Rahmens relativ zu einer Horizontalebene, und die dritten Abfühlmittel liefern ein entsprechendes Rahmenwinkelsignal. Die Steuermittel empfangen das Rahmenwinkelsignal, das erste Positionssignal und das zweite Positionssignal und bestimmen die Differenzgröße zwischen den Relativpositionen des ersten Endteils der ersten und zweiten Hubzylindermittel basierend auf den ersten und zweiten Positionssignalen, berechnen den Werk zeugkippwinkel basierend auf der Differenzgröße und dem vorgewählten Abstand dazwischen an der Werkzeugverbin dung, kombinieren den Rahmenwinkel und den Kippwinkel und liefern ein entsprechendes korrigiertes Kippwinkelsignal.

Weitere Ziele, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispie len anhand der Zeichnungen; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Ausfüh rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wo bei eine die geographische Oberfläche ändernde Maschine dargestellt ist mit einem beweglich darauf angeordneten Werkzeug;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausfüh rungsbeispiels eines Steuersystems gemäß der Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines strömungs mittelbetätigten Systems vorgesehen zur Posi tionierung des Werkzeugs;

Fig. 4 eine vergrößerte schematische Vorder- oder Draufsicht einer Überwachungsvorrichtung der Fig. 1, wobei die Winkelposition des Werkzeugs dargestellt ist relativ zu einer Basislinie und einer gewünschten Positionslinie (Positions- Soll-Linie).

Bestes Verfahren zur Durchführung der Erfindung. Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Maschine 10 zur Änderung einer geographischen Oberfläche. Die Maschine 10 weist ein Werkzeug 12 auf, welches beweglich darauf angeordnet ist. In dem speziellen Ausführungsbeispiel ist die eine geographische Oberfläche ändernde Maschine ein Traktor der Ketten- oder Bandbauart und das Werkzeug ist eine langgestreckte Schaufel, die zu Planierzwecken oder dergleichen verwendet wird. Um die Erläuterung der Erfindung zu vereinfachen, sei diese auf das spezielle gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt, es sei jedoch bemerkt, daß auch andere Maschinen, die ein Werkzeug aufweisen, welches zur Änderung einer geographischen Oberfläche dient, mit umfaßt sein sollen, beispielsweise auch ein Motorgrader oder Planierer, ein Radlader, eine Kompaktiervorrichtung, eine Straßenoberflächenherstellmaschine, eine Asphalt aufbringvorrichtung, eine Profiiervorrichtung und der gleichen. All dies sind Equivalente, die innerhalb des Rahmens dieser Erfindung liegen.

Die Maschine 10 weist einen Rahmen 14 auf, ferner ein mit dem Rahmen 14 verbundenes Fahrgestell (undercarriage) 16 und eine Hauptantriebsmaschine 18 wie beispielsweise ei nen Verbrennungsmotor. Die Hauptantriebsmaschine 18 ist antriebsmäßig mit einer endlosen Kette oder Spurvorrich tung 20 des Fahrgestells 16 verbunden und zwar in irgendeiner wohlbekannten Art und Weise. Die Hauptantriebsvorrichtung dreht die Kette oder Spurvorrichtung 20 an und somit auch die Maschine 10 über das darunterliegende Terrain hinweg.

Erste und zweite beabstandete Schubarme 22, 24 sind schwenkbar an entgegengesetzten Enden davon mit dem Werk zeug 12 bzw. dem Rahmen 14 verbunden und zwar in üblicher Weise beispielsweise durch eine Schwenkwelle oder eine Schwenkachse, die in schwenkbarer Weise das Werkzeug 12 mit dem Rahmen 14 verbindet. Die Schubarme haben im we sentlichen die gleiche Länge und halten das Werkzeug quer an einem Vorderende der Maschine, wie man dies von der Fahrerstation 15 aus sieht.

Kippzylindermittel 26 einschließlich erster und zweiter beabstandeter strömungsmittelbetätigter ausfahrbarer Kippzylinder 28, 30, vorzugsweise Hydraulikzylinder aber darauf nicht beschränkt, sind vorgesehen, um das Werkzeug 12 relativ zum Rahmen 14 zu kippen, und zwar in ersten und zweiten Richtungen von einer Basisposition aus. Die Basisposition wird als eine im wesentlichen horizontale Position auf dem Werkzeug definiert, wenn die Maschine 10 auf einer im wesentlichen flachen horizontalen Oberfläche getragen ist. Ein Stangenendteil 32 des ersten Kippzylin ders (allgemein der ersten Kippeinrichtung) 28 ist schwenkbar mit dem Werkzeug 12 in konventioneller Weise verbunden, beispielsweise durch ein Verbindungsteil und einen Schwenkstift. In ähnlicher Weise ist der Stange nendteil 34 des zweiten Kippzylinders (allgemein der zweiten Kippvorrichtung) 30 schwenkbar mit dem Werkzeug 12 in konventioneller Weise verbunden, beispielsweise durch ein Verbindungsteil und einen Schwenkstift. Ein Kopfendteil 36 des ersten Kippzylinders 28 ist schwenkbar mit dem ersten Schubarm 22 in konventioneller Weise ver bunden, beispielsweise durch ein Verbindungsteil und ei nen Schwenkstift. In ähnlicher Weise ist ein Kopfendteil 38 des zweiten Kippzylinders 28 schwenkbar mit dem zwei ten Schubarm 24 in konventioneller Weise verbunden, bei spielweise durch ein Verbindungsteil und einen Schwenk stift. Es sei bemerkt, daß die Stangen- und Kopfendteil verbindungen umgekehrt sein können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Das Ausfahren oder Zurückziehen des Stangenendteils 32, 34 des einen oder anderen der er sten und zweiten Kippzylinder 28, 30 bezüglich des Kop fendteils 36, 38 bewirkt das Kippen oder Verkippen des Werkzeugs 12. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß die Neigung der Bulldozer-Aktion gesteuert wird durch die Steuerung des Kippwinkels Θ (Fig. 4). Der Kippwinkel Θ gesehen von der Fahrerstation 15 aus, erscheint als eine relative Absenkung von entweder einer rechten oder linken Ecke des Werkzeugs 12.

Erste und zweite beabstandete strömungsmittelbetätigte Hubzylinder (allgemein Hubvorrichtungen) 40, 42 sind vorgesehen zur höhenmäßigen Bewegung des Werkzeugs relativ zum Rahmen. Die strömungsmittelbetätigten Hubzylinder sind vorzugsweise hydraulisch betätigte, strömungsmittelbetätigte Hubzylinder bekannter Konstruktion. Der erste Hubzylinder 42 besitzt einen ersten Endteil 44 schwenkbar verbunden mit dem Rahmen 14, und der zweite Hubzylinder 42 besitzt einen ersten Endteil 46 schwenkbar verbunden mit dem Rahmen 14. Der erste Hubzylinder 40 besitzt einen zweiten Endteil 48, der schwenkbar mit dem Werkzeug 12 verbunden ist, und der zweite Hubzylinder 42 besitzt einen zweiten Endteil 50, der schwenkbar mit dem Werkzeug 12 verbunden ist. Diese Schwenkverbindungen mit dem Rahmen 14 und dem Werkzeug 12 sind in irgendeiner bekannten Art und Weise hergestellt, beispielweise durch die Verwendung eines Schwenkstifts und einer Verbindungsteilanordnung. Die zweiten Endteile 48, 50 sind ausfahrbar beweglich bezüglich der entsprechenden ersten Endteile 44, 46. Die Höhenbewegung des Werkzeugs 12 (um die Schwenkverbindung der ersten und zweiten Schubarme 22, 24) relativ zum Rahmen 14 spricht auf diese Ausfahrbewegung an. Die Hubzylinder 40, 42 sind um einen vorgewählten Abstand "D" (Fig. 3) an der Schwenkverbindung der zweiten Endteile 48, 50 mit dem Werkzeug 12 beabstandet.

Wie in Fig. 2 gezeigt, sind erste Abfühlmittel 52 mit dem ersten Hubzylinder 40 verbunden. Die ersten Abfühlmittel 52 sind vorgesehen zum Abfühlen der Position des zweiten Endteils 48 der ersten Hubzylinder bezüglich des ersten Endteils 44 und zur Lieferung eines entsprechenden oder darauf ansprechenden ersten Positionssignals.

Zweite Abfühlmittel 54 sind mit dem zweiten Hubzylinder 42 verbunden. Die zweiten Abfühlmittel sind vorgesehen zum Abfühlen der Position des zweiten Endteils 50 der zweiten Hubzylinder bezüglich des ersten Endteils 46 und zur Lieferung eines darauf ansprechenden zweiten Positi onssignals.

Die ersten und zweiten Abfühlmittel 52, 54 weisen jeweils vorzugsweise einen linearen variablen Differentialtrans formator (LVDT) auf, und zwar von einer Bauart, die auf dem Gebiet der Technik bekannt ist. Ein LVDT ist eine ma gnetische positionsempfindliche Vorrichtung, die ein impulsbreitenmoduliertes (PWM = pulse width modulated) Signal erzeugt. In dem hier beschriebenen besonderen Anwendungsfall ist das durch die ersten Abfühlmittel 52 erzeugte PWM-Signal proportional zu den relativen Positionen der ersten 44 und zweiten 48 Endteile des ersten 40 Hydraulikzylinders, und das durch die zweiten Abfühlmittel 54 PWM-Signal ist proportional zu den relativen Positionen der ersten 46 und zweiten 50 Endteile des zweiten Hubzylinders 42. Es sei bemerkt, daß andere bekannte Vorrichtungen beispielsweise ein jojoar tiger Encoder, ein Potentiometer, oder ein Resolver oder ein RF-Signalgenerator geeignete Ersatzmöglichkeiten für den LVDT innerhalb des Rahmens der Erfindung sind.

Die ersten und zweiten Abfühlmittel 52, 54 sind über Lei tungen 53 bzw. 57 mit Steuermitteln 55 verbunden. Die Steuermittel 55 weisen Konverter oder Umwandler 56 auf, die einen Integrator aufweisen, um ein impulsbreitenmo duliertes Signal in eine Spannung umzuwandeln, und ferner weisen sie, einen A/D Konverter auf, um ein Analogsignal in ein repräsentatives Digitalsignal umzuwandeln. Das gelieferte PWM-Signal wird in ein Digitalsignal zum Zwec ke der weiteren Verarbeitung umgewandelt.

Die Steuermittel 55 weisen einen Prozessor 58 irgendeiner geeigneten Bauart auf zum Verarbeiten der ersten und zweiten Positionssignale entsprechend vorprogrammierten Instruktionen, und ferner ist ein Speicher 60 vorgesehen, um die Instruktionen (oder Befehle), ferner die Information und die verarbeitete Information zu speichern. Die Steuermittel 55 bestimmen die Differenzgröße zwischen den Relativpositionen des zweiten Endteils 48, 50 der ersten und zweiten Hubzylinder 40, 42 basierend auf den ersten und zweiten Signalen, die Steuermittel 55 berechnen ferner den Kippwinkelwert ON (den tatsächlichen oder Ist-Kippwinkelwert des Werkzeugs) und liefern ein entsprechendes Werkzeug-Kippwinkelsignal. Der Werkzeug-Kippwinkel Θ wird wie folgt berechnet:

Θ = Arctan (T₁-T₂)/D

dabei ist:
T₁ = die Größe des Abstandes zwischen den ersten und zweiten Endteilen 44, 48 des ersten Hubzylinders 40 (Fig. 3).
T₂ = die Größe des Abstandes zwischen den ersten und zweiten Endteilen 46, 50 des zweiten Hubzylinders 42 (Fig. 3).
D₁ = der Abstand zwischen den zweiten Endteilen 48, 50 der ersten und zweiten Hubzylinder 40, 42.

Anzeigemittel 62 sind mit den Steuermitteln 55 verbunden und empfangen das Werkzeug-Kippwinkelsignal und zeigen einen entsprechenden, tätsächlichen oder Ist-Winkel des Werkzeugs an, und zwar relativ zu einer vorbestimmten Basislinienposition 76. Da das System ein dynamisches ist, ändert sich der dargestellte entsprechende Kippwinkel des Werkzeuges 12 relativ zu der vorbestimmten Basislinienposition 76 während der Kippbewegung des Werkzeuges. Die Basislinie 76 wird relativ zur Maschine 10 oder relativ zu irgendeiner anderen Bezugsgröße vorgesehen oder etabliert. Die Basislinie liegt vorzugsweise in einer Horizontalebene. Es können jedoch auch andere Positionen als eine horizontale Ebene ausgewählt werden ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Wie in Fig. 2 gezeigt, weisen die Anzeigemittel 72 einen Monitor 64 und eine Anzeigevorrichtung 66 auf. Es sei be merkt, daß der Monitor 64 oder die Anzeigevorrichtung 66 elimiert werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Der Monitor 64 kann entweder ein Farbmonitor oder aber ein monochromatischer Monitor sein und zwar von irgendeiner im Handel verfügbaren Konstruktion. Der Moni tor 64 stellt eine bildliche Darstellung des gekippten Werkzeugs 12 dar, und zwar bestimmt durch die zuvor er wähnten Kippwinkelberechnungen und zwar ferner relativ zu der Basislinie 76, und es wird ferner der berechnete Kippwinkel Θ (Ist-Kippwinkel) des Werkzeugs 12 bezüglich der Basislinie 76 angezeigt. Eine Ziel- oder Targetkipp linie 78, die den gewünschten oder Soll-Kippwinkel α be züglich der Basislinie 76 zeigt, ist ebenfalls darge stellt. Die Basislinie 76 und die Target- oder Ziellinie 78 sind in respektiver Weise durch die entsprechenden Ar ten von Linien verdeckte und Phantomlinien dargestellt.

Die Anzeigevorrichtung 66 zeigt in numerischer Weise den tatsächlichen Kippwinkel Θ bezüglich der Basislinie 76 und einen Soll-Kippwinkel α bezüglich der Basislinie 76 an. Die Anzeigevorrichtung 66 kann eine drehbare oder ei ne Radialscheibenanzeigevorrichtung aufweisen, eine lichtemittierende Diodenanzeigevorrichtung und eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung oder eine Kombination daraus.

Befehlsmittel 68 sind mit den Steuermitteln 55 verbunden und sind in steuerbarer Weise betätigbar, um ein Befehls signal ausgewählt aus einer Vielzahl von Werkzeug-Kippbe fehlssignalen an die Steuermittel 55 zu liefern. Die Be fehlsmittel 68 weisen erste und zweite Wählschalter 70, 72 der Knopfbauart auf. Die Richtung des gewünschten Kippwinkels des Werkzeugs 12 wird durch einen beleuchte ten Schalter der kommerziell verfügbaren linken und rech ten Wählschalter 70, 72 der Knopfbauart angezeigt. Die Wählschalter 70, 72 ermöglichen es dem Fahrer oder Benut zer, die Größe des gewünschten Kippwinkels α und die Richtung des Kippens des Werkzeugs 12 auszuwählen. Die Auswahl wird einfach dadurch erreicht, daß man den einen der Schaltknöpfe 70, 71 niederdrückt und den Knopf so lange niedergedrückt hält, bis der gewünschte Kippwinkel α auf der Anzeigevorrichtung 66 angezeigt wird, der den gewünschten oder Soll-Kippwinkel angibt. Die Target- oder Ziellinie 78 des Monitors 64 wird während der Auswahl des gewünschten oder Soll-Kippwinkels α bildlich eine entsprechende abgewinkelte Ziellinie 78 darstellen, wobei der gewünschte oder Soll-Kippwinkel α numerisch auf der Anzeigevorrichtung 66 dargestellt ist.

Die linken und rechten Schalter 70, 72 sind über Leitungen 80 und 82 mit den Steuermitteln und mit Erde verbunden. Wenn die Schalter niedergedrückt sind, verbinden sie die Steuermittel mit Erde und bewirken, daß die Steuermittel 55 ein Signal über Leitung 84 an die Anzeigevorrichtung 66 und die Leitung 86 zum Monitor liefern. Abhängig davon, welcher Schalterknopf niedergedrückt ist und abhängig von der laufenden Kipprichtung des Werkzeugs, wird die Größe des Soll- Kippwinkels α ansteigen oder abnehmen und die Kipprichtung von der Basislinie 76 wird beleuchtet auf dem entsprechenden Schalterknopf eines der rechten oder linken Wählschalterknöpfe 70, 72. Die Zielkipplinie 78 am Monitor 64 reflektiert diese abgewinkelte Position. Die Anzeigevorrichtung 66 schreitet incremental voran und zeigt den entsprechenden numerischen Wert des Soll-Kipp winkels α an.

Die Befehlsmittel 68 weisen auch Schaltermittel 74 auf, beispielsweise einen zwei Positionen besitzenden Kipp schalter, der zwischen einer Anzeigeposition und einer Steuerposition bewegbar ist. In der Steuerposition ist die Leitung 88 mit Erde verbunden und in der Anzeigepo sition ist die Leitung 90 mit Erde verbunden. In der Steuerposition sind die Steuermittel 55 konditioniert, um ein Werkzeugkippsteuersignal an ein strömungsmittelbetätigtes Werkzeugsteuersystem 92 zu liefern. In der Anzeigeposition sind die Steuermittel 55 konditioniert, um ein Signal an die Anzeigemittel 62 über Leitungen 84 und 86 zu liefern und den Ist-Kippwinkel α anzuzeigen, und zwar bestimmt durch die oben beschriebenen Berechnungen, und zwar numerisch auf der Anzeigevorrichtung und bildlich auf den Monitor. Es sei bemerkt, daß sowohl in der Anzeige- als auch in der Steuerposition der Schaltermittel 74 der Ist-Kippwinkel α in der oben beschriebenen Weise angezeigt wird.

In der Steuerposition der Schaltmittel 74 vergleichen die Steuermittel 55 basierend auf vorprogrammierten Befehlen automatisch den Soll-Kippwinkel Θ (gezeigt als der Ziel kippwinkel auf der Anzeigevorrichtung 66) gespeichert im Speicher 60, die Größe und Richtung desselben ausgewählt durch die rechten und linken Wählschalter 72, 74, mit dem Ist-Kippwinkel α und liefern ein entsprechendes Werkzeug- Kippsteuersignal. Das Werkzeug-Kippsteuersignal basierend auf diesem Vergleich befiehlt einer Treiberschaltung 92 von irgendeiner im Handel verfügbaren Bauart die Betäti gung eines strömungsmittelbetätigten Systems 94 zu bewir ken und um dadurch das Werkzeug 12 in der richtigen Rich tung zu dem Soll-Werkzeugkippwinkel α zu bewegen. Die Steuermittel 55 stoppen ansprechend darauf, daß die Soll- und korrigierten Werkzeugkippwinkelpositionen im Wesent lichen die gleichen sind, das Liefern des Werkzeugkipp steuersignals und bewirken, daß die Treiberschaltung die Betätigung des strömungsmittelbetätigten Systems 94 ver ursachen. Es sei in diesem Zusammenhang bemerkt, daß das Stoppen der Lieferung des Werkzeugkippsteuersignals equi valent ist zu dem Akt der Lieferung eines Stoppsteuersi gnals und in positiver Weise die Beendigung der Betäti gung des strömungsmittelbetätigten Systems 94 bewirkt. Der Betrieb des strömungsmittelbetätigten Systems 94 wird weiter unten im einzelnen diskutiert.

Die Befehlsmittel 68 weisen eine Joystick-Steuervorrich tung 96 auf, und zwar mit einem Joystick 98, der schwenk bar in eine Vielzahl von unterschiedlichen Positionen be wegbar ist. Die Joystick-Steuervorrichtung 96 ist mit den Steuermitteln 55 verbunden und liefert ein unterschied liches Kippbefehlssignal für jede der unterschiedlichen Positionen derselben. Die Joystick-Steuervorrichtung 96 ist manuell beweglich und weist einen Trigger oder Auslö seschalter 100 auf und zwar angebracht auf dem Joystick 98 zur Auswahl erster und zweiter Kippbetriebsarten. In der zweiten Betriebsart ist nur einer der zwei Kippzylin der 28, 30 betätigbar zwischen ausgefahrenen, zurückge holten Positionen, und in der ersten Betriebsart ist die gleichzeitige Betätigung der zwei Zylinder 28, 30, das Ausfahren eines und die Zurückziehung des anderen vorge sehen. Ein Zwei-Positionsschalter 102 ist mit der Steuer vorrichtung 96 verbunden und spricht auf die Schwenkbewe gung des Joysticks 98 an, um die Kipprichtung der Bewe gung auszuwählen, Absenken (lower = "L") oder Anheben (raise ="R"), von einer Seite des Werkzeugs 12, in der zweiten Betriebsart oder linkes ("L") oder rechtes ("R") Kippen des Werkzeugs 12 in der ersten Betriebsart. Ein Potentiometer oder eine andere geeignete ein variables Signal erzeugende Erzeugungsvorrichtung (nicht gezeigt) liefert ein unterschiedliches Signal bei jeder unter schiedlichen Position des Joysticks 98, um die Geschwin digkeit der Werkzeugbewegung zu steuern. Der Trigger- oder Auslöseschalter 100 ist angeschaltet, um ein Kipp- Zweite-Betriebsart-Auswählsignal an die Steuermittel 55 über Leitung 104 beim Niederdrücken zu liefern und der Zwei-Positionsschalter ist angeschaltet, um ein "L" und "R" Kippsignal an die Steuermittel 55 über Leitungen 106 bzw. 108 zu liefern. Es sei bemerkt, daß die Joystick- Steuervorrichtung 96 auch den Hub und die Neigung des Werkzeugs 12 in konventioneller Weise steuert, was im folgenden noch diskutiert wird.

Es sei bemerkt, daß die Joystick-Stuervorrichtung 96 dazu verwendet werden kann, um den Soll-Kippwinkel einzustel len und um dadurch die zuvor diskutierten linken und rechten Wählschalter 70, 72 zu ersetzen. Um dies zu er reichen, müßte der Benutzer lediglich den Joystick 98 verwenden, um von Hand das Werkzeug auf der Soll-Kippwin kelposition zu positionieren. Durch Verwendung eines Ein stell- oder Setzschalters, der durch den Benutzer manuell betätigt wird, würde ein Einstell- oder Setzsignal an die Steuermittel 55 geliefert. Infolge dieses Signals würden die Steuermittel die Position, den berechneten Kippwinkel kennenlernen und diesen Winkel im Speicher 60 als den Soll-Kippwinkel speichern.

Die Steuermittel 55 sprechen auf die Kippbefehlssignale an, die von der Joystick-Steuervorrichtung geliefert wer den, und liefern ein darauf ansprechendes Kippsteuer signal an das strömungsmittelbetätigte System 94. Das strömungsmittelbetätigte System 94 spricht auf dieses Si gnal an und bewirkt die Bewegung des Werkzeugs in einer Richtung mit einer Geschwindigkeit, die durch die Joy stick-Steuervorrichtung 96 ausgewählt ist. Es sei be merkt, daß der Ist-Kippwinkel des Werkzeugs, dargestellt durch die Anzeigemittel 92, sich während des manuellen Betriebs durch die Joystick-Steuervorrichtung ändert, da die Anzeige auf die Winkelberechnungen anspricht, und zwar basierend auf den Signalen, die von den ersten und zweiten Abfühlmitteln 52, 54 geliefert werden.

Wie in Fig. 3 gezeigt, weist das strömungsmittelbetätigte Steuersystem 94 Ventilmittel 110 auf zum selektiven Lei ten von unter Druck stehendem Strömungsmittelfluß zu den Kippzylindermitteln 26 und zum Ausfahren oder Zurückzie hen des Stangenendteils 32, 34 von dem einen oder beiden der ersten und zweiten Kippzylinder 28, 30, um so das Werkzeug 12 in einer gewünschten oder Soll-Kipposition anzuordnen. Die Ventilmittel 110 weisen erste und zweite Steuerventilmittel 112 und 114 auf, sind aber darauf nicht beschränkt. Die ersten Steuerventilmittel 112 wei sen ein elektrohydraulisches Steuerventil 116 auf, und zwar mit ersten und zweiten elektromagnetbetätigten Betä tigern 118, 120, um das Steuerventil 116 zwischen der er sten 122 und der zweiten 124 Strömungsmittelleitposition zu bewegen und zwar von einer durch Federspannung vorge sehenen Neutralposition 126 aus. Die ersten Steuerventil mittel 112 weisen ein pilotbetätigtes Steuerventil 128 auf und zwar verbunden mit dem elektrohydraulischen Steu erventil 116 durch Leitungen 130, 132 und zwar verschieb bar zwischen ersten 134 und zweiten 136 Positionen aus einer durch Federspannung eingestellten Neutralposition 138 heraus, ansprechend auf Lieferung von unter Druck stehendem Strömungsmittelfluß vom Ventil 116 durch die Leitungen 140, 142.

Eine Druckströmungsquelle wie beispielsweise eine Hydrau likpumpe 138 ist mit dem elektrohydraulischem Steuerven til 116 und dem pilotbetätigtem Steuerventil 128 über Leitungen 140, 142 verbunden. Die Druckströmungsmittel quelle 138 ist ebenfalls mit einem elektrohydraulischen Steuerventil 144 den zweiten Steuerventilmitteln 114 durch Leitungen 146 verbunden. Ein Druckreduzierventil 148 ist vorgesehen, um den Pilotdruck des durch Leitungen 140 und 146 gelieferten Strömungsmittels auf einem vorbestimmten Wert zu halten, so daß das pilotbetätigte Steuerventil 128 und ein pilotbetätigtes Wählventil 150 der zweiten Steuerventilmittel 114 genau steuerbar positionierbar sind durch die entsprechend zugeordneten elektrohydraulischen Steuerventile 116, 144.

Das elektrohydraulische Steuerventil 144 der zweiten Steuerventilmittel 114 besitzt erste und zweite Strö mungsmittelleitpositionen 152, 154 und eine durch Feder vorspannung vorgesehene Neutralposition 156. Erste und zweite Elektromagneten 158, 160 sind vorgesehen, um das Ventil 144 zwischen ersten und zweiten Strömungsmittel leitpositionen 152, 154 aus der Neutralposition 156 her aus zu verschieben. Die zweiten Steuerventilmittel 112 weisen ein pilotbetätigtes Wählventil 150 auf und zwar verbunden mit dem elektrohydraulischen Steuerventil 144 durch Leitungen 162, 164. Das pilotbetätigte Wählventil 150 ist zwischen ersten 166 bzw. zweiten 168 Positionen von einer durch Federvorspannung vorgesehenen Mittelposi tion 170 aus verschiebbar und zwar ansprechend auf einen Druckströmungsmittelfluß, der geliefert wird vom Ventil 144 über die Leitungen 162 bzw. 164. Der Kopfendteil 38 des zweiten Kippzylinders 30 ist mit einem Anschluß eines pilotbetätigten Steuerventils 128 über Leitungen 172 ver bunden und der Stangenendteil 34 ist mit einem Anschluß des, pilotbetätigten Wählventils 150 durch Leitungen 174 verbunden. Der Kopfendteil 36 des ersten Kippzylinders 28 ist mit einem Anschluß des Wählventils 150 über Leitungen 176 verbunden, und der Stangenendteil 32 ist mit einem anderen Anschluß des Wählventils 150 über Leitungen 178 verbunden. Ein Anschluß von jedem der pilotbetätigten Wähl- und Steuerventile 150, 128 ist über Leitung 180 verbunden. Die oben erwähnten Leitungen führen den Druckströmungsmittelfluß zwischen den Kippzylindermitteln 28 und den entsprechenden Ventilen 128, 150 in einer üb lichen Art und Weise.

In der zentrierten oder Mittelposition 170 des Wählven tils 150 ist das strömungsmittelbetätigte System derart positioniert, daß das Ausfahren oder das Zurückziehen ei nes der ersten und zweiten Zylinder 40, 42 und das Aus fahren oder das Zurückziehen des anderen ersten und zwei ten Zylinders entgegengesetzt zu dem einen Zylinder be wirkt wird. Die Richtung des Ausfahrens und Zurückziehens ist eine Funktion der Position des pilotbetätigten Steu erventils 128. Dies hat eine schnelle Kippbewegung der Schaufel nach rechts oder links von der Benutzerstation 15 aus gesehen zur Folge. Zur Veranschaulichung sei fol gendes ausgeführt: In der ersten Position 136 des ersten Steuerventils 128 wird Strömungsmittelfluß von der Pumpe 138 zum Kopfende 38 des zweiten Kippzylinders 30 durch Leitungen 142 und 172 geliefert, um den Stangenendteil 34 auszufahren. Strömungsmittelfluß von dem Stangenendteil 34 des zweiten Kippzylinders 30 zu dem Stangenende 32 des ersten Kippzylinders 28 wird über Leitungen 174, 176 und das zweite Wählventil 150 geliefert. Und schließlich wird Strömungsmittelfluß vom Kopfendteil 36 zu einem Reservoir 182 über Leitungen 178, 180 und die Wähl- und Steuerven tile 150, 128 geliefert. Das Verschieben des Steuerven tils 128 in die erste Position 134 kehrt die Strömungs mittelflußrichtung um.

In der zweiten Position 168 des Wählventils 150 ist Strö mungsmittelfluß nur entweder an den Stangen- oder Kopf- Endteilen des zweiten Kippzylinders lieferbar und der er ste Kippzylinder 28 ist hydraulisch an dem Wählventil 150 verriegelt. Dies sieht das Kippen der Schaufel in entwe der linken oder rechten Richtungen vor, und zwar beobach tet von der Fahrerstation 15 aus, wie dies auch in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist.

In der ersten Position 166 des Wählventils 150 ist das Stangenende 34 des des zweiten Kippzylinders 30 mit dem Kopfende 36 des ersten Kippzylinders 28 verbunden, was ein Neigen (tipping) des Werkzeugs in einer Richtung bewirkt, wie sie durch die Position des Steuerventils 128 bestimmt ist. Die Neigungsbewegung des Werkzeugs 12 ist eine Schwenkbewegung des Werkzeugs in einer Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung um die Schwenkverbindung des Werkzeugs 12 mit den Hubarmen 22, 24.

Gemäß Fig. 2 verbinden Leitungen 184 und 186 die Steuer mittel 55 mit Elektromagneten 118 bzw. 120 und Leitungen 188 und 190 verbinden die Steuermittel 55 mit Elektroma gneten 158 bzw. 160. Die Leitungen liefern Werkzeugkippsteuersignale an die in entsprechender Weise angeschaltenen Elektromagnete und verschieben die elektrohydraulischen Steuerventile in eine Soll-Position bestimmt durch die Steuervorrichtung basierend auf dem Werkzeugkippbefehlssignal, geliefert von den Befehlsmitteln 68. Das Werkzeugkippbefehlssignal ist, wie zuvor erwähnt, eine Funktion der Joystick- Steuervorrichtung 96 in der manuellen Betriebsart oder der linken und rechten Wählschalter 79, 72 und der Schaltermittel 74 in der automatischen Betriebsart. In der automatischen Betriebsart (der Schalter 74 befindet sich in der Steuerposition) bestimmt der verglichene, berechnete Kippwinkel Θ des Werkzeugs mit dem Soll- Kippwinkel α welcher der Elektromagnete 118, 120 betätigt werden soll und verschiebt das Ventil 116, um die gewünschte Richtung der Kippbewegung des Werkzeugs 12 zu erreichen, und um das Werkzeug 12 auf dem resultierenden Soll-Werkzeugwinkel α zu positionieren. Sollte beispielsweise der Ist-Werkzeugwinkel Θ kleiner sein als der Soll-Kippwinkel, so wird ein Kippsteuersignal an den Elektromagneten 120 geliefert, der das elektrohydraulische Steuerventil in die zweite Position 124 verschiebt. In dieser Position verschiebt der von Leitung 132 gelieferte Pilotströmungsmittelfluß das pilotbetätigte Steuerventil 128 in die zweite Position 136, welches Strömungsmittelfluß über Leitung 172 liefert, um den Stangenteil 34 auszufahren, bis das Werkzeug 12 sich auf dem Soll-Kippwinkel befindet. Wenn der Soll-Kippwinkel α und der berechnete Winkel Θ innerhalb einer vorgewählten Toleranz im Wesentlichen gleich sind, der Prozessor 58 macht diesen Vergleich basierend auf Rückkopplung von den ersten und zweiten Sensoren 52, 54 und dem Winkel berechnet infolge davon, so hören die Steuermittel 55 auf, ein Signal an den Elektromagneten 120 zu liefern. Infolgedessen wird das Ventil 116 infolge der Vorspannung der Zentrierfeder zur Position 126 zurückkehren und dadurch bewirken, daß das pilotbetätigte Steuerventil 128 zur Position 138 zu rückkehrt. In dieser Position hört die Bewegung des zweiten Kippzylinders auf und das Werkzeug 12 wird auf dem Soll-Kippwinkel α gehalten. Dieser Vergleich wird immer dann ausgeführt, wenn die Schaltmittel 68 sich in der Steuerposition der automatischen Betriebsart befin den.

Man erkennt, daß sich in der automatischen Betriebsart das Wählventil 150 in der Mittelposition 170 befindet. Dies ist jedoch nur eine der zwei möglichen vorhandenen Optionen. Man erkennt, daß das Wählventil 150 in der zweiten Position 68 in der automatischen Steuerbetriebs art sein kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlas sen,. Ein zusätzlicher Schalter oder der Trigger- oder Auslöseschalter 100 können die Auswahl vorsehen zwischen zwei Betriebsarten während der automatischen Steuerbe triebsart.

Wie man aus Fig. 2 erkennt, können dritte Abfühl- oder Abtastmittel 192 vorgesehen sein, um den Winkel des Rah mens 14 bezüglich einer Horizontalebene abzufühlen und um ein darauf ansprechendes Rahmenwinkelsignal an die Steu ermittel 55 über Leitung 194 zu liefern. Die dritten Ab fühlmittel 192 weisen vorzugsweise einen Neigungsmesser irgendeiner bekannten, im Handel verfügbaren Bauart auf. Der Neigungsmesser ist am Maschinenrahmen 14 angebracht, und zwar an einer Stelle am Rahmen nahe benachbart zum Schwerpunkt der Maschine 12. Der Neigungsmesser erzeugt ein Analogsignal, welches zum Zwecke der Verarbeitung durch die Steuermittel 55 in ein Digitalsignal umgewan delt wird. Die Steuermittel 55 und speziell der Prozessor 58 kombinieren den Rahmenwinkel und den berechneten Kippwinkel und liefern ein darauf ansprechendes korri giertes Kippwinkelsignal. Das korrigierte Kippwinkelsignal wird an die Anzeigemittel 62 geliefert. Speziell wird das korrigierte Kippwinkelsignal über Leitung 86 an den Monitor 64 geliefert und auf diesem angezeigt. Der korrigierte Kippwinkel ist bildmäßig in Fig. 4 gezeigt und wird durch den Winkel Θ repräsentiert, d. h. im gleichen wie der Ist-Kippwinkel Θ, der oben diskutiert wurde. Ein korrigiertes Kippwinkelsignal wird ebenfalls an die Anzeigevorrichtung 66 geliefert und wie oben gezeigt als Ist-Kippwinkel auf der Anzeigevorrichtung dargestellt.

Es sei bemerkt, daß die dritten Abfühlmittel 192 die Ver wendung eines differentialen kinematischen globalen Posi tioniersystems in bekannter Bauart sein können. Ein sol ches System verwendet mindestens einen Empfänger am Fahr zeug und einen Prozessor zur Berechnung des Winkels des Maschinenrahmens 14 bezüglich einer wahren Vertikallinie. Diese Information wird sodann mit dem berechneten Kippwinkel kombiniert, wie oben erwähnt, um einen kor rigierten Kippwinkel vorzusehen.

In Anwendungsfällen, wo die dritten Abfühlmittel 192 vor gesehen sind, wird die automatische und manuelle Steue rung im wesentlichen der gleichen Art und Weise wie zuvor diskutiert erreicht. Der einzige Unterschied besteht da rin, daß der Ist-Kippwinkelwert ersetzt wird durch den korrigierten Kippwinkelwert. Da der Kippwinkel der Maschine 19 bezüglich der Horizontalebene bei der Bestimmung des korrigierten Kippwinkels mit einge schlossen ist, ist der Kippwinkel des Werkzeugs 12 be züglich einer Horizontalebene relativ genau und sieht die Möglichkeit des Erzeugens eines genaueren Neigungsver laufs während der Maschinenbewegung vor.

Industrielle Anwendbarkeit

Im Betrieb, vergleiche dazu auch die Zeichnungen, kann der Fahrer bzw. die Bedienungsperson von Hand das Verkip pen des Werkzeugs durch die Joystick-Steuervorrichtung 96, wie oben diskutiert, steuern, oder aber die automati sche Steuerung des Verkippwinkels des Werkzeugs auf einen Soll-Verkippwinkel wird dadurch ausgeführt, daß man die Schaltmittel 74 in die Steuerbetriebsartposition bringt.

In der manuellen Betriebsart kann der Benutzer den Ist- Verkippwinkel des Werkzeugs 12 relativ zu dem Target- oder Zielkippwinkel beobachten, und zwar unter Bezugnahme auf den Monitor 64 und/oder die Anzeigevorrichtung 66. Da dies eine genauere Möglichkeit der Bestimmung des Ist- Verkippwinkels des Werkzeugs 12 relativ zu dem Ziel verkippwinkel ist, als gewisse Beobachtung der Position des tatsächlichen Werkzeugs, kann die Geschwindigkeit, mit der der Erdbewegungsvorgang ausgeführt wird erhöht werden und die Anzahl von Durchgängen kann vermindert werden.

In der automatischen (Steuer)Betriebsart des Steuersy stems werden Schätzungen durch den Benutzer eliminiert und eine automatische Positionierung des Werkzeugs auf die Soll-Verkipposition wird bewirkt und das Werkzeug 12 wird auf der Soll-Kipposition setzt während des mechani schen Betriebs, der Maschine 10 gehalten. Es sei betont, daß das hohe Genauigkeitsmaß vorgesehen durch die Bestim mung des Ist-Kipp- oder Verkippwinkels durch die oben er wähnten Berechnungen basierend auf den Signalen geliefert von den ersten und zweiten Abfühlmitteln 52, 54 eine Ba sis vorsieht, von der aus die Steuergenauigkeit erreicht wird. Die dritten Abfühlmittel 192 ermöglichen es, dem Kippsteuersystem darüber hinaus eine Kompensation für die Maschinenbetriebsdynamik vorzusehen und dadurch den Kipp winkel des Werkzeugs 12 auf dem Soll-Kippwinkel zu hal ten, und zwar bezüglich einer Basislinie basierend auf einer wahren Horizontalebene.

Weitere Aspekte, Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch aus der Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen.

Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:
Ein Kipp- oder Verkippwinkelsteuersystem weist erste und zweite Sensoren auf zum Abfühlen der Position des Stange nendteils erster und zweiter Hubzylinder. Eine Steuervor richtung berechnet den Ist-Kippwinkel eines Werkzeugs, welches mit den Stangenendteilen der Hubzylinder verbun den ist, und zwar basierend auf einer Differenz der Aus fallgröße bezüglich einer Basislinie. Eine Anzeigevor richtung zeigt die Ist- und Soll-Verkippwinkel an. Die Steuervorrichtung vergleicht den Ist-Kippwinkel mit einem Soll-Kippwinkel und betätigt ein Strömungsmittel betätig tes System, um einen der ersten und zweiten Zylinder an sprechend auf eine Differenz zwischen den Soll- und Ist- Verkippwinkel zu bewegen. Ein durch einen Neigungsmesser abgefühlter Winkel der Maschine bezüglich einer Horizon talebene wird zu dem Ist-Verkippwinkel hinzuaddiert, um den tatsächlichen Verkippwinkel des Werkzeugs zu korri gieren. Das Verkippwinkelsteuersystem ist insbesondere für einen Bulldozer oder eine Planierraupe geeignet.

Claims

1. Kippwinkelsteuersystem für ein an einer geographischen Oberfläche änderndes Werkzeug, wobei folgendes vorgesehen ist:
ein Rahmen (14);
erste und zweite strömungsmittelbetätigte Hubzylinder (40, 42), deren jeder erste und zweite Endteile aufweist und die jeweils verbunden sind an dem ersten Endteil mit dem Rahmen und an dem zweiten Endteil mit dem Werkzeug, wobei der zweite Endteil der ersten und zweiten Hubzylin der aneinander um einen vorgewählten Abstand an der Werk zeugverbindung beabstandet sind, wobei das zweite Endteil der ersten und zweiten Hubzylinder beweglich ist bezüg lich des ersten Endteils der ersten bzw. zweiten Hubzy linder, und wobei das Werkzeug schließlich relativ zum Rahmen beweglich ist, und zwar aufgrund der Bewegung von mindestens einem zweiten Endteil der Hubzylinder;
erste Abfühlmittel (52) zum Abfühlen der Position des zweiten Endteils des ersten Hubzylinders relativ zum er sten Endteil des ersten Hubzylinders, und zur Lieferung eines darauf ansprechenden ersten Positionssignals;
zweite Abfühlmittel (54) zum Abfühlen der Position des zweiten Endteils des zweiten Hubzylinders bezüglich des ersten Endteils des zweiten Hubzylinders und Lieferung eines darauf ansprechenden zweiten Positionssignals; und
Steuermittel (55) zum Empfang der ersten und zweiten Po sitionssignale, zur Bestimmung einer Differenzgröße zwi schen den Relativpositionen des zweiten Endteils der er sten und zweiten Hubzylinder, zum Berechnen eines Verkip pungswinkels basierend auf der Relativdifferenz, und zum Liefern eines darauf ansprechenden Kipp- oder Verkip pungswinkelsignals.

2. Steuersystem nach Anspruch 1 mit Anzeigemitteln zum Empfang das Verkippungswinkelsignals und zur Anzeige ei nes entsprechenden Verkippungswinkels des Werkzeugs rela tiv zu einer vorbestimmten Basislinie.

3. Steuersystem nach Anspruch 2, wobei die Anzeigemittel eine bildliche Darstellung des Werkzeugs mit dem entspre chenden Kippwinkel bezüglich der vorbestimmten Basislinie darstellen.

4. Steuersystem nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche insbesondere nach Anspruch 1, wobei folgen des vorgesehen ist:
Befehlsmittel zur Lieferung eines Signals ausgewählt aus einer Vielzahl von Werkzeugverkippbefehlssignalen;
wobei die Steuermittel das erwähnte eine Werkzeugverkipp befehlssignal empfangen und ein entsprechendes Werkzeug verkippungssteuersignal liefern;
Ventilmittel zum Empfang des Werkzeugsverkippungssteuer signals und zum darauf ansprechenden Liefern von unter Druck stehendem Strömungsmittelfluß; und
Verkippungszylindermittel zum Empfang der unter Druck stehenden Strömungsmittelströmung und zum Kippen bzw. Verkippen des Werkzeugs ansprechend auf den Empfang des unter Druck stehenden Strömungsmittelflusses, wobei die Verkippungszylindermittel mit dem Werkzeug verbunden sind.

5. Steuersystem nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche insbesondere nach Anspruch 4 mit Anzeige mitteln zum Empfang des Verkippungswinkelsignals und zur Anzeige eines entsprechenden Verkippungswinkels des Werk zeugs bezüglich einer vorbestimmten Basislinie während der Kippbewegung des Werkzeugs.

6. Verkippwinkelsteuersystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche insbesondere nach Anspruch 4, wobei die Verkippungszylindermittel (Kippmittel) erste und zweite mit Abstand angeordnete ausfahrbare Kippzylin der aufweisen, und zwar verbunden mit und zwischen dem Rahmen und dem Werkzeug, wobei die Ventilmittel mit den ersten und zweiten Kippzylindern verbunden sind und bewe glich sind zwischen einer ersten Position und einer zwei ten Position, wobei in der ersten Position Strömungsmit telfluß von den Ventilmitteln zu dem ersten Kippzylinder geliefert wird., um den ersten Kippzylinder auszufahren und das Werkzeug in einer ersten Richtung zu verkippen, und wobei in der zweiten Position der Strömungsmittelfluß durch die Ventilmittel an den zweiten Kippzylinder gelie fert wird, um den zweiten Kippzylinder auszufahren und das Werkzeug in einer zweiten Richtung zu kippen, wobei die Ventilmittel schließlich in eine der ersten und zwei ten Positionen bewegbar sind, und zwar ansprechend auf dem Empfang des erwähnten einen Werkzeugverkippsteuersi gnals.

7. Steuersystem insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche insbesondere nach Anspruch 4, wobei das erwähnte ausgewählte eine Werkzeugverkippungs befehlssignal eine Werkzeugsverkippungssollwinkelposition definiert, wobei die Steuermittel die Werkzeugsollverkip pungswinkelposition mit der berechneten Verkippungsposi tion vergleichen und die Lieferung des Werkzeugsverkip pungssteuersignals stoppen, ansprechend darauf, daß die berechneten und die Werkzeugverkippungssollwinkel im we sentlichen gleich sind, wobei die Ventilmittel die Liefe rung von unter Druck stehendem Strömungsmittel an die Verkippungszylindermittel stoppen, ansprechend auf das im wesentlichen Gleichsein der berechneten und der Werkzeug sollwinkel.

8. Steuersystem nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche insbesondere nach Anspruch 5, wobei die Kippzylindermittel erste und zweite beabstandete Kippzy linder aufweisen, wobei die Befehlsmittel eine Joystick- Steuervorrichtung aufweisen mit einem Joystick, der schwenkbar beweglich in eine Vielzahl von unterschiedli cher Positionen gebracht werden kann, wobei die Befehls mittel ein′ unterschiedliches Werkzeugkippbefehlssignal für jede der unterschiedlichen Positionen des Joysticks liefern, und- wobei schließlich die Ventilmittel die rela tive Geschwindigkeit und Richtung der Bewegung der ersten und zweiten Kippzylinder steuern, und zwar als eine Funk tion der Position des Joysticks.

9. Steuersystem nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Signale geliefert von den ersten und zweiten Abfühlmitteln eine Funktion der Abstandsgröße sind zwischen den ersten und zweiten Endteilen der ersten bzw. zweiten Hubzylinder.

10. Steuersystem nach einem oder mehreren der vorherge henden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 9, wobei die Steuermittel den Verkippungswinkel des Werkzeugs entspre chend der folgenden Gleichung ausrechnen: Θ = A + arc tangens (T₁-T₂)/D,dabei ist:
Θ = der Kipp- oder Verkippwinkel,
T₁ = die Abstandsgröße zwischen den ersten und zweiten Endteilen des ersten Hubzylinders,
T₂ = die Abstandsgröße zwischen den ersten und zweiten Endteilen des zweiten Hubzylinders,
D₁ = der Abstand zwischen den zweiten Endteilen der ersten und zweiten Hubzylinder.

11. Steuersystem nach einem oder mehreren der vorherge henden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 7, wobei das Positionsbefehlssignal ein Analogsignal und/oder ein Di gitalsignal ist.

12. Steuersystem nach einem oder mehreren der vorherge henden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3, wobei die vorbestimmte Basislinie eine Horizontallinie ist.

13. Steuersystem nach einem oder mehreren der vorherge henden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Abfühlmittel jeweils einen linearen variablen Differentialtransformator aufweisen, und zwar verbunden mit einem entsprechenden der ersten und zweiten Hubzylinder.

14. Steuersystem nach einem oder mehreren der vorherge henden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, mit drit ten Abfühlmitteln zum Abfühlen eines Winkels des Rahmens bezüglich der Horizontalen und Lieferung eines entspre chenden Rahmenwinkelsignals, wobei die Steuermittel das Rahmenwinkelsignal mit dem Verkippwinkel kombinieren und darauf ansprechend ein korrigiertes Verkippwinkelsignal liefern.

15. Steuersystem nach einem oder mehreren der vorherge henden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 14, mit An zeigemitteln zum Empfang des korrigierten Kipp- oder Ver kippwinkelsignals und zur Anzeige eines korrigierten Kipp- oder Verkippwinkels des Werkzeugs bezüglich einer vorbestimmten Basislinie.

16. Steuersystem nach einem oder mehreren der vorherge henden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, wobei folgendes vorgesehen ist:
Wählmittel zur Auswahl eines gewünschten Werkzeugkippwin kels bezüglich einer vorbestimmten Basislinie;
Schaltmittel zur Auswahl einer Anzeige- und Steuerbetrie bart und zur Lieferung eines entsprechenden Signals, wo bei die Steuermittel das erwähnte Steuersignal empfangen, den berechneten Kippwinkel mit einem vorbestimmten Kippsollwinkel vergleichen, und zwar ansprechend auf die Schaltmittel, die die erwähnte Steuerbetriebsart auswäh len und Liefern eines Werkzeugkippsteuersignals anspre chend auf die Soll- und berechneten Kippwinkelwerte, die eine unterschiedliche Größe besitzen;
Ventilmittel zum Empfang des Werkzeugkippsteuersignals und zum darauf, ansprechenden Liefern von unter Druck ste hendem Strömungsmittelfluß;
Kipp- oder Verkippzylindermittel (oder Betätigungsmittel) zum Empfang der unter Druck stehenden Strömungsmittel strömung und zum Kippen bzw. Verkippen des Werkzeuges an sprechend auf den Empfang des unter Druck stehenden Strö mungsmittelflusses, wobei die Verkippzylindermittel mit dem Werkzeug verbunden sind.

17. Verkippwinkelsteuersystem für ein Werkzeug zur Ände rung einer geographischen Oberfläche, wobei folgendes vorgesehen ist:
ein Rahmen (14);
erste und zweite strömungsmittelbetätigte Hubmittel (Hubzylinder), deren jedes erste und zweite Endteile auf weist, und deren jedes an dem erwähnten ersten Endteil mit dem Rahmen und an dem zweiten Endteil mit dem Werk zeug verbunden ist, wobei der zweite Endteil der ersten und zweiten Hubmittel voneinander beabstandet sind, und zwar um einen vorgewählten Abstand an der Werkzeugverbin dung, wobei ferner der zweite Endteil der ersten und zweiten Hubmittel relativ beweglich ist gegenüber dem er sten Endteil der ersten bzw. zweiten Hubmittel, wobei das Werkzeug bezüglich des Rahmens bewegbar ist, und zwar an sprechend auf die Bewegung eines der zweiten Endteile der Hubmittel;
erste Abfühlmittel zum Abfühlen der Position des zweiten Endteils der ersten Hubmittel relativ zu dem ersten End teil der ersten Hubmittel und Lieferung eines entspre chenden ersten Positionssignals;
zweite Abfühlmittel zum Abfühlen der Position des zweiten Endteils der zweiten Hubmittel relativ zu dem ersten End teil der zweiten Hubmittel und zur Lieferung eines ent sprechenden zweiten Positionssignals;
dritte Abfühlmittel zum Abfühlen eines Winkels des Rah mens bezüglich der Horizontalen und Lieferung eines dar auf ansprechenden Rahmenwinkelsignals;
Steuermittel zum Empfang des Rahmenwinkelsignals, des er sten Positionssignals und des zweiten Positionssignals, zur Bestimmung einer Differenzgröße zwischen den Relativ positionen des zweiten Endteils der ersten und zweiten Hubmittel basierend auf den ersten und zweiten Positions signalen, Berechnen eines Kipp- oder Verkippungswinkels basierend auf der Differenzgröße und dem vorgewählten Ab stand der Werkzeugverbindung, Kombinieren des Rahmenwin kels und des Kippwinkels und Lieferung eines entsprechend korrigierten Kipp- oder Verkippungswinkelsignals.

18. Steuersystem nach Anspruch 17, wobei Anzeigemittel vorgesehen sind zum Empfang des korrigierten Verkippwin kelsignals und zur Anzeige eines korrigierten Kippwinkels des Werkzeugs bezüglich einer vorbestimmten Basislinie.

19. Steuersystem nach Anspruch 18, wobei die vorbestimmte Basislinie eine Horizontalebene repräsentiert.

20. Steuersystem nach Anspruch 17, wobei folgendes vorge sehen ist:
Befehlsmittel zur Lieferung eines ausgewählten Signals ausgewählt aus einer Vielzahl von Werkzeugkippbefehlssi gnalen;
wobei die Steuermittel das ausgewählte eine Werkzeugkipp befehlssignal empfangen und darauf ansprechend ein Werk zeugkippsteuersignal liefern;
Ventilmittel zum Empfang des Werkzeugverkippsteuersignals und zum darauf ansprechenden Liefern von unter Druck ste hendem Strömungsmittelfluß;
Verkippmittel oder Verkippzylindermittel zum Empfang der unter Druck stehenden Strömungsmittelströmung und zum Verkippen des Werkzeugs ansprechend auf den Empfang der unter Druck stehenden Strömungsmittelströmung, wobei die Verkippmittel bzw. Verkippzylindermittel mit dem Werkzeug verbunden sind.

21. Steuersystem nach Anspruch 20 mit Anzeigemitteln zum Empfang des Kippwinkelsignals und zur Anzeige eines ent sprechenden Kippwinkels des Werkzeugs bezüglich einer vorbestimmten Basislinie während der Verkippbewegung des Werkzeugs.

22. Steuersystem nach Anspruch 20, wobei das erwähnte ausgewählte eine Werkzeugverkippbefehlssignal eine Werk zeugkippsollwinkelposition definiert, wobei die Steuer mittel die Werkzeugkippwinkelsollposition mit der korri gierten Kippwinkelposition vergleichen und die Lieferung des Werkzeugverkippsteuersignals stoppen, und zwar an sprechend auf die Tatsache, daß die Soll- und korrigier ten Werkzeugkippwinkelpositionen im wesentlichen die gleichen sind, wobei die Ventilmittel die Lieferung von unter Druck stehenden Strömungsmittelfluß an die Verkipp zylindermittel verhindern, und zwar ansprechend darauf, daß die Soll- und korrigierten Werkzeugkippwinkelpositio nen im wesentlichen gleich sind.

23. Steuersystem nach Anspruch 20, wobei die Kippzylin dermittel erste und zweite beabstandete Kippzylinder auf weisen, wobei die Befehlsmittel einen Joystick aufweisen, der schwenkbar beweglich ist in eine Vielzahl von unter schiedlichen Positionen, und wobei die Befehlsmittel mit den Steuermitteln verbunden sind und in der Lage sind, das ausgewählte eine Signal aus der Vielzahl von unter schiedlichen Verkippbefehlssignalen zu liefern, und zwar an einer ausgewählten der Vielzahl von Joystickpositio nen, wobei die Ventilmittel das ausgewählte eine Verkipp befehlssignal empfangen und die relative Geschwindigkeit und Richtung der Bewegung der ersten und zweiten Kippzy linder steuern, und zwar als eine Funktion der ausgewähl ten Position des Joysticks.

24. Steuersystem nach Anspruch 17, wobei die ersten und zweiten Abfühlmittel jeweils einen linearen variablen Differentialtransformator aufweisen, und zwar verbunden mit einem entsprechenden der ersten und zweiten Hubzylin der.

25. Steuersystem nach Anspruch 17, wobei die dritten Ab fühlmittel einen Neigungsmesser aufweisen, der an dem Rahmen angebracht ist und mit den Steuermitteln verbunden ist.

26. Steuersystem nach Anspruch 20, wobei die Befehlsmit tel eine Joysticksteuerung aufweisen, und zwar schwenkbar beweglich in eine aus einer Vielzahl von Positionen, wo bei die Joysticksteuerung das erwähnte eine Signal aus einer Vielzahl von Verkippbefehlssignalen bei der erwähn ten einen Position liefert.

27. Steuersystem nach Anspruch 17, wobei folgendes vorge sehen ist:
Mittel zur Auswahl eines Sollwerkzeugverkippwinkels rela tiv zu einer vorbestimmten Basislinie;
Schaltmittel zur Auswahl einer Betriebsart aus einer An zeige- und Steuerbetriebsart und zur Lieferung eines ent sprechenden Signals;
wobei Steuermittel vorgesehen sind zum Empfang des er wähnten einen Signals und zum Vergleich des korrigierten Verkippwinkels mit einem vorbestimmten Sollkippwinkel an sprechend auf die Schaltmittel, die die Steuerbetriebsart auswählen und Liefern eines Werkzeugkippsteuersignals an sprechend auf die Soll- und korrigierten Verkippwinkel, die eine unterschiedliche Größe besitzen;
Ventilmittel zum Empfang des Werkzeugverkippsteuersignals und zum darauf ansprechenden Liefern von unter Druck ste hendem Steuerungsmittelfluß;
Kippzylinder oder Betätigungsmittel zum Empfang der unter Druck stehenden Strömungsmittelströme und zum Verkippen des Werkzeugs ansprechend auf den Empfang der unter Druck stehenden Strömungsmittelströmung, wobei die Kippzylin dermittel mit dem Werkzeug verbunden sind.