DE69819952T2

DE69819952T2 - Zusatzgerät für ein getriebenes Gerät

Info

Publication number: DE69819952T2
Application number: DE69819952T
Authority: DE
Inventors: Orlan J. Loraas; Scott B. Jacobson; Wally L. Kaczmarski; Kenneth A. Brandt
Original assignee: Clark Equipment Co
Current assignee: Doosan Bobcat North America Inc
Priority date: 1997-03-10
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 2004-11-11
Anticipated expiration: 2018-02-28
Also published as: DE69819952D1; JPH10252104A; CA2227307C; AU737176B2; EP0866177A3; EP0866177A2; CA2227307A1; EP0866177B1; US5957213A; AU5211198A; KR19980080022A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftmaschine. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Kraftmaschine, die ein Zusatzgerät mit einer Steuerung daran zur Steuerung des Zusatzgerätes aufweist.
Kraftmaschinen, wie Kompaktlader, besitzen typischerweise einen Rahmen, welcher eine Kabine oder ein Bedienpersonenabteil und einen beweglichen Hebearm trägt, welcher wiederum ein Arbeitswerkzeug, wie z. B. eine Schaufel, einen Erdbohrer, einen Baumgreifer bzw. eine Baumschaufel, oder ein anderes Arbeitswerkzeug trägt. Der bewegliche Hebearm ist schwenkbar mit dem Rahmen des Kompaktladers verbunden und wird von Kraftstellgliedern angetrieben, welche üblicherweise Hydraulikzylinder sind. Zusätzlich ist das Werkzeug mit dem Hebearm verbunden und wird von einem oder mehreren zusätzlichen Kraftstellgliedern angetrieben, welche üblicherweise ebenfalls Hydraulikzylinder sind. Eine den Kompaktlader bedienende Bedienperson hebt und senkt den Hebearm und bedient das Werkzeug, indem es die mit dem Hebearm verbundenen Hydraulikzylinder und die mit dem Werkzeug verbundenen Hydraulikzylinder steuert.
Mit einem Vorderen Zusatzgerät (oder Werkzeug), wie z. B. einem Baumgreifer, welches eine Vielzahl von hydraulischen Stellgliedern verwendet, muß typischerweise eine Anzahl von Ventilen dem Hydrauliksystem des Radladers hinzugefügt werden, um den Fluß von unter Druck stehendem hydraulischen Fluid zu den mehreren Zylindern auf dem Baumgreifer zu steuern. In der Vergangenheit hat das Hinzufügen dieser Ventile das Hinzufügen von Befestigungshardware zu dem Kompaktlader erfordert. Beispielsweise war bei einigen früheren Kompaktladern die zum Steuern der hydraulischen Stellglieder auf dem Baumgreifer verwendete Ventilbank auf dem Türrahmen der Kabine oder des Bedienpersonenabteils montiert. Dieses erforderte, daß das unter Druck stehende hydraulische Fluid zu dieser Ventilbank geführt und dann zu dem Baumgreifer weitergeführt wurde.
Es ist ferner üblich, daß Steuerhebel in Kompaktladern Handgriffe aufweisen, welche mehrere Knöpfe oder funktionelle Schalter tragen, die von der Bedienperson betätigbar sind, um bestimmte Funktionen auszuführen. Abhängig von dem speziellen Typ des Zusatzgerätes oder der Zusatzgeräte, die auf dem Kompaktlader montiert sind, können bestimmte Funktionen gesperrt oder nicht benutzbar sein. Ferner können abhängig von dem speziellen Typ des Zusatzgerätes oder der Zusatzgeräte, die auf dem Kompaktlader montiert sind, bestimmte Kombinationen von Eingaben aus Bedienungseingabevorrichtungen, wenn sie gleichzeitig ausgeführt werden, dazu führen, daß gegeneinander arbeitende Steuerventile geöffnet werden. Dieses liefert im Wesentlichen eine gleiche Menge von Druckfluid an beide Seiten eines hydraulischen Stellgliedes oder eines hydraulischen Motors.
EP 0 810 331 betrifft ein Kraftzusatzgerät, welches an einer Kraftmaschine angebaut werden kann, welche einen Energiekreis besitzt, wobei die Kraftmaschine auch eine Bedienungseingabevorrichtung enthält, welche eine Bedienungseingabe empfängt, und ein Ausgangssignal liefert, das die Bedienungseingabe anzeigt. Das Zusatzgerät umfaßt ein Werkzeug und ein mit dem Werkzeug verbundenes Stellglied, um das Werkzeug anzutreiben. Das Stellglied ist auch an den Energiekreis der Kraftmaschine anschließbar, und eine Steuerung ist funktionell mit dem Stellglied verbunden und ist funktionell mit der Bedienungseingabevorrichtung verbindbar, wobei die Steuerung den Betrieb des Werkzeugs auf der Basis eines Bedienungseingabesignals steuert, das von der Bedienungseingabevorrichtung geliefert wird.
Eine Kraftmaschine enthält ein Energie lieferndes Energieversorgungssystem. Die Kraftmaschine oder ein Zusatzgerät für die Kraftmaschine enthält eine Bedienungseingabevorrichtung, welche Bedienungseingabesignale auf der Basis von Bedienungseingaben liefert. Das Zuatzgerät umfaßt auch ein Werkzeug, ein Kraftstellglied, das lösbar an dem Energieversorgungssystem angeschlossen ist und an dem Werkzeug angeschlossen ist, und eine Steuerung, die an dem Zusatzgerät montiert ist, und funktionell mit der Bedienungseingabevorrichtung verbunden ist. Die Steuerung ist für die Steuerung des Kraftstellgliedes auf der Basis der Bedienungseingabesignale konfiguriert.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Zusatzgerät mit der Kraftmaschine verbunden, und wird von der Kraftmaschine so gehalten, daß es betreibbar ist, wenn eine Bedienperson in dem Bedienpersonenabteil der Kraftmaschine sitzt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Zusatzgerät ein Handwerkzeug auf, welches für den Empfang von Energie aus der Kraftmaschine verbunden ist, welches jedoch betreibbar ist, wenn sich die Bedienperson außerhalb des Bedienpersonenabteils befindet.
Zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind:
1 eine Seitenansicht eines Kompaktladers mit einem Baumgreifer-Zusatzgerät.
2 eine Draufsicht auf einen Abschnitt des in 1 dargestellten Baumgreifer-Zusatzgerätes.
3 eine Blockdarstellung eines Steuersystems, welches das in den 1 und 2 dargestellte Baumgreifer-Zusatzgerät steuert.
4 ein Flußdiagramm, das den Betrieb des in den 1 und 2 dargestellten Baumgreifer-Zusatzgerätes veranschaulicht.
5 eine Seitenansicht eines Kompaktladers mit einem handbedienten Erdbohrer-Zusatzgerät.
6 eine Blockdarstellung einer Ausführungsform eines Steuerschaltung eines Kompaktladers und eines Zusatzgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung.
7 eine Seitenansicht eines Kompaktladers mit einem Stumpfzerkleinerungs-Zusatzgerät.
8 eine Seitenansicht eines Kompaktladers mit einem handbedienten Bohrhammer-Zusatzgerät.
9 eine Seitenansicht eines Kompaktladers, welche die mögliche Anbringung eines Handbohrers, einer Handkreissäge oder einer Handkettensäge darstellt.
1 ist eine Seitenaufrißansicht eines Kompaktladers 10 mit einem Zusatzgerät 12 gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Kompaktlader 10 enthält einen von Rädern 16 gelagerten Rahmen 14. Der Rahmen 14 trägt auch eine Kabine 18, welche ein Bedienpersonenabteil definiert, welches im Wesentlichen einen Sitz 20 enthält, auf welchem eine Bedienperson sitzt, um den Kompaktlader 10 zu steuern. Eine Sitzstange 22 ist schwenkbar mit einem vorderen Abschnitt der Kabine 18 verbunden. Wenn die Bedienperson den Sitz 20 besetzt, schwenkt die Bedienperson dann die Sitzstange 22 aus der (in 1 gestrichelt dargestellten) angehobenen Position in eine in 1 dargestellte abgesenkte Position. Die Kabine 18 enthält typischerweise auch ein Paar von Steuerhebeln 24 und 26 mit zugeordneten Handgriffen. Die Steuerhebel 24 und 26 enthalten betätigbare Eingabeeinrichtungen (wie z. B. Kipphebelschalter, Drucktasten oder andere Bedienungseingabevorrichtungen) zum Eingeben von Eingabesignalen.
Ein Hebearm 28 ist mit dem Rahmen 14 an Gelenkpunkten 30 verbunden. Ein Paar hydraulischer Zylinder 32 (wovon nur einer in 1 dargestellt ist) ist schwenkbar mit dem Rahmen 14 an Gelenkpunkten 34 und mit dem Hebearm an Gelenkpunkten 36 verbunden. Der Hebearm 28 ist mit einem Werkzeug (oder Zusatzgerät) 12 (welches in der in 1 dargestellten Ausführungsform ein Baumgreifer ist) an Punkten 38 und 40 oder durch eine andere geeignete Verbindung verbunden.
Der Baumgreifer 12 enthält in der in 1 dargestellten Ausführungsform drei Greifer 42, 44 bzw. 46. Es sei angemerkt, daß jede weitere geeignete Anzahl von Greifern verwendet werden kann. Die Greifer 42, 44 und 46 sind mit Hydraulikzylindern 48, 50 bzw. 52 verbunden. Die Hydraulikzylinder und. Greifer sind mit einem unteren Träger 54 mittels mehrerer Unterstützungsträger 56, 58 und 60 verbunden. Die Greifer 42, 44 und 46 sind so angeschlossen, daß sie sich im allgemeinen nach oben und unten entlang und in Bezug auf die Unterstützungsträger 56, 58 und 60 bewegen.
Die Hydraulikzylinder 48, 50 und 52 werden von dem Hydrauliksystem des Radladers 10 über die Verbindung 62 mit Energie versorgt. Die Verbindung 62 umfaßt ein Paar von Hydraulikfluidleitungsverbindern und einen elektrischen Kabelbaumverbinder. Die Hydraulikfluidleitungsverbinder in der Verbindung 62 sind über geeignete Leitungen mit mehreren elektrisch steuerbaren Ventilen verbunden, welche insgesamt mit dem Bezugszeichen 64 bezeichnet sind. Die Ventile 64 be sitzen Eingänge, welche Fluid unter Druck auf dem Hydrauliksystem des Radladers 10 aufnehmen und besitzen mit den Zylindern 48, 50 und 52 verbundene Ausgänge. Zusätzlich ist ein Gate- bzw. Aufnahmeeinrichtungszylinder 66 (welcher unter Bezugnahme auf 2 detaillierter beschrieben wird) mit dem Träger 54 verbunden und ist auch mit einem Ausgang von den mehreren Ventilen 64 verbunden.
Eine elektrische Steuerschaltung 68 ist auf dem Baumgreifer 12 montiert. Die Steuerschaltung 68 wird detaillierter in der Beschreibung beschrieben und umfaßt eine elektronische Steuerung, welche elektrische Eingangssignale über einen elektronischen Kabelbaum 70 (der mit dem elektrischen Kabelbaumverbinder in der Verbindung 62 verbunden ist) aus den an den Hebeln 24 und 26 angeschlossenen Bedienungseingabeelementen erhält. Auf der Basis der empfangenen Eingangssignale liefert die Steuerschaltung 68 elektrische Ausgangssignale an die elektrisch betätigten Ventile 64, um den Betrieb des Baumgreifers 12 zu steuern. Nach dem Empfang geeigneter Eingangssignale steuert die Steuerung 68 die Ventile 64 so, daß die Hydraulikzylinder 48, 50 und 52, welche die Greifer 42, 44 bzw. 46 antreiben nach Wunsch ausfahren oder einfahren.
2 ist eine Draufsicht auf einen Abschnitt des Baumgreifers 12. Wenn eine Pflanze aus dem Boden entfernt werden soll, betätigt die Bedienperson ein geeignetes Eingabeelement auf einem der Hebel 24 und 26 und versorgt die Steuerschaltung 68 mit einem Gatesignal. Dieses veranlaßt die Steuerschaltung 68 dazu, eines der Ventile 64 so zu steuern, daß es den Hydraulikzylinder 66 betätigt. Dieses bewirkt, daß der Abschnitt des Trägers 54, welcher den Greifer 46 trägt, in Bezug auf den Rest des Trägers 54 schwenkt, und sich an einem distalen Ende des Trägers 54 öffnet. Die Bedienperson fährt dann den Radlader 10 vorwärts, so daß die Pflanze im Wesentlichen in der Mitte des Trägers 54 angeordnet ist.
Die Bedienperson veranlaßt dann die Steuerschaltung 68 dazu, eines der Ventile 64 so zu steuern, daß der Hydraulikzylinder 66 zum Ausfahren veranlaßt wird, um dadurch die Aufnahmeöffnung zu schließen. Der Baumgreifer 12 befindet sich dann in einer Position, daß die Greifer 42, 44 und 46 in den Boden getrieben werden können. Somit veranlaßt die Bedienperson die Steuerschaltung 68 dazu, Hydraulikfluid unter Druck an die Zylinder 48, 50 und 52 zu liefern, um dadurch die zugeordneten Greifer 42, 44 und 46 in den Boden um die Pflanze herum zu drücken. Dann veranlaßt die Bedienperson den Hydraulikzylinder 32 zum Ausfahren und Anheben des Trägers 54 und der Baumgreifer 12. Der Radlader 10 kann dann an die Stelle gefahren werden, an welcher die in den Greifern 12 enthaltene Pflanze auf dem Boden abzusetzen ist, oder wo sie auf ein anderes Fahrzeug zu verladen ist, usw.
2 stellt dar, daß der Abschnitt des Trägers 54, welcher den Greifer 46 trägt, schwenkbar mit dem Rest des Trägers 54 an einem Gelenkpunkt 72 verbunden ist. Außerdem ist ein Hydraulikzylinder 66 schwenkbar mit beiden Abschnitten des Trägers 54 bei den Schwenkpunkten 74 und 76 verbunden. Daher schwenkt, wenn der Hydraulikzylinder 66 zum Einziehen veranlaßt wird, so daß sich der Kolben im allgemeinen in der durch den Pfeil 78 dargestellten Richtung bewegt, der Abschnitt des den Greifer 46 unterstützenden Trägers 54 in Bezug auf den Rest des Trägers 54 um einen im allgemeinen durch den Pfeil 80 dargestellten Bogen. Somit öffnet sich der schwingende Abschnitt des Trägers 54 wie eine Aufnahmeöffnung, was es einer Bedienperson des Radladers 10 erlaubt, vorwärts zu fahren, so daß die aus dem Boden zu entfernende Pflanze zwischen den Greifern 42, 44 und 46 zentriert werden kann. Wenn sich die Pflanze in der gewünschten Position in Bezug auf die Greifer befindet, veranlaßt die Bedienperson, daß der Hydraulikzylinder 66 wieder ausfährt und den Abschnitt des Trägers 54, der den Greifer 46 trägt, zurück in die geschlossene Position schwenkt, so daß die Greifer betätigt werden können.
3 ist eine Blockdarstellung der Steuerschaltung 68 gemäß der vorliegenden Erfindung. 3 stellt auch die Verbindung der Steuerschaltung 68 zu den Ventilen 64 und den Hydraulikzylindern 48, 50, 52 und 66 dar.
Die Ventile 64 weisen ein Paar von jedem Greifzylinder 48, 50 und 52 zugeordneten Magnetventilen, und ein zusätzliches dem Aufnahmeöffnungszylinder 66 zugeordnetes Ventil auf. Ventile 84 und 86 sind dem Zylinder 50 zugeordnet, Ventile 88 und 90 sind dem Zylinder 52 zugeordnet, Ventile 92 und 94 sind dem Zylinder 48 zugeordnet und ein Ventil 96 ist dem Zylinder 66 zugeordnet. Die Eingänge der Ventile können so manipuliert werden, daß sie selektiv den Steuerkreis über die Ventile öffnen, um Hydraulikfluid unter Druck an die ausgewählten Zylinder anzulegen.
Die Steuerschaltung 68 enthält auch eine Stromversorgungsschaltung 83, welche ein Batteriesignal aus der Batterie des Radladers 10 sowie ein Massesignal empfängt. Eine Filterungs- und Spannungsregelungsschaltung ist ebenfalls vorgesehen, so daß ein kontrolliertes und geregeltes Spannungsbezugspotential in der Steuerschaltung 68 erhalten wird und zur Versorgung der verschiedenen Schaltkreise darin verwendet wird. Das mit der Steuerschaltung 68 verbundene Batteriesignal ist mit dem Zündschaltkreis des Radladers 10 verbunden, so daß das Batteriesignal nur an die Steuerschaltung 68 angelegt wird, wenn der Radlader 10 in Betrieb ist.
Die Steuerschaltung 68 empfängt vier Eingangssignale aus den Bedienungseingabevorrichtungen auf den Hebeln 24 und 26. Diese Eingangssignale umfassen ein Gegenuhrzeigersinn-Signal, ein Uhrzeigersinn-Signal, ein Aufnahmeöffnungs-Öffnungssignal und ein Aufnahmeöffnungs-Schließsignal. Diese Signale werden über eine geeignete Filter- und Konditionierungsschaltung 81 an die Steuerung 82 geliefert. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerung 82 eine programmierbare Logiksteuerung, ein Mikroprozessor, ein Mikrocontroller oder eine andere geeignete Steuerschaltung. Auf der Basis der Eingangssignale erzeugt die Steuerung 82 sieben Ausgangssignale. GREIFER 1, GREIFER 2, GREIFER 3, AUFNAHMEÖFFNUNG ÖFFNEN, AUFNAHMEÖFFNUNG SCHLIESSEN, ROD-, und L-Energie. Die Funktion der Steuerung 82 wird nachstehend detaillierter beschrieben.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Eingabesignale durch Kipphebelschalter erzeugt, welche durch eine Feder in eine Mittenposition vorgespannt sind. Beispielsweise werden in der bevorzugten Ausführungsform das Uhrzeigersinn- als auch das Gegenuhrzeigersinn-Signal durch einen einzigen Kipphebelschalter erzeugt, welcher auf eine Mittenposition durch eine Feder vorgespannt ist. Wenn der Kipphebelschalter in einer Richtung gedrückt wird, wird das Gegenuhrzeigersinn-Signal an die Steuerschaltung 68 geliefert. Wenn der Kipphebelschalter in eine zweite Richtung gedrückt wird, wird das Uhrzeigersinn-Signal an die Steuerschaltung 68 geliefert. Dieses ist auch die bevorzugte Ausführungsform für die Erzeugung der Öffnungs- und Schließsignale der Aufnahmeöffnung für die Steuerschaltung 68.
In Betrieb wird, wenn die Steuerschaltung 68 eingeschaltet wird, eines der Greiferausgangssignale als ein Vorgabewert aktiviert. In der bevorzugten Ausführungsform wird das Ausgangssignal GREIFER 1 aktiviert. Wenn das Signal GREIFER 1 aktiviert ist, empfangen sowohl das Ventil 84 als auch das Ventil 86 die Magnetspulen aktivierende Eingangssignale daraus, um die Ventile in Arbeitspositionen zu bewegen. Sobald eines der Ventile 64 aktiviert ist, wird die Bewegung des zugeordneten Hydraulikzylinders durch eine Bedienungseingabe von einem der Hebel 24 und 26, wie z. B. durch eine Taste oder durch Drehen eines Handgriffs erreicht, was eine zugeordnete Bewegung eines Ventilschiebers in dem Hydrauliksystem des Laders bewirkt, so daß Hydraulikfluid entweder an das Basis- oder Stangenende des zugeordneten Hydraulikzylinders geliefert wird. Die Handsteuerung kann den Ventilschieber entweder über ein mechanisches Gestänge oder durch eine elektronische Einrichtung bewegen. Ferner kann das Hydraulikfluid an den Baumgreifer 12 entweder in einem Ein/Aus-Modus oder in einem Proportional-Modus geliefert werden. Ein Beispiel einer Lieferung von Hydraulikfluid in einem Proportional-Modus ist in einer gleichzeitig anhängigen (US) Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/435,601, eingereicht am 5: Mai 1995 mit dem Titel HYDRAULIC CONTROL SYSTEM PROVIDING PROPORTIONAL MOVEMENT TO AN ATTACHMENT OF A POWER MACHINE, welches hiermit durch Bezugnahme beinhaltet ist, beschrieben.
In dem Falle, in welchem die Ventile 84 und 86 aktiviert sind, bewirkt die Betätigung des Handgriffes, daß Hydraulikfluid unter Druck an das eine oder das andere Ventil 84 bzw. 86 angelegt wird, und daß das verbleibende von den Ventilen 84 und 86 mit dem Vorratsbehälter verbunden wird. Dieses bewirkt, daß der Hydraulikzylinder 50 (abhängig davon, ob das Hydraulikfluid unter Druck an das Basisende oder Stangenende des Zylinders 50 geliefert wird) entweder ausfährt oder einfährt. Daher drückt der Zylinder 50 den Greifer 44 entweder in den Boden oder zieht den Greifer 44 aus dem Boden zurück.
Wenn die Bedienperson dann einen anderen von den Greifern 42, 44 oder 46 bedienen möchte, legt die Bedienperson einfach das Gegenuhrzeigersinn-Signal oder das Uhrzeigersinn-Signal an die Steuerung 82 an. Wenn die Bedienperson das Gegenuhrzeigersinn-Signal anlegt, aktiviert die Steuerung 82 das Ausgangssignal GREIFER 2, welches sowohl das Ventil 88 als auch 90 aktiviert. Dann wird durch Drücken der geeigneten Taste auf einem der Hebel 24 oder 26 Hydraulikfluid unter Druck an eines der Ventile 88 und 90 entweder an das Basis- oder Stangenende des hydraulischen Kraftstellgliedes 52 angelegt, um es zum Ausfahren oder Einfahren zu veranlassen. Dieses bewirkt, daß der Greifer 46 entweder in den Boden gedrückt oder aus dem Boden zurückgezogen wird.
Man kann sehen, daß durch Manipulieren des an die Steuerung 82 gelieferten Uhrzeigersinn- und Gegenuhrzeigersinn-Signals, die Bedienperson im Wesentlichen jeden gewünschten Greifer zur Bedienung auswählen kann. Zusätzlich sei angemerkt, daß Anzeigen optional für die Bedienperson vorgesehen sein können, die anzeigen, welche von den Greifermagnetventilen dann aktiviert sind. Solche Anzeigen können eine Licht emittierende Diode (LED) 91 enthalten, welche mit dem Ausgang der Steuerung 82 verbunden ist, und so positioniert ist, daß sie von der Bedienperson gesehen werden kann.
Der Hydraulikzylinder 66 zum Öffnen der Aufnahmeöffnung und zum Schließen der Aufnahmeöffnung wird in einer ähnlichen Weise betätigt. Wenn die Bedienperson den entsprechenden Kipphebelschalter niederdrückt, was anzeigt, daß die Bedienperson die Aufnahmeöffnung öffnen möchte, wird das Signal Aufnahmeöffnung Öffnen an die Steuerung 82 angelegt, und die Steuerung 82 aktiviert das Ausgangssignal AUFNAHMEÖFFNUNG ÖFFNEN. Dieses Ausgangssignal wird an das Ventil 96 unter Aktivierung einer Magnetspule geliefert, um den Schieber zu veranlassen, sich aus der neutralen Position in eine Arbeitsposition zu bewegen, in welcher Hydraulikfluid unter Druck an das Stangenende des Hydraulikzylinders 66 geliefert wird. Dieses bewirkt, daß der Hydraulikzylinder 66 einfährt und dadurch den Greifer 46 schwenkt, um die Aufnahmeöffnung des Baumgreifers 12 (wie unter Bezugnahme auf 2 diskutiert) zu öffnen. Wenn die Bedienperson die Aufnahmeöffnung schließen möchte, legt die Bedienperson das Signal Aufnahmeöffnung Schließen an die Steuerung 82 an. Die Steuerung 82 liefert wiederum das Ausgangssignal AUFNAHMEÖFFNUNG SCHLIEßEN an das Ventil 96, was die Aktivierung der Magnetspule bewirkt, so daß sich der Schieber in die entgegengesetzte Richtung bewegt, so daß Hydraulikfluid unter Druck an das Basisende des Hydraulikzylinders 66 geliefert wird. Dieses bewirkt das Ausfahren des Hydraulikzylinders 66 und dadurch das Schließen der Aufnahmeöffnung des Baumgreifers 12 (wie es vorstehend unter Bezugnahme auf 2 diskutiert wurde).
In einigen Kompaktladern 10 ist ein Umleitungsventil in dem Hydraulikenergiekreis vorgesehen, welches Hydraulikfluid entweder an die vorderen Hilfsgeräteverbindungen oder an die hinteren Hilfsgeräteverbindungen umleitet. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Radlader 10 mit hinteren Stabilisatoren versehen sein, welche über die hinteren Hilfsgeräteverbindungen mit Energie versorgt werden. Dafür wird das L-Energieausgangssignal durch die Steuerung 82 bereitgestellt. Dieses Ausgangssignal wird an den Hydraulikenergiekreis des Kompaktladers 10 zurückgeführt und an das Umleitungsventil (durch Erregung entsprechender Relais) angelegt, welches den Fluidfluß zwischen den vorderen und hinteren Hilfsgeräten umleitet. Auf diese Weise können bestimmte Funktionen auf dem Baumgreifer 12 (wie z. B. die Funktionen Aufnahmeöffnung Öffnen und Aufnahmeöffnung Schließen) mit Hydraulikfluid ver sorgt werden, welches anderenfalls an die hinteren Hilfsverbindungen umgeleitet würde.
Mit anderen Worten, bewirkt, wenn das Eingangssignal Aufnahmeöffnung Öffnen oder Aufnahmeöffnung Schließen betätigt ist, das L-Energieausgabesignal, daß das Umleitungsventil den Fluß zu den vorderen Hilfsgeräteverbindungen umleitet, um Hydraulikfluid unter Druck an den Hydraulikzylinder 66 zu liefern. Wenn jedoch weder das Eingangssignal Aufnahmeöffnung Öffnen oder Aufnahmeöffnung Schließen aktiviert ist, liefert die Steuerung 82 das L-Energieausgangssignal in dem deaktivierten Zustand, so daß das Umleitungsventil des Kompaktladers 10 Fluid an die hinteren Hilfsgeräteverbindungen umleitet, so daß die hinteren Stabilisatoren durch die Bedienperson bedient werden können.
Das ROD-Ausgangssignal aus der Steuerung 82 ist für einen ähnlichen Grund vorgesehen. Dieselbe Bedienungseingabevorrichtung auf einem der Hebel 24 oder 26, welche zum zyklischen Wechsel des aktivierten Greiferausgangssignals entweder im Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersinn verwendet wird, kann auch zum Manipulieren der hinteren Stabilisatoren verwendet werden. Daher wird das Ausgangssignal so geliefert, daß Hydraulikfluid unter Druck sowohl an beide Seiten eines Richtungssteuerventils geliefert wird, das die hinteren Hilfsgeräte steuert, so daß keine Bewegung in den Stabilisatoren auftritt, wenn die Bedienperson nur das Greiferausgangssignal zyklisch wechseln möchte.
Es sei auch angemerkt, daß die Steuerung 82 zur Kommunikation mit einer Steuerung, wie z. B. 83, welche sich auf dem Kompaktlader 10 befindet, verbunden werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerung 83 eine Ein/Aus-Steuerung, welche den Hydraulikfluidfluß an das Zusatzgerät steuert. In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuerung 83 eine Proportionalsteuerung, wie z. B. in der hierin durch Bezugnahme beinhalteten U.S. Anmeldung mit der Seriennummer 08/435,601. Kurz gesagt, steuert die Proportionalsteuerung den Hydraulikfluidfluß an das Zusatzgerät in einer impulsbreitenmodulierten oder anderen proportionalen Art.
4 ist ein Flußdiagramm des Betriebs der Steuerschaltung 68 gemäß der vorliegenden Erfindung. Zu Beginn werden, wenn die Steuerschaltung 68 eingeschaltet wird, alle Ausgänge abgeschaltet und eine als Greiferzähler bezeichnete Variable auf 1 gesetzt. Dieses wird durch einen Block 100 dargestellt. Ein auf beliebige geeignete Kreislaufzeit eingestellter Überwachungszeitgeber ist implementiert. Die Steuerung 82 wartet bis die Ablaufzeitdauer für den Überwachungszeitgeber abgelaufen ist. Dieses wird durch den Block 102 dargestellt.
Wenn der Betrieb beginnt, bestimmt die Steuerung 82, ob das Signal AUFNAHMEÖFFNUNG SCHLIEßEN angelegt worden ist. Dieses wird durch den Block 104 dargestellt. Falls ja, schaltet die Steuerung 82 das Ausgangssignal AUFNAHMEÖFFNUNG ÖFFNEN (wenn es eingeschaltet war) aus, und schaltet das Ausgangssignal AUFNAHMEÖFFNUNG SCHLIEßEN ein oder aktiviert dieses. Dieses wird durch den Block 106 dargestellt. Dann stellt die Steuerung 82 sicher, daß alle Ausgangssignale GREIFER abgeschaltet sind, daß das ROD-Ausgangssignal abgeschaltet ist, und daß das L-ENERGIE-Ausgangssignal ausgeschaltet ist. Dieses wird durch den Block 108 dargestellt. Die Variable Greiferzähler wird auf 1 gesetzt (wenn sie nicht bereits 1 ist) und die Steuerung kehrt zu dem Block 102 zurück. Dieses wird durch den Block 110 dargestellt.
Wenn bei dem Block 104 das Signal AUFNAHMEÖFFNUNG SCHLIEßEN nicht angelegt worden ist, ermittelt die Steuerung 82, ob das Signal AUFNAHMEÖFFNUNG ÖFFNEN angelegt worden ist. Dieses wird durch den Block 112 dargestellt. Falls ja, schaltet die Steuerung 82 das Ausgangssignal AUFNAHMEÖFFNUNG ÖFFNEN ein, und schaltet das Ausgangssignals AUFNAHMEÖFFNUNG SCHLIEßEN aus. Dieses wird durch den Block 114 dargestellt. Dann läuft die Verarbeitung weiter über die Blöcke 108 und 110 ab.
Wenn die Steuerung 82 bei dem Block 112 ermittelt, daß das Signal AUFNAHMEÖFFNUNG ÖFFNEN nicht angelegt worden ist, schaltet die Steuerung 82 das Ausgangssignal L-Energie aus, sowie die Ausgangssignale AUFNAHMEÖFFNUNG ÖFFNEN und AUFNAHMEÖFFNUNG SCHLIESSEN. Dieses wird durch den Block 116 dargestellt.
Die Steuerung 82 ermittelt dann, ob der Uhrzeigersinn-Schalter aktiviert worden ist. Dieses wird durch den Block 118 dargestellt. Falls ja, wird eine als Freigabe-Flag bezeichnete Variable durch die Steuerung 82 überprüft. Wenn die Freigabeflag-Variable gelöscht ist, wird der Greiferzähler inkrementiert. Dieses wird durch die Blöcke 120 und 122 dargestellt. Wenn jedoch das Freigabe-Flag nicht gelöscht ist, wird das Freigabe-Flag gesetzt, die ROD-Ausgangssignale eingeschaltet, und die Steuerung 82 aktiviert das geeignete Greiferausgangssignal auf der Basis des Greiferzählers. Dieses wird durch die Blöcke 124, 126, 128, 130, 132, 134 und 136 dargestellt.
Wenn nach der Inkrementierung des Greiferzählers der Zählwert kleiner oder gleich 3 ist, ist dieses ein gültiger Zählwert und die Steuerung fährt gemäß den Blöcken 124, 126, 128, 130, 132, 134 und 136 fort. Wenn jedoch bei dem Block 122 der Greiferzähler so inkrementiert wurde, daß er größer als 3 ist, wird der Zählerwert auf 1 gesetzt, und die Verarbeitung fährt mit den Blöcken 124, 126, 128, 130, 132, 134 und 136 fort. Dieser Ablauf wird durch die Blöcke 138 und 140 dargestellt.
Wenn die Steuerung 82 bei dem Block 118 ermittelt, daß das Uhrzeigersinn-Eingangssignal nicht aktiv ist, ermittelt die Steuerung 82, ob das Gegenuhrzeigersinn-Eingangssignal aktiv ist. Dieses wird bei dem Block 142 dargestellt. Falls nicht, wird die Variable Freigabe-Flag gelöscht, das ROD-Ausgangssignal ausgeschaltet und die Verarbeitung fährt mit den Blöcke 126, 128, 130, 132, 134 und 136 fort. Dieses wird durch den Block 144 dargestellt.
Wenn jedoch das Gegenuhrzeigersinn-Eingangssignal im Block 142 aktiviert ist, läuft die Steuerung 82 im Wesentlichen in derselben Weise ab, wie es bei den Blöcken 120, 122, 138 und 140 dargestellt ist. Der Unterschied besteht darin, daß, wenn das Freigabe-Flag gelöscht ist, der Greiferzähler dekrementiert wird. Außerdem wird, wenn der Greiferzähler nach der Dekrementierung kleiner als 1 ist, der Greiferzählwert auf 3 gesetzt. Dieses wird durch die Blöcke 146, 148, 150 und 152 dargestellt.
Es sei auch angemerkt, daß die vorliegende Erfindung auch zur Anwendung mit Handwerkzeugen geeignet ist. Beispielsweise stellt 5 einen von Hand betätigten (oder von Hand gehaltenen) Erdbohrer 200 dar, welcher mit dem Kompaktlader 10 verbunden ist. Der Erdbohrer 200 enthält einen Hydraulikmotor 202 welcher mit einem Paar Hydraulikfluidverbindern 204 verbunden ist, welche wiederum mit einem Paar Hydraulikschläuchen 206 verbunden sind. Die Schläuche 206 sind wiederum mit den Verbindern 62 verbunden. Der Erdbohrer 200 enthält auch Handgriffe 208 und einen vom Benutzer betätigbaren Handgriff oder Schalter 210.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine in 5 in Strichlinien dargestellte Steuerschaltung 212 in demselben Gehäuse untergebracht, welches den Motor 202 enthält. Die Steuerschaltung 212 enthält eine Bedienungseingabevorrichtung 214, welche in der bevorzugten Ausführungsform eine Tastenfeldeingabevorrichtung ist, welche eine Anzeige enthält. Die Steuerschaltung 212 empfängt in einer Ausführungsform elektrische Energie aus dem elektrischen System des Radladers 10. Die elektrische Energie wird an die Steuerschaltung 212 über einen elektrischen Kabelbaum 216 geliefert. Zusätzlich werden auch Steuersignale bevorzugt über den elektrischen Kabelbaum 216 zwischen der Steuerschaltung 212 und der elektronischen Steuerschaltung auf dem Radlader übertragen.
In Betrieb gibt eine Bedienperson, welche den Erdbohrer 200 betreiben möchte, zuerst einen vorbestimmten Code über die Bedienpersonen-Schnittstellentastatur 214 ein. Die Steuerung in der Steuerschaltung 212 liefert dann Kommunikationssignale über den elektrischen Kabelbaum 216 an die Steuerschaltung in dem Kompaktlader 10. Die Steuerung in der Steuerschaltung 212 liefert bevorzugt zuerst Identifikationssignale über den elektrischen Kabelbaum 216 an die Steuerschaltung in dem Kompaktlader 10. Die Identifikationssignale können entweder als Reaktion auf die Eingabe eines Codes auf der Tastatur 214 durch den Bediener oder automatisch geliefert werden, sobald das Zusatzgerät mit der Kraftmaschine verbunden wird und Energie geliefert wird. Die Steuerschaltung in dem Kompaktlader 10 konfiguriert dann das Hydrauliksystem in dem Kompaktlader 10, um Hydraulik mit einer entsprechenden Flußrate und einem entsprechenden Druck durch die Schläuche 206 zu liefern. Mit anderen Worten, der Handbohrer 200 kann ohne weiteres nicht die Drücke und Flußraten benötigen und nicht effizient mit diesen arbeiten, welche beispielsweise für den Betrieb des Baumgreifers 12 erforderlich sind. Daher wird in der Ausführungsform, in welcher das Hydrauliksystem des Kompaktladers 10 eine proportionale Flußsteuerung enthält, der Fluß entsprechend gesteuert. Außerdem kann das Hydrauliksystem auf dem Kompaktlader 10 (wie es unter Bezugnahme auf 6 beschrieben werden wird) Flußbegrenzer oder andere Arten von Flußsteuereinrichtungen enthalten, welche auf der Basis des identifizierten spezifischen Zusatzgerätes gesteuert werden.
Alternativ kann der Erdbohrer 200 mit Druckreduzierungsventilen ausgestattet sein, welche mit dem hydraulischen Koppler 204 verbunden sind. Derartige Reduzierungsventile wären mit der Steuerschaltung 212 verbunden und so steuerbar, daß Hydraulikfluid mit dem geeigneten Druck und der geeigneten Flußrate geliefert wird.
Es sei ferner angemerkt, daß unter bestimmten Betriebsbedingungen mit bestimmten Zusatzgeräten entweder die Steuerschaltung 212 oder das elektronische Steuersystem auf dem Kompaktlader 10 bevorzugt dafür konfiguriert ist, die Funktionalität des Kompaktladers 10 zu verändern. Mit anderen Worten, wenn eine Bedienperson den von Hand betätigten Erdbohrer 200 betreibt, überträgt die Steuerschaltung 212 bevorzugt elektrische Signale über den Kabelbaum 216 an das Steuersystem auf dem Kompaktlader 10. Als Reaktion kann das Steuersystem auf dem Kompaktlader 10 einen Traktionsblockierungsmechanismus einlegen, welcher die Räder 16 des Kompaktladers 10 so blockiert, daß der Kompaktlader 10 während des Betriebs des Erdbohrers 200 nicht bewegt werden kann. Ferner kann das Steuersystem auf dem Kompaktlader 10 auch eine eingeschränkte Funktionalität des Hydrauliksystems auf den Kompaktlader 10 in der Weise bewirken, daß die Betätigung von Zylindern 32, die Betätigung von Hilfsgerätekupplungen und der Betrieb von anderen Hydrauliksystemen in Verbindung mit dem Kompaktlader 10 blockiert oder anderweitig geeignet modifiziert wird.
Sobald Hydraulikfluid über die Schläuche 206 mit dem gewünschten Druck und der Flußrate verfügbar ist, ist der Erdbohrer 200 betreibbar. Die Bedienperson erfaßt dann bevorzugt die Handgriffe 208 und betätigt den Schalter 210, um den Erdbohrer 200 zu betreiben. Der Schalter 210 ist bevorzugt in eine Aus-Stellung vorgespannt, und wird durch Drücken des Schalters 210 auf den Handgriff 208 durch die Bedienperson betätigt. Somit kehrt er, wenn die Bedienperson den Schalter 210 los läßt, automatisch in die Aus-Stellung zurück. Die Bedienpersonen-Schnittstelle 214 enthält auch bevorzugt einen Richtungsschalter, so daß der Erdbohrer 200 in jeder Richtung betrieben werden kann.
Wenn die Bedienperson den Erdbohrer 200 nicht weiter betreibt und den Schalter 210 losgelassen hat, betätigt die Bedienperson bevorzugt eine Stop- oder Pausetaste oder einen anderen geeigneten Bedienungseingabeschalter. Als Reaktion darauf ist das Hydrauliksystem auf dem Radlader 10 bevorzugt so konfiguriert, daß kein Hydraulikfluid unter Druck mehr über die Schläuche 206 geliefert wird. Dieses verhindert im Wesentlichen, daß die Schläuche 206 unter Druck gesetzt werden, wenn sich der Erdbohrer 200 nicht in Betrieb befindet. Eine Druckentlastung der Schläuche 206 kann auch einfach als Reaktion auf das Loslassen des Schalters 210 durch die Bedienperson erreicht werden, und die erneute Unter-Druck-Setzung erfolgt dann als Reaktion auf das Wiederergreifen des Schalters 210 durch die Bedienperson.
Ferner kann die Bedienperson unter bestimmten Umständen den Betrieb des Zusatzgerätes durch andere ausschließen wollen. In diesem Falle gibt die Bedienperson bevorzugt einen geeigneten Blockierungscode in die Tastatur 214 ein. Als Reaktion darauf verhindert die Steuerschaltung 212 den Betrieb des Zusatzgerätes bis ein weiterer geeigneter Code eingegeben wird. Es sei auch angemerkt, daß in einer bevorzugten Ausführungsform die Steuerschaltung 212 den Betrieb jedesmal verhindert, wenn der Schalter 210 losgelassen wird, oder jedes mal, wenn eine Stoptaste gedrückt wird, und daß die Bedienperson den geeigneten Code wieder eingeben muß, um das Zusatzgerät neu zu starten. Alternativ kann die Steuerschaltung 212 jedesmal einen Zeitgeber starten, wenn die Bedienperson den Code eingibt, und die Steuerschaltung 212 hält dann das Zusatzgerät für das gesamte durch den Zeitgeber eingestellte Intervall in einem Funktionszustand. 6 ist eine Blockdarstellung einer Ausführungsform eines Steuersystems 220 für eine Kraftmaschine 10 und ein Steuersystem 222 für ein Zusatzgerät, wie z. B. den Handerdbohrer 200, oder andere Zusatzgeräte wie den hierin beschriebenen. Das Steuersystem 220 umfaßt eine Maschinensteuerung 224, Betriebsbedingungssensoren 226, elektronische Steuerelemente 227 (welche beispielsweise als die Handgriffe 24 und 26 implementiert sein können), eine Bedienpersonen-Schnittstelle 228, ein hydraulisches Energieversorgungssystem 230, Maschinenkraftstellglieder 231 (welche beispielsweise als Zylinder 32 implementiert sein können), ein Maschinenkraftstellglied-Blockierungssystem 232 und ein Maschinentraktions-Blockierungssystem 234. Das Steuersystem 220 kann ebenfalls optional drahtlose Sender/Empfänger 236 enthalten.
Die Maschinensteuerung 224 enthält bevorzugt einen digitalen Computer oder einen anderen geeigneten Mikrocontroller. Die Betriebsbedingungssensoren 226 umfassen Sensoren für die Erfassung gewünschter Betriebsbedingungen. Solche Sensoren können Sensoren umfassen, welche die Position der Sitzstange 22 anzeigende Signale liefern, und Sensoren, welche das Vorhandensein einer Bedienperson im Sitz 20 anzeigende Signale liefern. Derartige Sensoren sind detaillierter in dem U.S. Patent Nr. 5,425,431 und in der U.S. Patentanmeldung Seriennummer 08/199/120 beschrieben, welche beide durch Bezugnahme beinhaltet sind. Kurz gesagt, umfassen derartige Sensoren bevorzugt Hall-Effekt-, Infrarot- und andere geeignete Senso ren, welche ein Ausgangssignal an die Maschinensteuerung 224 liefern, welches den erfaßten Parameter anzeigt. Auf der Basis dieser Signale steuert die Maschinensteuerung 224 die Funktionalität des Kompaktladers 10 und des diesem zugeordneten Zusatzgerätes.
Elektronische Steuerelemente 227 liefern Bedienungseingaben anzeigende Signale. Derartige elektronische Steuerelemente können beispielsweise Handgriffe 24 und 26 umfassen, Schalter oder Tasten oder andere Bedienungseingabevorrichtungen in Verbindung mit den Handgriffen 24 und 26, Bedienungseingaben aus Fußpedalen innerhalb der Kabine 18, Eingaben aus Folientastatur- oder Tastenfeldeingaben, welche in der Kabine 18 vorgesehen sind, oder aus irgendeiner anderen geeigneten Bedienungseingabevorrichtung.
Die Bedienpersonen-Schnittstelle 228 liefert bevorzugt eine visuelle oder hörbare Anzeige für die Bedienperson welche die gewünschten Betriebsbedingungen oder Bedienungseigenschaften der Maschine 10 oder des zugeordneten Zusatzgerätes anzeigt. Die Bedienpersonen-Schnittstelle 228 kann beispielsweise eine LCD-Anzeige, ein CRT-Anzeigeterminal, eine Reihe von LEDs, hörbare Anzeigevorrichtungen oder andere geeignete Bedienpersonen-Schnittstellenvorrichtungen umfassen.
Der Maschinenenergieversorgungskreis 230 umfaßt in der bevorzugten Ausführungsform die hydraulischen und elektrischen Energiesysteme für die Maschine 10. Ein derartiges System kann in jeder geeigneten Weise implementiert sein einschließlich derjenigen, welche in den hierin durch Bezugnahme beinhalteten Patenten und Patentanmeldungen beschrieben sind. Weitere Merkmale des Maschinenenergieversorgungskreises 230 werden später in der Beschreibung beschrieben. Die Maschinenkraftstellglieder 231 für die Maschine 10 umfassen Hydraulikzylinder 32 und umfassen auch andere steuerbare Stellglieder auf der Maschine 10, wie z. B. die für den Antrieb der Räder 16 verwendeten Traktionsmotoren und andere Kraftstellglieder in Verbindung mit der Maschine 10.
Sowohl ein Maschinenstellglied-Blockierungssystem 232 als auch ein Maschinentraktions-Blockierungssystem 234 werden bei der Modifizierung der Funktionalität der Maschine 10 verwendet. In der bevorzugten Ausführungsform wird das Maschinenstellglied-Blockierungssystem 232 zum Blockieren oder Modifizieren des Betriebs bestimmter Maschinenkraftstellglieder 231 in Verbindung mit der Maschine 10 verwendet. In ähnlicher Weise blockiert oder beeinflusst das Maschinentraktions-Blockiersystem 234 bevorzugt den Betrieb der Traktionsmotoren, die zum Antreiben der Räder 16 verwendet werden (oder anderer Traktionsvorrichtungen, wie z. B. der auf einem Mini-Bagger verwendeten Raupenketten). Die Blockierungssysteme werden unter bestimmten Bedingungen eingesetzt, welche von den Betriebsbedingungssensoren 226 erfaßt werden können, welche von der Bedienperson über elektronische Steuerelemente 227 eingegeben werden können, oder welche an die Maschinensteuerung 224 von der Zusatzgerät-Steuerschaltung 222 übertragen werden können. Eine detailliertere Ausführungsform des Maschinenstellglied-Blockierungssystems 232 und des Maschinentraktions-Blockierungssystems 234 ist in dem U.S. Patent Nr. 5,425,431 mit dem Titel INTERLOCK CONTROL SYSTEM FOR POWER MACHINE beschrieben.
Ein drahtloser Sender/Empfänger 236 ist optional auf der Maschine 10 vorgesehen. In der bevorzugten Ausführungsform ist der drahtlose Sender/Empfänger 236 ein Infrarotfrequenz-, Zellular-, oder anderer geeigneter drahtloser Kommunikations-Sender/Empfänger. Eine Kommunikation des zugeordneten Zusatzgerätes mit der Maschine 10 kann unter Verwendung einer drahtlosen Verbindung 238 anstelle oder zusätzlich zu dem Kabelbaum 216 aufgebaut werden.
Das Steuersystem 222 umfaßt in einer bevorzugten Ausführungsform eine Zusatzgerätsteuerung 240, einen Zusatzgerät-Energieversorgungskreis 242, ein Zusatzgerät-Kraftstellglied 244, einen Speicher 246, eine Bedienpersonen-Schnittstelle 248 und Bedienpersonen-Steuereingaben 250. Ferner kann das Steuersystem 222 optional zur Implementation bestimmter Merkmale Positionssensoren 252, einen Stellglied-Drehzahlsensor 254, einen GPS-Sender/Empfänger 256 und einen drahtlosen Sender/Empfänger 258 enthalten.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die Zusatzgerätsteuerung 240 wie die Maschinensteuerung 244 ein digitaler Computer oder eine andere geeignete Steuerung, welche über einen Kabelbaum 216 (oder eine drahtlose Verbindung 238) zur Kommunikation mit der Maschinensteuerung 224 unter Verwendung eines seriellen Kommunikationsprotokolls verbunden ist. Die Zusatzgerätsteuerung 240 ist mit dem Zusatzgerät-Energieversorgungskreis 242 verbunden. In der bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Zusatzgerät-Energieversorgungskreis 242 das Hydrauliksystem oder elektrische System oder beide, welche dem speziellen Zusatzgerät dem Steuersystem 222 entsprechend zugeordnet sind. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Zusatzgerät-Energieversorgungskreis 242 einen Hydraulikführungskreislauf, welcher Hydraulikfluid unter Druck aus dem Maschinenenergieversorgungskreis 230 über Schläuche 206 empfängt. Der Zusatzgerätenergiekreislauf 242 stellt geeignete Ausgänge bereit, um das Zusatzgerät-Kraftstellglied 244 mit Energie zu versorgen.
Das Zusatzgerät-Kraftstellglied 244 in der bevorzugten Ausführungsform ist ein dem Zusatzgerät zugeordnetes Kraftstellglied. In einer Ausführungsform entspricht beispielswei se das Zusatzgerät-Kraftstellglied 244 einem Hydraulikmotor 202, welcher für den in 5 dargestellten Handerdbohrer 200 verwendet wird.
Ein Speicher 246 ist bevorzugt der Zusatzgerätsteuerung 240 zugeordnet und speichert geeignete Programme darin. Der Speicher 246 kann auch, wie es hierin später detaillierter beschrieben wird, verwendet werden, um andere der vorliegenden Erfindung zugeordnete Merkmale zu implementieren.
Eine Bedienpersonen-Schnittstelle 248 beinhaltet, wie die Bedienpersonen-Schnittstelle 228 visuelle oder hörbare Anzeigeeinrichtungen, welche für die Information der Bedienperson des Zusatzgerätes bezüglich irgendeiner von gewünschten Betriebsbedingungen oder Betriebsparametern vorgesehen sind. Ferner umfassen Steuereingänge 250 wie die der Maschine 10 entsprechenden elektronischen Steuerelemente typischerweise von der Bedienperson betätigbare Schalter, ein Tastenfeld oder Folientastatureingabevorrichtungen, durch die Bedienperson betätigbare Handgriffe oder andere geeignete Bedienungseingabevorrichtungen, welche dazu verwendet werden können, Steuersignale zu erzeugen, welche Bedienungseingaben für die Zusatzgerätsteuerung 240 anzeigen.
Ein drahtloser Sender/Empfänger 258 ist wie der drahtlose Sender/Empfänger 236 bevorzugt irgendein geeigneter drahtloser Sender/Empfänger, welcher zur Erleichterung der Kommunikation zwischen der Zusatzgerätsteuerung 240 und der Maschinensteuerung 244 verwendet werden kann.
Während des Normalbetriebs des Zusatzgerätes überträgt die Zusatzgerätsteuerung 240 nach der Verbindung mit der Maschinensteuerung 224 an die Maschinensteuerung 224 den genauen Typ des an die Maschine 10 angeschlossenen Zusatzgerätes. Ferner kann, obwohl die Zusatzgerätsteuerung 240 der Maschinensteuerung 224 das mit der Maschine 10 verbundene genaue Zusatzgerät anzeigen kann, dieses auch durch die Maschinensteuerung 224 erreicht werden, welche auf eine spezifische Pinkonfiguration achtet, mit welcher der Kabelbaum 216 an dem Zusatzgerät angeschlossen ist. Die Zusatzgerätsteuerung 240 kann auch die Energie- und anderen Anforderungen in Verbindung mit dem Zusatzgerät übertragen. Alternativ kann die Maschinensteuerung 224 auf eine Nachschlagetabelle auf der Basis des Typs des Zusatzgerätes Bezug nehmen, welches an die Maschine 10 angeschlossen ist, um die Energie- und andere Betriebsbedingungen für das spezielle Zusatzgerät zu ermitteln. Auf der Basis der erhaltenen Information steuert die Maschinensteuerung 224 das Steuersystem 220 entsprechend.
Beispielsweise muß, wenn das der Maschine 10 zugeordnete Zusatzgerät ein Handgerät ist, wie z. B. der in 5 dargestellte Erdbohrer 200 der Hydraulikfluiddruck und die Flußrate aus der Maschine 10 angepaßt werden. In einem Falle steuert entweder die Maschinensteuerung 224 den Maschinenenergieversorgungskreis 230 so, daß er Hydraulikfluid mit einem gewünschten Druck und einer gewünschten Flußrate durch die Schläuche 206 an den Zusatzgerät-Energieversorgungskreis 242 liefert, oder die Zusatzgerätsteuerung 240 steuert den Zusatzgerät-Energieversorgungskreis 242 so, daß er die Flußrate und den Druck des aus dem Maschinen-Energieversorgungskreis 230 empfangenen Hydraulikfluids anpaßt, um ihn in einen geeigneten Bereich zu bringen.
Ferner kann es, wenn das Zusatzgerät ein Handwerkzeug ist, erwünscht sein, das Maschinenstellglied-Blockiersystem 232 zu steuern und das Maschinentraktions-Blockierungssystem 234, um die Funktionalität der Maschine 10 zu modifizieren. Beispielsweise kann es erwünscht sein, das Maschinenstellglied-Blockierungssystem 232 zum Blockieren des Betriebs der Hydraulikzylinder 32 und anderer Kraftstellglieder auf der Maschine 10 zu veranlassen, wenn das Handwerkzeug (wie z. B. der Erdbohrer 200) mit der Maschine verbunden ist. Ferner kann es erwünscht sein, daß das Maschinentraktions-Blockierungssystem 234 den Traktionsblockiermechanismus einlegt, welcher die Bewegung der Räder 16 der Maschine 10 verhindert. In diesem Falle steuert die Maschinensteuerung 224 nach dem Empfang von Information aus der Zusatzgerätsteuerung 240 die Systeme 232 und 234, um die Funktionalität der Maschine 10 dementsprechend zu modifizieren. Alternativ kann natürlich die Zusatzgerätsteuerung 240 direkt mit dem Kabelbaum 216 mit den Systemen 232 und 234 verbunden sein. In diesem Falle steuert die Zusatzgerätsteuerung 240 direkt diese Systeme selbst statt über die Maschinensteuerung 224.
Es sei ebenfalls angemerkt, daß es unter bestimmten Umständen unerwünscht sein kann, daß bestimmte Zusatzgeräte mit einigen Modellen oder Typen von Maschinen verwendet werden. In diesem Falle blockiert entweder die Zusatzgerätsteuerung 240 oder die Maschinensteuerung 224 den Betrieb des Zusatzgerätes (und möglicherweise der Maschine 10) bis das nicht geeignete Zusatzgerät von der Maschine gelöst ist.
Sobald die Maschine 10 für die Ermöglichung des Betriebs des Zusatzgerätes konfiguriert ist, betätigt die Bedienperson die Bedienperson-Steuereingabevorrichtung 242 (wie z. B. einen Energieschalter oder Handgriff), um den Betrieb des Zusatzgerätes zu initialisieren. Beispielsweise entsprechen, wenn das Zusatzgerät ein von Hand gehaltener Erdbohrer 200 ist, die Bedienperson-Steuereingaben 250 den Handgriffen 208 und dem betätigbaren Handgriff 210. Wenn die Bedienperson-Steuereingabe 250 betätigt wird, ruft die Zusatzgerätsteuerung 240 die an die Zusatzgerät-Kraftstellglied 244 zu liefernde Energie ab. Dieses bewirkt, daß die Maschinensteuerung 224 Hydraulikfluid beispielsweise über den Maschinenenergiekreis 230 an den Zusatzgerätenergiekreis 242 liefert, in welchem das Hydraulikfluid unter Druck an das Zusatzgerät-Kraftstellglied 244 geliefert wird.
Wenn die von dem Zusatzgerät abgerufene Belastung besonders schwer ist, kann die Maschinensteuerung 224 zusätzliche Schritte unternehmen. Beispielsweise umfaßt der Maschinen-Energieversorgungskreis 230 bevorzugt auch den Motor, welcher die Hydraulikfluidpumpen in dem Hydraulikenergiekreis auf der Maschine 10 antreibt. Wenn die von dem Zusatzgerät abgerufene Belastung schwer ist, erhöht die Maschinensteuerung 224 bevorzugt die Ausgangsdrehzahl des Motors, welcher die Pumpen antreibt und erhöht dadurch die Fähigkeit der Pumpen, Hydraulikfluid unter Druck zu liefern. Natürlich steuert die Maschinensteuerung 224, wenn die Belastung nicht schwer ist, den Motor so, daß er seine Ausgangsdrehzahl reduziert. Somit kann durch Ermittlung des Typs des Zusatzgerätes, welches dann an die Maschine 10 angeschlossen ist, und durch Ermittlung der angeforderten spezifischen Belastung, die Zusatzgerätsteuerung 240 und Maschinensteuerung 224 zusammenwirken, um den Wirkungsgrad des Gesamtsystems zu erhöhen.
Ferner zeigt in der bevorzugten Ausführungsform der Grad, in welchem die Bedienperson die Bedienperson-Steuereingabe 250 (wie z. B. den Handgriff 210) betätigt, den Grad an, mit welchem ein Durchfluß angefordert wird. Wenn die Bedienperson-Steuereingabe 250 nicht betätigt wird, geht das Zusatzgerät bevorzugt in den Leerlauf oder Stop. Wenn sich das Zusatzgerät im Leerlauf befindet oder gestopt ist, empfängt die Maschinensteuerung 224 Information aus der Zusatzgerätsteuerung 240, welche dieses anzeigt und veranlaßt, daß sich der Motor der Maschine 10 verlangsamt. Dieses erhöht ebenfalls den Wirkungsgrad des Gesamtsystems. Dieses spart nicht nur Kraftstoff, sondern verwaltet auch effizient die Leistung des Systems. Es hält auch den Lärm auf einem Minimum, da der Motor auf der Maschine 10 sich nur bei einer hohen Drehzahl befindet, wenn diese erforderlich ist. Dieses beeinflußt auch effizient die Wärmeerzeugung in dem Zusatzgerät und in der Maschine 10. Wenn das Zusatzgerät und die Maschine 10 schwer belastet werden, erzeugen beide Wärme. Dieses reduziert die Lebensdauer sowohl des Zusatzgerätes als auch der Maschine. Durch Behandlung der Belastung so, daß sie nur bereitgestellt und erzeugt wird, wenn sie gebraucht oder von der Bedienperson des Zusatzgerätes angefordert wird, wird die von der Maschine 10 und dem Zusatzgerät erzeugte Wärme reduziert, und die Lebensdauer der Maschine und des Zusatzgerätes kann erhöht werden.
Es sei auch angemerkt, daß der Fluß und der Fluiddruck zu dem Zusatzgerät in einer Anzahl unterschiedlicher Arten gesteuert werden kann. Beispielsweise kann der Fluß des Hydraulikfluids durch Verändern der Drehzahl des Motors gesteuert werden, welcher eine Konstantverdrängerpumpe in dem der Maschine 10 zugeordneten Hydrauliksystem antreibt. Zusätzlich können variable Verdrängerpumpen vorgesehen sein und können entweder durch die Maschinensteuerung 224 oder die Zusatzgerätsteuerung 240 gesteuert werden. In der bevorzugten Ausführungsform ist ein gegebener Bereich von Flüssen für jedes spezifische Zusatzgerät vorgesehen. Die Steuerungen 224 und 240 verändern den Fluß innerhalb dieses Bereiches, oder halten den Fluß innerhalb dieses Bereiches konstant abhängig von der Anwendung. Die Motordrehzahl des die Pumpe antreibenden Motors wird durch Bereitstellung eines Motordrehzahlsensors, (welcher jeder bekannte Motordrehzahlsensor sein kann) und durch Verbinden des Motordrehzahlsensors mit der Maschinensteuerung 224 gesteuert. Die Motorsteuerung 224 arbeitet, indem sie den Motor beschleunigt (durch Manipulieren einer Drosselklappe) oder verlangsamt, um die Motordrehzahl in dem gewünschten Bereich zu halten.
Wenn die Bedienperson den Betrieb des Zusatzgerätes beendet hat, läßt die Bedienperson zuerst die Bedienperson-Steuereingabe (wie z. B. einen Handgriff 210) los, um die Betätigung des Zusatzgerät-Kraftstellgliedes 244 zu stoppen. Dann betätigt die Bedienperson bevorzugt eine weitere Bedienperson-Steuereingabevorrichtung 250 (wie z. B. einen Schalter oder eine Folientastatureingabe), was anzeigt, daß die Bedienperson nicht mehr das Zusatzgerät betreiben möchte. Dieses wird bevorzugt an die Maschinensteuerung 224 durch die Zusatzgerätsteuerung 224 übertragen. In diesem Falle steuert dann die Maschinensteuerung 224 bevorzugt den Maschinen-Energiekreis 230 so, daß keine Energie mehr durch die Schläuche 206 geliefert wird. Dieses nimmt den hohen Druck von den Schläuchen 206, wenn sich das Zusatzgerät nicht im Gebrauch befindet.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfassen die Bedienperson-Steuereingaben 250 eine Maschinenstarteingabe, wie z. B. einen Schlüssel, eine Ablauffolge von Folientastatureingaben oder andere geeignete Schalter. Somit kann in dem Falle, in dem sich die Bedienperson nicht in der Kabine 18 während des Betriebs des Zusatzgerätes befindet (wie z. B. wenn das Zusatzgerät ein Handzusatzgerät ist), die Bedienperson den Motor in der Maschine 10 starten und den Motor durch die Bedienperson-Steuereingaben 250 auf dem Zusatzgerät ausschalten. Die Bedienperson betätigt einfach die geeignete Steuereingabe welche ein Signal an die Zusatzgerätsteuerung 240 liefert. Die Zusatzgerätsteuerung 240 überträgt wiederum dieses Signal an die Maschinensteuerung 224 welches den Motor der Maschine 10 startet oder ausschaltet. In diesem Falle kann es erwünscht sein, daß die Maschine 10 eine Hilfsbatterie oder eine andere Energieversorgung besitzt, um das Steuersystem 220 mit elektrischer Energie zu versorgen. Das Steuersystem 222 kann ebenfalls Energie an das Steuersystem 220 liefern. Wenn die Bedienperson das Zusatzgerät verwenden möchte, wenn der Motor oder die Maschine 10 ausgeschaltet worden sind, betätigt die Bedienperson eine von den Bedienperson-Steuereingaben 250, welche anzeigen, daß die Bedienperson den Motor oder die Maschine 10 wieder starten möchte. Dieses bewirkt, daß die Zusatzgerätsteuerung 240 mit der Maschinensteuerung 224 kommuniziert, was die Maschinensteuerung 224 veranlaßt, den Motor auf der Maschine 10 zu starten, und somit der Maschine 10 die Fähigkeit verleiht, Energie an die Zusatzgerät-Kraftstellglieder 224 auf dem damit verbundenen Zusatzgerät zu liefern.
Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung dafür genutzt werden, den Bedarf an Überdruckventilen an dem Zusatzgerät zu eliminieren oder zu reduzieren. Beispielsweise kann die Zusatzgerätsteuerung 240 so konfiguriert sein, daß sie Flußsensoren oder Drucksensoren überwacht, welche sich in dem Zusatzgerätenergiekreis 242 befinden. Die Zusatzgerätsteuerung 240 kann auch so konfiguriert sein, daß sie nach dem Einschalten einen Druck- oder Flußbereich aus dem Speicher 246 ausliest. Dieses stellt einen Druck- oder Flußbereich (oder beides) für das spezielle Zusatzgerät bereit, auf welchem die Zusatzgerätsteuerung 240 montiert ist. Während des Betriebs überwacht die Zusatzgerätsteuerung 240 periodisch den von den Sensoren erfaßten Druck oder der Fluß und stellt sicher, daß er innerhalb des gewünschten Bereiches (oder beispielsweise unterhalb der gewünschten oberen Begrenzung) bleibt.
Wenn der Druck oder der Fluß den Bereich überschreitet, leitet die Zusatzgerätsteuerung 240 den Hydraulikfluidstrom entweder um das Zusatzgerät-Kraftstellglied 244 herum, oder bewirkt, daß der Hydraulikfluidfluß absinkt. Bei der Umleitung des Hydraulikfluidflusses betätigt die Zusatzgerätsteuerung 240 ein Umleitungsventil in dem Zusatzgerätenergiekreis 242, welches den Fluß entweder in den Vorratsbehälter oder wenigstens um das Zusatzgerät-Kraftstellglied 244 herum umleitet. Bei der Unterbrechung des Hydraulikfluidflusses kommuniziert die Zusatzgerätsteuerung 240 mit der Maschinensteuerung 224 und fordert, daß die Maschinensteuerung 224 den Maschinenenergiekreis 230 so steuert, daß die Lieferung von Hydraulikfluid unter Druck an das Zusatzgerät gestopt wird. Dieses kann entweder durch einfaches Abschalten des Hydraulikfluidflusses oder durch Umleitung dieses in den Vorratsbehälter oder wenigstens durch Umleiten dieses um das Zusatzgerät herum erfolgen, statt dieses an das Zusatzgerät zu liefern.
Es sei ferner angemerkt, daß in der Ausführungsform, in welcher der Fluß für die Maschine 10 innerhalb eines vorgegebenen Bereiches für ein gewünschtes Zusatzgerät gesteuert wird, das spezifische Bedienstellglied, welches der Fluß einstellt, sich immer noch bis zu dem vollen Bereich bewegen kann. Beispielsweise kann in dem Falle, in welchem der Maschinenenergiekreis 230 100 l (18 Ballons) Hydraulikfluidfluß liefern kann, wobei aber das Zusatzgerät der in 5 dargestellter Handerdbohrer 200 ist, der Hydraulikmotor 202 und der Erdbohrer 200 nur in der Lage sein, ein Maximum von 17 l (3 Ballons) Hydraulikfluidfluß aufzunehmen. In der bevorzugten Ausführungsform steigt der Fluß zu dem Motor 202 von 0 auf 17 l (3 Ballons) abhängig von dem Grad der Kompression des Handgriffbetätigungselementes 210 an. Wenn das Handgriffbetätigungselement 210 überhaupt nicht gedrückt wird, fließt kein Hydraulikfluid. Wenn das Handgriffbetätigungselement 210 vollständig gedrückt wird, wird ein Fluß von 17 l (3 Ballons) erzeugt. Der Fluß wird kontinuierlich zwischen 0 und 17 l (3 Ballons) erhöht, wenn das Handgriffbetätigungselement 210 von der nicht gedrückten in die vollständig gedrückte Stellung bewegt wird, selbst wenn der Fluß aus der Maschine 10 von 100 l (18 Ballons) Maximum auf 17 l (3 Ballons) Maximum reduziert worden ist.
Dieses wird bevorzugt entweder durch die Zusatzgerätsteuerung 240 oder die Maschinensteuerung 224 unabhängig davon erreicht, welche den Fluß zu dem Zusatzgerät steuert. In dem Falle, in welchem die Maschinensteuerung 224 den Fluß von 0 bis 17 l (3 Ballons) steuert, führt sie dieses auf der Basis einer anfänglichen Identifizierung des betätigten spezifischen Zusatzgerätes aus. Wenn die Bedienperson das Handgriffbetätigungselement 210 (welches in 6 durch die Bedienperson-Steuereingabe 250 dargestellt ist) drückt, kommuniziert dann die Zusatzgerätsteuerung 240 kontinuierlich mit der Maschinensteuerung 224, was die Maschinensteuerung 224 veranlaßt, den von dem Maschinenenergiekreis 230 gelieferte Hydraulikfluidfluß von 0 auf 17 l (3 Ballons) zu erhöhen. Wenn die Zusatzgerätsteuerung 240 den Fluß verändert, steuert die Zusatzgerätsteuerung 240 einfach den Zusatzgerätenergiekreis 242 so, daß er der Fluß von 0 auf 17 l (3 Ballons) erhöht, wenn die Bedienperson die Betätigung der Bedienungssteuerung 250 fortsetzt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Zusatzgerät einen GPS-Empfänger 256. In der bevorzugten Ausführungsform ist de GPS-Empfänger 256 ein beliebiger geeigneter und kommerziell verfügbarer GPS-Empfänger, welcher Positionsinformation von einem globalen Ortungssystem empfängt. Der GPS-Empfänger empfängt und zeichnet periodisch die Positionsinformation auf und liefert sie an die Zusatzgerätsteuerung 240. Die Zusatzgerätsteuerung 240 speichert bevorzugt die Anzahl von Sätzen vorheriger Positionsinformation sowie den aktuellen Satz der Positionsinformation im Speicher 246.
Wenn die Zusatzgerätsteuerung 240 eine Positionsanforderung durch den drahtlosen Sender/Empfänger 258 empfängt, holt die Zusatzgerätsteuerung 240 die aktuellen und frühere gespeicherte Positionsinformationsdatensätze und überträgt diese an den drahtlosen Sender/Empfänger 236, oder an einen anderen geeigneten drahtlosen Sender/Empfänger. Somit kann die Position des Zusatzgerätes und der Maschine 10 (wenn das Zusatzgerät noch an der Maschine 10 befestigt ist) jederzeit verfolgt werden. In der bevorzugten Ausführungsform ist der drahtlose Sender/Empfänger 258 ein zellularer Sender/Empfänger, wenn der GPS-Empfänger 256 vorgesehen ist. Das Zusatzgerät kann alternativ unter Verwendung einer zellularen Triangulation, eines LORAN-Lokalisierungssystems oder eines anderen geeigneten Lokalisierungssystems lokalisiert werden.
Das Zusatzgerät kann seine eigene selbständige Stromversorgung enthalten, so daß die Zusatzgerätsteuerung 240 und die anderen elektrischen Komponenten auf dem Zusatzgerät unabhängig davon arbeiten können, ob sie an die Maschine 10 angeschlossen sind oder nicht. Dieses ermöglicht insbesondere die Übertragung von GPS-Information beispielsweise dann, wenn das Zusatzgerät nicht mehr an die Maschine 10 angeschlossen ist.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt implementiert, da unterschiedliche Zusatzgeräte eine unterschiedliche Funktionalität erfordern. Mit anderen Worten, das Baumgreiferzusatzgerät erfordert die Durchführung anderer Funktionen als andere Zusatzgeräte, wie z. B. eine Stumpfzerkleinerungsvorrichtung. Somit sind den unterschiedlichen elektronischen Steuerungen 227 in dem Bedienungsabteil der Maschine 10 unterschiedliche Funktionen zugeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform zeigt, sobald die Maschinensteuerung 224 den spezifischen Typ des mit der Maschine 10 verbundenen Zusatzgerätes identifiziert, die Maschinensteuerung 224 an einer Bedienperson-Schnittstelle 228 den spezifischen Zusatzgerättyp an. Sie liefert auch Anzeigen für die Bedienperson in dem Bedienpersonenabteil 18, welche anzeigen, welche spezifische elektronische Bedienungseingabesteuervorrichtungen welche Funktionen auf dem Zusatzgerät erzielen. Beispielsweise kann, wenn das Zusatzgerät ein Baumgreifer ist, einer der von der Bedienperson betätigbaren Schalter auf einem der Handgriffe in dem Bedienpersonenabteil bewirken, daß sich die Aufnahmeöffnung des Baumgreifers öffnet und schließt. Im Gegensatz dazu kann, wenn das Zusatzgerät eine Stumpfzerkleinerungsvorrichtung ist, derselbe durch die Bedienperson betätigbare Schalter bewirken, daß sich die Stumpfzerkleinerungsvorrichtung seitlich bewegt. In der bevorzugten Ausführungsform stellt die Maschinensteuerung 224 diese Information auf der Bedienperson-Schnittstelle 228 nach dem Einschalten der Maschine dar, und sobald der spezifische Typ des damit verbundenen Zusatzgerätes identifiziert worden ist.
Die restliche Funktionalität des in 6 dargestellten Systems wird unter Bezugnahme auf 7 bis 9 beschrieben.
7 ist eine Seitenansicht eines Kompaktladers (Maschine) 10, der mit einer Stumpfzerkleinerungsvorrichtung 260 verbunden ist. Die Stumpfzerkleinerungsvorrichtung 260 enthält einen Befestigungsträger 262, welcher an dem Hebearm 28 befestigt ist. Die Stumpfzerkleinerungsvorrichtung 260 enthält auch eine Befestigungsplatte 264, welche auf dem Träger 262 befestigt ist. Die Platte 264 ist schwenkbar auf dem Träger 262 befestigt und wird durch die Betätigung eines Hydraulikzylinders 266 geschwenkt. Wenn der Hydraulikzylinder 266 eingefahren wird, bewirkt er eine Drehung der Platte 264 nach oben. Wenn der Zylinder 266 ausgefahren wird, schwenkt die Platte 264 nach unten. Dieses bewirkt eine Bewegung der Stumpfzerkleinerungsvorrichtung in einer im allgemeinen vertikalen Auf- bzw. Abwärtsrichtung. Die Stumpfzerkleinerungsvorrichtung 260 enthält auch eine verschiebbare Platte 268, welche verschiebbar auf dem Träger 262 befestigt ist. Die verschiebbare Platte 268 ist für eine horizontale Bewegung in die und aus der Seite von 7 bewegt. Diese Bewegung wird von einem hydraulischen oder elektrischen Motor 270 auf der Basis von Eingaben durch die Bedienperson und das Bedienungsabteil 18 angetrieben.
Die Stumpfzerkleinerungsvorrichtung 260 enthält ferner ein Zerkleinerungsblatt 272, welches von einem Hydraulikmotor 274 angetrieben wird, und sich im Wesentlichen um eine durch den Motor 274 definierte Achse dreht. Der Motor 274 wird mit Hydraulikfluiddruck über Schläuche 206 versorgt, welche mit Hydraulikkupplungen 62 verbunden sind.
Ferner ist ein Steuersystem 222 auf dem Befestigungsträger 262 befestigt und wird mit elektrischer Energie über einen Kabelbaum 216 versorgt.
Im normalen Betrieb positioniert die Bedienperson das Blatt 272 der Stumpfzerkleinerungsvorrichtung 260 in unmittelbarer Nähe des Stumpfes unter Verendung der Maschine 10. Die Bedienperson betätigt dann eine durch die Bedienperson betätigbare Eingabe auf einem der Handgriffe 24 oder 26, was bewirkt, daß Hydraulikfluid unter Druck an den Motor 274 geliefert wird, was den Beginn der Rotation des Blattes 272 bewirkt. Die Bedienperson veranlaßt dann eine seitliche Bewegung des Blattes 272 quer über den Stumpf durch Betätigen des Motors 270, so daß die Platte 268 quer über den Träger 262 gleitet. Sobald die Stumpfzerkleinerungsvorrichtung 260 einen Durchlauf über den Stumpf durchgeführt hat, bewegt sich die Bedienperson leicht mit der Maschine 10 vorwärts und veranlaßt die Stumpfzerkleinerungsvorrichtung 260 einen weiteren Durchlauf über den Stumpf durchzuführen. Dieses wird wiederholt, bis die Stumpfzerkleinerungsvorrichtung vollständig die Oberfläche des Stumpfes passiert (und zerkleinert) hat. Dann veranlaßt die Bedienperson den Zylinder 266 zum Ausfahren und dadurch Absenken des Blattes 272. Dann veranlaßt die Bedienperson die Stumpfzerkleinerungsvorrichtung 260 zu einer Vorwärts- und Rückwärtsbewegung über den Stumpf in derselben Weise wie eben beschrieben. Diese Schritte werden wiederholt, bis ein gewünschter Betrag des Stumpfes abgetragen worden ist.
Da der Betrieb der Stumpfzerkleinerungsvorrichtung 260 eine erhebliche Wiederholung erfordert, kann ein weiteres Merkmal gemäß der vorliegenden Erfindung effizient implementiert werden. Gemäß nochmaligem Bezug auf 6 ist das Steuersystem 222 bevorzugt mit Positionssensoren 252 ausgestattet. Die Positionssensoren 252 sind auf der Stumpfzerkleinerungsvorrichtung 260 so befestigt, daß sie Positionssignale liefern, welche die Position des Blattes 272 der Stumpfzerkleinerungsvorrichtung 260 anzeigen. Somit überwacht, wenn die Stumpfzerkleinerungsvorrichtung 260 vorwärts und rückwärts für einen kompletten Durchgang über den Stumpf bewegt wird, die Zusatzgerätsteuerung 240 die Ausgangssignale aus den Positionssensoren 252 und speichert diese in dem Speicher 246. Indem sie dieses eine angemessene Anzahl von Malen macht, merkt sich die Zusatzgerätsteuerung 240 im Wesentlichen die Position der Stumpfzerkleinerungsvorrichtung 260 während eines gesamten Durchlaufs über den Stumpf. Auf diese Weise kann die Bedienperson einfach einen durch den Bediener betätigbaren Eingabeschalter betätigen und die Zusatzgerätsteuerung 240 die verschiedenen Kraftstellglieder 244 be tätigen und die Positionssignale aus den Positionssensoren 252 in der Stumpfzerkleinerungsvorrichtung 260 überwachen lassen, um die Stumpfzerkleinerungsvorrichtung 260 zu veranlassen, den Durchgang zu wiederholen. Somit ist alles, was die Bedienperson machen muß, einfach die Ausführung der durch die Bedienperson betätigbaren Eingabe in einer gewünschten Anzahl von Malen, bis eine angemessene Stumpfzerkleinerung durchgeführt worden ist.
Alternativ kann die Zusatzgerätsteuerung 240 und die Stumpfzerkleinerungsvorrichtung 260 so programmiert sein, daß sich einfach über einen vorbestimmten Größen- oder Volumenbereich bewegt. Auf diese Weise muß die Bedienperson nur eine von der Bedienperson betätigbare Eingabe einmal ausführen, und die Stumpfzerkleinerungsvorrichtung 260 zerkleinert selbständig einen gesamten Stumpf, welcher sich in dem vorbestimmten oder vorprogrammierbaren Größenbereich befindet.
Dasselbe Merkmal kann für Zusatzgeräte implementiert werden, welche in wiederholter Folge verschiedene Geschwindigkeiten durchlaufen. In diesem Falle ist das Steuersystem 222 mit einem Geschwindigkeit bzw. Drehzahlsensor 254 ausgestattet, welcher die Geschwindigkeits- bzw. Drehzahl des gewünschten Kraftstellgliedes auf dem Zusatzgerät erfaßt. Beispielsweise kann es erwünscht sein, das Zerkleinern mit der Stumpfzerkleinerungsvorrichtung 260 mit einer hohen Drehzahl am Anfang zu beginnen, jedoch während der Mitte des Durchlaufs die Stumpfzerkleinerungsvorrichtung 260 langsamer über den Stumpf laufen zu lassen. Der Geschwindigkeitssensor 254 wird somit bevorzugt als ein Codierer auf dem Motor 270 verkörpert, welcher die Stumpfzerkleinerungsvorrichtung 260 seitlich über den Stumpf vorschiebt. Wiederum überwacht unter einer anfänglichen von der Bedienperson gesteuerten Betätigung die Zusatzgerätsteuerung 240 das von dem Geschwindig keitssensor 254 gelieferte Signal, um die Geschwindigkeit zu bestimmen, mit der die Stumpfzerkleinerungsvorrichtung 260 sich an verschiedenen Stellen während des Durchlaufs der Stumpfzerkleinerungsvorrichtung über den Stumpf bewegt. Die Zusatzgerätsteuerung 240 veranlaßt den Motor 270, diese Geschwindigkeit während anschließender Durchläufe zu wiederholen.
In einer weiteren Ausführungsform, in welcher das Zusatzgerät beispielsweise als eine Abbruchschere implementiert ist, ist es üblich, daß die Abbruchschere sich sehr langsam schließt, aber sich sehr schnell während des Schervorgangs öffnet. Somit werden unter Anwendung des Speichermerkmals der vorliegenden Erfindung und unter Anwendung geeigneter Geschwindigkeits- und Positionssensoren die Geschwindigkeit und die Scherschritte bevorzugt durch das Zusatzgerät selbst ausgeführt, ohne eine wiederholte Betätigungen durch die Bedienpersonen zu erfordern. Dieses Merkmal kann im Wesentlichen während jeder Operation implementiert werden, welche eine Wiederholung erfordert, oder welche einer vorbestimmten Ablauffolge von Schritten folgt.
8 ist eine Seitenansicht einer Kraftmaschine 10, die an einen pneumatischen Hammer 280 angeschlossen ist. Der pneumatische Hammer 280 wird in vielerlei Hinsicht in einer ähnlichen Weise wie der in 5 dargestellte Handerdbohrer 200 betätigt und ähnliche Elemente sind in ähnlicher Weise nummeriert. Jedoch wird anstelle einer Versorgung mit Hydraulikfluid unter Druck über die Schläuche 206 der pneumatische Hammer 280 mit pneumatischem Druck über Schläuche 206' versorgt, welche mit Verbindern 62' verbunden sind. Ferner enthält, anstelle der Verwendung eines hydraulischen Motors 202 zum Antreiben des Werkzeugs, der pneumatische Hammer einen pneumatischen Motor 202', um den Bohrmeißel 282 anzutreiben.
9 ist eine Seitenansicht der Kraftmaschine 10 und veranschaulicht, daß sie mit ziemlich kleinen Handwerkzeugen, wie z. B. einer Bohrmaschine 284, einer Kreissäge 286 oder einer Kettensäge 288 verbindbar ist. In der Ausführungsform, in welcher Werkzeuge 284, 286 und 288 elektrisch versorgt werden, ist nur der Kabelbaum 216 erforderlich. Alternativ können natürlich zusätzliche Kabelbäume vorgesehen sein, um eine Vielzahl von Werkzeugen mit der Maschine 10 zu jedem beliebigen Zeitpunkt zu verbinden. Ferner können die Handwerkzeuge pneumatisch oder hydraulisch betriebene Werkzeuge sein. In diesem Falle sind auch Leitungen, wie z. B. Schläuche 206 oder 206' ebenfalls zur Versorgung der Werkzeuge vorgesehen. In jedem Falle enthält jedes der Werkzeuge bevorzugt ein Steuersystem, wie z. B. ein Steuersystem 222, welches Sollwertsignale an die Maschinensteuerung 224 in der Maschine 10 zurücksendet, um den gewünschten Betrieb zu erreichen.
Es sei auch angemerkt, daß einige Kompaktlader mit einem Blockiersteuersystem ausgestattet sind, wie es beispielsweise in dem U.S. Patent Nr. 5,425,431 erteilt am 20. Juni 1995 an Brandt et al. beschrieben ist. Derartige Systeme stellen bestimmte Blockierungen bereit, welche bestimmte Funktionen auf der Basis von Eingangssignalen aus verschiedenen Sensoren blockieren. Daher können zusätzliche Eingaben an die Steuerungen 82, 240 geliefert werden, welche den Zustand der Ausgänge aus einem derartigen Blockierungssteuersystem anzeigen. Auf der Basis dieser Eingangssignale arbeiten die Steuerungen 82, 240 dementsprechend, um den Hydraulikfluß zu allen der gewünschten Stellgliedern zu unterbrechen.
Durch Bereitstellung eines Mikroprozessors auf dem Zusatzgerät gemäß der vorliegenden Erfindung können die hinteren oder vorderen Hilfsgeräte sowohl für das Zusatzgerät als auch die rückwärtigen Stabilisatoren in einer Arbeitssituati on verwendet werden. Die Zusatzgeräte-Steuerungen 82, 240 liefern Signale an die Ladersteuerungen und kommunizieren mit diesen, um diese Funktion zu ermöglichen. Ferner können durch die Implementation eines Mikroprozessors oder einer anderen geeigneten Steuerung auf dem Zusatzgerät selbst, zahlreiche Funktionen auf dem Zusatzgerät mit minimalen elektrischen Signalen gesteuert werden, welche an die Steuerung geliefert werden. Dieses stellt die Möglichkeit bereit, zusätzliche Steuerfunktionen dem Zusatzgerät hinzuzufügen, ohne die Kosten für den Radlader zu erhöhen, indem einfach geeignete Logik- und Steuermerkmale in die Steuerschaltungen 68, 222 verlegt werden. Ferner kann durch die Bereitstellung einer elektronischen Steuerung auf dem Zusatzgerät die Steuerung des Zusatzgerätes mit allen anderen Mikroprozessoren, welche zur Steuerung des Kompaktladers 10 verwendet werden, verbunden werden. Bevorzugt kommunizieren die Steuerungen unter Verwendung eines seriellen Kommunikationsprotokolls.
Es sei angemerkt, daß die vorstehende Beschreibung in Bezug auf die Implementation der vorliegenden Erfindung auf einem Kompaktlader erfolgte. Sie kann jedoch auch auf anderen Kraftmaschinen, wie z. B. Minibaggern, stationären Energieeinheiten usw. implementiert werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann auf diesem Gebiet erkennen, daß Veränderungen in Form und Detail ohne Abweichung von dem in den beigefügten Ansprüchen definierten Schutzumfang der Erfindung durchgeführt werden können.

Claims

Vorrichtung, aufweisend eine Kraftmaschine (10) und ein Zusatzgerät (12), wobei die Kraftmaschine (10) aufweist: ein Energieversorgungsnetz, das Energie liefert; und wobei die Kraftmaschine (10) oder das Zusatzgerät (12) aufweist: ein Bedienungseingabegerät (214), das auf Bedienungseingaben basierende Bedienungseingabesignale liefert; und wobei das Zusatzgerät (12) aufweist: ein Gerät (42); ein Kraftstellglied (244) für das Zusatzgerät, das lösbar an das Energieversorgungsnetz und an das Gerät (42) angeschlossen ist; und eine erste Steuerung (82), die an dem Zusatzgerät (12) angebracht und mit dem Bedienungseingabegerät (214) bedienbar gekoppelt ist, wobei die erste Steuerung (82) so konfiguriert ist, daß sie das Kraftstellglied (244) für das Zusatzgerät basierend auf den Bedienungseingabesignalen steuert; und wobei die Kraftmaschine (10) des Weiteren aufweist: einen Identifizierer, der an der Kraftmaschine (10) angebracht ist und an die erste Steuerung (82) bedienbar gekoppelt werden kann und Kennsignale liefert, die Betriebskennzeichen der Kraftmaschine (10) anzeigen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Steuerung (82) den Betrieb der Kraftmaschine (10) basierend auf den Kennsignalen steuert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Stromversorgungsnetz aufweist: ein Hydrauliksystem (230), das Hydraulikflüssigkeit unter Druck liefert, und wobei die erste Steuerung (82) den Fluß der Hydraulikflüssigkeit unter Druck zum Kraftstellglied (244) für das Zusatzgerät steuert.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Gerät (42) aufweist: ein Handgerät (288).
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Bedienungseingabegerät (214) an dem Zusatzgerät (12) angebracht ist und aufweist: eine erste durch eine Bedienperson betätigbare Eingabe, die mit der ersten Steuerung (82) gekoppelt ist; und eine zweite durch eine Bedienperson betätigbare Eingabe, die mit der ersten Steuerung (82) und/oder dem Kraftstellglied für das Zusatzgerät gekoppelt ist; wobei das Kraftstellglied für das Zusatzgerät dem Gerät (288) nur Strom liefert, wenn sowohl die erste als auch die zweite durch die Bedienperson betätigbare Eingabe betätigt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die erste durch die Bedienperson betätigbare Eingabe aufweist: ein Code-Eingabegerät, das der ersten Steuerung (82) auf der Betätigung des Code-Eingabegeräts durch die Bedienperson basierende Code-Signale liefert, wobei die erste Steuerung (82) das Kraftstellglied für das Zusatzgerät basierend auf den Code-Signalen steuert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Steuerung (82) so konfiguriert ist, daß sie einen Betriebszustand des Zusatzgerätes (12) erkennt und das Energieversorgungsnetz basierend auf dem Betriebszustand steuert.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die erste Steuerung (82) den Betriebszustand basierend auf den Bedienungseingabesignalen erkennt und wobei der von der ersten Steuerung (82) erkannte Betriebszustand anzeigt, ob das Kraftstellglied für das Zusatzgerät aktiviert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die erste Steuerung (82) so konfiguriert ist, daß sie das Energieversorgungsnetz so steuert, daß von dem Energieversorgungsnetz gelieferter verfügbare Energie basierend auf dem erkannten Betriebszustand eingestellt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Energieversorgungsnetz eine Hydraulikpumpe, die Hydraulikflüssigkeit unter Druck liefert, und einen Motor, der mit der Hydraulikpumpe gekoppelt ist, umfaßt und wobei die erste Steuerung (82) eine Betriebsgeschwindigkeit des Motors basierend auf dem erkannten Betriebszustand steuert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Energieversorgungsnetz ein Hydrauliksystem (230) aufweist, das Hydraulikflüssigkeit unter Druck liefert, und wobei das Zusatzgerät (12) ferner aufweist: mindestens einen Sensor, der mit der ersten Steuerung (82) gekoppelt und so konfiguriert ist, daß er ein Kennzeichen der Hydraulikflüssigkeit erfaßt und ein Sensorausgabesignal liefert, das das erfaßte Kennzeichen anzeigt.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das erfaßte Kennzeichen den Druck aufweist und wobei die erste Steuerung (82) so konfiguriert ist, daß sie bestimmt, ob der erkannte Druck innerhalb eines annehmbaren Bereiches liegt, und daß sie das Absperren eines Flusses zum Zusatzgerät (12) oder ein Umlenken des Flusses vom Zusatzgerät (12) basierend auf der Bestimmung steuert.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Energieversorgungsnetz eine Energieversorgungsnetzsteuerung (83) umfaßt, die das Energieversorgungsnetz steuert, wobei die erste Steuerung (82) mit der Energieversorgungsnetzsteuerung (83) bedienbar gekoppelt ist und der Energieversorgungsnetzsteuerung (83) Signale liefert, um das Energieversorgungsnetz basierend auf dem Sensorausgabesignal zu steuern, wobei der Sensor einen Durchflußgeber aufweist und wobei die erste Steuerung (82) so konfiguriert ist, daß sie bestimmt, ob der Fluß in einem annehmbaren Bereich liegt und daß sie die Energieversorgungsnetzsteuerung (83) basierend auf der Bestimmung steuert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 und 13, wobei der annehmbare Bereich auf einer Identifizierung des Zusatzgerätes (12) basiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kraftmaschine (10) ferner aufweist: ein Maschinenkraftstellglied (231) zum Durchführen von Kraftmaschinenbetätigungen; und eine zweite Steuerung (240), die mit dem Kraftstellglied gekoppelt und so konfiguriert ist, daß sie das Maschinenkraftstellglied (231) steuert, und wobei die erste (82) und die zweite (240) Steuerung bedienbar miteinander gekoppelt sind, um miteinander zu kommunizieren.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei jede der ersten (82) und zweiten (240) Steuerung der ersten (82) und zweiten (240) Steuerung Eingangssignale liefert, um die andere der ersten (82) und zweiten (240) Steuerung zu steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die erste (82) und die zweite (240) Steuerung unter Verwendung einer drahtlosen Kopplung (238) miteinander gekoppelt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Kraftmaschine (12) ferner aufweist: mindestens einen Maschinensensor, der mit der zweiten Steuerung (240) gekoppelt ist und eine Statusbedingung in der Kraftmaschine (12) erfaßt und ein Maschinensensor-Ausgangssignal basierend auf der erfaßten Statusbedingung liefert, wobei die zweite Steuerung (240) so konfiguriert ist, daß sie das Maschinenkraftstellglied (231) basierend auf dem Maschinensensor-Ausgangssignal steuert.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die zweite Steuerung (240) vorbestimmte Betätigungen des Maschinenkraftstellglieds (231) basierend auf Informationen von der ersten Steuerung (82) ausschaltet.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei das Bedienungseingabegerät (214) an dem Zusatzgerät (12) vorgesehen ist und wobei die erste Steuerung (82) so konfiguriert ist, daß sie mit der zweiten Steuerung (240) kommuniziert, um die zweite Steuerung (240) zu veranlassen, das Maschinenkraftstellglied (231) basierend auf Bedienungseingabesignalen von dem Bedienungseingabegerät (214) zu steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei das Zusatzgerät (12) mindestens einen Zusatzgerätsensor umfaßt, der mit der zweiten Steuerung (240) gekoppelt ist und eine Statusbedingung des Zusatzgerätes (12) erfaßt und ein Zusatzgerätsensorsignal basierend auf der erfaßten Statusbedingung liefert, wobei die erste Steuerung (82) das Kraftstellglied (244) für das Zusatzgerät basierend auf dem Zusatzgerätsensorsignal steuert.
Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei die erste Steuerung (82) der zweiten Steuerung (240) Kommunikationssignale basierend auf dem Zusatzgerätsensorsignal liefert, und wobei die zweite Steuerung (240) das Maschinenkraftstellglied (231) basierend auf den Kommunikationssignalen steuert.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei der mindestens eine Maschinensensor aufweist: einen Bedienungsperson-Anwesenheitssensor und/oder einen Sitzgestänge(22)-Positionssensor.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei das Maschinenkraftstellglied (231) aufweist: einen Fahrmotor, der mit einem Antriebsmechanismus gekoppelt ist, und/oder einen Hydromotor.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gerät (42) so konfiguriert ist, daß es wiederholte Betätigungen durchführt, und das Zusatzgerät (12) ferner aufweist: einen ersten Sensor, der mit der ersten Steuerung (82) gekoppelt ist und ein erstes Sensorsignal liefert, das ein erstes Kennzeichen einer ersten der wiederholten Betätigungen anzeigt, wobei die erste Steuerung (82) erste Daten speichert, die das erste Kennzeichen anzeigen und das Gerät (42) steuern, so daß es mindestens eine anschließende Betätigung der wiederholten Betätigungen basierend auf den ersten Daten durchführt.
Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei sich das Gerät (42) bei der Durchführung der wiederholten Betätigungen wiederholt zu verschiedenen Positionen bewegt, und wobei der erste Sensor einen Lagegeber (252) aufweist, der das erste Sensorsignal liefert, das die Geräteposition anzeigt.
Vorrichtung nach Anspruch 25, des Weiteren aufweisend: einen zweiten Sensor, der mit der ersten Steuerung (82) gekoppelt ist und ein zweites Sensorsignal liefert, das ein zweites Kennzeichen der ersten der wiederholten Betätigungen anzeigt, wobei die erste Steuerung (82) zweite Daten speichert, die das zweite Kennzeichen anzeigen und das Gerät (42) steuern, so daß es die anschließende Betätigung basierend auf den zweiten Daten durchführt.
Vorrichtung nach Anspruch 27, wobei der zweite Sensor einen Hydraulikflüssigkeitssensor aufweist, der ein Kennzeichen des Hydraulikflüssigkeitsflusses erfaßt, aufweisend die Fluidflußrate und/oder den Fluiddruck.
Vorrichtung nach Anspruch 27, wobei der zweite Sensor aufweist: einen Geschwindigkeitssensor (254), der die Geschwindigkeit einer Betätigung des Geräts (42) erfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Steuerung (82) ein geographisches Positioniersystem (256) umfaßt, das Signale liefert, die eine geographische Position des Zusatzgerätes (12) anzeigen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kraftmaschine (10) ein geographisches Positioniersystem (256) umfaßt, das Signale liefert, die eine geographische Position der Kraftmaschine (10) anzeigen.