EP1516850A1 - Sensor, actuating device and working machine - Google Patents
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- EP1516850A1 EP1516850A1 EP04104323A EP04104323A EP1516850A1 EP 1516850 A1 EP1516850 A1 EP 1516850A1 EP 04104323 A EP04104323 A EP 04104323A EP 04104323 A EP04104323 A EP 04104323A EP 1516850 A1 EP1516850 A1 EP 1516850A1
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- EP
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- boom
- sensor
- working
- arm
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
- E02F3/36—Component parts
- E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
- E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
- E02F3/431—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like
- E02F3/432—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like for keeping the bucket in a predetermined position or attitude
- E02F3/433—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like for keeping the bucket in a predetermined position or attitude horizontal, e.g. self-levelling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C13/00—Other constructional features or details
- B66C13/18—Control systems or devices
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
- E02F3/36—Component parts
- E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
- E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
- E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
- E02F3/436—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like for keeping the dipper in the horizontal position, e.g. self-levelling
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/20—Control lever and linkage systems
- Y10T74/20576—Elements
- Y10T74/20636—Detents
- Y10T74/20666—Lever engaging
Definitions
- the invention relates to a sensor device for determining the position of a boom of a working machine, with a Follower arm and a position sensor, wherein the follower arm such interacts with the boom and the position sensor that the position sensor a position, in particular a Angle position, the cantilever can detect one Control device with such a sensor device and a Working machine, in particular a preferably self-propelled Working vehicle.
- the height and angle must be or in general the position of a working means visually estimated and manually in an approximately constant range being held. This is for a normal operator tiring.
- On other equipment or vehicles are individual positions, ie heights and angular positions of the Factory-preset working fluid to allow that the work equipment automatically in certain positions can be brought if an operator for this purpose Instruction, for example by pressing a button, a Movement of a handle or other simple movement, gives.
- US-A-4,015,729 shows an automatic control system for a backhoe with a provided on a boom Spoon.
- the control system has means for determining the Position of the boom with a potentiometer, which over a linkage with the boom communicates with.
- a sensor device for determining the position a boom of a working machine, with a follower arm and a position sensor, wherein the follower arm with the Boom and the position sensor cooperates, that the Position sensor a position, in particular a Angle position, the cantilever can determine with a Spring device that loads the follower arm such that this at least during operation permanently with the Boom remains in contact, a control device with a Such sensor device and a work machine with a Such adjusting device and / or sensor device proposed.
- the position sensor can be considered a particular electronic Sensor be formed, preferably mechanically with the Follower arm directly or indirectly, for example via lever or in particular via the follower arm connected.
- Position sensor may be, for example, a Potentiometer act or the position sensor can one Have potentiometer.
- an adjusting device for at least substantially automatic positioning at least one boom and / or one with the boom connected work equipment such as an excavator bucket, a bucket, a fork, etc. of a working machine, in particular a work vehicle such
- a work vehicle such
- Have sensor device so that they also have a simplified construction and improved handling having.
- the adjusting device can be an adjusting means, preferably in the Type of a particular hand-operated lever with at least a locking position by means of which the boom is positioned can be at least one actuating means, preferably one Switch, and a memory unit which, when actuated the actuating means at least a first of the Sensor device determined, to the current position of the cantilever stores corresponding value, and that the Actuating the boom at least in one to the first stored value corresponding position brings when the Adjusting means assumes its locking position.
- the Adjustment means the adjusting means from its locking position release when the jib returns to the stored value reached corresponding position.
- the data processing system based on the value and a distance of the working medium from a rotation center of the boom a working height of the Work equipment calculates that means for entering the amount of Working means are provided in the data processing system and that in particular the position of the Outrigger calculated and stored a corresponding value becomes.
- this display device can For example, in an already existing Display device integrated or provided separately.
- Such a device and / or sensor device may be on a work machine, in particular a preferably self-propelled work vehicle, provided with a boom be.
- the work machine can also be a stationary work machine act.
- the work machine can For example, a construction equipment or vehicle, for example in be the type of a loader, excavator or crane, one agricultural or industrial working machine, like For example, a tractor with a boom, a Front loader, a backhoe or a telescopic loader, or any other suitably-trained work machine.
- Such a work machine may have one or more outriggers exhibit.
- the boom (s) can work with the machine permanently or detachably connected.
- the boom can be directly or indirectly with one Work equipment and the other directly or indirectly with one a frame of the working machine or the working machine provided carrier preferably at least one in particular at least substantially horizontal axis be connected pivotally.
- the work equipment can For example, an excavator bucket, bucket, a Fork, a transport device, etc. act.
- a method for automatically positioning a cantilever such a work machine determines at least one Position or a rotational or angular position of the boom by means of the sensor device stores at least one the sensor device determined position, preferably by means the adjusting device or a control or storage unit the actuator and moves the boom preferably at least stored in this position, if that Actuating means or the lever in its locking position is or has been brought into this or is.
- a sensor device, a Adjusting device and a working machine available their handling for an operator less tiring and / or that is easy and inexpensive.
- the sensor device and / or the adjusting device can be a Position of a cantilever tracked or determined simplified become.
- an angle sensor is provided which a having spring-loaded follower arm, permanently or in all Positions in contact with the boom is or held becomes.
- the follower arm pivots when the position of the Cantilever changes and causes a change in one electrical characteristic of an electromechanical device, such as a potentiometer.
- This change of electrical characteristic is in one Signal processing device or an on-board computer, such as For example, a chassis control unit or a Control unit and / or transmitted to an operator.
- Positions such as an ejection position, grave or Transport position (s) by only a pure actuation a button of a switch at desired boom heights too determine.
- An actuating means in particular an actuating lever of the boom, can be used by the operator be to the boom from a server platform or off to operate a cabin.
- Such an actuating means has preferably in a known manner at least one Locking or locking position on.
- the boom can be automatic placed in a set or stored position be in which the actuating means in this locking position is brought.
- the boom has reached this position, the corresponds to the stored value, transmits the Control unit a signal to the actuating means from the Release lock position and give him a return in one To enable neutral position. That way it stops Movement of the boom when releasing the actuator.
- Such a sensor and / or adjusting device is very simple and no need between the sensor and the boom Linkage system, as is common in known systems. On this way, the sensor device can with a minimum Expenditure of changes to the working machine attached as they are firmly connected to an area of the vehicle and with the actuator by means of cables or wirelessly is connected.
- a transmission of the values to the control unit can be via flexible, electrical cable or wireless by means of electrical waves are achieved.
- FIG. 1 shows a working machine in the manner of a Construction vehicle to which the present invention uses Can be found.
- a vehicle body 10 having a front Vehicle area 100 which is pivotally connected to a rearward vehicle area 200 via vertical pivot bearings 220 is connected to the working machine by a Pivoting the front vehicle area 100 relative to the rearward vehicle area 200 in a known manner is steered.
- the front and rear vehicle areas 100 and 200 are respectively on front drivable wheels 101 and rear drivable wheels 201.
- Rear vehicle area is a driver platform 210 provided, which substantially above the pivot bearing 220 is arranged.
- the front vehicle area 100 has a Carrier 120 with a right support region 120a and a left carrier region 120b.
- the front and back, drivable wheels 101 and 201 move the working machine over the underground and are in a known manner driven.
- a boom 110 attached, the corresponding first and second boom arms 110a and 110b.
- the first and second extension arms 110a and 110b are provided with a cross tube 111 which is connected to both the first cantilever arm 110a and second cantilever arm 110b welded, connected.
- a rear end of the Boom 110 is on the carrier 102 by means of radial bearings 125 and a loader bucket or a working means 115 is at one front end portion of the boom 110 by means of transverse bearings 116th appropriate.
- the boom 110 is about the transverse bearing 125 by means hydraulic lifting cylinder (not shown) pivoted.
- FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a boom position determination device according to the invention, which is referred to below as sensor device 300, which is provided on the carrier 120.
- sensor device 300 According to this particular Embodiment is the sensor device 300 at a Side wall 121 of the boom 120 by means of screws 301 appropriate.
- a spring-loaded follower arm 312 against the underside of the first Cantilever arm 110a pressed so that the follower arm 312 in all rotary positions a pressure on the first boom 110a exercises.
- the spring-loaded follower arm is located 312, as shown in Figures 3 and 4, according to this embodiment, in all rotational positions of the Boom 110 at the bottom of the boom 110a, without that he be physically attached to the boom 110 for this purpose would have to produce and without the associated effort.
- FIG. 5 shows an exemplary embodiment of the invention Sensor device 300 according to the invention.
- the sensor device 300 has a Sensor carrier 309, a follower assembly 310 and a Potentiometerzusammenbau and a position sensor 306 on.
- the sensor carrier 309 has a first region 302 and a second area 303, wherein the first and the second area 302, 303 together by means of screws 304a and locknuts 302b are firmly connected.
- the first region 302 has an L-shaped Terminal area 302a and a C-shaped Connection area 304b.
- the L-shaped terminal portion 302a has two recesses 301a for fixing the whole Sensor device 300 on the side wall 121 of the carrier 120th by means of the screws 301.
- he has two Recesses 304a for attaching the first portion 302 to the second area 303 by means of the screws 304a and the Locknuts 304b on.
- the C-shaped terminal portion 302b has two recesses 307a for attaching the position sensor 306 by means of lock nuts 306e and screws 306c and a third recess 306j to a passage of a shaft 316th through a wall of the C-shaped portion 302b and into the Potentiometer 306b to allow.
- the C-shaped Terminal portion 302b an anchor bolt recess 320a to Attaching a spring anchor pin subassembly 320 on.
- the second terminal portion 303 has two recesses 304b for fixing the first area 302 to the second area 303 on.
- the second area 303 further has two additional ones Recesses 315a and 316a on.
- a stop device 315 is provided, to limit the rotational movement of the follower arm 312.
- the shaft 316 of the follower assembly 310 is a shaft bearing 310a pressed to the rotational movement of the shaft 316 to to improve and axial movement of a spring bearing 318 to limit.
- the shaft 316 are on each side of the Spring bearing 318 washers 317 provided.
- a first End portion of the follower arm 312 is on the shaft 316 at a Place next to the spring bearing 318 pressed onto the shaft 316.
- a locking ring is in a groove 316a in the direction of a second end portion of the shaft 316 arranged to the To secure washers 317 and the spring bearing 318, as well to limit axial movement of the shaft 316.
- a first End portion of a torsion spring or a spring 314 is on an anchor bolt 320 anchored while a second end portion the spring 314 the follower arm 312 against a bottom of the first cantilever arm 110a urges and loads there.
- a Roll assembly 313 is provided, which a roller 313 a and a bearing 313d, as well as a screw 313b and a Lock nut 313c, to each movement of the roller 313a and of the bearing 313d relative to the screw 313b except one Limit rotational movement.
- the follower assembly 310 has the follower arm 312, the spring 314, the shaft 316a, the shaft bearing 310a, a plurality of Washers 317, the circlip 330 and the spring bearing 318 on.
- a Potentiometer assembly On the C-shaped receiving portion 320b is a Potentiometer assembly and a position sensor 306th attached, which has a holder portion 306a and a Sensor range or a potentiometer 306b has.
- the Holder portion 306a and potentiometer 306b are on opposite side portions 302c of the C-shaped Receiving area 302 via screws 306c, washers 306d and locknuts 306e attached.
- washers 306d When assembling the Position sensors 306 are located between side portions 302c and the potentiometer 306b washers 302f made of rubber as Seal arranged against environmental influences.
- the second When mounting the the entire sensor device 300, the second extends End portion of the shaft 316 through a recess 306g in the Holder portion 306a and in a recess 306h in the Potentiometer 306b, where it in a known manner in one conventional rotor (for example by means of a Keyway) is fastened, such that a Change in the angle of the shaft 316 in a proportional Change in the resistance of the potentiometer 306b results.
- FIG. 8 that of FIG Sensor device 300 detected signal via electrical Wires or wireless by means of electromagnetic waves a chassis control unit 500 transferred.
- a first toggle switch or a first Actuating means 601 and a second toggle switch or a second actuating means 602 are activated by pressing. After an actuation, the actuation of the first transmits Actuating means 601 and / or the second actuating means 602 a short-term signal to the control unit 500, which causes the control unit 500 the current signal value the sensor device 300 stores.
- the control unit 500 compares that by a latch or a Memory unit 510 stored signal with that of the Sensor device 30 detected signal and sends a signal to a control lever or an adjusting means 700 from a release locked position or a locking position, when the stored signal is about the detected signal equivalent.
- the control unit 500 or the storage unit 510 is able to store further calculated values, that is, having a value for the first Actuator 601 has stored, it can be another Store value for the second actuator 602. To this Way, boom ejection position values and transport position values in the control unit 500 or the Memory unit 510 coexist, resulting in convenience and ease of operation of the implement is increased.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung zur Ermittlung der Position eines Auslegers einer Arbeitsmaschine, mit einem Folgerarm und einem Positionssensor, wobei der Folgerarm derart mit dem Ausleger und dem Positionssensor zusammenwirkt, dass der Positionssensor eine Position, insbesondere eine Winkelstellung, des Auslegers ermitteln kann, eine Stelleinrichtung mit einer solchen Sensoreinrichtung und eine Arbeitsmaschine, insbesondere ein vorzugsweise selbstfahrendes Arbeitsfahrzeug.The invention relates to a sensor device for determining the position of a boom of a working machine, with a Follower arm and a position sensor, wherein the follower arm such interacts with the boom and the position sensor that the position sensor a position, in particular a Angle position, the cantilever can detect one Control device with such a sensor device and a Working machine, in particular a preferably self-propelled Working vehicle.
An Arbeitsgeräten bzw. -fahrzeugen, wie beispielsweise an Ladern oder Tieflöffelbaggern, muss die Höhe und der Winkel bzw. allgemein die Stellung eines Arbeitsmittels visuell abgeschätzt und manuell in einem etwa konstanten Bereich gehalten werden. Dies ist für eine normale Bedienungsperson ermüdend. An anderen Arbeitsgeräten bzw. -fahrzeugen sind einzelne Positionen, das heißt Höhen und Winkellagen des Arbeitsmittels fabrikseitig voreingestellt, um zu erlauben, dass das Arbeitsmittel automatisch in bestimmte Stellungen gebracht werden kann, wenn eine Bedienungsperson hierzu die Anweisung, beispielsweise durch ein Drücken eines Knopfes, eine Bewegung eines Griffs oder einer anderen einfachen Bewegung, gibt. An wieder anderen Arbeitsgeräten bzw. -fahrzeugen können Auswurfstellungen des Arbeitsmittels durch eine Bedienungsperson von innerhalb oder außerhalb einer Kabine verändert oder eingestellt werden.On implements or vehicles, such as Loaders or backhoes, the height and angle must be or in general the position of a working means visually estimated and manually in an approximately constant range being held. This is for a normal operator tiring. On other equipment or vehicles are individual positions, ie heights and angular positions of the Factory-preset working fluid to allow that the work equipment automatically in certain positions can be brought if an operator for this purpose Instruction, for example by pressing a button, a Movement of a handle or other simple movement, gives. On again other equipment or vehicles can Ejection positions of the work equipment by a Operator from inside or outside a cabin be changed or adjusted.
Die US-A-4,015,729 zeigt ein automatisches Steuersystem für einen Tieflöffelbagger mit einem an einem Ausleger vorgesehenen Löffel. Das Steuersystem weist Mittel zur Ermittlung der Stellung des Auslegers mit einem Potentiometer, welches über ein Gestänge mit dem Ausleger in Verbindung steht, auf.US-A-4,015,729 shows an automatic control system for a backhoe with a provided on a boom Spoon. The control system has means for determining the Position of the boom with a potentiometer, which over a linkage with the boom communicates with.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird darin gesehen, dass derartige Sensoreneinrichtungen, Stelleinrichtungen und Arbeitsmaschinen unter Verwendung derartiger Stelleinrichtungen und/oder Sensoreinrichtungen, komplex und/oder teuer sind und komplexe Gestänge und/oder Einstellungen durch eine Bedienungsperson erfordern.The problem underlying the invention is seen therein that such sensor devices, actuators and Work machines using such control devices and / or sensor devices that are complex and / or expensive, and complex linkages and / or settings by a Require operator.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Lehre der Patentansprüche 1, 3 bzw. 9 gelöst, wobei in den weiteren Patentansprüchen die Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickelnde Merkmale aufgeführt sind.This problem is inventively achieved by the teaching of the claims 1, 3 and 9, respectively, wherein in the further claims developing the solution in an advantageous manner Characteristics are listed.
Es wird eine Sensoreinrichtung zur Ermittlung der Position eines Auslegers einer Arbeitsmaschine, mit einem Folgerarm und einem Positionssensor, wobei der Folgerarm derart mit dem Ausleger und dem Positionssensor zusammenwirkt, dass der Positionssensor eine Position, insbesondere eine Winkelstellung, des Auslegers ermitteln kann, mit einer Federeinrichtung, die den Folgerarm derart belastet, dass dieser zumindest während des Betriebs dauerhaft mit dem Ausleger in Kontakt bleibt, eine Stelleinrichtung mit einer solchen Sensoreinrichtung sowie eine Arbeitsmaschine mit einer derartigen Stelleinrichtung und/oder Sensoreinrichtung vorgeschlagen.There is a sensor device for determining the position a boom of a working machine, with a follower arm and a position sensor, wherein the follower arm with the Boom and the position sensor cooperates, that the Position sensor a position, in particular a Angle position, the cantilever can determine with a Spring device that loads the follower arm such that this at least during operation permanently with the Boom remains in contact, a control device with a Such sensor device and a work machine with a Such adjusting device and / or sensor device proposed.
Der Positionssensor kann als ein insbesondere elektronischer Sensor ausgebildet sein, der vorzugsweise mechanisch mit dem Folgerarm direkt oder indirekt, beispielsweise über Hebel oder insbesondere über den Folgerarm, verbunden ist. Bei dem Positionssensor kann es sich beispielsweise um einen Potentiometer handeln oder der Positionssensor kann einen Potentiometer aufweisen.The position sensor can be considered a particular electronic Sensor be formed, preferably mechanically with the Follower arm directly or indirectly, for example via lever or in particular via the follower arm connected. In which Position sensor may be, for example, a Potentiometer act or the position sensor can one Have potentiometer.
Gemäß einer bevorzugten Ausbildung kann eine Stelleinrichtung zur zumindest im Wesentlichen automatischen Positionierung wenigstens eines Auslegers und/oder eines mit dem Ausleger verbundenen Arbeitsmittels, beispielsweise einem Baggerlöffel, einer Baggerschaufel, einer Gabel, etc. einer Arbeitsmaschine, insbesondere eines Arbeitsfahrzeugs eine derartige Sensoreinrichtung aufweisen, so dass diese ebenfalls einen vereinfachten Aufbau und eine verbesserte Handhabbarkeit aufweist.According to a preferred embodiment, an adjusting device for at least substantially automatic positioning at least one boom and / or one with the boom connected work equipment, such as an excavator bucket, a bucket, a fork, etc. of a working machine, in particular a work vehicle such Have sensor device so that they also have a simplified construction and improved handling having.
Die Stelleinrichtung kann ein Stellmittel, vorzugsweise in der Art eines insbesondere handbetätigbaren Hebels mit wenigstens einer Arretierposition, mittels dem der Ausleger positioniert werden kann, wenigstens ein Betätigungsmittel, vorzugsweise ein Schalter, und eine Speichereinheit aufweist, die bei Betätigung des Betätigungsmittels wenigstens einen ersten von der Sensoreinrichtung ermittelten, zu der augenblicklichen Position des Auslegers korrespondierenden Wert speichert, und dass die Stelleinrichtung den Ausleger zumindest in eine zu dem ersten gespeicherten Wert korrespondierende Stellung bringt, wenn das Stellmittel seine Arretierstellung einnimmt.The adjusting device can be an adjusting means, preferably in the Type of a particular hand-operated lever with at least a locking position by means of which the boom is positioned can be at least one actuating means, preferably one Switch, and a memory unit which, when actuated the actuating means at least a first of the Sensor device determined, to the current position of the cantilever stores corresponding value, and that the Actuating the boom at least in one to the first stored value corresponding position brings when the Adjusting means assumes its locking position.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Stelleinrichtung das Stellmittel aus seiner Arretierstellung freigeben, wenn der Ausleger die zu dem gespeicherten Wert korrespondierende Stellung erreicht.According to one embodiment of the invention, the Adjustment means the adjusting means from its locking position release when the jib returns to the stored value reached corresponding position.
Weist die Stelleinrichtung eine Datenverarbeitungsanlage auf, kann diese derart mit dem Stellmittel zusammenwirken, dass dieses in Abhängigkeit von wenigstens einem von der Datenverarbeitungsanlage gelieferten Signal seine Arretierungsstellung verlassen kann bzw. freigegeben wird.Does the actuator on a data processing system, this can interact with the actuating means such that this depending on at least one of the Data processing system supplied signal its Locking position can leave or is released.
Es kann vorgesehen sein, dass die Datenverarbeitungsanlage basierend auf dem Wert und einem Abstand des Arbeitsmittels von einem Rotationszentrum des Auslegers eine Arbeitshöhe des Arbeitsmittels errechnet, dass Mittel zur Eingabe der Höhe des Arbeitsmittels in die Datenverarbeitungsanlage vorgesehen sind und dass aufgrund der Eingabe insbesondere die Position des Auslegers errechnet und ein korrespondierender Wert gespeichert wird.It can be provided that the data processing system based on the value and a distance of the working medium from a rotation center of the boom a working height of the Work equipment calculates that means for entering the amount of Working means are provided in the data processing system and that in particular the position of the Outrigger calculated and stored a corresponding value becomes.
Ist darüber hinaus eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen, so kann diese zumindest die Eingabe und/oder zumindest den gespeicherten Wert anzeigen. Diese Anzeigeeinrichtung kann beispielsweise auch in eine bereits vorhandene Anzeigeeinrichtung integriert oder separat vorgesehen sein.If, in addition, a display device is provided, then these at least the input and / or at least the show saved value. This display device can For example, in an already existing Display device integrated or provided separately.
Eine derartige Stelleineinrichtung und/oder Sensoreinrichtung kann an einer Arbeitsmaschine, insbesondere einem vorzugsweise selbstfahrenden Arbeitsfahrzeug, mit einem Ausleger vorgesehen sein. Bei der Arbeitsmaschine kann es sich auch um eine stationäre Arbeitsmaschine handeln. Die Arbeitsmaschine kann beispielsweise ein Baugerät oder -fahrzeug, beispielsweise in der Art eines Laders, Baggers oder auch Krans sein, eine landwirtschaftliche oder industrielle Arbeitsmaschine, wie beispielsweise ein Traktor mit einem Ausleger, einem Frontlader, einem Löffelbagger, oder auch ein Teleskoplader, oder jede andere geeignet ausgebildete Arbeitsmaschine sein. Eine derartige Arbeitsmaschine kann einen oder mehrere Ausleger aufweisen. Der/die Ausleger kann/können mit der Arbeitsmaschine dauerhaft oder abnehmbar verbunden sein.Such a device and / or sensor device may be on a work machine, in particular a preferably self-propelled work vehicle, provided with a boom be. The work machine can also be a stationary work machine act. The work machine can For example, a construction equipment or vehicle, for example in be the type of a loader, excavator or crane, one agricultural or industrial working machine, like For example, a tractor with a boom, a Front loader, a backhoe or a telescopic loader, or any other suitably-trained work machine. Such a work machine may have one or more outriggers exhibit. The boom (s) can work with the machine permanently or detachably connected.
Der Ausleger kann einenends direkt oder indirekt mit einem Arbeitsmittel und andernends direkt oder indirekt mit einem an einem Rahmen der Arbeitsmaschine bzw. der Arbeitsmaschine vorgesehenen Träger vorzugsweise um wenigstens eine insbesondere zumindest im Wesentlichen horizontale Achse schwenkbar angeschlossen sein. Bei dem Arbeitsmittel kann es sich beispielsweise um eine/n Baggerlöffel, -schaufel, eine Gabel, eine Transporteinrichtung etc. handeln.The boom can be directly or indirectly with one Work equipment and the other directly or indirectly with one a frame of the working machine or the working machine provided carrier preferably at least one in particular at least substantially horizontal axis be connected pivotally. The work equipment can For example, an excavator bucket, bucket, a Fork, a transport device, etc. act.
Ein Verfahren zur automatischen Positionierung eines Auslegers einer derartigen Arbeitsmaschine ermittelt zumindest eine Position bzw. eine Rotations- oder Winkelstellung des Auslegers mittels der Sensoreinrichtung, speichert zumindest eine durch die Sensoreinrichtung ermittelte Stellung, vorzugsweise mittels der Stelleinrichtung bzw. einer Steuer- oder Speichereinheit der Stelleinrichtung und bewegt den Ausleger vorzugsweise zumindest in diese gespeichert Position, wenn das Betätigungsmittel bzw. der Hebel in seiner Arretierungsposition ist bzw. in diese gebracht wird oder worden ist.A method for automatically positioning a cantilever such a work machine determines at least one Position or a rotational or angular position of the boom by means of the sensor device stores at least one the sensor device determined position, preferably by means the adjusting device or a control or storage unit the actuator and moves the boom preferably at least stored in this position, if that Actuating means or the lever in its locking position is or has been brought into this or is.
Auf diese Weise werden eine Sensoreinrichtung, eine Stelleinrichtung und eine Arbeitsmaschine zur Verfügung gestellt, deren Handhabung für eine Bedienungsperson weniger ermüdend und/oder die einfach und kostengünstig ist. Mittels der Sensoreinrichtung und/oder der Stelleinrichtung kann eine Position eines Auslegers vereinfacht verfolgt bzw. ermittelt werden. Hierzu ist ein Winkelsensor vorgesehen, welcher einen federbelasteten Folgerarm aufweist, der dauerhaft bzw. in allen Positionen in Kontakt mit dem Ausleger steht bzw. gehalten wird. Der Folgerarm verschwenkt, wenn die Position des Auslegers sich ändert, und bewirkt eine Veränderung eines elektrischen Kennwerts einer elektromechanischen Einrichtung, wie beispielsweise einem Potentiometer. Diese Änderung des elektrischen Kennwerts wird in eine Signalverarbeitungseinrichtung oder einen Bordcomputer, wie beispielsweise eine Chassissteuereinheit bzw. eine Steuereinheit und/oder an eine Bedienungsperson übermittelt. Nach dem elektronischen Ermitteln der Position bzw. der Stellung des Auslegers ist es möglich, unterschiedliche Positionen, beispielsweise eine Auswurfposition, Grab- oder Transportposition(en) durch nur durch eine reine Betätigung eines Knopfes eines Schalters bei gewünschten Auslegerhöhen zu bestimmen. Ein Stellmittel, insbesondere ein Betätigungshebel des Auslegers, kann durch die Bedienungsperson verwendet werden, um den Ausleger von einer Bedienerplattform oder aus einer Kabine zu betätigen. Ein derartiges Stellmittel weist vorzugsweise in bekannter Art und Weise wenigstens eine Arretier- oder Raststellung auf. Der Ausleger kann automatisch in eine eingestellte oder gespeicherte Stellung gebracht werden, in dem das Stellmittel in diese Arretierstellung gebracht wird. Hat der Ausleger diese Position erreicht, die mit dem gespeicherten Wert korrespondiert, übermittelt die Steuereinheit ein Signal, um das Stellmittel aus der Arretierstellung freizugeben und ihm eine Rückkehr in eine Neutralstellung zu ermöglichen. Auf diese Weise stoppt die Bewegung des Auslegers bei einer Freigabe des Stellmittels.In this way, a sensor device, a Adjusting device and a working machine available their handling for an operator less tiring and / or that is easy and inexpensive. through the sensor device and / or the adjusting device can be a Position of a cantilever tracked or determined simplified become. For this purpose, an angle sensor is provided which a having spring-loaded follower arm, permanently or in all Positions in contact with the boom is or held becomes. The follower arm pivots when the position of the Cantilever changes and causes a change in one electrical characteristic of an electromechanical device, such as a potentiometer. This change of electrical characteristic is in one Signal processing device or an on-board computer, such as For example, a chassis control unit or a Control unit and / or transmitted to an operator. After the electronic determination of the position or the Position of the jib, it is possible to different Positions, such as an ejection position, grave or Transport position (s) by only a pure actuation a button of a switch at desired boom heights too determine. An actuating means, in particular an actuating lever of the boom, can be used by the operator be to the boom from a server platform or off to operate a cabin. Such an actuating means has preferably in a known manner at least one Locking or locking position on. The boom can be automatic placed in a set or stored position be in which the actuating means in this locking position is brought. The boom has reached this position, the corresponds to the stored value, transmits the Control unit a signal to the actuating means from the Release lock position and give him a return in one To enable neutral position. That way it stops Movement of the boom when releasing the actuator.
Eine derartige Sensor- und/oder Stelleinrichtung ist sehr einfach und benötigt zwischen dem Sensor und dem Ausleger kein Gestängesystem, wie dies in bekannten Systemen üblich ist. Auf diese Weise kann die Sensoreinrichtung mit einem minimalen Aufwand an Veränderungen an der Arbeitsmaschine angebracht werden, da sie fest mit einem Bereich des Fahrzeugs verbunden und mit der Stelleinrichtung mittels Kabeln oder drahtlos verbunden wird. Eine Übertragung der Werte an die Steuereinheit kann über flexible, elektrische Kabel oder drahtlos mittels elektrischer Wellen erreicht werden.Such a sensor and / or adjusting device is very simple and no need between the sensor and the boom Linkage system, as is common in known systems. On this way, the sensor device can with a minimum Expenditure of changes to the working machine attached as they are firmly connected to an area of the vehicle and with the actuator by means of cables or wirelessly is connected. A transmission of the values to the control unit can be via flexible, electrical cable or wireless by means of electrical waves are achieved.
In der Zeichnung ist ein nachfolgend näher beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt:
- Fig. 1
- eine Arbeitsmaschine mit einem Ausleger,
- Fig. 2
- eine perspektivische Ausschnittsdarstellung des an die Arbeitsmaschine angeschlossenen Auslegers in einer angehobenen Stellung,
- Fig. 3
- eine Seitenansicht gemäß Figur 2,
- Fig. 4
- eine Darstellung entsprechend Figur 3, in der sich der Ausleger in einer abgesenkten Stellung befindet,
- Fig. 5
- eine vergrößerte Darstellung einer Aufnehmereinrichtung zur Ermittlung der Stellung des Auslegers in einem von der Arbeitsmaschinen demontierten Zustand,
- Fig. 6
- eine Darstellung der Aufnehmereinrichtung von vorn betrachtet,
- Fig. 7
- eine Explosionsdarstellung der Aufnehmereinrichtung und
- Fig. 8
- ein Ausführungsbeispiel eines Funktionsschemas der Erfindung.
- Fig. 1
- a work machine with a boom,
- Fig. 2
- 3 is a perspective cut-away view of the boom connected to the working machine in a raised position,
- Fig. 3
- a side view according to Figure 2,
- Fig. 4
- 3 shows a representation according to FIG. 3, in which the boom is in a lowered position,
- Fig. 5
- an enlarged view of a pick-up device for determining the position of the boom in a disassembled from the working machine state,
- Fig. 6
- an illustration of the pickup device viewed from the front,
- Fig. 7
- an exploded view of the pick-up device and
- Fig. 8
- an embodiment of a functional scheme of the invention.
Figur 1 zeigt eine Arbeitsmaschine in der Art eines
Baufahrzeugs, an welchem die vorliegende Erfindung Verwendung
finden kann. Bei der in der Figur dargestellten Arbeitsmaschine
handelt es sich um einen knickgelenkten, vierradgetriebenen
Lader mit einem Fahrzeugaufbau 10, der einen vorderen
Fahrzeugbereich 100 aufweist, der schwenkbar mit einem
rückwärtigen Fahrzeugbereich 200 über vertikale Schwenklager
220 verbunden ist, wobei die Arbeitsmaschine durch ein
Verschwenken des vorderen Fahrzeugbereichs 100 relativ zu dem
rückwärtigen Fahrzeugbereich 200 in bekannter Art und Weise
gelenkt wird. Die vorderen und rückwärtigen Fahrzeugbereiche
100 und 200 sind jeweils auf vorderen, antreibbaren Rädern 101
und rückwärtigen antreibbaren Rädern 201 angeordnet. In dem
rückwärtigen Fahrzeugbereich ist eine Fahrerplattform 210
vorgesehen, welche im Wesentlichen oberhalb der Schwenklager
220 angeordnet ist. Der vordere Fahrzeugbereich 100 weist einen
Träger 120 mit einem rechten Trägerbereich 120a und einem
linken Trägerbereich 120b auf. Die vorderen und hinteren,
antreibbaren Räder 101 und 201 bewegen die Arbeitsmaschine über
den Untergrund und werden in bekannter Art und Weise
angetrieben.Figure 1 shows a working machine in the manner of a
Construction vehicle to which the present invention uses
Can be found. In the work machine shown in the figure
it is an articulated, four-wheel drive
Loader with a
An dem vorderen Fahrzeugbereich 100 ist ein Ausleger 110
angebracht, der entsprechende erste und zweite Auslegerarme
110a und 110b aufweist. Die ersten und zweiten Auslegerarme
110a und 110b sind mit einem Querrohr 111, das mit sowohl dem
ersten Auslegerarm 110a als auch dem zweiten Auslegerarm 110b
verschweißt ist, verbunden. Ein hinterer Endbereich des
Auslegers 110 ist an dem Träger 102 mittels Querlagern 125 und
ein Laderlöffel bzw. ein Arbeitsmittel 115 ist an einem
vorderen Endbereich des Auslegers 110 mittels Querlagern 116
angebracht. Der Ausleger 110 wird um die Querlager 125 mittels
hydraulischer Hubzylinder (nicht gezeigt) verschwenkt.At the
Figur 2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Auslegerpositionsbestimmungseinrichtung,
welche im Folgenden als Sensoreinrichtung 300 bezeichnet wird,
die an dem Träger 120 vorgesehen ist. Gemäß dieser bestimmten
Ausführungsform ist die Sensoreinrichtung 300 an einer
Seitenwand 121 des Auslegers 120 mittels Schrauben 301
angebracht. In dieser bestimmten Ausführungsform wird ein
federbelasteter Folgerarm 312 gegen die Unterseite des ersten
Auslegerarms 110a derart gedrückt, dass der Folgerarm 312 in
allen Drehstellungen einen Druck auf den ersten Auslegerarm
110a ausübt. Auf diese Weise liegt der federbelastete Folgerarm
312, wie dies in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist, gemäß
dieser Ausführungsform, in allen Rotationsstellungen des
Auslegers 110 an der Unterseite des Auslegerarms 110a an, ohne
dass er hierzu physisch an dem Auslegerarm 110 angebracht sein
müsste und ohne den hiermit verbundenen Aufwand zu erzeugen.Figure 2 shows an exemplary embodiment of a
boom position determination device according to the invention,
which is referred to below as
Figur 5 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung 300. Wie dies in Figur 5
dargestellt ist, weist die Sensoreinrichtung 300 einen
Sensorträger 309, einen Folgerzusammenbau 310 und einen
Potentiometerzusammenbau bzw. einen Positionssensor 306 auf.FIG. 5 shows an exemplary embodiment of the
Der Sensorträger 309 weist einen ersten Bereich 302 und einen
zweiten Bereich 303 auf, wobei der erste und der zweite Bereich
302, 303 miteinander mittels Schrauben 304a und Kontermuttern
302b fest verbunden sind. Der erste Bereich 302 weist einen L-förmigen
Anschlussbereich 302a und einen C-förmigen
Anschlussbereich 304b auf. Der L-förmige Anschlussbereich 302a
weist zwei Aussparungen 301a zur Befestigung der ganzen
Sensoreinrichtung 300 an der Seitenwand 121 des Trägers 120
mittels der Schrauben 301 auf. Darüber hinaus weist er zwei
Aussparungen 304a zum Anbringen des ersten Bereichs 302 an dem
zweiten Bereich 303 mittels der Schrauben 304a und der
Kontermuttern 304b auf. Der C-förmige Anschlussbereich 302b
weist zwei Aussparungen 307a zum Anbringen des Positionssensors
306 mittels Kontermuttern 306e und Schrauben 306c und eine
dritte Aussparung 306j auf, um einen Durchtritt einer Welle 316
durch eine Wand des C-förmigen Bereich 302b und in den
Potentiometer 306b zu erlauben. Letztlich weist der C-förmige
Anschlussbereich 302b eine Ankerbolzenaussparung 320a zum
Anbringen eines Federankerbolzenunterzusammenbaus 320 auf.The
Der zweite Anschlussbereich 303 weist zwei Aussparungen 304b
zur Befestigung des ersten Bereichs 302 an dem zweiten Bereich
303 auf. Der zweite Bereich 303 weist weiter zwei zusätzliche
Aussparungen 315a und 316a auf. An dem zweiten Bereich 303 ist
an der Aussparung 315a eine Anschlageinrichtung 315 vorgesehen,
um die Rotationsbewegung des Folgerarms 312 zu begrenzen. In
die Aussparung 316a und in Richtung eines ersten Endbereichs
der Welle 316 des Folgerzusammenbaus 310 ist ein Wellenlager
310a eingepresst, um die Rotationsbewegung der Welle 316 zu
verbessern und um eine axiale Bewegung eines Federlagers 318 zu
begrenzen. Entlang der Welle 316 sind auf jeder Seite des
Federlagers 318 Unterlegscheiben 317 vorgesehen. Ein erster
Endbereich des Folgerarms 312 ist auf die Welle 316 an einer
Stelle neben dem Federlager 318 auf die Welle 316 aufgepresst.
Ein Sicherungsring ist in einer Nut 316a in Richtung eines
zweiten Endbereichs der Welle 316 angeordnet, um die
Unterlegscheiben 317 und das Federlager 318 zu sichern, sowie
um eine axiale Bewegung der Welle 316 zu begrenzen. Ein erster
Endbereich einer Torsionsfeder bzw. einer Feder 314 ist an
einem Ankerbolzen 320 verankert, während ein zweiter Endbereich
der Feder 314 den Folgerarm 312 gegen eine Unterseite des
ersten Auslegerarms 110a drängt und dorthin belastet. An einem
zweiten Endbereich des Auslegerarms 312 ist ein
Rollenzusammenbau 313 vorgesehen, welcher eine Rolle 313a und
ein Lager 313d, wie auch eine Schraube 313b und eine
Kontermutter 313c aufweist, um jede Bewegung der Rolle 313a und
des Lagers 313d relativ zu der Schraube 313b mit Ausnahme einer
Rotationsbewegung zu begrenzen.The second
Der Folgerzusammenbau 310 weist den Folgerarm 312, die Feder
314, die Welle 316a, das Wellenlager 310a, eine Mehrzahl von
Unterlegscheiben 317, den Sicherungsring 330 und das Federlager
318 auf.The
An dem C-förmigen Aufnahmebereich 320b ist ein
Potentiometerzusammenbau bzw. ein Positionssensor 306
angebracht, welcher einen Halterbereich 306a und einen
Sensorbereich bzw. ein Potentiometer 306b aufweist. Der
Halterbereich 306a und das Potentiometer 306b sind an
gegenüberliegende Seitenbereichen 302c des C-förmigen
Aufnahmebereichs 302 über Schrauben 306c, Unterlegscheiben 306d
und Kontermuttern 306e angebracht. Beim Zusammenbau des
Positionssensors 306 werden zwischen dem Seitenbereich 302c und
dem Potentiometer 306b Unterlegscheiben 302f aus Gummi als
Dichtung gegen Umwelteinflüsse angeordnet. Bei der Montage der
ganzen Sensoreinrichtung 300 erstreckt sich der zweite
Endbereich der Welle 316 durch eine Aussparung 306g in dem
Halterbereich 306a und in eine Aussparung 306h in dem
Potentiometer 306b, wo es in bekannter Art und Weise in einem
üblichen Rotor (beispielsweise mittels einer
Passfederverbindung) befestigt wird, derart, dass eine
Veränderung des Winkels der Welle 316 in einer proportionalen
Veränderung des Widerstands des Potentiometers 306b resultiert.On the C-shaped receiving portion 320b is a
Potentiometer assembly and a position sensor 306th
attached, which has a holder portion 306a and a
Sensor range or a
Wie es in Figur 8 dargestellt wird, wird das von der
Sensoreinrichtung 300 ermittelte Signal über elektrische
Leitungen oder drahtlos mittels elektromagnetischer Wellen an
eine Chassis- bzw. Rahmensteuereinheit bzw. eine Steuereinheit
500 übertragen. Ein erster Kippschalter bzw. ein erstes
Betätigungsmittel 601 und ein zweiter Kippschalter bzw. ein
zweites Betätigungsmittel 602 werden durch Drücken aktiviert.
Nach einer Betätigung übermittelt die Betätigung des ersten
Betätigungsmittels 601 und/oder des zweiten Betätigungsmittels
602 ein kurzzeitiges Signal an die Steuereinheit 500, welche
bewirkt, dass die Steuereinheit 500 den aktuellen Signalwert
der Sensoreinrichtung 300 speichert. Die Steuereinheit 500
vergleicht dann das durch einen Signalspeicher bzw. eine
Speichereinheit 510 gespeicherte Signal mit dem von der
Sensoreinrichtung 30 ermittelten Signal und sendet ein Signal,
um einen Steuerhebel bzw. ein Stellmittel 700 aus einer
eingerasteten Stellung bzw. einer Arretierstellung freizugeben,
wenn das gespeicherte Signal etwa dem ermittelten Signal
entspricht. Die Steuereinheit 500 bzw. die Speichereinheit 510
ist dazu in der Lage, weitere ermittelte Werte zu speichern,
das heißt nachdem sie einen Wert für das erste
Betätigungsmittel 601 gespeichert hat, kann sie einen weiteren
Wert für das zweite Betätigungsmittel 602 speichern. Auf diese
Weise können Auslegerauswurfpositionswerte und
transportpositionswerte in der Steuereinheit 500 bzw. der
Speichereinheit 510 koexistieren, wodurch die Bequemlichkeit
und Einfachheit des Betriebs des Arbeitsgerät erhöht wird.As shown in FIG. 8, that of
Nachdem die gezeigte Ausführungsform beschrieben wurde, wird
offensichtlich werden, dass verschiedene Veränderungen
durchgeführt werden können, ohne den Schutzbereich der
Erfindung, wie er durch die folgenden Ansprüche bestimmt wird,
zu verlassen. Es ist beispielsweise möglich, ein
Drehpotentiometer oder eine digitale Einrichtung mit einem
Positionsausleser mit dem Potentiometer 306b derart zu
kalibrieren, dass die Stellung durch eine Bedienungsperson
gewählt oder eingetippt werden kann bevor der Ausleger in diese
Stellung gebracht wird.After the embodiment shown has been described,
obviously, that will be different changes
can be performed without the scope of the
Invention as defined by the following claims
to leave. It is possible, for example, a
Rotary potentiometer or a digital device with a
Position reader with the
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