DE69411519T2

DE69411519T2 - Automatisches Baggersteuersystem für einen Löffelbagger

Info

Publication number: DE69411519T2
Application number: DE69411519T
Authority: DE
Inventors: Satoshi C/O Shin Caterpillar Tokyo Fujii; Tomoaki C/O Shin Caterpillar Tokyo Ono; Shoji C/O Shin Caterpillar Tokyo Tozawa
Original assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd; Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd; Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 1993-12-09
Filing date: 1994-12-08
Publication date: 1999-01-28
Anticipated expiration: 2014-12-09
Also published as: EP0657590B1; EP0657590A1; CA2137631A1; JPH07158105A; CA2137631C; US5535532A; DE69411519D1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Baggersteuergerät für einen Baumaschinentyp, der eine Schaufel wie z. B. eine hydraulisch betätigte Schaufel hat.

Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik

Im allgemeinen sind bei einigen Schaufelbaumaschinen der Ausleger, der Arm und die Schaufel, die den Steuerabschnitt bilden, der Reihe nach drehbar mit dem Ausrüstungsteil verbunden, wobei der Ausleger, der Arm und die Schaufel jeweils mit Zylindern verbunden sind, die sich durch Hebelbetätigung ausdehnen und zusammenziehen. Das Graben mit einem solchen Gerät muß von einer sehr erfahrenen Bedienungsperson durchgeführt werden, weil jeder der Zylinder separat betätigt werden muß. Da es heutzutage nicht genügend erfahrene Bedienungspersonen gibt, wurde eine Schaufelbaumaschine vorgeschlagen, bei der jeder der Zylinder automatisch gesteuert wird, um automatisch zu graben. Bei einem solchen Gerät, das automatisch gräbt, so daß die Grablast konstant bleibt, kann aber ein großer Unterschied in der Grabtiefe infolge von Änderungen in der Härte des auszugrabenden Bodens oder von vorhandenen Hindernissen auftreten. Dies führt zu dem Problem, daß hochpräzises Graben nicht erreicht werden kann. Insbesondere wenn der Boden über eine beabsichtigte Tiefe hinaus ausgegraben wird, muß Erde an den Boden zurückgegeben werden, so daß sich der Grabwirkungsgrad beträchtlich verringert. Wenn außerdem Unterschiede in der Grabtiefe korrigiert werden müssen, muß der automatische Grabsteuermodus jedesmal aufgehoben werden, um den Hebel zu betätigen, wodurch sich eine vermehrte Anzahl von Grabschritten ergibt, die den Grabwirkungsgrad verringern.
Die WO-A-9102853 offenbart ein automatisches Grabsteuersystem, bei dem eine Anzahl von verschiedenen Betriebsarten möglich sind, z. B.: Betriebsarten, bei denen ein bestimmter Teil der Grabausrüstung in einer festen Ausrichtung gehalten werden kann, Betriebsarten, bei denen die Grabung auf bestimmte begrenzte Bereiche beschränkt ist, eine Betriebsart, welche die auf die anderen Zylinder wirkenden Kräfte überwacht, und eine automatische Betriebsart, die im Prinzip keine menschliche Intervention erfordert, wenn sie einmal gestartet ist. Es gibt jedoch keine Offenbarung eines automatischen Hin- und Herschaltens zwischen Betriebsarten im Einklang mit vorbestimmten Bedingungen.
Angesichts der oben beschriebenen Probleme zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, ein Baggersteuergerät für einen Schaufelbaumaschinentyp bereitzustellen. Entsprechend der Erfindung wird ein Baggersteuergerät für einen Baumaschinentyp bereitgestellt, der einen beweglichen Ausleger, einen schwenkbar mit dem Ausleger verbundenen Arm, eine von dem Arm getragene Schaufel, einen Steuerabschnitt, der drehbar mit dem Ausrüstungsteil verbunden ist, und Betätigungszylinder zum Betätigen des Auslegers, des Armes und der Schaufel hat, wobei der Steuerabschnitt einen automatischen Grabsteuerabschnitt aufweist, der automatisches Graben durch Steuern des Betriebs eines jeden der Zylinder gestattet, und gekennzeichnet ist durch
eine Grablaststeuervorrichtung zum Erfassen einer Grablast, wenn während des automatischen Grabens eine Grabtiefe flacher als eine eingestellte Grabtiefe ist, und zum Erzeugen von Steuerbefehlen für einen jeden der Zylinder, so daß die Zylinder die Wirkung haben, die erfaßte Grablast auf einer eingestellten Last zu halten;
eine Schaufelwegsteuereinrichtung zum Erzeugen von Steuerbefehlen an jeden der Zylinder, so daß die Zylinder in der Weise betätigt werden, daß die Schaufel gezwungen wird, während des automatischen Grabens einer Bahn zu folgen, die einer eingestellten Bahn entspricht; und
eine automatische Steuerschalteinrichtung zum automatischen Umschalten zwischen einem Grablast-Steuermodus und einem Schaufelbahn-Steuermodus in Übereinstimmung mit vorbestimmten Bedingungen.
Der Grabsteuerabschnitt kann eine Steuerbefehlkorrektureinrichtung zum Korrigieren des Steuerbefehls an jeden Zylinder durch Hebelbetrieb während des automatischen Grabens aufweisen.
Weiterhin kann eine automatische Steuerschalteinrichtung bereitgestellt werden, um den Modus automatisch von einem Grablast-Steuermodus auf den Schaufelbahn-Steuermodus umzuschalten, wenn die Grabtiefe mit einer eingestellten Tiefe gleich ist.
Weiterhin kann eine automatische Steuerschalteinrichtung bereitgestellt werden, um den Modus automatisch von dem Schaufelbahn-Steuermodus auf den Grablast-Steuermodus umzuschalten, wenn eine Grabüberlast aufgetreten ist.
Weiterhin kann eine erste automatische Steuerschalteinrichtung bereitgestellt werden, um den Modus automatisch von dem Grablast- Steuermodus auf den Schaufelbahn-Steuermodus umzuschalten, wenn die Grabtiefe eine eingestellte Grabtiefe erreicht hat, und eine zweite automatische Steuerschalteinrichtung, um den Modus automatisch von dem Schaufelbahn-Steuermodus auf den Grablast- Steuermodus umzuschalten, wenn eine Grabüberlast aufgetreten ist.
Bei einer Ausführung der Erfindung ist ein Baggersteuergerät für eine Schaufelbaumaschine bereitgestellt, die einen Ausleger, einen Arm und eine Schaufel aufweist, die den Steuerabschnitt bilden, und die der Reihe nach drehbar mit dem Ausrüstungsteil verbunden sind, wobei der Ausleger, der Arm und die Schaufel jeweils mit einem Zylinder oder Zylindern verbunden sind, die durch Hebelbetätigung sich ausdehnen und zusammenziehen, wobei ein automatischer Grabsteuerabschnitt des Geräts, der automatisches Graben durch Steuern der Ausdehnung und des Zusammenziehens der Zylinder gestattet, folgendes beinhaltet: eine Grablast- Steuereinrichtung zum Erzeugen von Steuerbefehlen an jeden der Zylinder, um die Grablast während des automatischen Grabens auf einer eingestellten Last zu halten, eine Steuerbefehl-Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Steuerbefehle, die an jeden der Zylinder durch Hebelbetätigung während des automatischen Grabens gegeben werden, eine Tiefenbegrenzungseinrichtung zum Korrigieren der Steuerbefehle, die an jeden der Zylinder gegeben werden, um zu verhindern, daß die Grabtiefe während des automatischen Grabens geringer als eine eingestellte Tiefe wird, und eine Schaufelbahnsteuereinrichtung zum Erzeugen von Steuerbefehlen für jeden der Zylinder, um die Schaufelbahn während des automatischen Grabens in Übereinstimmung mit einer eingestellten Bahn zu bringen, eine erste automatische Steuerumschalteinrichtung zum automatischen Umschalten des Modus von dem Grablast-Steuermodus auf den Schaufelbahn-Steuermodus, wenn die Grabtiefe eine eingestellte Tiefe erreicht hat, und eine zweite automatische Steuerschalteinrichtung zum automatischen Umschalten des Modus von dem Schaufelbahn-Steuermodus auf den Grablast-Steuermodus.
Die vorliegende Erfindung, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, gestattet es der Bedienungsperson, Grabungen sehr leicht mit hoher Präzision und Effizienz durchzuführen.
Die Erfindung wird nun nur anhand eines Beispiels mit speziellem Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines hydraulischen Schaufeltypgeräts;
Fig. 2 ein Blockschaltbild, das die Gesamtkonstruktion eines Baggersteuergeräts zeigt;
Fig. 3 einen Ablaufplan, der einen Grablast-Steuermodus zeigt;
Fig. 4 einen Ablaufplan, der einen Schaufelbahn-Steuermodus zeigt; und
Fig. 5 einen Ablaufplan, der einen kombinierten Steuermodus zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Als nächstes wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
In Fig. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine hydraulische Schaufelbaumaschine, die ein Beispiel für eine Schaufelbaumaschine ist. Die hydraulische Schaufel 1 umfaßt einen Kriechbewegungsabschnitt 2, einen Schwenkabschnitt 3, der auf dem oberen Teil des Bewegungsabschnitts 2 schwenkbar gelagert ist, und einen Arbeitsabschnitt 4, der mit dem vorderen Endteil des Schwenkabschnitts 3 verbunden ist. Jeder der drei vorgenannten Abschnitte wird von einem Motor (nicht gezeigt) hydraulisch angetrieben, der im hinteren Teil des Schwenkabschnitts 3 vorgesehen ist. Jeder der drei Abschnitte ist auf herkömmliche Art und Weise aufgebaut.
Der Schwenkabschnitt 3 ist auf dem oberen Teil des Bewegungsabschnitts 2 durch Schwenklager (nicht gezeigt) gelagert. Er schwenkt durch einen hydraulischen Motor S. der in Eingriff mit den inneren Zähnen der Schwenklager ist. Die Schwenkstellung des Schwenkabschnitts 3 wird von einem Schwenkstellungs-Erfassungssensor 6 festgestellt und an einen Steuerabschnitt 7 zurückgegeben, der später beschrieben werden wird.
Der Arbeitsabschnitt 4 umfaßt einen Ausleger 8, der mit dem vorderen Endteil des Schwenkabschnitts 3 verbunden ist, um in einer aufrechten Ebene schwenkbar zu sein, einen Arm 9, der mit dem vorderen Endteil des Auslegers 8 verbunden ist, so daß er vor- und zurückschwenken kann, eine Schaufel 10, die mit dem vorderen Endteil des Armes 9 verbunden ist, so daß sie vor- und zurückschwenken kann, Auslegerzylinder 11, welche die Stellung des Auslegers 8 verändern, einen Armzylinder 12, der die Stellung des Armes 9 verändert, und einen Schaufelzylinder 13, der die Stellung der Schaufel 10 verändert. Die vorgenannten Zylinder 11, 12 und 13 haben jeweils einen Betriebsstellungs- und Geschwindigkeits-Erfassungssensor 14, 15 bzw. 16, die die Betriebsstellung und die Geschwindigkeit erfassen, um die erfaßte Information an den Steuerabschnitt 7 zurückzugeben.
Die Bezugsziffer 17 bezeichnet ein Steuerventil, das eine Betriebsumschaltung eines jeden der Zylinder 11, 12 und 13 und des vorgenannten Motors 5 gestattet. Vorgesteuerte elektromagnetische Ventile 18, 19, 20 und 21 sind jeweils mit dem Steuerventil für den Hydraulikmotor 5 und jedem der Zylinder 11, 12 und 13, die jeweils darin vorgesehen sind, verbunden. Aus diesem Grund kann die Betriebsgeschwindigkeit des Hydraulikmotors 5 und eines jeden der Zylinder 11, 12 und 13 frei durch ein Verfahren gesteuert werden, das PBM benutzt, um den Strom eines jeden der elektromagnetischen Ventile 18, 19, 20 und 21 zu steuern.
Bezugsziffern 22 L und 22 R bezeichnen ein Paar Bedienungshebel auf der linken und rechten Seite des Sitzes der Bedienungsperson. Die Bedienungshebel 22 L und 22 R erlauben es dem Hydraulikmotor, jeden der Zylinder 11, 12 und 13 dazu zu bringen, sich kippend einzeln oder zusammen nach rechts oder links oder rückwärts oder vorwärts zu bewegen. Die Betriebsrichtung und die Betriebseingabe der Zylinder werden elektrisch erfaßt und in den Steuerabschnitt 7 eingegeben.
Der Steuerabschnitt 7 wird durch einen Mikrocomputer gebildet, der eine CPU, ein ROM und ein RAM hat. Der Steuerabschnitt 7 bewirkt, daß Signale etwa von den folgenden Komponenten eingegeben werden: dem vorgenannten Schwenkstellungs-Erfassungssensor 6, den Betriebsstellungs- und Geschwindkeits-Erfassungssensoren 14, 15, 16 und den Bedienungshebeln 22 L und 22 R; einem Grablast-Erfassungssensor 23 zum Erfassen der Grablast auf der Grundlage des von dem Armzylinder 12 ausgeübten Druckes; einem automatischen Hauptschalter 24 zum Ein- und Ausschalten des automatischen Grabsteuermodus, einem Modusumschalter 25 zum Umschalten des automatischen Grabsteuermodus (dazu gehören der Grablast-Steuermodus, um nur den Grablast-Steuermodus auszuführen, der Schaufelbahn-Steuermodus, um nur den Schaufelbahn- Steuermodus auszuführen, der kombinierte Steuermodus zum automatischen Umschalten des Grablast-Steuermodus und des Schaufelbahn-Steuermodus); einem automatischen Grabstartend- Schalter 26 zum Starten und Beenden des automatischen Grabsteuermodus; einem Grablast-Einstellelement 27 zum Einstellen einer Standardlast für den Grablast-Steuermodus; einem Grabtiefen-Einstellelement 28 zum Einstellen einer Tiefenbegrenzung für den Grablast-Steuermodus und einer Standardtiefe für den Schaufelbahn-Steuermodus; und einem Erdbewegungsstellungs-Einstellelement 29 zum Einstellen der Erdbewegungsstellung in dem automatischen Erdbewegungs-Steuermodus. Nach der Beurteilung der Eingabesignale bewirkt der Steuerabschnitt 7 die Ausgabe von Betätigungssignalen an die vorgenannten elektromagnetischen Ventile 18, 19, 20, 21 usw.. Im Steuerabschnitt 7 wurden zuvor Steuerprozeduren für eine manuelle Betätigungssteuerung gespeichert, in denen Betätigungssignale, die auf der Betätigung der Bedienungshebel 22 L und 22 R im Arbeitsabschnitt basieren, bewirken, daß die Betätigung eines entsprechenden Hydraulikstellgliedes (des Hydraulikmotors 5 oder eines jeden der Zylinder 11, 12 oder 13) gesteuert wird. Außerdem gibt es vorher gespeicherte Prozeduren für die automatische Grabsteuerung (Grablast-Steuermodus, Schaufelbahn-Steuermodus und kombinierter Steuermodus), die unten beschrieben werden, sowie Prozeduren für die automatische Erdbewegungssteuerung, bei der die Schaufel 10 von der Stelle, an der das Graben beendet ist, zu einer eingestellten Erdbewegungsstelle bewegt wird, um automatisch Erde zu entfernen. Der automatische Grabsteuermodus wurde aus den verschiedenen Modi näher ausgewählt und wird unten näher beschrieben, da er als das Wesen der Erfindung angesehen wird.
Der vorgenannte automatische Grabsteuermodus wird durchgeführt, wenn der automatische Grabstart(end-)Schalter 26 (an der Stelle, wo mit dem Graben begonnen wird), geschaltet wird, während der automatische Hauptschalter 24 eingeschaltet ist. Andererseits wird der Steuermodus aufgehoben, wenn der automatische Grabsteuerbetrieb fertig ist, indem der automatische Grabstart(end-)- Schalter 26 wieder betätigt wird, wobei der automatische Hauptschalter 24 ausgeschaltet ist. Der automatische Grab steuermodus des Ausführungsbeispiels beinhaltet einen Grablast- Modus, einen Schaufelbahn-Steuermodus und einen kombinierten Steuermodus. Diese Modi können wahlweise durch Schalten eines Modus-Umschalters 25 durchgeführt werden.
Im Grablast-Steuermodus wird ein Befehl erzeugt, um den Armzylinder 12 und den Schaufelzylinder 13 zum automatischen Graben auszufahren. Während des automatischen Grabens wird die von dem Grablasterfassungssensor 23 erfasste Last und die durch das Grablast-Einstellelement 27 eingestellte Last dauernd miteinander verglichen. (Da bei diesem Ausführungsbeispiel eine Korrektur eines eingestellten Wertes auf einer anfänglichen Grablast basiert, wird der korrigierte eingestellte Lastwert mit dem ermittelten Lastwert verglichen.) Zur selben Zeit kann auf der Grundlage der Vergleichsergebnisse die Aufwärts-und Abwärtsbewegung des Auslegers 8 gesteuert werden. Wenn die erfasste Last und die eingestellte Last (einschließlich einer neutralen Zone) übereinstimmen, werden keine Signale mehr an den Auslegerzylinder 11 geschickt. Wenn die erfasste Last größer als eine eingestellte Last ist, wird ein Befehl an den Auslegerzylinder 11 zur Zylinderausdehnung gegeben, um die Grablast zu verringern.
Andererseits wenn die erfasste Last geringer als eine eingestellte Last ist, wird ein Befehl an den Auslegerzylinder 11 gegeben, um den Zylinder zusammenzuziehen, um die Grablast zu erhöhen. Auf der Grundlage dieser drei Faktoren kann eine sehr effiziente automatische Grabung mit einer konstanten Grablast durchgeführt werden. Der Grablast-Steuermodus ist beendet, wenn der Armzylinder 12 oder der Schaufelzylinder 13 das Ende ihres Hubes erreicht haben.
Außerdem beurteilt im Grablast-Steuermodus der Steuerabschnitt ständig, ob der Bedienungshebel 22 L oder 22 R während des automatischen Grabens betätigt wurde. Wenn er betätigt wurde, werden die Befehlswerte (elektromagnetische Ventilstromwerte) der Zylinder 11, 12 und 13 in Abhängigkeit von der Hebelbetriebseingabe jeweils eingestellt. Das heißt, daß selbst während des automatischen Grabens die Betätigung der Bedienungshebel 22 L oder 22 R die Möglichkeit eröffnet, die Betriebsstellung und die Betriebsgeschwindigkeit eines jeden der Zylinder 11, 12 und 13 frei zu korrigieren.
Ferner berechnet im Grablast-Steuermodus der Steuerabschnitt die momentane Grabtiefe auf der Grundlage der erfaßten Werte der die Betriebsstellung und die Geschwindigkeit erfassenden Sensoren 14, 15, 16. Gleichzeitig vergleicht er ständig die berechnete Grabtiefe mit der Tiefe, die von dem Grabtiefen-Einstellelement 28 eingestellt wird. Wenn die momentane Grabtiefe eine eingestellte Tiefe übertrifft, wird ein Befehl an den Auslegerzylinder 11 gegeben, um den Zylinder auszudehnen. Dies vermindert die Grabtiefe, um zu verhindern, daß die Erde über die eingestellte Tiefe hinaus ausgegraben wird.
Im Schaufelbahn-Steuermodus werden Betriebssteuerbefehle an jeden der Zylinder 11, 12 und 13 gegeben, um die Abweichung zwischen der gewünschten Bahn (lineare Grabbahn zum Einhalten der eingestellten Tiefe) und der tatsächlichen Schaufelstellung (berechnet auf der Grundlage der erfaßten Stellung eines jeden der Zylinder 11, 12 und 13) zu korrigieren. Anders ausgedrückt kann im Schaufelbahn-Steuermodus ein automatisches Graben, das für eine Schlußgrabung geeignet ist, durchgeführt werden, da eine lineare Steuerbewegung ungeachtet der Grablast an der Schaufel 10 durchgeführt wird.
Schließlich wird der kombinierte Steuermodus beschrieben. Bei diesem Steuermodus wird ein grobes Graben auf der Grundlage des vorgenannten Grablast-Steuermodus durchgeführt, und während des groben Grabens beurteilt der Steuerabschnitt ständig, ob die Schaufel 10 die eingestellte Höhe (1 m über dem Erdboden in dem Ausführungsbeispiel) erreicht hat, und ob die Schaufel 10 eine Tiefe erreicht hat, die von dem Grabtiefen-Einstellelement 28 eingestellt wurde. Wenn festgestellt wurde, daß die Höhe der Schaufel 10 gleich der eingestellten Höhe ist, wird der kombinierte Steuermodus vorübergehend gestoppt, nachdem festgestellt wurde, daß sich der Ausleger 8 automatisch nach oben bewegt hat, wenn die Schaufel 10 voll ist. Wenn festgestellt wurde, daß die Schaufel 10 eine eingestellte Tiefe erreicht hat, ist das grobe Graben beendet, und das Schlußgraben wird durchgeführt. Außerdem wenn beim Schlußgraben der Armzylinder 12 oder der Schaufelzylinder 13 das Hubende erreicht hat oder anders ausgedrückt, wenn die Schaufel 10 die Stelle erreicht hat, wo das Graben fertig ist, wird ein Befehl an den Auslegerzylinder gegeben, um sich auszudehnen. Dies bewirkt, daß sich der Ausleger 8 nach oben bewegt. Wenn die Höhe der Schaufel 10 die eingestellte Höhe erreicht hat, wird der kombinierte Steuermodus vorübergehend gestoppt. Andererseits wenn festgestellt wurde, daß eine Überlast aufgetreten ist, bevor die Schaufel die Stelle erreicht hat, wo das Graben zu Ende ist (ein Vergleich wird zwischen einem zuvor eingestellten Überlastwert und dem Wert gemacht, der von dem Grablast-Erfassungssensor 23 festgestellt wird), beurteilt der Steuerabschnitt 7, ob sich die Schaufel 10 an der Vorderseite des Armes 9 an ihrer Vertikalstellung befindet. Wenn festgestellt wird, daß sich die Schaufel nicht an der Vorderseite befindet, wird die Grabtiefe zu diesem Zeitpunkt vorübergehend als eingestellte Tiefe verwendet. Die Schlußgrabung (Schaufelbahn- Steuermodus) wird auf der Grundlage der ersetzten eingestellten Tiefe fortgeführt. Andererseits wenn festgestellt wird, daß sich die Schaufel 10 an der Vorderseite des Armes 9 an ihrer Vertikalstellung befindet, wird das grobe Graben (Grablast-Steuermodus, aber der Ausleger 8 wird nicht nach unten bewegt), wieder durchgeführt, bis die Höhe der Schaufel 10 gleich der eingestellten Höhe ist. Der in Fig. 5 gezeigte Ablaufplan zeigt die Steuerprozedur an, die jedesmal, wenn automatisch gegraben wird, durchgeführt wird. Die Prozedur wird wiederholt ausgeführt unter der Annahme, daß Erdentfernungsvorgänge wie z. B. automatische Erdentfernungssteuerung und manueller Erdentfernungsbetrieb durchgeführt werden sollen.
Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die eine solche Konstruktion hat, können, wenn der Grablast-Steuermodus ausgewählt wird, um mit dem automatischen Graben zu beginnen, Abweichungen in der Grabtiefe infolge von Änderungen in der Härte der Erde und der Gegenwart von Hindernissen auftreten. Im Grablast-Steuermodus, wenn der Bedienungshebel 22 L oder 22 R betätigt wird, werden aber die Steuerbefehle der Zylinder 11, 12 und 13, die der Hebelbetätigungsrichtung entsprechen, in Abhängigkeit von der Hebelbetätigungseingabejeweils eingestellt. Dies ermölglicht es, solche Dinge wie die Betriebsstellung und die Betriebsgeschwindigkeit eines jeden der Zylinder 11, 12 oder 13 frei zu ändern. Dies bedeutet, daß Abweichungen in der Grabtiefe beim automatischen Graben leicht korrigiert werden können, indem einfach der Bedienungshebel 22 L oder 22 R betätigt wird, ohne den speziellen automatischen Grab-Steuermodus aufzuheben. Infolgedessen können automatische Grabvorgänge leicht mit beträchtlich höherer Präzision ausgeführt werden.
Im Grablast-Steuermodus, wenn die momentane Grabtiefe eine eingestellte Tiefe übersteigt, wird ein Ausdehnungsbefehl an den Auslegerzylinder 11 gegeben, um die Grabtiefe flacher zu machen. Gleichzeitig wird die Grablast an dieser Stelle vorübergehend als die eingestellte Last eingesetzt. Dies verhindert, daß die Grabtiefe die eingestellte Tiefe übersteigt. Demzufolge können Grabvorgänge mit hoher Präzision und hoher Effizienz druchgeführt werden, weil nicht so viel Erde ausgegraben wird, das den zusätzlichen Vorgang erfordern würde, die ausgegrabene Erde wieder zurück in den Boden zu bringen.
Der Schaufelbahn-Steuermodus ist zusätzlich zu dem Grablast- Steuermodus vorgesehen, bei dem die Schaufel 10 linear entlang der vorgesehenen Bahn gesteuert wird. Daher kann die Schlußgrabung aufgrund des Schaufelbahn-Steuermodus durchgeführt werden, nachdem die grobe Grabung aufgrund des Grablast-Steuermodus durchgeführt wurde. Infolgedessen können Grabvorgänge sehr effizient und mit hoher Präzision durchgeführt werden.
Der kombinierte Steuermodus ist auch vorgesehen, der es gestattet, den Modus automatisch von dem vorgenannten Last-Steuermodus auf den Schaufelbahn-Steuermodus umzuschalten, wenn die Grabtiefe gleich der eingestellten Tiefe ist, und den Modus automatisch von dem Schaufelbahn-Steuermodus auf den Grablast-Steuermodus umzuschalten, wenn eine Grabüberlast aufgetreten ist. Daher kann das Graben sehr präzise und sehr effizient durch Wiederholen von beiden Steuermodi durchgeführt werden. Außerdem können Grabvorgänge leichter durchgeführt werden, weil Moduswechsel nicht durchgeführt werden müssen. Ferner können ungenaue und nicht effiziente Grabvorgänge, die aus einem fehlerhaften Moduswechsel resultieren, zuverlässig vermieden werden.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß die vorliegende Erfindung, wenn sie wie oben beschrieben aufgebaut ist, automatisches Graben ermöglicht, wobei die Grablast auf einer eingestellten Last gehalten wird, während sie gleichzeitig Korrekturen der Betriebsbefehle an jeden der Zylinder durch Hebelbetätigung während des automatischen Grabens gestattet. Demzufolge können Abweichungen in der Grabtiefe, die während des automatischen Grabens auftreten, leicht korrigiert werden, indem einfach die Hebel betätigt werden, ohne daß die Bedienungsperson die Mühe auf sich nehmen muß, den automatischen Grab-Steuermodus aufzuheben.
Infolgedessen können automatische Grabvorgänge sehr leicht mit hoher Präzision durchgeführt werden.
Die Tiefenbegrenzungseinrichtung, die vorgesehen ist, um zu verhindern, daß die Grabtiefe während des automatischen Grabens größer als eine eingestellte Tiefe wird, erhöht deutlich die Grabpräzision, weil ein Übergraben verhindert wird, und auch die Grabeffizienz, weil nicht zu viel Erde ausgegraben wird, was den zusätzlichen Vorgang erfordern würde, die ausgegrabene Erde wieder zurück in den Boden zu bringen.
Wenn beide, die Grablast-Steuereinrichtung zum Halten der Grablast während des automatischen Grabens auf einer eingestellten Last und die Schaufelbahn-Steuereinrichtung, die die Schaufelbahn während des automatischen Grabens in Übereinstimmung mit einer eingestellten Bahn bringt, vorgesehen sind, kann, nachdem das grobe Graben im der Grablast-Steuermodus durchgeführt wurde, das Schlußgraben aufgrund des Schaufelbahn-Steuermodus durchgeführt werden. Als eine Folge davon können die Grabvorgänge sehr effizient und mit hoher Präzision ausgeführt werden.
Wenn die automatische Steuerschalt-Einrichtung zum automatischen Umschalten des Modus vom Grablast-Steuermodus auf den Schaufelbahn-Steuermodus, wenn die Grabtiefe die eingestellte Tiefe erreicht hat, oder die automatische Steuerschalt-Einrichtung zum automatischen Umschalten des Modus vom Schaufelbahn-Steuermodus auf den Grablast-Steuermodus, wenn eine Grabüberlast aufgetreten ist, vorgesehen sind, können Vorgänge sehr leicht durchgeführt werden, weil die Steuerumschaltung nicht durchgeführt werden muß. Demzufolge werden Probleme einer verminderten Grabpräzision und Betriebseffizienz überwunden, da ein fehlerhaftes Steuerumschalten vermieden wird.
Außerdem, wenn beide vorgenannten automatischen Steuerschalteinrichtungen vorgesehen sind, kann Graben mit hoher Präzision sehr effizient durch Wiederholen dieser beiden Typen von Steuervorgängen durchgeführt werden.

Claims

1. Baggersteuergerät für einen Baumaschinentyp, der einen beweglichen Ausleger (8), einen schwenkbar mit dem Ausleger verbundenen Arm (9), eine vom dem Arm getragene Schaufel (10), einen Steuerabschnitt (3, 4), der drehbar mit dem Ausrüstungsteil verbunden ist, und Steuerzylinder (11, 12, 13) zum Betätigen des Auslegers, des Armes und der Schaufel hat, wobei der Steuerabschnitt einen automatischen Grabsteuerabschnitt (7) aufweist, der automatisches Graben durch Steuern des Betriebs eines jeden der Zylinder gestattet, und gekennzeichnet ist durch

eine Grablaststeuereinrichtung (7, 23, 27) zum Erfassen einer Grablast, wenn während des automatischen Grabens eine Grabtiefe flacher als eine eingestellte Grabtiefe ist, und zum Erzeugen von Steuerbefehlen für einen jeden der Zylinder (11, 12, 13), so daß die Zylinder die Wirkung haben, die erfaßte Grablast auf einer eingestellten Last zu halten;

eine Schaufelbahnsteuereinrichtung (7, 14, 15, 16) zum Erzeugen von Steuerbefehlen an jeden der Zylinder, so daß die Zylinder in der Weise betätigt werden, daß die Schaufel gezwungen wird, während des automatischen Grabens einer Bahn zu folgen, die einer eingestellten Bahn entspricht, und

eine automatische Steuerschalteinrichtung (7) zum automatischen Umschalten zwischen einem Grablast-Steuermodus und einem Schaufelbahn-Steuermodus in Übereinstimmung mit vorbestimmten Bedingungen.

2. Baggersteuergerät nach Anspruch 1, bei welchem das automatische Umschalten von einem Grablast-Steuermodus auf einen Schaufelbahn-Steuermodus so getroffen ist, daß es durch Feststellen, ob eine Grabtiefe eine eingestellte Grabtiefe erreicht hat, getan wird.

3. Baggersteuergertät nach Anspruch 1, bei welchem das automatische Umschalten von einem Schaufelbahn-Steuermodus zu einem Grablast-Steuermodus so getroffen ist, daß es getan wird, wenn eine Grabüberlast festgestellt wurde.

4. Baggersteuergerät nach Anspruch 1, bei welchem die automatische Steuerschalteinrichtung (7) eine erste automatische Steuerschalteinrichtung (7) zum automatischen Umschalten des Modus von einem Grablast-Steuermodus auf einen Schaufelbahn-Steuermodus, wenn eine Grabtiefe eine eingestellte Grabtiefe erreicht hat, und eine zweite automatische Steuerschalteinrichtung (7) zum automatischen Umschalten des Modus von einem Schaufelbahn-Steuermodus auf einen Grablast-Steuermodus, wenn eine Grabüberlast festgestellt wurde, aufweist.

5. Baggersteuergerät nach einem der Ansprüche 1, 2 und 4, bei welchem der automatische Grabsteuerabschnitt außerdem eine Steuerbefehlkorrektureinrichtung (7) zum Korrigieren der Steuerbefehle für jeden der Zylinder auf der Basis der Betätigung eines Hebels (22L, 22R) während des automatischen Grabens; und

eine Tiefenbegrenzungseinrichtung zum Korrigieren der Steuerbefehle für jeden der Zylinder (11, 12, 13), um zu verhindern, daß eine Grabtiefe wähend des automatischen Grabens größer als eine eingestellte Grabtiefe wird, aufweist.