DE202013003314U1 - Positionsmesssystem - Google Patents

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Abstract

Positionsmesssystem für Arbeitsmaschinen, insbesondere für Radlader, wobei das Positionsmesssystem wenigstens einen Hydraulikzylinder und wenigstens einen Sensor zur Erfassung der Position des Hydraulikzylinders aufweist, wobei der Hydraulikzylinder einen kolbenseitigen Abschnitt aufweist, in dem der Kolben hin- und her bewegbar angeordnet ist und eine Kolbenstange, die in und aus dem kolbenseitigen Abschnitt ein- und ausfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionsmesssystem des Weiteren wenigstens ein Schutzelement aufweist und dass sich der Sensor zumindest bereichsweise in wenigstens einer Position des Hydraulikzylinders zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Schutzelement befindet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Positionsmesssystem für Arbeitsmaschinen, insbesondere für Radlader, wobei das Positionsmesssystem wenigstens einen Hydraulikzylinder und wenigstens einen Sensor zur Erfassung der Position des Hydraulikzylinders aufweist, wobei der Hydraulikzylinder einen kolbenseitigen Abschnitt aufweist, in dem der Kolben hin und her bewegbar angeordnet ist und eine Kolbenstange, die in und aus dem kolbenseitigen Abschnitt ein- und ausfahrbar ist.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, derartige Positionsmesssysteme einzusetzen. Im Zuge der Automatisierung von Lade- und Entladeprozessen insbesondere bei Radladern werden derartige Positionsmesssysteme unter anderem zur Positionsermittlung des Hubgerüstes bzw. zur Positionsermittlung von Lade- und Kippzylindern benötigt, die den Ist-Wert des Hubzylinderauszugs bzw. der Kolbenstange an eine Steuerungs- oder Reglungseinheit liefern. Die aus dem Stand der Technik bekannten Sensoren werden im Inneren des Hydraulikzylinders angeordnet. Durch den Einbau des Sensors bzw. der Messsensorik innerhalb des Hydraulikzylinders sind die Kosten der Herstellung vergleichsweise hoch. Zusätzlich entsteht ein relativ hoher Wartungsaufwand, wenn der Messsensor versagt, da eine Demontage oder ein Gesamtaustausch des Hydraulikzylinders erforderlich wird.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Positionsmesssystem der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass dieses mit vergleichsweise geringem Aufwand montiert und gewartet werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Positionsmesssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass das Positionsmesssystem des Weiteren wenigstens ein Schutzelement aufweist und dass sich der Sensor zumindest bereichsweise in wenigstens einer Position des Hydraulikzylinders zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Schutzelement befindet.
  • Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass der wenigstens eine Sensor nicht innerhalb des Hydraulikzylinders bzw. innerhalb des kolbenseitigen Abschnittes des Hydraulikzylinders angeordnet ist, sondern außerhalb des Hydraulikzylinders, und zwar zwischen dem Hydraulikzylinder und dem genannten Schutzelement, das beispielsweise als Schutzblech ausgeführt sein kann. Insbesondere bei eingekippter Schaufel eines Radladers ist die Gefährdung durch herabfallendes, überbordendes Ladegut groß. Das Schutzelement schützt den Sensor vor Beschädigung und kann gleichzeitig als Schutzelement für den Hydraulikzylinder selbst dienen.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Schutzelement so ausgebildet ist, dass kein Ladegut aus der Schaufel auf die Kolbenstange des Hydraulikzylinders fällt. Dadurch wird eine Verunreinigung oder eine Beschädigung der Kolbenstange verhindert und damit auch Folgeschäden, wie beispielsweise Korrosion, die zu einer Undichtigkeit zwischen dem kolbenseitigen Abschnitt des Hydraulikzylinders an der Kolbenstange führen könnte. Vorzugsweise ist das Schutzelement so ausgebildet, dass es zumindest bei eingefahrener Kolbenstange den Hydraulikzylinder teilweise oder vollständig überdeckt und damit zu dessen Schutz dient.
  • Wenigstens ein Element des Sensors befindet sich vorzugsweise an dem kolbenseitigen Abschnitt des Hydraulikzylinders und ist beispielsweise an dessen Außenseite montiert. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Sensor kein Element aufweist, das sich innerhalb des kolbenseitigen Abschnittes des Hydraulikzylinders befindet.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Schutzelement derart an der Kolbenstange angeordnet ist, dass es mit der Kolbenstange bewegt wird. In diesem Fall ist das Schutzelement z. B. fest oder lösbar an der Kolbenstange fixiert und wird somit mit der Kolbenstange linear bewegt. Weist das Schutzelement eine Länge bzw. Abmessung auf, die zumindest der der Kolbenstange im ausgefallenen Zustand entspricht, kann die Kolbenstange somit in jeder beliebigen Arbeitsposition durch das Schutzelement geschützt werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schutzelement derart ausgebildet ist, dass es in wenigstens einer Position des Hydraulikzylinders den Sensor vollständig überdeckt. Denkbar ist es, dass das wenigstens eine Schutzelement so ausgebildet ist, dass der Sensor stets überdeckt wird, und zwar unabhängig davon, in welcher Position sich der Hydraulikzylinder befindet.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Schutzelement beweglich, vorzugsweise verschieblich angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Schutzelement beweglich und vorzugsweise verschieblich relativ zu dem kolbenseitigen Abschnitt des Hydraulikzylinders angeordnet. Dazu können eine oder mehrere Führungen vorgesehen sein, in oder an denen das Schutzelement verschieblich gelagert ist.
  • Um den Vorteil zu erreichen, dass der kolbenseitige Abschnitt des Hydraulikzylinders auch bei ausgefahrener Kolbenstange geschützt wird und somit auch der ansonsten gegebenenfalls freiliegende Abschnitt des Sensors, kann vorgesehen sein, dass die Führung ihrerseits zumindest teilweise als Schutzelement ausgebildet ist und sich der Sensor zumindest bereichsweise zwischen dem Hydraulikzylinder und der als Schutzelement ausgeführten Führung befindet. In diesem Fall sind somit vorzugsweise zumindest zwei Schutzelemente oder ein entsprechend langes Schutzelement vorgesehen, wobei eines mit der Kolbenstange bewegt wird und eines ortsfest an dem kolbenseitigen Abschnitt des Hydraulikzylinders angeordnet sein kann.
  • Denkbar ist es, diese beiden Elemente des Schutzelementes teleskopartig miteinander zu verbinden oder auch als zwei unabhängig voneinander ausgeführte Elemente, die z. B. übereinander geschoben werden können, wenn die Kolbenstange eingefahren wird.
  • Der Sensor kann wenigstens ein ortsfestes Sensorelement und wenigstens ein mit der Kolbenstange bewegliches Sensorelement aufweisen.
  • Denkbar ist es, dass der Sensor wenigstens ein Sensorelement aufweist, das stabförmig ausgebildet ist und/oder das eine Länge aufweist, die zumindest dem maximalen Verfahrweg der Kolbenstange entspricht.
  • Denkbar ist es weiterhin, dass der Sensor wenigstens ein Sensorelement aufweist, das an wenigstens zwei Stellen gelagert ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass eine Stelle als Festlager und eine Stelle als Loslager ausgebildet ist. Diese Ausführungsform bringt den Vorteil mit sich, dass etwaige Längenänderungen des Sensorelementes, die durch Temperaturunterschiede bedingt sein können, ausgeglichen werden können.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sensor wenigstens ein Sensorelement, vorzugsweise wenigstens einen Magneten aufweist, der an dem Schutzelement angeordnet ist. Denkbar ist es beispielsweise, dass auf der zu dem Hydraulikzylinder gewandten Seite des Schutzelementes ein oder mehrere Magnete oder sonstige Sensorelemente angeordnet sind, die mit dem Sensorelement bewegt werden. Durch die Relativbewegung zwischen dem Magneten bzw. dem sonstigen Sensorelement und dem ortsfesten Teil des Sensorelementes, der an dem kolbenseitigen Abschnitt des Hydraulikzylinders angeordnet sein kann, kann die Position des Sensorelementes und damit auch der Kolbenstange genau bestimmt werden.
  • Die Art des Sensors ist nicht beschränkt. In Betracht kommt beispielsweise ein magnetoresistiver oder ein magnetostriktiver Sensor bzw. ein Sensor, der wenigstens einen Magneten umfasst, ein Bandsensor oder auch ein Sensor, der über einen oder mehrere Seilzüge verfügt.
  • Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Arbeitsmaschine, insbesondere einen Radlader mit wenigstens einem durch einen Hydraulikzylinder bewegbaren Element, wobei die Arbeitsmaschine zumindest ein Positionsmesssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweist.
  • Die Arbeitsmaschine kann wenigstens ein Hubgerüst und wenigstens ein daran angeordnetes Arbeitsgerät aufweisen, wobei das Hubgerüst und das Arbeitsgerät über eine Z-Kinematik oder über eine Parallelkinematik oder auch über eine beliebig andere Kinematik verbunden sind. Im Falle der Parallelkinematik können ein oder mehrere Kippzylinder vorhanden sein. Ist nur ein Kippzylinder vorgesehen, kann dieser z. B. mittig angeordnet sein.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Arbeitsmaschine wenigstens ein Hubgerüst und wenigstens ein darin angeordnetes Arbeitsgerät aufweist und dass es sich bei dem Hydraulikzylinder des Positionsmesssystems um einen Hydraulikzylinder zur Betätigung des Arbeitsgerätes und/oder um einen Hydraulikzylinder zur Betätigung des Hubgerüstes handelt.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1: eine schematische Ansicht eines Vorderwagens eines Radladers mit Industriekinematik,
  • 2: eine schematische Ansicht eines Vorderwagens eines Radladers mit Z-Kinematik,
  • 3: unterschiedliche Ansichten eines Positionsmesssystems gemäß der Erfindung im ausgefahrenen Zustand der Kolbenstange,
  • 4 unterschiedliche Ansichten eines Positionsmesssystems gemäß der Erfindung mit eingefahrener Kolbenstange,
  • 5: eine schematische Darstellung des Endabschnittes des Sensorelementes, der in einem Loslager angeordnet ist und
  • 6: eine schematische Darstellung des Endabschnittes des Sensorelementes, der in einem Festlager angeordnet ist.
  • 1 zeigt mit dem Bezugszeichen 1 einen Vorderwagen eines Radladers, der über ein Hubgerüst 2 verfügt, an dem schwenkbar ein Arbeitsgerät 8 in Form einer Schaufel über ein Schnellwechselelement 7 fixiert ist. Das Bezugszeichen 10 kennzeichnet einen Vorderreifen des Radladers.
  • Das Bezugszeichen 3 kennzeichnet den Sensor des erfindungsgemäßen Positionsmesssystems, der sich zwischen dem Hydraulikzylinder bzw. Kippzylinder 12 und einem sich in dessen Längsrichtung erstreckendem Schutzelement 4 befindet.
  • Der Hydraulikzylinder 12 weist eine kolbenstangenseitige Lagerung 5 und eine kolbenseitige Lagerung 6 auf, wobei die Lagerung 5 die Kolbenstange des Hydraulikzylinders 12 mit dem Schnellwechselelement 7 verbindet und die Lagerstelle 6 den kolbenseitigen Abschnitt des Hydraulikzylinders 12 mit einem Umlenkhebel 11, der seinerseits schwenkbar an dem Hubgerüst 2 angeordnet ist.
  • Das Bezugszeichen 9 kennzeichnet den Hubzylinder, der zum Heben und Senken des Hubgerüstes 2 dient.
  • 1 zeigt den Vorderwagen des Radladers mit Industriekinematik. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich das Arbeitsgerät 8 im eingekippten Zustand. Am Vorderwagen mechanisch angeordnet ist das Hubgerüst 2, das wie ausgeführt über einen Hubzylinder 9 verschwenkbar ist. Die Hubzylinder 9 bewegen direkt das Hubgerüst 2, die Kippzylinder 12 bewegen über den Schnellwechsler 7 das Arbeitsgerät, beispielsweise die Schaufel und vermögen auf diese Weise z. B. den Schaufelwinkel zu verändern.
  • Das Arbeitsgerät befindet sich im einkippten Zustand, der Kippzylinder 12 ist eingefahren, d. h. die Kolbenstange befindet sich in einem vollständig oder weitgehend in den kolbenseitigen Abschnitt des Hydraulikzylinders eingefahrenen Zustand.
  • Wie dies aus 1 weiter hervorgeht, erstreckt sich auf der Außenseite des kolbenseitigen Abschnittes des Hydraulikzylinders 12 das Schutzelement 4, das zumindest bei eingefahrener Kolbenstange den Sensor 3 überdeckt. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass beim Einkippvorgang sich auf der Oberseite des Arbeitsgerätes befindliches Ladegut und insbesondere bei einem abrupten Halten des Arbeitsgerätes kein Material, das in Richtung des Hydraulikzylinders aus dem Arbeitsgerät herausfällt, den Sensor beschädigen kann.
  • Durch die vorliegende Erfindung wird ein Schutz des Sensors bei besonderen Einsatzbedingungen, vorzugsweise beim Betrieb eines Radladers gewährleistet. Dadurch ergeben sich Vorteile beim Betrieb und bei der Wartung der Arbeitsmaschine. Aufgrund der Tatsache, dass der Sensor, der vorzugsweise als Linearsensor ausgeführt ist, sich auf der Außenseite des Hydraulikzylinders befindet, muss bei dessen Defekt nicht der gesamte Zylinder ausgetauscht werden, was mit einem erheblichen Kostenfaktor verbunden ist, da ein neuer Zylinder benötigt wird und der Ein- und Ausbau vor Ort erforderlich ist. Vielmehr ist es ausreichend, den Sensor selbst auszutauschen, was ohne einen Ausbau oder Austausch des Hydraulikzylinders möglich ist.
  • 2 zeigt ebenfalls einen Vorderwagen 21 eines Radladers mit Hubgerüst 22, Sensor 23 und Schutzelement 24.
  • Der Hydraulikzylinder 32 dient als Kippzylinder und der Hydraulikzylinder 31 als Hubzylinder zum Heben und Senken des Hubgerüstes. Wie dies aus 2 hervorgeht, steht bei dieser Kinematik der Kippzylinder mit seiner stangenseitigen Lagerung 26 mit dem Umlenkhebel 25 in Verbindung, der seinerseits schwenkbar an dem Hubgerüst 22 angeordnet ist und mit dem Schnellwechselelement 29 des Arbeitsgerätes 28 in Verbindung steht und dessen Kippwinkel verändert.
  • Das Bezugszeichen 27 kennzeichnet die kolbenseitige Lagerung des Kippzylinders 32. Das Bezugszeichen 30 kennzeichnet den Vorderreifen des Radladers.
  • Wie dies aus 2 ersichtlich ist, wird in dem dargestellten eingekippten Zustand des Arbeitsgerätes 28 die Stangenseite des Hydraulikzylinders 32 maximal ausgefahren. In diesem Fall schützt das Schutzelement 24 zwar die Kolbenstange, der Sensor 23 ist jedoch nur teilweise abgedeckt. Um den Sensor vollständig abzudecken, kann vorgesehen sein, auch ein Schutzelement ortsfest an dem kolbenseitigen Abschnitt des Hydraulikzylinders 32 so anzuordnen, dass dieses den Sensor 23 überdeckt. In diesem Fall sind vorzugsweise mehrere Schutzelemente vorgesehen und es ist sichergestellt, dass der Sensor 23 bei jeder beliebigen Position der Kolbenstange durch das oder die Schutzelemente überdeckt wird.
  • 3 zeigt in einer Ansicht von der Seite und einer Ansicht von oben einen ausgefahrenen Hydraulikzylinder, der einen kolbenseitigen Abschnitt 31 und eine Kolbenstange aufweist, die in 3 ausgefahren ist. Im Endbereich der Kolbenstange befindet sich die stangenseitige Lagerung 36 des Hydraulikzylinders. In dem davon beabstandeten Endbereich des kolbenseitigen Abschnittes 31 befindet sich die kolbenseitige Lagerung 37.
  • Mit dem Bezugszeichen 32 ist allgemein der Sensor gekennzeichnet, der unter anderem ein oder mehrere ortsfest auf dem Hydraulikzylinder bzw. auf dem kolbenseitigen Abschnitt 31 angeordnete Sensorelemente 33 umfasst. Diese erstrecken sich wie aus 3 ersichtlich in Bewegungsrichtung der Kolbenstange, d. h. in Längsrichtung des kolbenseitigen Abschnittes. Die Sensorelemente 33 sind ihrerseits stangen- bzw. stabförmig ausgebildet und befinden sich wie aus 4 ersichtlich, zumindest bei eingefahrener Kolbenstange zwischen der Außenseite des kolbenseitigen Abschnittes 31 und dem Schutzelement 35.
  • Das Schutzelement 35 ist im Bereich der Lagerung 36 mit der Kolbenstange fest verbunden, so dass es mit der Kolbenstange verfahren wird. Zur Führung des Schutzelementes 35 dienen ortsfest an dem kolbenseitigen Abschnitt 31 angeordnete Führungen 34, die in einfacher Ausführung oder in mehrfacher Ausführung vorhanden sein können.
  • Das Bezugszeichen 38 kennzeichnet Hydraulikleitungen zur Versorgung bzw. zum Betrieb des Hydraulikzylinders. Mit dem Bezugszeichen 39 ist ein Magnet gekennzeichnet, der sich an dem Schutzelement 35 befindet und mit diesem hin und her bewegt wird. Zur Fixierung des Magneten 39 dient das Befestigungselement 42.
  • Das stangenartige Sensorelement ist an zwei Auflagerpunkten 40, 41 fixiert, wobei der Auflagerpunkt 40 als Festlager und der Auflagerpunkt 41 als Loslager ausgeführt sein kann. Dabei ist das Loslager so ausgeführt, dass eine Längenänderung des Sensorelementes 33 z. B. aufgrund von Temperaturschwankungen möglich ist.
  • Als Beispiel in 3 ist ein magnetoresistiver Sensor gezeigt, von der Erfindung sind jedoch beliebige Sensortechnologien umfasst, wie magnetische, Seilzug- oder Bandsensoren.
  • Der Sensor wird am Hydraulikkolben bzw. am kolbenseitigen Abschnitt 31 über ein Winkelprofil verschraubt. Dieses Winkelprofil ist in 6 mit dem Bezugszeichen 70 gekennzeichnet. Das Winkelprofil kann einen Bestandteil des Schutzelementes oder der wenigstens einen Führung bilden, an denen das Schutzelement geführt ist. Es kann beispielsweise einteilig mit dem Schutzelement oder der wenigstens einen Führung ausgebildet sein oder auch als gesondertes Teil, das in geeigneter Weise mit dem Schutzelement bzw. mit der Führung verbunden ist. Das Befestigungselement 70 kann auch als von dem Schutzelement bzw. von der Führung gesondertes Teil ausgeführt sein.
  • Im oberen Bereich des Winkelprofils 70 befindet sich eine Bohrung mit einem Gewinde, um das Sensorelement 33, das vorzugsweise zylindrisch ausgeführt ist, mit einer exemplarischen Länge L zu verschrauben. Das Winkelprofil 70 kann einen Schenkel aufweisen, der parallel zu der Oberfläche des Hydraulikzylinders angeordnet ist und mit diesem verbunden ist und einen dazu beispielsweise senkrecht verlaufenden Schenkel, in dem das Sensorelement 33 fixiert ist.
  • Der Sensor 32 umfasst eine Elektronik sowie das Sensorelement 33 und den Magneten 39. Wie oben ausgeführt, ist das Sensorelement 33 vorzugsweise zylindrisch ausgeführt und erstreckt sich in Richtung des Schutzelements 35 bzw. in Bewegungsrichtung der Kolbenstange.
  • Wie oben ausgeführt, ist das Sensorelement 33 an zwei Lagerpunkten aufgehängt. In dem in 5 dargestellten Lagerbereich 41 ist das Sensorelement 33 nicht fest verankert, da dieser Lagerpunkt als Loslager ausgeführt ist. Er dient als Zentrierung und Stabilisierung gegenüber Schwingungen und zur Sicherstellung eines konstanten Abstands zwischen Sensorelement 33 und Magnet 39.
  • Mit dem Bezugszeichen 80 ist in 5 ein z. B. aus Kunststoff bestehendes Element gekennzeichnet, das eine Bohrung im Durchmesser des Sensorelementes aufweist. In axialer Richtung ist das Sensorelement 33 in dieser Bohrung verschieblich angeordnet. Das Element 80 ist mit dem Plättchen 81 verbunden, vorzugsweise verschraubt, das seinerseits mit dem Hydraulikzylinder 31 in Verbindung steht. Denkbar ist es, dass das Plättchen 81 an den dargestellten Verschraubungen des Hyraulikzylinders 31 verschraubt ist.
  • Die dargestellten Führungen 34, 54 können mit den Plättchen 81 verbunden und beispielsweise mit diesen verschweißt sein. Die Plättchen dienen somit auch als Fixierungselemente für die Führungen. Anstelle von Plättchen sind auch andere Elemente einsetzbar und von der Erfindung mit umfasst. Der konstante Abstand zwischen dem Magneten 39 und dem Sensorelement 33 ist von Bedeutung, um eine exakte Messung der Weglänge zu erreichen und fehlerhafte Messwerte zu vermeiden.
  • Der Magnet 39 kann über ein Winkelprofil 42, das aus einem speziellen Werkstoff, beispielsweise nicht magnetisierbaren Blech besteht, mit dem Schutzelement 35 verbunden sein und sich entlang des Hydraulikzylinders mit einem konstanten Abstand zum Sensorelement 33 bewegen.
  • Die Position des Magneten 39 ergibt in Interaktion mit dem Sensorelement 33 ein direktes Maß zur Positionsbestimmung der Kolbenstange des Hydraulikzylinders. Von der Sensorelektronik, die nicht näher dargestellt ist, werden die Messsignale über elektrische Kabel entlang der Hydraulikleitungen zur jeweiligen Steuerungs- oder Regelungseinheit geführt und dort verarbeitet.
  • Anstatt einer kabelgebundenen Übertragung ist es auch denkbar und von der Erfindung umfaßt, eine drahtlose Übertragung der Sensorsignale vorzunehmen. Möglich ist beispielsweise eine Funkeinheit, die per Funk die Sensorsignale an einer Steuer- oder Regelungseinheit überträgt.
  • 4 zeigt die Anordnung im einfahrenden Zustand. In dieser Figur sind der Hydraulikzylinder mit seinem kolbenseitigen Abschnitt mit dem Bezugszeichen 51, der Sensor mit dem Bezugszeichen 52, das Sensorelement mit dem Bezugszeichen 53 und die Führung für das Schutzelement 55 mit dem Bezugszeichen 54 gekennzeichnet.
  • Die stangenseitigen und kolbenseitigen Lager sind mit dem Bezugszeichen 56 und 57 gekennzeichnet. Das Bezugszeichen 58 kennzeichnet Hydraulikleitungen.
  • Das Bezugszeichen 59 kennzeichnet den Magneten, der mittels einer Halterung an dem Schutzelement 55 angeordnet ist.
  • Mit dem Bezugszeichen 60 und 61 sind die Auflagerpunkte des Sensorelementes 53 gekennzeichnet.
  • Wie oben ausgeführt, ist von der Erfindung die Verwendung eines einzigen Schutzelementes sowie auch mehrerer Schutzelemente umfasst, wobei diese Schutzelemente die Aufgabe haben, die Kolbenstange bzw. den Hydraulikzylinder und/oder den Sensor zu schützen. Der Sensor kann über wenigstens ein Befestigungselement direkt oder indirekt an dem Hydraulikzylinder befestigt sein. Er kann sich aus einer oder mehreren Elektronikbauteilen und/oder mehreren Sensorstangen, wie sie beispielsweise in 3 und 4 dargestellt sind, bestehen und redundant ausgeführt sein.
  • Auch die Führungen zur Führung des Schutzelementes können einfach oder mehrfach ausgeführt sein, wie dies insbesondere aus 6 ersichtlich ist.
  • Durch die Erfindung wird die Anordnung wenigstens eines Sensors in besonderen Einsatzbedingungen, vorzugsweise im Bereich, in dem Ladegut anhand der Verschmutzungen auf den Sensor gelangen können, unter Schutz gestellt. Der Sensor ist außerhalb des Hydraulikzylinders angeordnet und wird unter Verwendung eines Schutzelementes, das beispielsweise ohnehin schon an der Arbeitsmaschine existent ist, geschützt.
  • Durch den Verzicht auf den Verbau von Messsensorik im Inneren des Hydraulikzylinders und insbesondere im Endbereich des Zylinders entfällt eine Abdichtung zur Hydraulikflüssigkeit im Zylinder. Es geht keine zusätzliche Baulänge durch Einbringung des Sensors im Endteil des Zylinders verloren. Dies ist insbesondere beim Verbau des Kippzylinders in der Industriekinematik von Bedeutung, da eine zusätzliche Baulänge die Winkelverhältnisse zur Schaufelanlenkung verschlechtern würde.
  • Durch die externe Anbringung der Sensorik am Hydraulikzylinder werden Kosten eingespart, und zwar sowohl Wartungskosten als auch Kosten für die Herstellung des Positionsmesssystems.
  • Durch das Fehlen zusätzlicher Baulängen wird die Kinematik optimiert und der Lade- und Entladevorgang somit einfacher gestaltet.
  • Aufgrund der Tatsache, dass Hydraulikzylinder bis über 200 kg wiegen können, ist von Bedeutung, dass im Fehlerfall nicht der gesamte Zylinder ausgetauscht werden muss, sondern nur der Sensor. Auf zusätzliche Hilfsmittel vor Ort, wie beispielsweise einen Kran kann somit verzichtet werden.

Claims (16)

  1. Positionsmesssystem für Arbeitsmaschinen, insbesondere für Radlader, wobei das Positionsmesssystem wenigstens einen Hydraulikzylinder und wenigstens einen Sensor zur Erfassung der Position des Hydraulikzylinders aufweist, wobei der Hydraulikzylinder einen kolbenseitigen Abschnitt aufweist, in dem der Kolben hin- und her bewegbar angeordnet ist und eine Kolbenstange, die in und aus dem kolbenseitigen Abschnitt ein- und ausfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionsmesssystem des Weiteren wenigstens ein Schutzelement aufweist und dass sich der Sensor zumindest bereichsweise in wenigstens einer Position des Hydraulikzylinders zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Schutzelement befindet.
  2. Positionsmesssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor zumindest teilweise an dem kolbenseitigen Abschnitt angeordnet ist und/oder dass der Sensor kein Element aufweist, das innerhalb des kolbenseitigen Abschnittes angeordnet ist.
  3. Positionsmesssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzelement derart an der Kolbenstange angeordnet ist, dass es mit der Kolbenstange bewegt wird.
  4. Positionsmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzelement derart ausgebildet ist, dass es in wenigstens einer Position des Hydraulikzylinders den Sensor vollständig überdeckt.
  5. Positionsmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzelement beweglich, vorzugsweise verschieblich angeordnet ist.
  6. Positionsmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Führungen vorgesehen sind, in oder an denen das Schutzelement verschieblich gelagert ist.
  7. Positionsmesssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Führung an dem kolbenseitigen Abschnitt des Hydraulikzylinders angeordnet ist.
  8. Positionsmesssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung ihrerseits zumindest teilweise als Schutzelement ausgebildet ist und dass sich der Sensor zumindest bereichsweise in wenigstens einer Position des Hydraulikzylinders zwischen dem Hydraulikzylinder und der Führung befindet.
  9. Positionsmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor wenigstens ein ortsfestes Sensorelement und wenigstens ein mit der Kolbenstange bewegliches Sensorelement aufweist.
  10. Positionsmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor wenigstens ein Sensorelement aufweist, das stabförmig ausgebildet ist und/oder das eine Länge aufweist, die zumindest dem maximalen Verfahrweg der Kolbenstange entspricht.
  11. Positionsmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor wenigstens ein Sensorelement aufweist, das an wenigstens zwei Stellen gelagert ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass eine Stelle als Festlager und eine Stelle als Loslager ausgebildet ist.
  12. Positionsmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor wenigstens ein Sensorelement, vorzugsweise wenigstens einen Magneten aufweist, der an dem Schutzelement angeordnet ist und eine Relativbewegung in Bezug auf das ortsfeste Sensorelement ausführt.
  13. Positionsmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor als magnetoresistiver oder als magnetostriktiver Sensor oder als Bandsensor ausgeführt ist oder ein oder mehrere Seilzüge aufweist.
  14. Arbeitsmaschine, insbesondere Radlader, mit wenigstens einem durch einen Hydraulikzylinder bewegbaren Element, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsmaschine wenigstens ein Positionsmesssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweist.
  15. Arbeitsmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsmaschine wenigstens ein Hubgerüst und wenigstens ein daran angeordnetes Arbeitsgerät aufweist und dass das Hubgerüst und das Arbeitsgerät über eine Z-Kinematik oder über eine Parallelkinematik verbunden sind.
  16. Arbeitsmaschine nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsmaschine wenigstens ein Hubgerüst und wenigstens ein daran angeordnetes Arbeitsgerät aufweist und dass es sich bei dem Hydraulikzylinder des Positionsmesssystems um einen Hydraulikzylinder zur Betätigung des Arbeitsgerätes und/oder um einen Hydraulikzylinder zur Betätigung des Hubgerüstes handelt.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015004819A1 (de) 2015-04-14 2016-10-20 Liebherr-Werk Bischofshofen Gmbh Arbeitsmaschine
EP3904611A4 (de) * 2018-12-25 2022-10-26 Kubota Corporation Arbeitsmaschine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3609605A1 (de) * 1986-03-21 1987-09-24 Festo Kg Linearmotor
WO2008074024A2 (en) * 2006-12-13 2008-06-19 Stoneridge Control Devices, Inc. Cylinder position sensor and cylinder incorporating the same
DE102008062102A1 (de) * 2007-12-19 2009-06-25 Smc Corp. Vorrichtung zur Erfassung der Kolbenposition in einem Fluiddruckzylinder
KR20100108015A (ko) * 2009-03-27 2010-10-06 부산대학교 산학협력단 피스톤로드의 변위측정을 위한 실린더 외측 장착형 변위센서
US20130063132A1 (en) * 2011-09-09 2013-03-14 Honeywell International Inc. Linear position sensor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3609605A1 (de) * 1986-03-21 1987-09-24 Festo Kg Linearmotor
WO2008074024A2 (en) * 2006-12-13 2008-06-19 Stoneridge Control Devices, Inc. Cylinder position sensor and cylinder incorporating the same
DE102008062102A1 (de) * 2007-12-19 2009-06-25 Smc Corp. Vorrichtung zur Erfassung der Kolbenposition in einem Fluiddruckzylinder
KR20100108015A (ko) * 2009-03-27 2010-10-06 부산대학교 산학협력단 피스톤로드의 변위측정을 위한 실린더 외측 장착형 변위센서
US20130063132A1 (en) * 2011-09-09 2013-03-14 Honeywell International Inc. Linear position sensor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015004819A1 (de) 2015-04-14 2016-10-20 Liebherr-Werk Bischofshofen Gmbh Arbeitsmaschine
EP3904611A4 (de) * 2018-12-25 2022-10-26 Kubota Corporation Arbeitsmaschine

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