DE202013012756U1

DE202013012756U1 - Stabilisierung einer Forstarbeitseinheit

Info

Publication number: DE202013012756U1
Application number: DE202013012756.2U
Authority: DE
Original assignee: Ponsse Oyj
Current assignee: Ponsse Oyj
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2019-03-11
Anticipated expiration: 2023-06-01
Also published as: US20150151952A1; FI12409U1; BR112014029882B1; EP2856099A1; RU2014149141A; RU2617897C2; CN104428648B; FI124565B; CA2874199C; BR112014029882A2; EP2856099A4; CA2874199A1; EP2856099B1; US9550656B2; FI20125598A; WO2013178886A1; CN104428648A

Abstract

Anordnung zum Stabilisieren mindestens eines Rahmenteils einer Forstarbeitseinheit (1), wobei die Forstarbeitseinheit mindestens zwei Rahmenteile (2, 3, 4) aufweist, die relativ zueinander im Wesentlichen um eine Längsdrehachse der Forstarbeitseinheit drehbar sind,dadurch gekennzeichnet, dassdie Anordnung zumindest aufweist eine Einrichtung (71, 81a-81d, 72, 82) zur Ermittlung einer Komponente eines Moments, das durch eine Nutzlast der Forstarbeitseinheit (1) auf einen zu stützenden Rahmenteil (2, 3, 4) ausgeübt wird, wobei die Komponente mindestens im Wesentlichen um die Längsdrehachse (C) wirkt; undeine Einrichtung (72, 82) zur Ermittlung, auf der Grundlage zumindest des von der Nutzlast auf den zu stützenden Rahmenteil ausgeübten Moments, einer Größe und einer Richtung mindestens eines Stützmoments, das zum Stabilisieren zumindest des Rahmenteils erforderlich ist, undeine Einrichtung zur Erzeugung des erforderlichen Stützmoments und zu dessen Einstellung auf eine vorbestimmte Größe und Richtung mit mindestens einem Aktuator (6, 73, 83) zur Erzeugung eines Gesamtstützmoments mit einer Größe und Richtung, das dem ermittelten erforderlichen Stützmoment (T) entspricht,wobei ein erster der Rahmenteile (2, 3, 4) der Forstarbeitseinheit (1) den zu stützenden Rahmenteil, auf den das durch die Nutzlast hervorgerufene Moment hauptsächlich gerichtet ist, beinhaltet, und ein zweiter der Rahmenteile (2, 3, 4) einen stützenden Rahmenteil beinhaltet, auf den das durch die Nutzlast hervorgerufene Moment verteilt und/oder übertragen wird durch eine Stabilisierung durch Erzeugung des erforderlichen Stützmoments (T) durch den mindestens einen Aktuator (6, 73, 83),

Description

Hintergrund
Die Erfindung betrifft die Stabilisierung einer Arbeitseinheit für forstwirtschaftliche Zwecke bzw. einer Forstarbeitseinheit und betrifft insbesondere eine Anordnung zur Stabilisierung mindestens eines Rahmenteils der Forstarbeitseinheit.
Diverse Fahrzeuge und bewegte Maschinen werden sich häufig auf einem Gelände, das auf verschiedene Weise uneben ist, sowie auf geneigten Flächen eingesetzt, wodurch es wichtig wird, in der einen oder anderen Weise einen ausreichenden Kontakt der Elemente, auf denen sich ein Fahrzeug oder eine Maschine bewegt, etwa seine bzw. ihre Räder und/oder Raupen, mit dem Untergrund zu ermöglichen. Es ist daher für gewöhnlich wünschenswert, aus diversen Gründen einen möglichst guten Kontakt zu dem Untergrund oder einer anderen Arbeitsfläche beizubehalten, etwa aus Gründen der Antriebsleistung und Zugleistung des Fahrzeugs, aufgrund einer guten Spurhaltung zwischen der Oberfläche und dem Fahrzeug, einem möglichst geringen Oberflächendruck auf dem Boden, oder aufgrund einer guten Stabilität. Derartige Eigenschaften sind typischerweise insbesondere in geländegängigen Fahrzeugen oder Maschinen, etwa Militärfahrzeugen oder unterschiedlichen Forstmaschinen, die für ein mechanisches Ernten eingesetzt werden, von besonderer Bedeutung. Diese Eigenschaften können verbessert werden, indem beispielsweise zugelassen wird, dass Wellen, Achsen oder insbesondere in Fällen von rahmengesteuerten Maschinen separate Rahmen, sich relativ zueinander drehen. Es sind tatsächlich unterschiedliche konventionelle Anordnungen bezüglich der Drehung von Rahmen dieser Art dafür bekannt, dass einerseits die Drehung möglich ist, andererseits diese bei Bedarf verhindert oder gesteuert wird mittels eines hydraulisch gesteuerten Zahnplattenverbinders, einer Reibungsbremse oder Sperrventilen und Hydraulikzylindern. Eine derartige Lösung ist in der Offenlegungsschrift WO 03055735 offenbart.
Es ist daher bekannt, zwei separate Rahmen einer Forstmaschine oder einer anderen bewegten Arbeitsmaschine zusammen anzuordnen, indem sowohl eine als Rahmenlenkgelenk bekannte Einheit, die ein Lenken der Arbeitsmaschine ermöglicht, als auch eine als Drehgelenk bekannte Einheit, die eine Drehung der Rahmen relativ zueinander im Wesentlichen in Bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs ermöglicht, verwendet werden. Eine derartige Lösung ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift EP1261515 bekannt.
Ein typisches Problem bei bekannten Anordnungen beseht darin, dass die Drehung von Rahmen relativ zueinander auf der Grundlage von Statusdaten verhindert oder zugelassen wird, die aus dem Traktionsgetriebe erhalten werden. Somit besteht eine typische Verwendungsweise darin, die Drehung der Rahmen relativ zueinander zu verhindern, wenn die Maschine nicht gefahren wird, und wenn die Maschine gefahren wird, ist die Drehung der Rahmen zulässig. Jedoch beschränkt dies eine mögliche Verwendung eines Krans und seines Arbeitsbereichs während des Fahrens ganz wesentlich, da das Rahmenteil, das den Kran aufweist, in keiner Weise gestützt wird. Andererseits ist die zugrundeliegende Annahme darin, dass die Auslegeranordnung der Maschine nur verwendet wird, wenn die Maschine stationär ist, wodurch die Produktivität bei Ernte- und Verladevorgängen beispielsweise deutlich reduziert wird. Ein weiteres typisches Problem bei bekannten Lösungen steht mit dem Inbewegungversetzen des Fahrzeugs in Beziehung, wenn die Rahmendrehung unter Anwendung eines hohen Stützmoments verhindert worden ist. Wenn die Verriegelung der Rahmendrehung aufgehoben wird, versuchen die Rahmen eine neue Gleichgewichtsstellung einzunehmen, und bei diesem Vorgang kann der Rahmen oder können die Rahmen sogar sehr kurzzeitig und stark schwingen. Bekannte Lösungen beruhen typischerweise auf vorbestimmten Verriegelungen oder einer Abschwächung oder einer Verhinderung der Drehung zwischen Rahmenteilen, und daher sind sie nicht in der Lage, auf geänderte Umstände zu reagieren.
Ein weiteres Problem, das mit bekannten formfesten Verzahnungen und ähnlichen nicht-stufenlosen Rahmenverriegelungsimplementierungen einhergeht, besteht darin, dass die Verriegelung häufig in einer Stellung verriegelt, die geringfügig unterschiedlich zu derjenigen ist, die tatsächlich durch das Gelände und die Stellung des Maschinenrahmens erforderlich ist, wodurch sich eine Instabilität ergibt, die sich beispielsweise durch ein Verharren der Maschine auf dem Grund zeigt. Es wurde ein Versuch unternommen, dieses Problem durch stufenlose Verriegelungen zu lösen, etwa Bremseinrichtungen, die durch Hydraulikzylinder implementiert sind und auf Reibung beruhen, um eine Verriegelung zu ermöglichen, die zu einer genau gewünschten Drehung der Rahmen relativ zueinander führt. Jedoch sind diese Lösungen nicht in Lage, beispielsweise eine Änderung der Tragekapazität des Geländes unter der Maschine zu berücksichtigen. Ferner können Verformungen, die an der Bodenfläche während der Arbeit hervorgerufen werden, zu einem Oberflächendruck führen, der nicht in gleichmäßiger Weise verteilt wird, sondern die Maschine bleibt vielmehr in einer instabilen Stellung, insbesondere, wenn sie für eine längere Zeitdauer während des kontinuierlichen Ladens oder Arbeitens stationär ist.
Kurze Beschreibung
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung derart bereitzustellen, dass die zuvor genannten Probleme gelöst werden können. Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung gelöst, die sich durch die Merkmale in den unabhängigen Ansprüchen auszeichnen. Die bevorzugten Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst eine Anordnung zur Stabilisierung mindestens eines Rahmenteils einer Forstarbeitseinheit zumindest eine Einrichtung zur Ermittlung einer Komponente eines Moments, das durch eine Nutzlast der Arbeitseinheit auf den zu stützenden Rahmenteil ausgeübt wird, wobei die Komponente zumindest im Wesentlichen um eine längsgerichtete Drehachse wirkt, und eine Einrichtung zum Bestimmen, auf der Grundlage des Moments, das von der Nutzlast auf den zu stützenden Rahmenteil ausgeübt wird, einer Größe und einer Richtung mindestens eines Stützmoments, das zumindest zum Stabilisieren des Rahmenteils erforderlich ist.
Der Grundgedanke der Lösung besteht darin, dass das zum Stabilisieren eines Rahmenteils erforderliche Stützmoment auf eine neue Weise ermittelt wird, wobei das ermittelte Moment verwendet wird, das durch eine Nutzlast auf den zu stützenden Rahmenteil ausgeübt wird.
Ein Vorteil der Anordnung besteht darin, dass eine aktive Einstellung der Stabilisierung gemäß der Arbeitssituation und den vorherrschenden Umständen möglich ist. Zusätzlich erlaubt die Lösung, dass Geräte, die zur Steuerung der Rahmendrehung verwendet werden, auf neue Weise zur Stabilisierung der Maschine sowohl beim Fahren der Maschine als auch bei ihrem stationären Betrieb verwendet werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird auch eine Komponente des Moments, das durch die Nutzlast auf den zu stützenden Rahmenteil ausgeübt wird, ermittelt, wobei die Komponente um eine transversale Achse bzw. Schrägachse der Forstarbeitseinheit wirkt.
Gemäß einer Ausführungsform wird das besagte Stützmoment durch mindestens einen Aktuator erzeugt, der verwendet werden kann, um ein vorbestimmtes Moment in einer gewünschten Richtung zu bewirken, und es wird der besagte mindestens eine Aktuator in seiner aktuellen Position verriegelt, um eine relative Drehung der Rahmenteile zueinander zu verhindern.
Gemäß einer Ausführungsform werden eine Position bzw. Stellung und/oder ein Bewegungszustand mindestens eines stützenden Rahmenteils und mindestens eines Rahmenteils, der zu stützen ist, in Abhängigkeit einer Beschleunigung aufgrund eines Schwerkraftvektors bestimmt, eine Größe und eine Richtung mindestens eines Stützmoments, das zur Stabilisierung des Rahmenteils erforderlich ist, werden auf der Grundlage zumindest der Stellungen und/oder Bewegungszustände und der Komponente eines von einer Nutzlast auf den zu stützenden Rahmenteil ausgeübten Moments, die im Wesentlichen um eine Längsdrehachse wirkt, bestimmt.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Stabilitätsauswertung der Rahmenteile zusätzlich auf der Grundlage der Stellungen und/oder Bewegungszustände und des Moments ausgeführt, und ein Betriebszustand der Forstarbeitseinheit wird aus vorbestimmten Alternativen auf der Grundlage der Ergebnisse der Stabilitätsauswertung ausgewählt. In einigen Ausführungsformen beinhalten die genannten Alternativen für den Betriebszustand mindestens einen der folgenden Betriebszustände: aktive Stabilisierung, Verriegelung einer Stellung von Rahmenteilen relativ zueinander, Unbeweglichmachen und Alarmieren des Benutzers über eine herannahende Extremstellung und/oder wenn eine Extremstellung erreicht ist.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Anordnung zur Stabilisierung mindestens eines Rahmenteils einer Forstarbeitseinheit eine Einrichtung zur Implementierung eines oder mehrerer der zuvor genannten Schritte aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Einrichtung zur Erzeugung und zur Einstellung des erforderlichen Stützmoments mindestens einen Aktuator, der zum Ausüben eines vorbestimmten Moments in mindestens einer gewünschten Richtung verwendet werden kann, wobei der mindestens eine Aktuator in seiner aktuellen Stellung verriegelbar ist, um eine Drehung der Rahmenteile relativ zueinander zu verhindern.
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform umfasst die Einrichtung zur Ermittlung einer Position und/oder eines Bewegungszustands mindestens eines zu stützenden Rahmenteils in Abhängigkeit einer Beschleunigung aufgrund eines Schwerkraftvektors mindestens einen Sensor. In einigen Ausführungsformen kann der Sensor zumindest einer der folgenden Sensoren sein: ein Beschleunigungssensor, ein Neigungsmesser und ein Winkelgeschwindigkeitssensor.
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform umfasst die Einrichtung zur Ermittlung einer Komponente eines auf das durch die Nutzlast auf den zu stützenden Rahmenteil ausgeübten Moments der Forstarbeitseinheit, wobei die Komponente um zumindest eine Drehachse wirkt, mindestens eine der folgenden Eigenschaften: Messung eines Gelenkwinkels einer Drehung einer Auslegeranordnung, Messung einer Hebezylinderleistung und Messung eines Gelenkwinkels eines Gelenks zwischen der Auslegeranordnung und dem Hebezylinder.
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform umfasst die Einrichtung zur Ermittlung einer Größe und einer Richtung mindestens eines Stützmoments, das zumindest zur Stabilisierung des Rahmenteils erforderlich ist, mindestens eine Steuereinheit.
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform umfasst die Einrichtung zur Ausführung einer Stabilitätsauswertung an den Rahmenteilen und zur Auswahl eines Betriebszustands der Forstarbeitseinheit mindestens eine Steuereinheit.
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform umfasst die Lösung eine Forstarbeitseinheit, die eine Anordnung zur Stabilisierung mindestens eines Rahmenteils der Forstarbeitseinheit aufweist.
Figurenliste
Die Erfindung wird nunmehr detaillierter in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen und mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen

1a, 1b und 1c schematische Ansichten dreier Beispiele einer Forstarbeitseinheit sind;
2a und 2b schematische Ansichten einer Forstarbeitseinheit sind, die aus unterschiedlichen Richtungen dargestellt ist;
3 eine schematische Ansicht einer Forstarbeitseinheit ist;
4 eine schematische Ansicht einer zweiten Forstarbeitseinheit ist;
5 eine schematische Ansicht eines Verfahrens zur Stabilisierung mindestens eines Rahmenteils einer Forstarbeitseinheit ist;
6 eine schematische Ansicht eines Beispiels eines Stützmoments eines Rahmenteils beispielsweise in einer Situation der 2b ist;
7 eine schematische Ansicht einer Anordnung zur Stabilisierung mindestens eines Rahmenteils einer Forstarbeitseinheit ist; und
8 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform zur Stabilisierung mindestens eines Rahmenteils einer Forstarbeitseinheit ist.

Detaillierte Beschreibung
Das offenbarte Verfahren und die Anordnung sind vorteilhaft, beispielsweise in Verbindung mit Fahrzeugen und Maschinen, insbesondere mit fortwirtschaftlichen Arbeitsmaschinen, etwa Erntemaschinen, Zugtraktoren oder Kombinationen davon, die eine Nutzlast aufweisen oder handhaben, und sich oft auf einem Boden, etwa einem Gelände, bewegen, das uneben ist und/oder dessen Tragekapazität variiert. Eine Forstarbeitseinheit bzw. eine Arbeitseinheit für forstwirtschaftliche Zwecke dieser Art umfasst typischerweise mindestens zwei Blöcke oder Abschnitte, die miteinander durch Verbindungselemente oder Strukturen verbindbar sind, die zumindest eine Drehung um die Längsachse des Fahrzeugs oder der Maschine oder um eine weitere Drehachse, die dazu im Wesentlichen parallel ist, ermöglichen. Stattdessen oder zusätzlich dazu kann die Forstarbeitseinheit eine Pendelachse aufweisen, die drehbar in Bezug auf die Längsachse der Maschine angeordnet ist, wobei die Pendelachsenstruktur einen derartigen Abschnitt bildet. Gemäß einigen Ausführungsformen kann eine Pendelachse dieser Art eine Führungsachse sein, in welchem Falle der eigentliche Rahmen der Forstarbeitseinheit starr ist, oder zumindest ein Punkt, der möglicherweise seinen Rahmenteilen folgt, hat nicht notwendigerweise einen Freiheitsgrad, oder die Verbindung kann zumindest in Bezug auf die Drehung starr sein, die um die Längsachse der Forstarbeitseinheit erfolgt. Anders ausgedrückt, obwohl in unterschiedlichen Ausführungsformen die vorhergehenden Blöcke oder Abschnitte sich voneinander sogar deutlich im Hinblick auf Größe, Aufbau und gegenseitige Stellung unterscheiden können, werden der Einfachheit halber diese Blöcke oder Abschnitte in der Beschreibung dieser Lösung als Rahmenteile bezeichnet.
Jeder Rahmenteil kann in dem Falle beispielsweise ein tatsächlicher separater Rahmenteil der Forstarbeitsmaschine sein oder kann beispielsweise sogar nur eine Welle sein, die in jedem Falle mindestens an einem anderen Rahmenteil im Wesentlichen drehbar in Bezug auf die Längsachse der Drehung der Forstarbeitseinheit, etwa vorzugsweise eine Pendelachse, beispielsweise eine Pendeltandemachse, ein Schienensystem, eine einzelne Welle oder eine ähnliche Welle, die an sich bekannt ist, möglicherweise mit den erforderlichen strukturellen und/oder Befestigungsteilen versehen, angeordnet ist.
Im Zusammenhang dieser Lösung bezeichnet das durch die Nutzlast hervorgerufene Moment, d.h. das Moment, das von der Nutzlast auf einen oder mehrere Rahmenteile ausgeübt wird, ein Moment, das von einer mechanischen Komponente ausgeübt wird, etwa einer Auslegeranordnung und/oder einer Last, die in der Forstarbeitseinheit vorhanden oder von dieser gehandhabt wird und mit der Arbeitstätigkeit der Forstarbeitseinheit im Zusammenhang steht, oder ein Moment, das von der Forstarbeitseinheit oder einem Teil davon hervorgerufen wird, wobei das Moment zumindest momentan auf die Stabilität der Forstarbeitseinheit einen Einfluss ausübt, und tendenziell einen zu stützenden Rahmen zumindest im Wesentlichen um eine Längsdrehachse C der Forstarbeitseinheit in Schwingung versetzt. Das von der in Frage stehenden Nutzlast hervorgerufene Moment kann daher beispielsweise durch eine Auslegeranordnung, die von der Längsrichtung der Forstarbeitsmaschine abweicht, und/oder einem Werkzeug hervorgerufen werden, das an einer derartigen Auslegeranordnung angebracht ist, etwa einer Ernteeinheit oder einem Hebekopf, oder einer anderen Masse hervorgerufen wird, etwa von Holz, das zu handhaben ist, oder einer Last eines Verladers beispielsweise hervorgerufen wird, oder einer Nutzlast, die dazu vergleichbar ist, oder eine Trägheit einer Masse dieser Art. Das Moment kann ferner durch einen Vorschubvorgang eines Baumstamms durch einen Kopf einer Ernteeinheit beispielsweise hervorgerufen werden, wobei die Gelenksrollen des Kopfes der Ernteeinheit an dem Stamm häufig eine ausgeprägte Kraft hervorrufen, die in der Längsrichtung des Stamms wirkt. Andererseits kann auch ein ausgeprägtes Moment in einer Situation hervorgerufen werden, in der der Kopf der Ernteeinheit verwendet wird, um einen Baumstamm fest zu greifen, der am Boden liegt, etwa einen Stamm, der vom Sturm gefällt wurde. In anderen Ausführungsformen wirken auf den Rahmenteil oder die Teile der Forstarbeitsmaschine sogar mehrere Momente ein, die durch Nutzlasten, entweder gleichzeitig oder abhängig von der Verwendung oder der Fahrsituation ausgeübt werden, beispielsweise durch mehrere Ausleger, einen Ausleger und eine Last, die im Frachtraum angeordnet sind, oder durch ähnliche Quellen. In anderen Ausführungsformen oder Situationen können die von diesen Nutzlasten auf einen oder mehrere Rahmenteile der Forstarbeitseinheit ausgeübten Momente in der gleichen Richtung, in unterschiedlichen Richtungen und auch in entgegengesetzten Richtungen vorliegen, wobei das von der Nutzlast hervorgerufene Moment in einem derartigen Falle das Gesamtmoment bezeichnet, das von den Momenten dieser Teilnutzlasten an jedem Rahmenteil der Forstarbeitsmaschine hervorgerufen wird. Wenn lediglich eine Komponente des auf den Rahmenteil durch die Nutzlast ausgeübten Moments untersucht wird, wobei die Komponente um die Drehachse C wirkt, dann sind natürlich nur zwei mögliche Richtung des Moments gegeben. Jedoch können andere Ausführungsformen auch Komponenten anderer Richtungen in dem Moment berücksichtigen, das von der Nutzlast hervorgerufen wird, beispielsweise Komponenten, die um eine Querachse der Forstarbeitseinheit wirken.
Das offenbarte Verfahren und die Anordnung ermöglichen eine aktive Einstellung der Stabilisierung gemäß einer Arbeitssituation und vorherrschenden Umständen, beispielsweise das Einstellen der Stabilisierung in Bezug auf Änderungen im Gesamtmoment, die durch Unebenheiten des Geländes oder durch die Nutzlast hervorgerufen werden. Im Zusammenhang der offenbarten Lösung bedeutet Stabilisierung, dass die unterschiedlichen Rahmenteile der Maschine während der Arbeit und/oder während des Fahrens möglichst stabil sind, d.h., dass sie sich nicht neigen oder wesentlich kippen in Bezug auf jede spezielle Stellung aufgrund eines Moments, das von der Nutzlast oder einer Massenträgheit beispielsweise in Bezug auf eine Stellung hervorgerufen wird, die die Maschine zu einem speziellen Zeitpunkt einnimmt oder die sie aufgrund des Geländes oder dessen Formen einnimmt. Anders ausgedrückt, das Ziel besteht darin, die Wirkungen des Gesamtmoments zu minimieren, das durch die Nutzlast bzw. Nutzlasten auf den Bewegungszustand und die Position bzw. Stellung der Rahmenteile der Maschine einwirkt. Gleichzeitig besteht das Ziel darin, das durch die Nutzlast hervorgerufene Moment möglichst gleichmäßig auf möglichst viele Haltepunkte oder auch eine Fläche zu verteilen, die möglichst groß ist, und/oder zumindest sicherzustellen, dass alle Haltepunkte oder Stützpunkte mit dem Boden oder einer anderen Arbeitsplattform in Kontakt sind. Anders ausgedrückt, die Verformungskräfte, die auf unterschiedliche Rahmenteile ausgeübt werden, werden gleichmäßiger als zuvor verteilt. Andererseits erlaubt dies auch, dass der Oberflächendruck zwischen der Maschine und der Plattform gleichmäßiger verteilt wird. Daher bedeutet eine Stabilisierung in diesem Zusammenhang nicht eine Führung eines oder mehrerer Rahmenteile beispielsweise in eine spezielle Stellung relativ zueinander oder beispielsweise relativ zu der Basiseinheit.
In diesem Zusammenhang wird verwiesen auf Elemente, die als ein oder mehrere stützende Rahmenteile oder ein oder mehrere zu stützende Rahmenteile bekannt sind. Ein zu stützender Rahmenteil bezeichnet einen Rahmenteil, auf den ein durch die Nutzlast hervorgerufenes Moment hauptsächlich einwirkt, d.h., für gewöhnlich der Rahmenteil, an welchem eine Struktur angeordnet ist, etwa eine Auslegeranordnung, beispielsweise ein Kran, eine Ladeeinheit oder eine andere Auslegeeinheit, ein Frachtraum oder dergleichen, die das von der Nutzlast hervorgerufene Moment aufnimmt. Ein stützender Rahmenteil, d.h. ein Rahmenteil, der eine Stützfunktion bereitstellt, bezeichnet einen Rahmenteil, auf den die Last des von der Nutzlast hervorgerufenen Moments verteilt und/oder übertragen wird mittels einer Stabilisierung, beispielsweise durch Erzeugung eines erforderlichen Stützmoments mittels mindestens eines Aktuators. In unterschiedlichen Situationen des Fahrens und/oder der Nutzung können unterschiedlichen Rahmenteile stützende Rahmenteile und/oder Rahmenteile, die zu stützen sind, sein. In einigen Fällen, wenn beispielsweise die Auslegeranordnung an einem Rahmenteil und der Frachtraum auf einem weiteren Rahmenteil angeordnet ist, können der stützende Rahmenteil und der zu stützende Rahmenteil entsprechend der Stellung der Rahmenteile und/oder der Auslegeranordnung unterschiedlich sein, und in gewissen Fällen können beide Rahmenteile einem Moment unterworfen sein, das von der Nutzlast hervorgerufen wird, in welchem Falle jeder Rahmenteil auf eine bestimmte Weise sowohl ein stützender Rahmenteil als auch ein zu stützender Rahmenteil ist.
Anders ausgedrückt, eine Stabilisierung kann verwendet werden, um das von der Nutzlast hervorgerufene Moment möglichst gleichmäßig auf unterschiedliche Rahmenteile zu verteilen. Wenn die Forstarbeitseinheit mindestens eine Pendelachse aufweist, die einen Rahmenteil in dem in Frage stehenden Fall bildet, dann kann die besagte Pendelachse für die Stabilisierung verwendet werden und daher kann das von der Nutzlast hervorgerufene Moment in Abhängigkeit von Ausführungsform beispielsweise auf die Pendelachse und eine feststehende Achse, die an dem Rahmen der Forstarbeitseinheit angeordnet ist, oder auf mehrere Pendelwellen, die einen einzelnen Rahmenteil bilden, aufgeteilt werden.
Die Lösung erlaubt, dass die Auslegeranordnung auch während des Fahrens effizient nutzbar ist. Die Bereitstellung einer effizienten Beladung, auch wenn die Maschine in Bewegung ist, ermöglicht eine Verbesserung der Produktivität insbesondere in wesentlicher Form beispielsweise bei Verladevorgängen. In bekannten Lösungen war dies nur möglich, wenn der Frachtraum des Verladers bereits ausreichend eingeladenes Holz enthielt, in welchem Fall die Gesamtmasse dessen, was als der hintere Rahmen bekannt ist, typischerweise unter dem Frachtraum angeordnet war, und die Last auch ausreichend war, um den Rahmen unter den Verlader aufrecht zu halten. Dies rief jedoch eine ungleichmäßige Belastung auf die Rahmenstrukturen hervor und dadurch wurde eine ausgeprägte Belastung insbesondere auf einen Bereich zwischen einem Fuß und einem hinteren Ausleger oder einer hinteren Achse des Verladers hervorgerufen. Dieses Belastungsphänomen ist insbesondere erkennbar, wenn ein Verlader während des Fahrens beladen wird. Die vorliegende Lösung unterscheidet sich vom Stand der Technik dahingehend, dass die Belastung auf den Rahmenteil, auf welchem die Auslegeranordnung angeordnet ist, deutlich reduziert werden kann, indem einige der Stützmomente auch von dem stützenden (vorderen) Rahmen aufgenommen werden, was beispielsweise eine deutliche Reduzierung genau der Last auf den Bereich zwischen einer Basiseinheit 15 der Auslegeranordnung und dem hinteren Arm oder der hinteren Achse 16 ermöglicht.
Ferner erlaubt diese offenbarte Lösung stets ein zumindest genauso stabiles Verhalten der Maschine, wie im Stand der Technik mit vollständig verriegelter Rahmensperre. Ferner ermöglicht sie, dass die Maschine sogar dann bewegt wird, wenn der Ausleger mit einem an einem Ende davon gehaltenen Werkzeug, etwa einem Greifer oder einem Kopf einer Ernteeinheit auf einer Seite der Maschine angeordnet ist, um Holz zu handhaben. Die nunmehr offenbarte Lösung erlaubt jedoch, dass Last vollständig frei auf die Rahmenstrukturen der Maschine übertragen und auf diese verteilt wird. Folglich können die Festigkeitseigenschaften der Rahmenstrukturen der Maschine und unterschiedliche Betriebssituationen in sehr flexibler Weise berücksichtigt werden.
Ferner ermöglicht die Lösung, in gesteuerter Weise eine Situation zu erkennen, in der ein Stützmoment, das von dem stützenden Rahmen bereitgestellt wird, oder die Fähigkeit der Momentübertragung von Drehsteueraktuatoren nicht mehr ausreichend zur Stabilisierung des zu stützenden Rahmenteils ist. Abhängig von der Ausführungsform können unterschiedliche Funktionen, etwa eine Warnung des Benutzers und/oder unterschiedliche Steuermodelle, etwa Versteifung oder gegenseitige Verriegelung der Rahmen in einer derartigen Situation angewendet werden.
Ein weiterer Vorteil der nunmehr offenbarten Lösung besteht darin, dass Schwingungen, Stöße oder andere Bewegungen nicht notwendigerweise von dem zu stützenden Rahmenteil auf den stützenden Rahmenteil oder auf eine Fahrerkabine, die auf dem stützenden Rahmen montiert ist, und auf die Arbeitsstelle des Fahrers übertragen werden. Dies ist äußerst wichtig im Hinblick auf die Gesundheit des Fahrers in der beruflichen Umgebung und die Ergonomie, und Lösungen dieser Art werden benötigt, um die Anforderungen zu erfüllen, die durch den Gesetzgeber im Hinblick auf Einwirkungen von beispielsweise Schwingungen festgelegt sind. Andererseits bietet für Maschinen, in denen die Steuerkabine auf dem zu stützenden Rahmen liegt, die Lösung ein Steuerungsmodell, das in effizienter Weise den zu stützenden Rahmen stabilisiert, da sie erlaubt, den Rahmen mit einem höheren Stützmoment zu stützen, als dies möglich wäre, wenn eine vollständig starre Rahmenverriegelung angewendet wird.
Des Weiteren erlaubt die nunmehr offenbarte Lösung eine Vermeidung ausgeprägter diskontinuierlicher Punkte bei den Verladewegen-/routen der Rahmenstrukturen der Maschine, und die Last kann somit gleichmäßiger als zuvor auf die gesamte Rahmenstruktur verteilt werden. Ferner können Lastspitzen und Stöße, die durch Freigeben und Verriegeln einer konventionellen Rahmenverriegelung hervorgerufen werden, vermieden werden.
Ein noch weiterer deutlicher Vorteil der nunmehr offenbarten Lösung besteht darin, dass im Vergleich zu bekannten Lösungen sie es möglich macht, den Oberflächendruck zwischen der Maschine und dem Gelände besser und gleichmäßiger auf alle Achsen, Radfahrgestelle oder andere Elemente der Maschine zu verteilen, was wiederum diverse Vorteile hinsichtlich der Lebensdauer der Maschine und der am Gelände hervorgerufenen Schäden bietet.
1a, 1b und 1c sind schematische Ansichten, die Beispiele dreier Forstarbeitseinheiten 1 zeigen. Teile mit gleichem Aufbau und/oder Zweck werden in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen belegt. Eine Forstarbeitseinheit bzw. eine Arbeitseinheit für forstwirtschaftliche Zwecke 1, in 1a ein Verlader und in 1b eine Ernteeinheit, können Rahmenteile aufweisen, im Falle der 1a, zwei Rahmenteile 2, 3, die durch Gelenke miteinander verbunden sind. Die Forstarbeitseinheit 1 umfasst typischerweise eine Steuerkabine 9, die an einem Rahmenteil 2, 3, 4 angeordnet ist, mindestens eine Leistungsquelle 10, die an dem gleichen Rahmenteil 2, 3, 4, wie die Steuerkabine oder einem anderen Rahmenteil angeordnet ist, um Leistung zum Fahren und zur Steuerung der Forstarbeitseinheit und/oder der Werkzeuge darin zu erzeugen. Die Forstarbeitseinheit 1 umfasst ferner Werkzeuge, etwa eine Auslegeranordnung 11 und einen Greifer 12, der in 1a daran befestigt ist, oder einen Kopf einer Ernteeinheit 13, der daran gemäß 1b befestigt ist, wobei diese typischerweise an einem oder mehreren Rahmenteilen 2, 3, 4 angebracht sind. Fahrbare Forstarbeitseinheiten 1 umfassen ferner Mittel zum in Bewegung versetzen der Forstarbeitseinheiten, beispielsweise Räder 14, Blockanordnungen, Stützmechanismen oder andere Elemente zum Bewegen, die an sich bekannt sind.
1c ist eine schematische Ansicht eines Teils einer Forstarbeitseinheit 1. Gemäß der Ausführungsform der Figur umfasst die Forstarbeitseinheit 1 einen Rahmenteil 2 und eine Welle, die in Bezug auf den Rahmenteil 2 um eine Längsdrehachse C der Forstarbeitseinheit drehbar ist. Des Weiteren umfasst die Forstarbeitseinheit der Figur einen zweiten Rahmenteil 4, der nicht in Bezug auf den Rahmenteil 2 um die Längsdrehachse C der Forstarbeitseinheit drehbar ist, sondern nur in Bezug auf eine vertikale Achse E der Maschine drehbar ist.
2a und 2b sind schematische perspektivische Ansichten einer Forstarbeitseinheit 1, die entsprechend von oben und von einem Ende aus dargestellt ist. Die Forstarbeitseinheit 1 umfasst mindestens zwei, in 2a und 2b drei, Abschnitt oder Blöcke, die im Weiteren als Rahmenteile 2, 3 und 4 bezeichnet werden, von denen mindestens zwei relativ zueinander im Wesentlichen um die Längsdrehachse C der Forstarbeitseinheit drehbar sind. Somit kann gemäß den unterschiedlichen Ausführungsformen die Forstarbeitseinheit 1 auch zwei Rahmenteile oder mehr als drei Rahmenteile, beispielsweise vier Rahmenteile, aufweisen, und die Rahmenteile können im Wesentlichen aufeinanderfolgende Teile in der Längsrichtung des eigentlichen Rahmens der Forstarbeitseinheit 1 sein, oder können zumindest teilweise aufeinanderfolgende Teile oder eine Pendelachse beispielsweise sein, wie dies zuvor offenbart ist. In den Figuren sind alle Rahmenteile 2, 3 und 4 so gezeichnet, dass sie die gleiche Größe haben, obwohl, wie hier angegeben ist, in der Praxis die Rahmenteile 2, 3 und 4 sich deutlich voneinander im Hinblick sowohl auf die Größe als auch andere Eigenschaften und/oder wie sie in Beziehung zueinander angeordnet sind, unterscheiden können.
Anders ausgedrückt, mindestens zwei Rahmen 2, 3, 4 der Forstarbeitseinheit 1 sind relativ zueinander um mindestens eine Drehachse C, die im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Forstarbeitseinheit ist, drehbar. Gemäß einer Ausführungsform kann die Drehachse C die Längsachse der Forstarbeitseinheit 1 sein, oder kann eine Achse sein, die nahe an dieser liegt, vorzugsweise z.B. mit einem maximalen Abstand von ungefähr 0,5 m, und die im Wesentlichen parallel dazu ist. Gemäß den unterschiedlichen Ausführungsformen können die zwei Rahmenteile 2, 3, 4 der Forstarbeitseinheit 1 in jedem Falle im Wesentlichen aufeinanderfolgend in der Längsrichtung der Forstarbeitseinheit 1 angeordnet sein. Gemäß noch anderen Ausführungsformen können die Rahmenteile in Blöcken relativ zueinander und in Bezug auf eine im Wesentlichen ebene Zwischenfläche A, B, die senkrecht zu der Drehachse C der Forstarbeitseinheit 1 liegt, drehbar sein. Der Einfachheit halber ist die Zwischenfläche A, B durch gestrichelte Linien A und B auch in den Blöcken 3 und 4 dargestellt, die perspektivisch gezeigt sind, und somit kann in der Lösung der 2a und 2b jeder Rahmenteil 2, 3 und 4 in jedem dieser Fälle einen einzelnen Block bilden.
Eine Drehung, die um die Drehachse C stattfindet, kann in jedem Fall durch einen beliebigen Teil oder eine Struktur eingerichtet werden, der bzw. die an sich bekannt ist, und der bzw. die eine Drehung der Rahmenteile 2, 3 relativ zueinander in der besagten Richtung um die Drehachse C, beispielsweise mit einem Drehgelenk oder mindestens einem Freiheitsgrad, ermöglicht. Derartige Lösungen sind beispielsweise aus der Veröffentlichung EP 1261515 bekannt, und diese Lösungen können beispielsweise eine Achse umfassen, die auf einem Lager in mindestens einer Richtung mittels eines Lagers, das an sich bekannt ist, montiert ist, beispielsweise ein Kugellager, ein weiteres Walzenlager, ein Gleitlager oder ein anderes Lager, das ausreichend Festigkeit hat.
Zusätzlich zu den in den Figuren gezeigten strukturellen Teilen kann die Forstarbeitsmaschine 1 eine erforderliche Anzahl an Teilen aufweisen, die an sich bekannt sind, wozu Rahmenteile, Geräte, Systeme, Komponenten und andere strukturelle Teile gehören, die den typisch sind für Fahrzeuge und/oder Maschinen, die aber nicht gezeigt sind. Jeder dieser strukturellen Teile kann in jedem Fall in einem oder mehreren Rahmenteilen 2, 3, 4 oder in einem weiten strukturellen Teil der Forstarbeitsmaschine 1 angeordnet sein.
In 1a, 1b, 1c, 2a und 2b sind mindestens einige der Rahmenteile 2, 3, 4 mit Rädern 5 versehen, wobei jedoch in anderen Ausführungsformen die Forstarbeitseinheit 1 mit einer geeigneten Anzahl an Rädern, Schienen, Tandemwellen, Spursystemen oder anderen strukturellen Teilen versehen sein kann, die zum Bewegen der Maschine erforderlich und an sich bekannt sind, und diese können in jedem Fall in Verbindung mit einem oder mehreren Rahmenteilen, die gezeigt oder auch nicht gezeigt sind, vorgesehen sein. Anders ausgedrückt, es können ein oder mehrere Räder, Spursysteme, Tandemwellen oder dergleichen in diverser Weise in jedem Rahmenteil 2, 3, 4, in einem beliebigen Rahmen oder strukturellem Teil, das nicht gezeigt ist, in einigen von diesem oder in Kombinationen davon angeordnet sein. Die Forstarbeitseinheit 1 kann ferner einen Rahmenteil oder Rahmenteile aufweisen, die ohne Räder, Spursysteme, Tandemwellen oder dergleichen, ausgebildet sind.
2a ist eine schematische Ansicht einer Forstarbeitseinheit 1 in einer Arbeitsstellung. Die Forstarbeitseinheit 1 der Figur ist mit einer Verbindung versehen, die mindestens zwei Rahmenteile miteinander verbindet, in diesem Falle die Rahmenteile 3 und 4, die im Wesentlichen in der Längsrichtung des Rahmens der Forstarbeitseinheit nacheinander angeordnet sind, wobei die Verbindung ein Schwenken um eine im Wesentlichen vertikale Drehachse E ermöglicht, die im Wesentlichen senkrecht zu der Drehachse C der Forstarbeitseinheit 1 ist, um die Lenkbarkeit der Forstarbeitseinheit 1 zu verbessern und/oder zu ermöglichen. In der Figur ist der Rahmenteil 4 somit beispielsweise in Verbindung mit dem Lenken der Forstarbeitseinheit 1 in Bezug auf den Rahmenteil 3, um die im Wesentlichen vertikale Schwenkachse schwenkbar, die im Wesentlichen senkrecht zu der Längsdrehachse C der Forstarbeitseinheit 1 ist. Das Schwenken folgt im Ausmaß eines Winkels D und die Drehachse C der Forstarbeitseinheit 1 bildet entsprechend eine gestrichelte Linie mit einem Winkel mit entsprechender Größe zwischen den Rahmenteilen 3 und 4. In diversen Ausführungsformen können ein oder mehrere derartige Verbindungen, die ein Schwenken um eine vertikale Schwenkachse ermöglichen, vorgesehen sein, und diese können in jedem Fall zwischen zwei Rahmenteilen der Forstarbeitseinheit 1, die gezeigt sind oder nicht gezeigt sind, angeordnet sein. In diesem Fall wird eine Reihe von Winkeln, die diesen Verbindungen entsprechen, auf der Drehachse C gebildet. In den diversen Ausführungsformen und Betriebssituationen können sich die Rahmenteile 2, 3, 4 in Bezug zueinander und in Bezug auf die Drehachse C innerhalb der Grenzen bewegen, die durch die Zwischenräume und das Spiel der Rahmenteile und der diese verbindenden Strukturen vorgegeben sind; beispielsweise können sie um +/- 40 Grad zueinander drehbar sein, oder beispielsweise sie können beispielsweise um +/- 45 Grad zueinander geschwenkt sein.
2b ist eine schematische Ansicht der drei Rahmenteile 2, 3, 4 bei Betrachtung aus einem Ende des Rahmenteils 4 der Forstarbeitseinheit 1. In der Arbeitsstellung oder der Bewegung der 2b sind die Rahmenteile relativ zueinander derart gedreht, dass der zweite Rahmenteil 3 in einer im Wesentlichen horizontalen Stellung, d.h. in einer neutralen Stellung ist, der Rahmenteil 2 sich im Gegenuhrzeigersinn in der Figur in Bezug auf den zweiten Rahmenteil 3 gedreht hat, d.h., in einer Richtung entgegengesetzt zum Pfeil G, und der Rahmenteil 4 sich in der Figur im Uhrzeigersinn in Bezug auf den Rahmenteil 3, d.h. in der Richtung des Pfeils G, gedreht hat.
Zusammen mit dem Stabilisierungsverfahren und der Anordnung, die nunmehr offenbart sind, macht es der Rahmen, der in 2a und 2b gezeigt und aus mindestens drei Rahmenteilen 2, 3, 4 aufgebaut ist, die relativ zueinander um die Drehachse C der Forstarbeitseinheit 1 gedreht sind, möglich, dass viele Vorteile im Vergleich zu bekannten Lösungen erreicht werden. Gemäß den unterschiedlichen Ausführungsformen kann beispielsweise ein gewünschter Rahmenteil, etwa ein zu stützender Rahmenteil, in eine im Wesentlichen horizontale Stellung geführt werden.
3 zeigt eine Forstarbeitseinheit 1 mit einem ersten Drehsteuerungsaktuator 6 zur Steuerung der Drehung zwischen zwei Rahmenteilen 3, 4. Der Drehsteueraktuator 6 kann vorzugsweise ein beliebiger Aktuator sein, der in Fahrzeugen und/oder Maschinen verwendet wird, beispielsweise ein Druckmedien-betätigter Aktuator, etwa ein Hydraulikzylinder, der in einer an sich bekannten Weise steuerbar ist, beispielsweise hydraulisch und/oder elektrisch. In den unterschiedlichen Ausführungsformen kann eine Drehsteueranordnung einer weiteren Art zusätzlich und/oder anstelle des ersten Drehsteueraktuators 6 verwendet werden. Ein oder mehrere derartige erste Drehsteueraktuatoren 6 oder Anordnungen können abhängig von der Ausführungsform pro Verbindung vorgesehen sein, und es können eine oder mehrere der besagten Verbindungen mit diesen ausgestattet sein.
Ferner beinhaltet in der Ausführungsform der 3 die Forstarbeitseinheit 1 mindestens eine Befestigungsstruktur 7, die in jedem Falle in Verbindung mit mindestens einer Rahmenstruktur, vorzugsweise auf der oberen Fläche des Rahmenteils oder in dessen Nähe, angeordnet ist. In den unterschiedlichen Ausführungsformen können mehrere Befestigungsstrukturen 7 vorgesehen sein. Die Befestigungsstruktur 7 kann einen oder mehrere Teile aufweisen, die einen Teil des Rahmenteils bilden oder damit verbunden sind. Die Befestigungsstruktur 7 kann ferner so gesteuert werden, dass sie um die Drehachse C oder eine Achse, die im Wesentlichen parallel dazu ist, entweder separat oder durch Steuern des Rahmenteils 2, 3, 4, an welchem die Befestigungsstruktur 7 angeordnet ist, bewegbar ist. Die Befestigungsstruktur 7 ist somit bevorzugt auf eine im Wesentlichen horizontale Stellung in Bezug auf eine laterale Schwenkung der Forstarbeitseinheit 1, die um die Drehachse C erfolgt, steuerbar. Die Befestigungsstruktur 7 kann vorzugsweise beispielsweise mit einer Kabine der Forstarbeitseinheit 1 versehen sein, für die eine Stellung, die stabil und möglichst horizontal insbesondere in der Richtung der Drehung, die um die Drehachse C erfolgt, aber auch in der Richtung der Drehung ist, die im Wesentlichen senkrecht dazu ist, und um eine Querachse der Forstarbeitseinheit 1 erfolgt, ist im Hinblick auf die Arbeitshygiene und Arbeitssicherheit und/oder das Auslegersystem für eine forstwirtschaftliche Maschine, für die eine Stellung, die möglichst horizontal ist, bevorzugt ist, um beispielsweise die Ausnutzung der verfügbaren Leistung zu maximieren. In den unterschiedlichen Ausführungsformen können die Kabine und/oder der Kran oder ein weiteres Auslegersystem eines Fahrzeugs oder einer Maschine 1 beispielsweise so angeordnet sein, dass sie im Wesentlichen von der gleichen Befestigungsstruktur 7 gestützt werden. In noch weiteren Ausführungsformen können bei Bedarf eine primäre Leistungsquelle der Forstarbeitseinheit 1, etwa ein Dieselmotor, oder andere gewünschte Teile der Leistungsübertragung vorzugsweise an der Befestigungsstruktur 7 angeordnet sein, was beispielsweise besonders vorteilhaft in Verbindung mit besonders steilen und/oder geneigten Arbeitsumgebungen und Umständen ist. Daher ist in einigen Ausführungsformen der Rahmenteil 2, 3, 4, an welchem die Befestigungsstruktur angeordnet ist, ein zu stützender Rahmenteil. Andererseits kann in anderen Ausführungsformen der Rahmenteil 2, 3, 4, an welchem die Befestigungsstruktur 7 angeordnet ist, ein stützender Rahmenteil sein, oder die Forstarbeitseinheit 1 kann mehrere Befestigungsstrukturen 7 aufweisen, die an einem stützenden Rahmenteil und/oder einem zu stützenden Rahmenteil angeordnet sind. Beispielsweise kann gemäß einer Ausführungsform der stützende Rahmenteil eine Befestigungsstruktur 7 aufweisen, die beispielsweise mit der Kabine versehen ist, und der zu stützende Rahmenteil kann eine zweite Befestigungsstruktur (nicht gezeigt) aufweisen, an der beispielsweise eine Auslegeranordnung, ein Laderaum und/oder eine weitere ähnliche Struktur angeordnet sind, die eine Nutzlast bilden oder diese aufnehmen.
4 zeigt eine Lösung, in der die Befestigungsstruktur 7 mit einem zweiten Drehsteueraktuator 8 versehen ist, um die Stellung der Befestigungsstruktur in Bezug auf eine Neigung in der Richtung der Drehachse C der Forstwirtschaftseinheit durch eine Drehung, die um eine Achse F gerichtet ist, zu führen, die wiederum im Wesentlichen senkrecht zu der Richtung der Drehachse C liegt. Der gleiche zweite Drehsteueraktuator 8 kann in dieser Art einer Lösung auch zur Steuerung der Drehung verwendet werden, die in Bezug auf eine Drehebene B erfolgt. Der Aktuator kann ein druckmedienbetriebener Aktuator sein, beispielsweise ein Hydraulikzylinder, er kann ein elektrischer Aktuator sein, der eine Linearbewegung erzeugt, oder er kann ein anderer Aktuator sein, der für diesen Zweck geeignet ist. In den unterschiedlichen Ausführungsformen können ein oder mehrere zweite Drehsteueraktuatoren 8 pro Befestigungsstruktur vorgesehen sein. In den unterschiedlichen Ausführungsformen kann der zweite Drehsteueraktuator 8 selbstverständlich durch ein oder mehrere Systeme einer anderen Art ersetzt werden, die es ermöglichen, dass die Befestigungsstruktur in Bezug auf den Rahmenteil 3 um die Achse F gedreht wird und jede Drehung der Rahmenteile 3, 4 um die Drehachse C gesteuert wird. In dieser Art einer Lösung kann der Rahmenteil 2 beispielsweise ein stützender Rahmenteil und die Rahmenteile 3 und 4 können zu stützende Rahmenteile sein.
5 ist eine schematische Ansicht eines Verfahrens zur Stabilisierung mindestens eines Rahmenteils 2, 3, 4 der Forstarbeitseinheit 1. Das Verfahren umfasst ein Ermitteln 501 einer Komponente T_payloadX, die eine Komponente eines Moments T_payload ist, das auf den Rahmenteil 2, 3, 4 durch die Nutzlast der Forstarbeitseinheit 1 ausgeübt wird, und das zumindest um die Längsachse der Maschine wirkt. Gemäß einigen Ausführungsformen können auch Komponenten des Moments ermittelt werden, die auf den zu stützenden Rahmenteil durch die Nutzlast einwirken und in anderen Richtungen wirksam sind, etwa Komponenten, die um eine Querachse der Forstarbeitseinheit wirken, oder entlang einer Achse, die im Wesentlichen parallel dazu ist, und/oder Komponenten, die um eine im Wesentlichen vertikale Achse wirken. Des Weiteren umfasst das Verfahren der 5 ein Ermitteln 502, zumindest auf der Grundlage der besagten Komponente T_payloadX, einer Größe und einer Richtung mindestens eines Stützmoments T_support, das zumindest zum Stabilisieren des Rahmenteils erforderlich ist, und beinhaltet ein Einstellen 503 des Stützmoments T_support gemäß der ermittelten Größe und der Richtung. In den unterschiedlichen Ausführungsformen wird das auf den mindestens einen zu stützenden Rahmenteil durch die Nutzlast T_payload ausgeübte Moment beispielsweise durch einige der Verfahren ermittelt, die nachfolgend aufgeführt sind, und/oder durch entsprechende Kombinationen davon. Das Moment kann auf der Grundlage einer direkten Momentenmessung mittels eines Momentensensors und/oder auf der Grundlage einer direkten oder indirekten Messung von Kräften und ihren Momentenrichtungen und mittels Vektorberechnung ermittelt werden. Ferner kann das Moment ermittelt werden, indem es auf der Grundlage von beispielsweise einer Modellierung der mechanischen Komponenten und/oder der Dynamik der Forstarbeitseinheit und/oder der Nutzlast und/oder einer Stellung und/oder einer Bewegungszustandsabschätzung des Steuersystems der Forstarbeitseinheit oder durch ein anderes Modell abgeschätzt wird, das eine Abschätzung eines Moments ermöglicht. Es ist auch möglich, das Moment als eine Kombination der zuvor aufgeführten Messungen, Daten, Rechenwerten und anderen Verfahren oder durch andere ähnliche Mittel zu ermitteln.
Typischerweise ist das am meisten bevorzugte Stützmoment T_support das kleinste Stützmoment, das zum Stabilisieren eines zu stützenden Rahmenteils und/oder eines Rahmens einer Forstarbeitseinheit ausreichend ist. Andererseits kann, wie in einem vorhergehenden Beispiel angegeben ist, eine Maschine mit der Steuerkabine auf dem zu stützenden Rahmen beispielsweise ein Steuermodell angestrebt werden, das in effizienter Weise den zu stützenden Rahmen stabilisiert, wobei das Modell ermöglicht, dass der Rahmen durch ein höheres Stützmoment gestützt wird, als dies möglich wäre, wenn eine starre Rahmenverriegelung verwendet wird. In diesem Falle besteht das Ziel nicht darin, das kleinstmögliche Stützmoment zu erhalten, sondern die effizientest mögliche Stabilisierung für den zu stützenden Rahmenteil zu erhalten. Somit kann in den diversen Ausführungsformen das am meisten bevorzugte Stützmoment abhängig von dem Stabilisierungsziel und der Anwendungssituation ein beliebiges Moment sein zwischen einem möglichst kleinen Moment und einem Stützmoment, das das Moment kompensiert, das auf den zu stützenden Rahmen durch die Nutzlast ausgeübt wird. Gemäß den unterschiedlichen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner umfassen: Ermitteln mindestens einer Position bzw. Stellung und/oder eines Bewegungszustands eines zu stützenden Rahmens, um ein Beispiel zu nennen. Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Verfahren das Ermitteln einer Stellung und/oder eines Bewegungszustands von mehr als einem einzelnen Rahmenteil umfassen, beispielsweise von mindestens einem stützenden Rahmenteil und mindestens einem zu stützenden Rahmenteil.
Gemäß einigen Ausführungsformen wird das erforderliche Stützmoment T_support erzeugt und so eingestellt, dass es eine vorbestimmte Größe und Richtung hat. Das Stützmoment kann beispielsweise durch mindestens einen Aktuator erzeugt werden, der verwendet werden kann, um ein vorbestimmtes Moment in mindestens einer gewünschten Richtung hervorzurufen, wobei der mindestens eine Aktuator in seiner aktuellen Stellung verriegelbar ist, um eine Drehung der Rahmenteile relativ zueinander zu verhindern.
Gemäß einigen Ausführungsformen können der besagte eine oder die mehreren Rahmenteile auch einer Stabilitätsauswertung bzw. Analyse auf der Grundlage des Moments unterzogen werden, das auf den Rahmenteil durch die besagten Stellungen und/oder Bewegungszustände und durch die besagte Nutzlast ausgeübt wird. Dies macht es möglich, bei Bedarf einen Betriebszustand der Forstarbeitseinheit aus vorbestimmten Alternativen auf der Grundlage der Stabilitätsauswertung auszuwählen. Gemäß einigen Ausführungsformen beinhalten die Alternativen für den Betriebszustand mindestens einen der folgenden Betriebszustände: aktive Stabilisierung, Verriegelung einer gegenseitigen Stellung von Rahmenteilen, Unbeweglichmachen und Warnen des Benutzers über eine Annäherung an eine extreme Stellung und/oder wenn eine extreme Stellung erreicht ist.
6 ist eine schematische Ansicht eines Beispiels eines Stützmoments eines Rahmenteils, wobei in diesem Falle das Stützmoment des Rahmenteils 3 beispielsweise in einer Situation gemäß 2b auftritt. Die Größe und die Richtung des Stützmoments T_support werden vorzugsweise so bestimmt, dass das Stützmoment zumindest gleich einer ersten Momentengrenze T_min ist, die gleich einem Moment ist, das gerade ausreichend ist, um zu verhindern, dass der Rahmenteil 2, 3, 4, der zu stabilisieren ist, auf eine Seite fällt, auf die er tendenziell fallen oder sich neigen würde, wenn das Stützmoment nicht vorhanden ist. Andres ausgedrückt, die Richtung des Stützmoments T_support wird vorzugsweis daraufhin ermittelt, auf welche Seite der zu stützende Rahmenteil 2, 3, 4 tendenziell fallen oder sich neigen würde, wenn das Stützmoment nicht vorhanden ist. Daher wird die Richtung des Stützmoments T_support so ausgewählt, dass es entgegengesetzt zu diesem Moment ist, das tendenziell den Rahmenteil 2, 3, 4 zum Fallen bringt, beispielsweise entgegengesetzt zu einem Moment, das durch Schwerkraft auf einer Seite hervorgerufen wird. Jedoch muss das Stützmoment kleiner sein als eine zweite Momentengrenze T_max, die höchstens gleich einem der folgenden ist, das kleiner ist: ein Moment, das bewirkt, dass ein zu stützender Rahmenteil 2, 3, 4 in die Richtung fällt, in der das Stützmoment wirkt, oder ein Moment, das bewirkt, dass ein stützender Rahmenteil 2, 3, 4 seine Stabilität verliert. 6 ist ein Beispiel, das eine Komponente des Stützmoments zeigt, wobei die Komponente um eine Drehachse C wirkt, wobei es jedoch gemäß den unterschiedlichen Ausführungsformen möglich ist, ein oder mehrere Stützmomente T_support zu ermitteln und/oder zu erzeugen, und das Stützmoment kann auch eine andere Richtung und/oder kann Komponenten umfassen, die in mehreren Richtungen wirken.
In der Praxis ist es häufig bevorzugt, ein möglichst kleines Stützmoment zu erzeugen, wobei das Moment jedoch gleichzeitig ausreichend groß ist, um beide Rahmen stabil zu halten. In diesem Falle unterliegen die Strukturen nicht einer unnötigen Belastung, und sowohl der stützende Rahmenteil als auch der zu stützende Rahmenteil sind stabil. Jedoch kann ein optimales Stützmoment variieren abhängig davon, welcher Aspekt zu optimieren ist, da, wenn eine Verformungskraft auf einen speziellen Rahmenteil einwirkt, beispielsweise der stützende Rahmenteil oder der zu stützende Rahmenteil zu optimieren ist, das optimale Stützmoment größer sein kann.
Gemäß den unterschiedlichen Ausführungsformen kann das Stützmoment T_support durch mindestens einen Aktuator erzeugt werden. Gemäß einer Ausführungsform kann das besagte Stützmoment T_support durch mindestens einen Aktuator erzeugt werden, der zum Erzeugen eines vorbestimmten Moments in mindestens einer gewünschten Richtung verwendet wird. Gemäß einer Ausführungsform kann das besagte Stützmoment T_support durch mindestens zwei Aktuatoren erzeugt werden, wovon jeder zur Erzeugung eines Moments in mindestens einer Richtung verwendet wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das besagte Stützmoment T_support durch mindestens einen Aktuator erzeugt werden, der zum Erzeugen eines Moments in mindestens zwei Richtungen, die entgegengesetzt zueinander sind, verwendet wird. Die besagten Aktuatoren können verwendet werden, um ein Gesamtstützmoment mit einer Größe und einer Richtung zu erzeugen, die dem erforderlichen Stützmoment T_support entsprechen. Gemäß den unterschiedlichen Ausführungsformen können der besagte eine oder die mehreren Aktuatoren auch in ihren aktuellen Stellungen verriegelt werden, um zu verhindern, dass die Rahmenteile sich relativ zueinander drehen.
Gemäß den unterschiedlichen Ausführungsformen können die Rahmenteile 2, 3, 4 auch einer Stabilitätsauswertung unterzogen werden, indem die zuvor genannten Stellungen und/oder Bewegungszustände und das zuvor genannte Moment und der Betriebszustand der Forstarbeitseinheit aus vorbestimmten Alternativen auf der Grundlage des Ergebnisses der Stabilitätsauswertung ausgewählt werden. Die Stabilitätsauswertung kann auch die mechanischen Eigenschaften der Forstarbeitseinheit und seiner Rahmenteile, die die Stabilität beeinflussen, nutzen, etwa ein mechanisches Modell der Forstarbeitseinheit und/oder seiner Rahmenteile oder Teile und/oder deren Messwerte. Abhängig von der Ausführungsform kann die Stabilitätsauswertung ausgeführt werden, indem der Einfachheit halber nur die Komponente des Moments berücksichtigt wird, die um die Drehachse C wirkt, und/oder mindestens eine Komponente des Moments, die um eine Querachse der Forstarbeitseinheit wirkt, und/oder Komponenten, die um eine im Wesentlichen vertikale Achse wirken. Gemäß den unterschiedlichen Ausführungsformen können die Alternativen für den Betriebszustand mindestens eine aktive Stabilisierung und Verriegelung einer gegenseitigen Stellung der Rahmenteile und/oder ein Warnen des Benutzers über eine in Kürze eintretende Extremstellung und/oder ein Erreichen einer Extremstellung beinhalten. In diesem Falle bezeichnet eine Extremstellung einen Grenzwert der Stabilität, bei welchem die gesamte Forstarbeitseinheit zu fallen anfängt oder in unmittelbarer Gefahr eines Fallens ist. Die Extremstellung kann auch eine Stellung oder eine Situation bezeichnen, in der das Stützmoment, das zum Stabilisieren des zu stützenden Rahmenteils erforderlich ist, im Wesentlichen gleich des höchsten Stützmoments ist, das in der in Frage stehenden Stellung und in dem Bewegungszustand erzeugbar ist. Gemäß noch einigen weiteren Ausführungsformen können die Alternativen für den Betriebszustand auch ein Unbeweglichmachen beinhalten. Das Unbeweglichmachen kann beispielsweise in einer Situation erforderlich sein, in der es notwendig gewesen ist, die Drehung der Rahmenteile relativ zueinander in einer speziellen Stellung zu verriegeln. Das Unbeweglichmachen bezeichnet eine Anordnung, die es ermöglicht, dass ein Starten der Forstarbeitseinheit verhindert wird und/oder bei Bedarf, dass eine Bewegung der Forstarbeitseinheit angehalten wird.
Das in der Offenbarung in Bezug auf 5 dargestellte Verfahren kann durch eine Anordnung in Verbindung mit einer Forstarbeitseinheit eingerichtet werden, die einen Rahmen hat, der gleich demjenigen ist, der in der Offenbarung mit Verweis auf die 1a bis 4 beispielsweise beschrieben ist. Gemäß einer Ausführungsform kann in diesem Falle das besagte Stützmoment durch mindestens einen Aktuator erzeugt werden, wobei der Aktuator oder die Aktuatoren zum Erzeugen eines vorbestimmten Moments in mindestens einer gewünschten Richtung verwendet werden können. Gemäß den unterschiedlichen Ausführungsformen kann der Aktuator auch in seiner aktuellen Stellung verriegelt werden, so dass eine Drehung der Rahmenteile relativ zueinander verhindert wird.
Gemäß einigen Ausführungsformen können die Stellung und/oder der Bewegungszustand eines oder mehrerer Rahmenteile der Forstarbeitseinheit 1, vorzugsweise mindestens eines zu stützenden Rahmenteils, ermittelt werden unter Verwendung jeweils mindestens eines Sensors, der ein Beschleunigungssensor oder ein Neigungsmesser sein kann. In einigen Ausführungsformen kann mindestens ein Winkelgeschwindigkeitssensor zusätzlich zu einem Beschleunigungssensor eingesetzt werden.
7 ist eine schematische Ansicht einer Anordnung zur Stabilisierung mindestens eines Rahmenteils 2, 3, 4 der Forstarbeitseinheit 1. Die Anordnung umfasst mindestens eine Detektiereinrichtung 71 zum Detektieren eines Moments, das von der Nutzlast oder den Nutzlasten hervorgerufen wird, mindestens aber einer Komponente zumindest dieses Moments, die zumindest um die Drehachse C wirkt. Des Weiteren umfasst die Anordnung eine Steuereinheit oder ein System 72 zur Ermittlung der Größe und der Richtung mindestens eines Stützmoments, das zumindest zum Stabilisieren eines Rahmenteils 2, 3, 4 erforderlich ist, auf der Grundlage mindestens einer Komponente des von der Nutzlast hervorgerufenen Moments. Die Anordnung umfasst ferner mindestens einen Aktuator 73 zur Erzeugung und Verstellung des Stützmoments.
8 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform zum Stabilisieren mindestens eines Rahmenteils 2, 3, 4 einer Forstarbeitseinheit 1, in der die Drehsteueranordnung Aktuatoren 83, etwa Druckmedien betriebene Aktuatoren, etwa Hydraulikzylinder, aufweist. In diesem Falle können die Druck- und Richtungssteuerung der Drehsteueranordnung durch eine Steuerventileinheit 84 ausgeführt werden, etwa eine Richtungsventileinheit, die die Richtung des Moments steuert, und durch eine Drucksteuereinheit 85, die die Größe des Moments mittels des Drucks einstellt. Die Druck- und Richtungssteuerungseinheit kann eine Reihe von separaten Komponenten aufweisen, beispielsweise eine Steuerventileinheit 84 und eine Druckeinstelleinheit 85, die in 8 gezeigt sind, oder eine einzelne integrierte Komponente. Die Steuerventileinheit 84 kann ein 4/3-Wegeventil, beispielsweise vorzugsweise mit einer geschlossenen Mittelstellung aufweisen, und die Druckeinstelleinheit 85 kann ein Proportionaldruckventil mit einer Druckspeisekupplung aufweisen, die beispielsweise mit dem Richtungsventil gekoppelt ist. In diesem Falle ermöglicht es die geschlossene Mittelstellung des Richtungsventils, dass die Zylinder verriegelt sind, wodurch auch der Ausgang des Druckventils schließt, was es möglich macht, dass der Systemdruck, der von dem Druckregelventil gesteuert wird, abgesenkt wird, um Energie zu sparen. Die geschlossene Mittelstellung kann auch verwendet werden, beispielsweise bei der Fehlererkennung für das Druckventil, und an einem Drucksensor, der die Funktion überwacht, wobei in diesem Falle der Fahrer über eine Fehlersituation einer Funktionsstörung gewarnt wird, und die stabilisierende Funktion kann bei Bedarf verhindert werden. 8 zeigt auch eine Energiequelle 86 für die Anordnung.
In einer Stützsituation, in der die Drehsteueranordnung auf der Grundlage von Druck gesteuert wird, kann sich ein Rahmengelenk 17 um die Längsachse drehen, ohne dass sich der Druck wesentlich ändert. Somit kann das Stützmoment auch beim Fahren auf unebenem Gelände beibehalten werden. Wenn der Grund unter den Rädern keinen stationären Zustand zulässt, nehmen die Rahmen eine neue Gleichgewichtsstellung ohne Zusatzbelastung auf das Rahmengelenk ein, das als eine starre Drehsteuerung in Erscheinung treten würde. Da das tatsächliche Stützmoment dem erforderlichen Moment in Echtzeit folgt, ändert sich das Stützmoment gleichmäßig und es treten keine Diskontinuitäten auf, wie dies ansonsten bei einer Implementierung mit konventioneller Rahmenverriegelung der Fall wäre.
Die Stellung und der Bewegungszustand des zu stützenden Rahmenteils 2, 3, 4 und/oder des stützenden Rahmenteils in Bezug auf die Beschleunigung aufgrund des Schwerkraftvektors und insbesondere dessen Richtung können beispielsweise ermittelt werden durch eine Sensorik für Neigung und Winkelgeschwindigkeit 81d, 87 des zu stützenden Rahmenteils und/oder des stützenden Rahmenteils, wobei die Erfassung durch einen Geschwindigkeitssensor, einen Neigungsmesser und/oder einen Winkelgeschwindigkeitssensor ausgeführt wird, und auf der Grundlage davon kann die Wirkung der Stellung der Rahmenteile auf das Stützmoment in einer Steuereinheit oder einem System 72, 82 ermittelt werden. Die Nutzlast kann aus einer beweglichen Auslegeranordnung der Forstarbeitseinheit und/oder einer damit anzuhebenden Last bestehen. Das von derartigen Auslegerarbeitsgängen hervorgerufene Moment kann in relativ genauer Weise auf der Grundlage eines Drucks 81a des Hebezylinders der Auslegeranordnung und den Positionsdaten 81b, 81c der Auslegeranordnung und einer Basiseinheit 15 der Auslegeranordnung abgeschätzt werden, um ein Beispiel zu nennen. Eine andere Art der Berechnung des durch die Auslegeranordnung und/oder durch eine andere Nutzlast hervorgerufenen Moments, wenn eine Nutzlast vorhanden ist, etwa eine Ladung, besteht darin, dieses auf der Grundlage der Zylinderdrücke (4-Punkt-Messung) und der Stellung einer zu neigenden Basiseinheit in zwei Richtungen oder durch eine separate Leistungserfassung der Basiseinheit beispielsweise mittels Stiftsensoren und/oder einer Verformungsmesseinheiten zu berechnen.
Jedoch wird das Stützmoment vorzugsweise nicht soweit erhöht, dass es die zweite Momentengrenze T_max übersteigt. Wenn das Moment zu sehr erhöht wird, fällt der zu stützende Rahmen schließlich ab. Wenn der Fahrer auf dem zu stützenden Rahmen sitzt, ist er notwendigerweise nicht in der Lage zu erkennen, dass der stützende Rahmen gerade dabei ist zu fallen. Aus diesem Grunde ist ein aktiv gesteuertes Stützmoment auf einen sicheren Wert begrenzt.
Es kann auch der Betriebszustand 89 der Forstarbeitseinheit in dem Stabilisierungsverfahren und in der Anordnung berücksichtigt werden. Zusätzlich oder stattdessen können die Rahmenteile bei Bedarf auch einer Stabilitätsauswertung unterzogen werden, wobei diese auf der Grundlage der zuvor genannten Stellungen und/oder Bewegungszustände und dem Moment erfolgt, das durch die Nutzlast auf den Rahmen ausgeübt wird, und ein neuer Betriebszustand für die Forstarbeitseinheit kann bei Bedarf aus vorbestimmten Alternativen auf der Grundlage des Ergebnisses der Stabilitätsauswertung ausgewählt werden. Mögliche Betriebszustände dieser Art sind beispielsweise zuvor mit Verweis auf 6 erläutert.
Wenn das ermittelte Stützmoment die zweite Momentengrenze T_max übersteigt, und wenn die Forstarbeitseinheit stationär ist, dann kann die Drehung des Rahmens gesteuert werden, indem das Rahmengelenk so gesteuert wird, dass es durch beispielsweise Sperrventile in konventioneller Weise versteift wird, so dass die gesamte Masse der forstwirtschaftlichen Einheit voll an der Stabilisierung der Maschine teilnimmt. Dies verbessert die Stabilität und die Sicherheit der Forstarbeitseinheit deutlich, da in diesem Falle der Fahrer die Instabilität durch die Neigung der gesamten Forstarbeitseinheit bemerkt, wobei die Forstarbeitseinheit sich entsprechend logisch als ein steifes Rahmengelenk verhält. In diesem Fall kann die Drehung verriegelt bleiben, bis das erforderliche Stützmoment deutlich unter die zweite Momentengrenze T_max abgefallen ist. Wenn die Drehung dann wieder freigegeben ist, können die Aktuatoren für die Drehsteuerung in die aktive Stabilisierung zurückkehren.
Für Situationen, in denen das erforderliche Stützmoment die zweite Momentengrenze T_max während des Fahrens übersteigt, kann ein Schwellenwert auf der Ebene des vorbestimmten Stützmoments für den Druck der Zylinder der Rahmenverriegelung ermittelt werden, da es nicht geeignet ist, die Drehung des Rahmens während des Fahrens zu verriegeln, und es kann auch das Stützmoment nicht erhöht werden, um die Stabilität des stützenden Rahmenteils zu gewährleisten. Jedoch ist das Verhalten der Forstarbeitseinheit voraussehbar und ein Ergebnis der Aktivitäten des Fahrers, so dass der Fahrer in der Lage ist, einen Verlust an Stabilität und ein Fallen des stützenden Rahmenteils zu verhindern. Ferner ist in den offenbarten Lösungen das zum Fallen des stützenden Rahmens erforderliche Moment deutlich höher als bei der Verwendung sogenannter konventioneller Rahmenverriegelungen. Eine entsprechende Funktion kann selbstverständlich durch einen Aktuator einer gewissen anderen Art, beispielsweise durch elektrische Aktuatoren, eingerichtet werden.
In den vorhergehenden Fällen, in denen das erforderliche Stützmoment sich der zweiten Momentengrenze T_max nähert oder diese erreicht oder übersteigt, kann das Steuersystem ausgebildet sein, eine Instabilität der Rahmenteile zu erkennen. Dies macht es möglich, den Fahrer über eine bevorstehende, möglicherweise gefährliche Situation durch beispielsweise audiovisuelle Einrichtungen zu warnen. Ferner kann gemäß den unterschiedlichen Ausführungsformen das Fahren einer Forstarbeitseinheit so bestimmt werden, dass das Fahren während des Arbeitsgangs verhindert wird, oder dass die Forstarbeitseinheit gezwungenermaßen angehaltern wird, wenn sich das erforderliche Stützmoment derzweiten Momentengrenze T_max annähert. Ferner kann in den diversen Ausführungsformen ermittelt werden, dass ein Starten verhindert wird, wenn ein Versuch unternommen wird, die Forstarbeitseinheit in Bewegung zu setzen, wenn das erforderliche Stützmoment gleich oder höher als die zweite Momentengrenze T_max ist. In diesem Falle wird das Fahren nur zugelassen, nachdem beispielsweise der Fahrer die Auslegeranordnung näher an die Längsachse der Forstarbeitseinheit herangeführt hat.
Das offenbarte Stabilisierungsverfahren und die Anordnung können auch in anderen Forstarbeitseinheiten, etwa Verladern, verwendet werden, wenn das von der Last hervorgerufene Moment durch beispielsweise eine Waage im Frachtraum gemessen werden kann. Des Weiteren können das Verfahren und die Anordnung, die zuvor offenbart sind, in natürlicher Weise auch in entsprechenden Arbeitsmaschinen angewendet werden, die auf unebenem Grund arbeiten und mindestens zwei Rahmenteile aufweisen, die relativ zueinander drehbar sind.
In den Figuren sind die Rahmenteile 2, 3, 4 der Einfachheit halber als separat voneinander gezeigt, und strukturelle Teile, die diese verbinden, sind in den Figuren im Wesentlichen nicht gezeigt. Selbstverständlich können aufeinanderfolgende strukturelle Teile jeweils durch beliebige strukturelle Teile oder Strukturen miteinander verbunden sein, so dass die Merkmale in den unabhängigen Ansprüchen verwirklicht sind.
Die offenbarten Aktuatoren der unterschiedlichen Ausführungsformen, etwa der erste Drehsteueraktuator 6 und/oder der zweite Drehsteueraktuator 8, können durch einen Gelenkaktuator ersetzt werden, beispielsweise einen Flügelaktuator oder einen anderen Drehmomentmotor, oder dergleichen, die eine begrenzte Bewegung erzeugen, oder durch ein andere ähnliche Lösung, die an sich bekannt und für den Zweck geeignet ist.
Der Fachmann erkennt, dass mit weiterem Fortschritt der Technik die grundlegende Idee der Erfindung auf viele unterschiedliche Weisen eingerichtet werden kann. Die Erfindung und ihre Ausführungsformen sind somit nicht auf die zuvor beschriebenen Beispiele beschränk.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 03055735 [0002]
EP 1261515 [0003, 0038]

Claims

Anordnung zum Stabilisieren mindestens eines Rahmenteils einer Forstarbeitseinheit (1), wobei die Forstarbeitseinheit mindestens zwei Rahmenteile (2, 3, 4) aufweist, die relativ zueinander im Wesentlichen um eine Längsdrehachse der Forstarbeitseinheit drehbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung zumindest aufweist eine Einrichtung (71, 81a-81d, 72, 82) zur Ermittlung einer Komponente eines Moments, das durch eine Nutzlast der Forstarbeitseinheit (1) auf einen zu stützenden Rahmenteil (2, 3, 4) ausgeübt wird, wobei die Komponente mindestens im Wesentlichen um die Längsdrehachse (C) wirkt; und eine Einrichtung (72, 82) zur Ermittlung, auf der Grundlage zumindest des von der Nutzlast auf den zu stützenden Rahmenteil ausgeübten Moments, einer Größe und einer Richtung mindestens eines Stützmoments, das zum Stabilisieren zumindest des Rahmenteils erforderlich ist, und eine Einrichtung zur Erzeugung des erforderlichen Stützmoments und zu dessen Einstellung auf eine vorbestimmte Größe und Richtung mit mindestens einem Aktuator (6, 73, 83) zur Erzeugung eines Gesamtstützmoments mit einer Größe und Richtung, das dem ermittelten erforderlichen Stützmoment (T_support) entspricht, wobei ein erster der Rahmenteile (2, 3, 4) der Forstarbeitseinheit (1) den zu stützenden Rahmenteil, auf den das durch die Nutzlast hervorgerufene Moment hauptsächlich gerichtet ist, beinhaltet, und ein zweiter der Rahmenteile (2, 3, 4) einen stützenden Rahmenteil beinhaltet, auf den das durch die Nutzlast hervorgerufene Moment verteilt und/oder übertragen wird durch eine Stabilisierung durch Erzeugung des erforderlichen Stützmoments (T_support) durch den mindestens einen Aktuator (6, 73, 83),
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Aktuator (73) so konfigurierbar ist, dass er ein vorbestimmtes Moment in mindestens einer gewünschten Richtung hervorruft, und dass er in seiner aktuellen Stellung zur Verhinderung einer relativen Drehung der Rahmenteile zueinander verriegelbar ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung ferner aufweist eine Einrichtung (81d) zur Ermittlung einer Stellung mindestens eines zu stützenden Rahmenteils (2, 3, 4) und/oder eines Bewegungszustands in Abhängigkeit von einer Beschleunigung aufgrund eines Schwerkraftvektors; und eine Einrichtung (72, 82) zur Ermittlung, auf der Grundlage der Komponente des Moments, das durch die Nutzlast auf den zu stützenden Rahmenteil ausgeübt wird, wobei die Komponente im Wesentlichen zumindest um die Längsdrehachse (C) wirkt, der Größe und Richtung des mindestens einen Stützmoments, das zumindest zur Stabilisierung des Rahmenteils erforderlich ist.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (81d) zur Ermittlung einer Stellung mindestens eines zu stützenden Rahmenteils und/oder eines Bewegungszustands in Abhängigkeit von einer Beschleunigung aufgrund eines Schwerkraftvektors mindestens einen Sensor umfasst.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Beschleunigungssensor und/oder einen Neigungsmesser und/oder einen Winkelgeschwindigkeitssensor aufweist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (71, 81a-81d, 72, 82) zur Ermittlung der Komponente des Moments, das durch die Nutzlast auf den zu stützenden Rahmenteil der Forstarbeitseinheit (1) ausgeübt wird, wobei die Komponente zumindest um die Drehachse wirkt, mindestens eines der folgenden umfasst: eine Messung des Gelenkwinkels der Schwenkung der Auslegeranordnung, eine Messung der Hebezylinderleistung und eine Messung des Gelenkwinkels der Verbindung zwischen der Auslegeranordnungsbasiseinheit und dem Hebezylinder.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Ermittlung der Größe und der Richtung zumindest eines Stützmoments, das zum Stabilisieren des Rahmenteils erforderlich ist, mindestens ein Steuersystem (72, 82) aufweist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung ferner ausweist eine Einrichtung (72, 82) zur Durchführung einer Stabilitätsauswertung der Rahmenteile auf der Grundlage der Stellungen und/oder Bewegungszustände und des von der Nutzlast auf den Rahmen ausgeübten Moments und zum Auswählen, auf der Grundlage der Stabilitätsauswertung, eines Betriebszustands für die Forstarbeitseinheit (1), und die Einrichtung mindestens ein Steuersystem aufweist.
Forstarbeitseinheit (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Forstarbeitseinheit eine Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.