DE4009163A1 - Bagger mit automatischer parallelhaltung seines von hand steuerbaren arbeitswerkzeuges und armsystem durch sensoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bagger mit automati­ scher Parallelhaltung seines von Hand steuerbaren Arbeitswerkzeuges und Armsystems gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruches 1.

Der erfindungsgemäße Bagger ist für verschiedene Arbeitswerkzeuge verwendbar, z. B. für Stachelwal­ zen, mit denen angesäte Böschungen bearbeitet wer­ den. Vorzugsweise dient er zum Schürfen mit einem Tieflöffel, wobei parallel zur Standebene verlau­ fende Arbeitsebenen bearbeitet werden können, aber auch nach oben oder nach unten verlaufende Böschun­ gen. Das Armsystem des erfindungsgemäßen Baggers umfaßt wenigstens den Ausleger und den Stiel, an dem das Arbeitswerkzeug angelenkt ist. Das Widerla­ ger des Auslegers bildet der Oberwagen. Darunter ist ein Teil des Baggers zu verstehen, der entweder auf einer stationären Unterkonstruktion schwenkbar oder beweglich angeordnet ist. Oder der schwenkbare Oberwagen sitzt auf einem Fahrgestell, das mit Rau­ pen oder Rädern versehen ist.

Inbesondere und vorzugsweise bezieht sich die Er­ findung auf Bagger der letztgenannten Ausführung, bei denen ein zweiteiliger, abgeknickter Ausleger in Form einer Schwinge verwendet wird, wodurch sich in Verbindung mit einem Stiel entsprechender Länge ein Armsystem maximaler Reichweite ergibt, sobald das Armsystem gestreckt ist. Solche Bagger arbeiten besonders rationell auf ausgedehnten Schürfebenen, lassen aber andererseits einen normalen Straßen­ transport mit zusammengefaltetem Armsystem zu. Das Armsystem des erfindungsgemäßen Baggers wird regel­ mäßig mit Hilfe hydraulischer Arbeitszylinder betä­ tigt, welche die Schwenkantriebe bilden. Die erfor­ derlichen Schwenkwinkel lassen sich durch den An­ schluß der Kolbenstangen solcher Arbeitszylinder an Lenkersysteme oder an Kragarme des Armsystems er­ möglichen.

Die hydraulischen Arbeitszylinder der Schwenk­ antriebe des Arbeitswerkzeuges und des Armsystems werden über die Handsteuerung auf der meistens auf dem Oberwagen angeordneten Kabine von dem Bagger­ führer über Wegeventile beaufschlagt. Bei einem er­ findungsgemäßen Bagger der bevorzugten Ausführungs­ form hat der Baggerführer die Möglichkeit, mit der Handsteuerung alle drei Arbeitszylinder des Ar­ beitswerkzeuges und des Armsystems unabhängig von­ einander zu steuern.

Bevor die Schürfbewegung eines solchen Baggers vom Baggerführer eingeleitet werden kann, muß dieser das Armsystem so weit strecken, daß das Arbeits­ werkzeug in seine Ausgangsstellung gelangt, die nicht immer der maximalen Reichweite des Armsystems entspricht. Sodann muß der Baggerführer das Ar­ beitswerkzeug in eine als günstig anzusehende Stel­ lung verschwenken. Ist das Arbeitswerkzeug als Tieflöffel ausgebildet, so besitzt es zum Abschälen des Bodens ein Messer, das oft mit Zähnen bestückt ist und mit dem anschließenden Bodenblech insgesamt eine Führungsfläche bildet, die durch die gewählte Stellung gegenüber dem Boden den sogenannten Schnittwinkel bildet. Dieser ist u. a. von der Härte des zu schürfenden Materials abhängig. Infolge der bei dem erfindungsgemäßen Bagger vorgesehenen Par­ allelhaltung steuert der Baggerfahrer meistens mit einem der Schwenkantriebe den Ausleger bzw. den Stiel, wobei die Steuerung den Antrieb des Arbeits­ werkzeuges korrigiert. Zu Beginn und am Ende der Schürfbewegungen muß der Baggerführer die Möglich­ keit haben, die Stellung des Arbeitswerkzeuges zu ändern, z. B. um einen Tieflöffel zu füllen, zu ent­ leeren oder vor Schürfbeginn einzustellen. Deswegen hat der Baggerfahrer die Möglichkeit, den meistens ebenfalls in Form eines hydraulischen Arbeitszylin­ ders verwirklichten Schwenkantrieb des Arbeitswerk­ zeuge mit der Steuerung zu betätigen.

Normalerweise muß der Baggerführer während des Schürfens Korrekturen an dem Arbeitswerkzeug vor­ nehmen. Das ergibt sich zwingend aus der Tatsache, daß der Schnittwinkel umso größer sein muß, je här­ ter der Boden ist und Härteunterschiede entlang des Schürfweges die Regel sind. Beginnt man den Schürf­ vorgang z. B. im härteren Boden mit dem dafür rich­ tigen Schnittwinkel und läßt diesen unverändert entlang des Schürfweges, so dringt das Messer bzw. seine Führungsfläche im weicheren Bodenabschnitt ungewollt tief in den Boden ein. Umgekehrt kommt bei optimalem Schnittwinkel für den weichen Boden­ teil der Schürfgeraden im harten Abschnitt kein Abtrag zustande, weil der Schnittwinkel zu klein ist. Der Löffel rutscht einfach über die Schürfflä­ che. U. U. wird dabei sogar der Oberwagen mit seiner Unterkonstruktion in eine Kippstellung gebracht. Ohne Korrektur des Schnittwinkels während des Schürfvorganges bleiben an harten Stellen des Schürfweges Berge und an weichen Stellen des Schürfweges Täler zurück. Die gewünschte planebene Fläche kommt nicht zustande. Wenn der Baggerführer den Härteunterschieden entsprechend dem Schnittwin­ kel immer wieder anpaßt, kommt schließlich eine ebene Schürffläche auch mit der vorgegebenen Nei­ gung zustande.

Die Erfahrung zeigt zwar, daß der Baggerführer nur mit hohem Zeitaufwand und großer Geschicklichkeit in der Lage ist, die drei Schwenkwinkel des Armsy­ stems gleichzeitig so zu steuern, daß die Schürfe­ bene mit einer vorgegebenen Ebene übereinstimmt. Wenn aber eine größere Genauigkeit und wirtschaft­ liche Arbeitsgeschwindigkeit über den gesamten mög­ lichen Schürfweg vorherrschen sollen, müssen dem, insbesondere dem mittelmäßigen Baggerführer techni­ sche Hilfsmittel zur Verfügung gestellt werden. Daher weist der erfindungsgemäße Bagger die er­ wähnte Parallelhaltung seines Arbeitswerkzeuges auf. Diese sorgt dafür, daß während des Schürfens das Arbeitswerkzeug durch Schwenken in senkrechter ebene zu sich selbst parallel gehalten wird, so daß der Baggerführer nur noch die minimale impulsartige Korrektursteuerung zur Optimierung des Schnittwin­ kels vorzunehmen braucht, nachdem die Neigung der Schürfebene festliegt.

Die Erfindung unterscheidet sich von derartigen Löffelbaggern, welche auf mechanischem Wege eine Parallelhaltung des Arbeitswerkzeuges erzwingen (DBP 18 00 045). Bei diesen Baggern ist das Armsy­ stem so ausgebildet, daß ein zum Schwenken des Löffels dienender hydraulischer Zylinder einerseits in der Nähe der Schwenkachse des Löffelstiels am Ausleger und andererseits an einem in der Nähe der Schwenkachse des Löffels am Löffelstiel gelagerten dreieckförmigen Umlenkhebel derart angreift und der Umlenkhebel mit dem Löffel über einen kurzen Lenker so verbunden ist, daß der Löffelstiel, der Umlenk­ hebel und der hydraulische Zylinder zusammen mit dem vorderen Ende des Auslegers ein großes Gelenk­ viereck bilden; dieses ist über ein von dem drei­ eckförmigen Umlenkhebel gebildetes Umlenkdreieck mit einem von dem Umlenkhebel, dem Ende des Löffel­ stiels, dem Löffelstiel und dem kurzen Lenker ge­ bildeten kleinen Gelenkviereck gekoppelt; bei gege­ bener Länge des Auslegers und bei gegebener Länge des Löffelstiels sind die Abmessungen der Gelenk­ vierecke, sowie des Umlenkdreiecks so aufeinander abgestimmt, und das große Gelenkviereck ist beim Einstellen des Schnittwinkels des Löffels auf die Neigung einer zu bearbeitenden Böschung mit Hilfe des hydraulischen Zylinders derart verändert und dadurch der Böschungsneigung angepaßt, daß der Löffel während der Grabbewegung unter Berücksichti­ gung der der Böschungsneigung entsprechenden Schwenkbewegung des Auslegers annähernd über den gesamten Schwenkbereich des Löffelstiels entlang der Böschung parallelgeführt wird. Hierbei ergibt sich der einmal vorgewählte Schnittwinkel zwangs­ läufig aus der Geometrie des Armsystems. Der Bag­ gerführer hat deswegen nur noch die Grabbewegung mit einem hydraulischen Zylinder an der Schürfein­ richtung des Baggers zu betätigen und muß die be­ schriebenen Korrekturen überlagern.

Dadurch, daß die Erfindung Sensoren für die Steue­ rung vorsieht, ist sie von der Geometrie des Armsy­ stems unabhängig. Deswegen fallen die Beschränkun­ gen der Länge des Löffelstieles fort, die bei der beschriebenen mechanischen Lösung erforderlich ist und sich aus der Abhängigkeit der Löffelstiellänge von dem Hub des Arbeitszylinders ergibt, der das Arbeitswerkzeug schwenkt und deshalb die kleinste Löffelstiellänge vorgibt. Zwar sind größere Längen auch bei dem bekannten System möglich, erfordern aber weitere, der Längenänderung entsprechende Len­ ker zwischen großem und kleinen Gelenkviereck. Das bedeutet zusätzliche Massen mit großer Ausladung des Armsystems, welche den Nutzinhalt des Löffels mindern und die optimal mögliche Reichweite verrin­ gern.

Zwar lassen sich weitere Lenker mit einer hydrauli­ schen Parallelhaltung vermeiden, bei der man die Parallelführung des Arbeitswerkzeuges mit einem zu­ sätzlichen hydraulischen Antrieb, einem sogenannten Masterzylinder, erzwingt (DBP 24 39 967). Aber auch hiermit ist der Nachteil eines zu hohen technischen Aufwandes verbunden, wobei die Parallelführung überdies bei Löffelstieldrehwinkeln von über 100° entartet. Das setzt der Verlängerung des Armsystem und damit der Reichweite enge Grenzen. Diese sind bei Verwendung von Sensoren aufgehoben.

Die Erfindung geht von einem vorbekannten Bagger der letztgenannten Art aus (DE-OS 31 34 064). Hier­ bei wird der Schnittwinkel des Arbeitswerkzeuges über ein Pendel ermittelt, welches ein Potentio­ meter verstellt, das zusammen mit dem Pendel den Werkzeugsensor bildet, welcher den jeweiligen Schnittwinkel in einen diesem proportionalen Wider­ standswert umsetzen soll. Ein von Hand einstellba­ res Potentiometer liefert der Steuerung den Soll­ wert, der in einer Vergleichsstufe in eine Regel­ größe umgesetzt wird, die über einen Treiber ein Wegeventil ansteuert, das den den Schwenkantrieb des Arbeitswerkzeuges bildenden Arbeitszylinder be­ aufschlagt. Hiervon ist die Steuerung des Armsy­ stems getrennt. Der Druck im Schwenkzylinder des Auslegers wird über ein den Auslegersensor bilden­ des Potentiometer vorgewählt und ständig über ein Druckventil konstant gehalten.

In einer solchen Steuerung bestimmt sich der Schnittwinkel des Arbeitswerkzeuges in erster Linie aus dem Sollwert-Istwert-Vergleich. Das Entstehen der Regelgröße hat jedoch zur Voraussetzung, daß auch tatsächlich eine definierte Differenz zwischen Sollwert und Istwert vorhanden ist. Im Regelfall, also bei nicht homogenen Böden, die eine oder meh­ rere Änderungen des Schnittwinkels im Zuge der Schürfbewegung des Löffels erforderlich machen, muß der Schnittwinkel verstellt und damit der Istwert der Regelung verstellt werden, um den Löffel tiefer in den Boden zu lenken oder aus diesem nach oben zu steuern. Da die Parallelhaltung des Schnittwinkels eine deutliche Änderung des Istwertes voraussetzt, um überhaupt eine Regelgröße zu bilden, ergeben sich besonders bei Richtungsänderungen, also beim Wechsel von Hinein- und Herausschneiden Probleme, weil eine Folgeverzögerung zwischen Handaktion und Löffelbewegungsreaktion die Baggerführer veranlaßt, nach anfänglich verhaltener Ansteuerung ohne Wir­ kung schließlich den Steuerhandhebel weiter auszu­ lenken, was mehr Kraft bzw. mehr Geschwindigkeit am angesprochenen Schwenkantrieb bedeutet. Sein aggressiver Steuerungseingriff hat aber zur Folge, daß die Korrekturstellgröße weit über das gewollte Maß hinausgeht und Bewegungsabläufe zur Korrektur­ steuerung in der beschriebenen und gewollten Form praktisch unmöglich werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf ein­ fache Weise einen Bagger der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, welcher unter Vermeidung der be­ zeichneten Nachteile unabhängig von den Bodenver­ hältnissen eine Bewegung des Arbeitswerkzeuges, insbesondere also eine Schürfgerade ermöglicht, die von der vorgegebenen Ideallinie nur in unerhebli­ chen Grenzen abweicht, ohne daß an den Baggerführer über das normale Maß hinaus überhöhte Anforderungen an Zeitaufwand und Geschicklichkeit gestellt werden müssen.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Indem erfindungsgemäß mit der Handsteuerung des Arbeitswerkzeuges der Sollwerteinsteller und damit synchron und proportional der Werkzeugsensor ver­ stellbar sind, führt jede Steuerungsmaßnahme z. B. des Schnittwinkels eines Tieflöffels durch den Baggerführer dazu, daß die Regelung unverändert bleibt, d. h. die Parallelhaltung auch bei geänder­ tem Schnittwinkel erzwungen wird. Da die Steuerung des Armsystems mit Hilfe von dessen Sensoren er­ folgt und die Regelung nur bei hinreichend großen Änderungen des Istwertes einen Eingriff in den An­ trieb des Arbeitswerkzeuges veranlaßt, kann der Baggerführer z. B. eine harte Bodenpartie mit ent­ sprechend vergrößertem Schnittwinkel ausgraben und danach mit wieder vermindertem Schnittwinkel unter­ stützt von der Regelung weiter schürfen, da die Ab­ weichungen von Soll- und Istwert erfindungsgemäß von dem steuernden Eingriff in den Antrieb des Arbeitswerkzeuges unabhängig ist und die Regelung nicht beeinflußt.

Es hat sich herausgestellt, daß diese Steuerung des erfindungsgemäßen Baggers die unter inhomogenen Bodenverhältnissen bislang auftretenden Fehlsteue­ rungen des Arbeitswerkzeuges vollständig vermeidet. Auch ungeübte Baggerführer können mit der Hand­ steuerung des Arbeitswerkzeuges jederzeit den Schnittwinkel verändern und genau einstellen, ohne das Arbeitswerkzeug in Fehlstellungen zur jeweili­ gen Ideallinie zu bringen. Das Armsystem des Baggers kann gleichwohl maximale Längen aufweisen und ist von seiner Geometrie im einzelnen völlig unabhängig. Es kann durch den Baggerführer auch nicht überlastet werden, weil die Handsteuerung Soll- und Istwert des Arbeitswerkzeuges gleichzei­ tig und proportional ändert.

Gemäß der Ausführungsform nach dem Anspruch 2 wird die Steuerung weiter dadurch vereinfacht, daß die Feststellung des Istwertes durch ein Meßgerät ent­ fällt, indem das Arbeitswerkzeug zur Verstellung des Werkzeugsensors dient. Dadurch wird die Steue­ rung von den unvermeidlichen Meßwertschwankungen unabhängig, welche bei den bekannten Neigungsmes­ sern besonders problematisch ist.

Vorzugsweise arbeitet in dem erfindungsgemäßen Bagger die Steuerung auch mit Potentiometern. Nach den Merkmalen des Anspruches 3 dienen als Meßwerte Widerstandswerte, die über eine Brückenschaltung die Regelstrecke ansteuern.

Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vor­ teile der Erfindung ergeben sich aus der nachfol­ genden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an­ hand der Figuren in der Zeichnung; es zeigen

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Bagger in Seitenan­ sicht zu Beginn der Schürfbewegung nach dem Basisabgleich durch den Baggerführer vor der Einleitung der Schürfbewegung,

Fig. 2 in der Fig. 1 entsprechender Darstellung verschiedene Stellungen des Armsystems und des Tieflöffels während der Schürfbewegung,

Fig. 3 in der Fig. 2 entsprechender Darstellung Ar­ beitswerkzeug und Schürfbewegung längs einer abfallenden Böschung,

Fig. 4 in den Fig. 2 und 3 entsprechender Darstel­ lung die Stellung der beschriebenen Teile beim Schürfen auf einer ansteigenden Böschung,

Fig. 5 eine hydraulisch ausgeführte Steuerung gemäß der Erfindung teilweise in Form eines Schaltbildes mit Symbolen und teilweise un­ ter schematischer Wiedergabe der hydrauli­ schen Leitungen und Wegeventile, sowie der Verschaltung hydraulischer Arbeitszylinder,

Fig. 6 ein Blockschaltbild der elektrischen Senso­ ren der Baggersteuerung und

Fig. 7 eine schematische Darstellung des Tieflöf­ fels, der in der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 4 verwendet wird.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 1 bis 4 weist der Bagger nach dem Ausführungsbeispiel ein Armsystem auf, das auf einem Oberwagen (1) abgestützt ist.

Dieser ist auf einem Unterwagen (1′) um eine verti­ kale Achse verschwenkbar. Das Armsystem weist im wesentlichen eine an dem Oberwagen (1) bei (4) um eine horizontale Achse angelenkte Auslegerschwinge (2) auf, die zweiteilig ausgebildet und nach unten abgeknickt ist. Das Auslegersystem besteht ferner aus dem ebenso wie die Auslegerschwinge (2) in ver­ tikaler Ebene schwenkbarem Stiel (5). Während die Auslegerschwinge (2) mit Hilfe des Arbeitszylinders (3), der einerseits am Oberwagen (1) und anderer­ seits am inneren Teil der Auslegerschwinge (2) an­ gelenkt ist, betätigt wird, dient zum Verschwenken des Stieles (5) ein Arbeitszylinder (6), welcher einerseits an einem Kragarm des Stiels (5) und andererseits an einer Konsole der Auslegerschwinge (2) angelenkt ist. Am freien Ende des Stieles (5) sitzt ein Tieflöffel (8), der über einen Arbeitszy­ linder (9) und ein Umlenkhebelsystem um seinen Drehpunkt (10) am Löffelstiel (5) verschwenkbar ist. Der eingezeichnete Schnittwinkel läßt sich mit Hilfe des Arbeitszylinders (9) verändern.

Ein Vergleich der Fig. 1 bis 4 untereinander zeigt, daß sich verschiedene Winkel α, β und γ ergeben, wenn das Armsystem und der Tieflöffel (8) auf ver­ schiedene Böschungswinkel eingestellt werden.

Diese Winkel lassen sich über elektrische Sensoren, die mit Potentiometern verwirklicht sind, unmittel­ bar in den Anlenkungen (4, 7 und 10) abgreifen. In Fig. 6 sind die Sensoren in Form eines elektrischen Schaltbildes wiedergegeben. Die Sensoren p_H und p_S geben den Sollwert und den Istwert des Schnittwin­ kels am Arbeitswerkzeug (8) wieder. Beide Sensoren sind im Schaltbild der Fig. 6 beispielsweise mit 3 kOhm angenommen. Eine Steuerungsmaßnahme am Tief­ löffel (8) durch den Fahrer ändert beide Sensoren gleichzeitig um den gleichen Betrag beispielsweise auf 2 kOhm oder auf 5 kOhm, wodurch der Abgleich unver­ ändert bestehen bleibt. Das Steuergerät, welches die Parallelhaltung bewirkt, bleibt deshalb unbetä­ tigt.

Sollwertänderungen entstehen nur durch Verstellung der Sensoren p_F und/oder p_M infolge von Betätigun­ gen der Arbeitszylinder (3 und/oder 6) des Armsy­ stems, wodurch die elektronische Regelung den Arbeitszylinder (9) und damit den Widerstandswert des Sensors p_S so verändert, daß im Beispiel nach Fig. 6 die Summe von

p_S + p_M + p_F = 17 kOhm

erhalten bleibt. Dabei kann es dazu kommen, daß eine Abweichung von p_H von p_S eintritt. Das ist jedoch ohne Bedeutung für das Steuergerät. Durch eine nachfolgende Handverstellung verändern sich nach wie vor p_H und p_S gleichzeitig um den gleichen Wert, also z. B. um 2 kOhm, so daß, wenn vor der Handverstellung

p_S = 5 kOhm und
p_H immer noch = 3 kOhm

war, diese nach der Handverstellung

p_H = 5 kOhm
p_S = 7 kOhm

betragen, die Summe also auf beiden Zweigen der Brücke 19 kOhm ausmacht. Der Abgleich wird folglich auch hierbei durch die Handverstellung nicht ge­ stört, das Steuergerät bleibt untätig.

Die beschriebene synchrone und proportionale Verstellung des Sollwerteinstellers p_H und des Werkzeugsensors p_S mit der Handsteuerung des Bag­ gers ist in Fig. 5 wiedergegeben.

Die dargestellte Steuereinrichtung weist einen Handhebel (21) auf, der über hydraulische Leitungen (22 und 23) ein Mehrwegeventil (24) betätigt, wo­ durch der Arbeitszylinder (9) über die Leitungen (25, 25a und 26) verstellbar ist. Zur Vervollstän­ digung ist die hydraulische Pumpe (36), das erfor­ derliche Druckbegrenzungsventil (37) und der hydraulische Ölbehälter (38) symbolisch in die Figuren eingezeichnet. Auf diese Art werden auch der Auslegerzylinder (3) und der Arbeitszylinder (6) für die Betätigung des Stieles (5) angesteuert, wobei die Zylinderkraft und die Zylindergeschwin­ digkeit proportional der Größe des Auslenkwinkels im Handhebel sind. Die Erfindung geht davon aus, dem Baggerfahrer diese Handsteuerung zu erhalten. Dadurch kann der Baggerführer wie gewohnt auch bei der erfindungsgemäßen Steuerung davon ausgehen, daß je nach Auslegung des Handhebels der Steuerung (21) eine entsprechende Reaktion z. B. am Arbeitszylinder des Tieflöffels (9) erfolgt.

Gemäß der Fig. 5 wird die Steuereinrichtung (21) auch zur Sollwertvorgabe benutzt. Dadurch läßt sich u. a. außer der von dem Steuergerät herbeigeführten Parallelhaltung des Tieflöffels der Löffel in Stel­ lungen bringen, in denen er gefüllt oder ausgeleert wird. Eine Veränderung des Sensors p_H (34) wird mit einem kleinen Stellzylinder (35) vorgenommen, der zumindest in der Geschwindigkeit proportional zur Handhebelverstellung steuerbar ist. Die Regelung des Löffelzylinders (9) erfolgt über die hydrauli­ schen Leitungen (28 und 29) über ein Mehrwegeventil (27), welches elektromagnetisch angesteuert wird. Dem Eingang des Treibers (30) liegen die Werte aller Sensoren nach Fig. 6 an. Wenn dort, wie dar­ gestellt, ein Abgleich besteht, ändert sich zunächst nichts. Verstellt man aber p_F oder p_M oder p_F + p_M, dann veranlaßt die Regelung die Ansteue­ rung des Magneten (31 oder 32) durch den Treiber in dem Sinn einer Änderung des Sensors p_S (33), so daß der Abgleich zustandekommt.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 läßt einen Nachlauf von Ist- und Sollwert nicht zu, sobald die Steuerung (21) betätigt wird. Hierbei wird der zur Sollwertvorgabe erforderliche Sensor p_H (34) gemäß der Erfindung bei Handverstellung gleichzeitig mit dem Sensor p_S in gleicher Richtung und in gleicher Größe verändert. Dazu dient ebenso wie bei dem Sen­ sor p_S (33) ein Hilfszylinder (35). Sein stangen­ seitiges Volumen ist gleich dem kolbenseitigen Volumen des Löffelzylinders (9). Die hydraulische Leitung (25) ist an die Kolbenseite des Hilfszylin­ ders (35) angeschlossen. Die hydraulische Leitung (25a) verbindet die Stangenseite des Hilfszylinders (35) mit der Kolbenseite des Löffelzylinders (9) Mittels eines hier nicht weiter beschriebenen Ven­ tils ist es möglich, an beiden Zylindern die Kol­ benstangen als Basisstellung z. B. vollständig aus­ zufahren.

Durch die Handhebelbetätigung an der Steuereinrich­ tung (21) lassen sich danach beide Kolbenstangen der Hilfszylinder gleichzeitig ein- und auch wieder ausfahren. Weil jede Kolbenstange mit einem Sensor (34 bzw. 33) gekoppelt ist, verändern sich deren Werte ebenso synchron wie die Stangenstellungen. Über die hydraulischen Leitungen (28 und 29), die vom Mehrwegeventil (27) ausgehen, wird der Löffelzylinder (9) so verstellt, daß der Löffel (8) permanent parallelgeführt ist.

Über die hydraulischen Leitungen (25, 25a und 26) vom Mehrwegeventil (24) wird der Löffelzylinder (9) verstellt, wenn die Ausgangslage eingestellt wird oder wenn gefüllt oder entleert oder korrigiert wird. Der Löffel (8) wird dadurch in jede beliebige Lage gebracht, was feinfühlig, genau und proportio­ nal erfolgt, wobei der Baggerführer eines herkömm­ lichen Baggers nicht umzulernen braucht.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich beim Erreichen der Belastungsgrenzen.

Grundsätzlich sind nämlich die Bauteile eines Löf­ felbaggers vor Überlastung durch Druckbegrenzungs­ ventile im hydraulischen System geschützt. Bei her­ kömmlichen Baggern kommt es immer wieder vor, daß durch unüberwindliche Hindernisse im Boden der Löf­ fel nicht weiter verstellt werden kann, wodurch auch am Sensor p_S eine Veränderung unterbleibt. Wenn der Baggerführer den Sollwerteinsteller wie bei herkömmlichen Baggern üblich allein verstellt und der Werkzeugsensor aus den genanten Gründen nicht folgen kann, so wächst die Differenz zwischen Sollwert und Istwert, weil der Baggerführer ver­ sucht, durch wiederholte Auslenkung des Handhebels die Überwindung des Hindernisses zu erreichen. Kommt dann der Löffel aus irgend einem Grunde doch frei, tritt die Regelung in Kraft, durch die sich der Istwert auf den Sollwert einstellt. Dabei kommt es in der Praxis nicht selten zu Drehwinkeln von ca. 100° am Löffel. Diese Bewegungen erschrecken den Baggerfahrer, der sie nicht kontrollieren kann und verleitet ihn u. U. zu Falschreaktionen. Das führt zur Gefährdung anderer Personen und zur Be­ schädigung des Baggers bzw. anderer Sachen.

Da erfindungsgemäß der Sensor p_H (34) und der Sen­ sor p_S (33) bei Handverstellung stets zusammen ver­ ändert werden, kann der Handhebel bei (21) beliebig oft betätigt werden, um ein Hindernis zu überwin­ den. Wenn sich der Löffel nicht bewegen läßt, ver­ stellt sich auch der Sensor p_S (33) nicht und auch der Löffelzylinder (9) bleibt unverändert. Ebenso­ wenig ändert sich am Hilfszylinder (35) die Stel­ lung, weshalb auch der Sensor p_H (34) nicht ver­ stellt wird. Unkontrollierte Bewegungen des Armsy­ stems bzw. des Arbeitswerkzeuges des Baggers werden dadurch vermieden.

Claims (6)

1. Bagger mit automatischer Parallelhaltung seines von Hand steuerbaren Arbeitswerkzeuges und Arm­ systems durch Sensoren, das im wesentlichen aus einer an einem Oberwagen angelenkten Ausleger­ schwinge und einem in der senkrechten Schwenke­ bene der Auslegerschwinge schwenkbaren Stiel be­ steht, an den das bevorzugt als Tieflöffel aus­ gebildete Arbeitswerkzeug angelenkt ist und eine Steuerung aufweist, in der für die Parallelhal­ tung ein Werkzeugsensor, welcher die Stellung des Arbeitswerkzeuges erfaßt, ein Sollwertein­ steller und eine Vergleichsstufe vorgesehen sind, die mit dem Sensor des Armsystems zusam­ menwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Handsteuerung (21) des Arbeitswerkzeuges der Sollwerteinsteller (P_H) und damit synchron und proportional der Werkzeugsensor (P_S) verstellbar ist, und daß die Steuerung des Armsystems mit Hilfe seiner Sensoren (P_F, P_M) erfolgt.

2. Bagger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitswerkzeug (8) zur Verstellung des Werkzeugsensors (P_S) dient.

3. Bagger nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Vergleichsstufe eine Summenbildung einerseits aus den Sensoren (P_F, P_M) des Armsystems und des Werkzeugsensors (P_S), sowie andererseits dem Sollwerteinsteller (P_H) und einem zur Voreinstellung des Armsystems auf einer Arbeitsebene dienenden Sensor (P_St) aufweist und die Regelung durch Differenzbildung der Summen auslösbar ist.

4. Bagger nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur synchro­ nen und proportionalen Verstellung des Sollwer­ teinstellers (P_H) ein hydraulischer Stellzylinder (35) vorgesehen ist.

5. Bagger nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellzylinder (35) des Sensors (P_H) im hydraulischen Gleichlauf mit dem Arbeitszylinder (9) des Arbeitswerkzeuges (8) steht, mit dem ein einen Istwert wiedergebender Sensor (P_S) verstellbar ist.

6. Bagger nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Handsteuerung (21) des Arbeitszylinders (9) des Arbeitswerkzeuges (8) über ein vorgesteuertes Wegeventil (24) erfolgt, von dem der Stellzylinder (35) des Sollwerteinstellers einstellbar ist.