EP1687490B1 - Hydraulische steueranordnung für ein mobiles arbeitsgerät - Google Patents

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Publication number
EP1687490B1
EP1687490B1 EP04802787A EP04802787A EP1687490B1 EP 1687490 B1 EP1687490 B1 EP 1687490B1 EP 04802787 A EP04802787 A EP 04802787A EP 04802787 A EP04802787 A EP 04802787A EP 1687490 B1 EP1687490 B1 EP 1687490B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
boom
control
shovel
blade
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP04802787A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1687490A1 (de
Inventor
Wolfgang Kauss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Rexroth AG
Original Assignee
Bosch Rexroth AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bosch Rexroth AG filed Critical Bosch Rexroth AG
Publication of EP1687490A1 publication Critical patent/EP1687490A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1687490B1 publication Critical patent/EP1687490B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Definitions

  • the invention relates to a control arrangement for a mobile working device, in particular a wheel loader or a backhoe loader, according to the preamble of patent claim 1.
  • a boom In wheel loaders or backhoe loaders, a boom is pivotally hinged to a frame.
  • the boom is pivotable by means of a frame cylinder supporting the boom.
  • a blade At the end remote from the frame of the boom, a blade is mounted, which is pivotable about a blade cylinder.
  • Both cylinders are designed as differential cylinders and are connected for retraction and extension via a respective pilot control device with an associated proportional valve with a variable displacement pump or with a tank.
  • the boom and the blade are each controlled via the operation of a control lever of their pilot control device separately.
  • the control levers of the pilot control devices are locked in their end position, so that the blade assumes a predetermined relative orientation.
  • the object of the invention is to provide a control arrangement for a working device, in particular a wheel loader or an excavator bearing, which allows a simplified control of the blade to transfer to its desired position.
  • control arrangement has a valve arrangement, which is connected to a control line of a boom control unit and to a signal line of a blade control unit, so that the blade can be transferred to a specific set position relative to the boom via a control pressure of the boom control unit which acts in the direction of lowering the boom.
  • the control pressure for lowering the boom can thus be forwarded to the blade control unit, so that a pilot control device of the blade control unit does not have to be operated manually.
  • the control of a proportional valve of the blade control unit then takes place via the control pressure delivered by the boom control unit.
  • a control lever of the pilot control device of the blade control unit remains in its neutral position and is not locked in its corresponding end position.
  • a shuttle valve Via a shuttle valve the higher of the control pressures in the signal line or the control line is fed to the proportional valve of the blade control unit.
  • the shuttle valve has two inputs for connecting the signal line and the control line and an output communicating with a control space of the proportional valve of the vane control unit.
  • the valve arrangement has a spring-biased switching valve in the basic position.
  • a solenoid which can be energized via an activation switch in a circuit, the switching valve can be converted into a switching position.
  • a position switch is arranged in the circuit, which interrupts this as soon as the blade has assumed its desired position. By this interruption, the switching valve is returned to its normal position, so that the effective in the lowering direction control pressure of the boom control unit is not passed on to the blade control unit.
  • an end position lock for locking a control lever of the pilot control device of the boom control unit is provided in its end positions.
  • FIG. 1 shows a diagram of a control arrangement of a mobile implement, such.
  • a wheel loader or a backhoe loader This has a boom 2, which is articulated to one end portion of a frame 4.
  • a blade 6 At the end of the boom 2 remote from the frame 4, a blade 6 is pivotally mounted.
  • the boom 2 and the bucket 6 can be pivoted via a boom cylinder 8 and a bucket cylinder 10, respectively.
  • the boom cylinder 8 is supported on the frame 4 and engages with a piston rod 32 on the boom 2.
  • the bucket cylinder 10 is supported on the boom 2 and engages with a piston rod 34 on the blade 6.
  • Both cylinders 8, 10 are designed as double-acting cylinders.
  • the control units 12, 14 are similarly constructed and each have a pilot control unit 16, 18 with a control lever 20, 22, via control lines 38, 40 and signal lines 42, 44 with control chambers 46, 48 and 50, 52 of a proportional valve 24, 26 is in communication.
  • the proportional valves 24, 26 are spring-biased in the direction of a neutral position, in which all connections of the control units 12, 14 are shut off from a feed pump or a tank.
  • the cylinders 8, 10, control units 12, 14, pilot units 16, 18, control levers 20, 22 and proportional valves 24, 26 are hereafter boom or boom allocation boom cylinder 8, bucket cylinder 10, boom control unit 12, blade control unit 14, Auslegervoror thoroughly réelle 16, Schaufelvor facedology 18, boom control lever 20, blade control lever 22, boom proportional valve 24 and blade proportional valve 26 called.
  • the boom proportional valve 24 can assume four positions for moving the boom 2 into a corresponding operating state.
  • the possible positions are Lift, Low, Float, and Neutral.
  • In the Anhebeloid moves the piston rod 32 of the boom cylinder 8 and the boom 2 is pivoted counterclockwise.
  • the piston rod 32 moves in and the boom 2 is pivoted clockwise.
  • the piston rod 32 also moves in, but in this case the pressure chambers of the boom cylinder 8 are connected to the tank, so that the boom 2 is transferred to a floating state in which it rests virtually free swinging on the ground.
  • Such a floating state of the boom 2 is set, for example, for leveling the ground, in which the blade is pulled or pushed when driving the implement over the ground and thus bumps can be eliminated.
  • In the neutral position the boom 2 can be held in a certain relative orientation to the frame 4.
  • the vane proportional valve 26 may assume three positions for moving the vane 6 to a corresponding operating state.
  • the possible positions are tilting (dump), shooting (crowd) and Hold (Neutral).
  • the piston rod 34 of the bucket cylinder 10 extends, so that the bucket 6 performs a pivoting in a clockwise direction and tilted things can dump.
  • the piston rod 34 moves in, so that the blade performs a pivoting counterclockwise and can take things.
  • the blade 6 In the neutral position, the blade 6 can be held in a certain relative orientation to the boom 2.
  • the blade 6 is preferably transferred to a desired position in which it is employed in a certain angular position to the boom 6. In this desired position, the blade 6 is spaced with its blade edge 36 from the ground, in order to avoid an agitation of the ground.
  • this target position corresponds primarily to a position of the blade 6, in which it is pivoted counterclockwise.
  • the boom control unit 12 and the blade control unit 14 communicate with each other via a valve arrangement 28 according to the invention, so that a control signal of the boom control unit 12 acting in the direction of lowering can be guided to the blade proportional valve 26.
  • the valve assembly 28 has a switching valve 54 interposed between a boom connecting pipe 30 and a blade connecting pipe 58.
  • the boom connection line 30 is connected to the control line 40 effective in the direction of lowering the boom 2.
  • the vane connection line 58 extends in the direction of the signal line 44, which is in the direction of the desired position the blade 6 is effective.
  • the blade connecting line 58 and the signal line 44 are connected to inputs of a shuttle valve 60 whose output communicates with the control chamber 52.
  • the valve assembly 28 further comprises a circuit 62, via which a solenoid 56 of the switching valve 54 can be energized.
  • a current source 64, an activation switch 66 and a position sensor 68 is arranged in the circuit 62.
  • the activation switch 66 and the position sensor 68 are spring-biased in the opening direction and connected in series, so that the solenoid 54 only energized and the spring force of the biasing spring of the switching valve 54 can be overcome when the activation switch 66 and the position sensor 68 are simultaneously closed or actuated.
  • the activation switch 66 is actuated by the driver when the bucket 6 is to be transferred to its desired position. Preferably, it is designed such that it returns from its actuated by the driver closed actuating position to its open position as soon as the circuit 64 is interrupted. However, a manual reset of the activation switch 66 is also conceivable.
  • the position sensor 68 is operated directly or indirectly by the blade 6 as a function of its instantaneous pivoting or relative orientation to the arm 6. He is closed until the bucket 6 has taken its desired position. If the target position is reached, the position sensor 68 opens and the circuit 62 is interrupted. The circuit 62 is closed again when the blade 6 moves out of this desired position.
  • FIG. 2 It can also be seen that the Auslegervororschen réelle 12 has a Endlageverriegelung 70 with an electromagnet 72 and a holding member 74. Upon transfer of the boom control lever 20 in one of its end positions, the holding member 74 is held by a magnetic force to the electromagnet 72, so that the boom control lever 20 is secured in its position. The unlocking can be done automatically by switching off the electromagnet 72.
  • the driver actuates the activation switch 66 and the circuit 62 is closed, so that the switching magnet 56 is energized and the switching valve 54 is brought from its normal position to its switching position.
  • the boom connecting pipe 30 and the blade connecting pipe 58 are connected to each other and an effective in the direction of lowering control pressure of the boom control unit. 12 can be guided to the blade proportional valve 26.
  • This control pressure is generated by a corresponding pivoting of the boom control lever 20 by the driver.
  • a hydraulic control signal is generated by the boom pilot control device 16, so that the control chambers 46, 48 are subjected to a corresponding control pressure difference.
  • the boom proportional valve 24 is brought from its neutral position to its right position, so that the boom 2 is pivoted clockwise and brought into its floating state. In this case, the boom control lever 20 is locked in its end position by the end position lock 70.
  • this control pressure is conducted via the connecting lines 30, 58 and the shuttle valve 60 into the control chamber 52 of the vane proportional valve 26, so that between the control chambers 50, 52 a control pressure difference is generated, by which the vane proportional valve 26 is moved to the left in its receiving position.
  • the Bucket control lever 22 remains unactuated throughout the process.
  • the position sensor 68 opens and the circuit 62 is interrupted.
  • the solenoid 56 is no longer energized and the switching valve 54 is moved via the spring force of its bias spring back to its normal position in which the connecting lines 30, 58 are shut off again against each other.
  • the activation switch 66 opens again or is manually reset by the driver. Due to the resetting of the switching valve 54 in its basic position effective in the direction of pivoting of the blade 6 control pressure of the boom control unit 12 is no longer performed to the blade proportional valve 26.
  • the blade 6 is transferred to its desired position.
  • the driver actuates the bucket control lever 22 such that the bucket pilot control device 18 generates a control signal, so that the control chambers 50, 52 of the bucket proportional valve 26 with a Control pressure difference can be applied and this is shifted from its neutral position to the right.
  • the position sensor 68 is closed, so that the process described above can virtually begin again.
  • a control arrangement for a working device in particular a wheel loader or a backhoe loader, which has articulated to a boom a blade
  • the control arrangement allows control of the blade by means of a control pressure of a boom control unit, so that this when lowering the boom or when transferring the Jib can be brought into a floating state in a desired position.

Landscapes

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  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Lifting Devices For Agricultural Implements (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung für ein mobiles Arbeitsgerät, insbesondere einen Radlader oder einen Baggerlader, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Bei Radladern oder Baggerladern ist ein Ausleger schwenkbar an einem Rahmen angelenkt. Der Ausleger ist mittels eines sich am Rahmen abstützenden Auslegerzylinder verschwenkbar. An dem vom Rahmen entfernt liegenden Endabschnitt des Auslegers ist eine Schaufel gelagert, die über einen Schaufelzylinder verschwenkbar ist. Beide Zylinder sind als Differentialzylinder ausgeführt und werden zum Ein- und Ausfahren über je ein Vorsteuergerät mit einem zugeordneten Proportionalventil mit einer Verstellpumpe oder mit einem Tank verbunden.
  • Zum Absenken des Auslegers oder zur Überführung des Auslegers in einen Schwimmzustand, in dem die Schaufel zum Planieren auf dem Untergrund aufliegt, sind bei einer bekannten Lösung der Ausleger und die Schaufel jeweils über die Betätigung eines Steuerhebels ihres Vorsteuergeräts getrennt voneinander anzusteuern. Dabei werden die Steuerhebel der Vorsteuergeräte in ihrer Endlage verriegelt, so dass die Schaufel eine vorbestimmte Relativausrichtung einnimmt.
  • Nachteilig an dieser Lösung ist, dass der Fahrer beide Vorsteuergeräte zu bedienen hat, um die Verriegelung vorzunehmen bzw. die Verriegelung zu lösen, um den Ausleger wieder anzuheben. Des Weiteren ist nachteilig, dass beide Steuerhebel mit Verriegelungen ausgeführt sein müssen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steueranordnung für ein Arbeitsgerät, insbesondere einen Radlader oder einen Baggerlager zu schaffen, die eine vereinfachte Ansteuerung der Schaufel zum Überführen in ihre Sollposition ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Steueranordnung mit den Merkmalen nach dem Patentanspruch 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß hat die Steueranordnung eine Ventilanordnung, die mit einer Steuerleitung einer Auslegersteuereinheit und mit einer signalleitung einer Schaufelsteuereinheit verbunden ist, so dass die Schaufel über einen in Richtung eines Absenkens des Auslegers wirksamen Steuerdruck der Auslegersteuereinheit in eine bestimmte Sollposition relativ zum Ausleger überführbar ist.
  • Durch die Ventilanordnung kann somit der Steuerdruck zum Absenken des Auslegers an die Schaufelsteuereinheit weitergeleitet werden, so dass ein Vorsteuergerät der Schaufelsteuereinheit nicht von Hand betätigt werden muss. Die Ansteuerung eines Proportionalventils der Schaufelsteuereinheit erfolgt dann über den von der Auslegersteuereinheit abgegebenen Steuerdruck. Somit bleibt ein Steuerhebel des Vorsteuergeräts der Schaufelsteuereinheit in seiner Neutrallage und wird nicht in seiner entsprechenden Endlage verriegelt.
  • Über ein Wechselventil wird der höhere der Steuerdrücke in der Signalleitung oder der Steuerleitung an das Proportionalventil der Schaufelsteuereinheit geführt. Das Wechselventil hat zwei Eingänge zum Anschluss der Signalleitung und der Steuerleitung und einen Ausgang, der mit einem Steuerraum des Proportionalventils der Schaufelsteuereinheit in Verbindung steht.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die Ventilanordnung ein in Grundstellung federvorgespanntes Schaltventil. Mittels eines Schaltmagneten, der über einen Aktivierungsschalter in einem Stromkreis bestrombar ist, ist das Schaltventil in eine Schaltstellung überführbar.
  • Vorteilhafterweise ist im Stromkreis ein Positionsschalter angeordnet, der diesen unterbricht, sobald die Schaufel ihre Sollposition eingenommen hat. Durch diese Unterbrechung wird das Schaltventil wieder in seine Grundstellung zurückgeführt, so dass der in Absenkrichtung wirksame Steuerdruck der Auslegersteuereinheit nicht weiter an die Schaufelsteuereinheit geleitet wird.
  • Bei einer Ausführungsform ist eine Endlageverriegelung zum Verriegeln eines Steuerhebels des Vorsteuergeräts der Auslegersteuereinheit in seinen Endlagen vorgesehen.
  • Sonstige vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
  • Im Folgenden erfolgt eine ausführliche Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform anhand schematischer Darstellungen. Es zeigen
    • Figur 1 ein Schaubild einer erfindungsgemäßen Steueranordnung mit einem vereinfacht dargestellten Arbeitsgerät und
    • Figur 2 die erfindungsgemäße Steueranordnung nach Figur 1 in Einzelansicht.
  • Figur 1 zeigt ein Schaubild einer Steueranordnung eines mobilen Arbeitsgerätes, bspw. eines Radladers oder eines Baggerladers. Dieser hat einen Ausleger 2, der mit einem Endabschnitt an einem Rahmen 4 gelenkig gelagert ist. An dem von dem Rahmen 4 entfernt liegenden Endabschnitt des Auslegers 2 ist eine Schaufel 6 verschwenkbar gelagert. Der Ausleger 2 und die Schaufel 6 können über einen Auslegerzylinder 8 bzw. einen Schaufelzylinder 10 verschwenkt werden. Der Auslegerzylinder 8 stützt sich am Rahmen 4 ab und greift mit einer Kolbenstange 32 am Ausleger 2 an. Der Schaufelzylinder 10 stützt sich am Ausleger 2 ab und greift mit einer Kolbenstange 34 an der Schaufel 6 an. Beide Zylinder 8, 10 sind als doppelwirkende Zylinder ausgeführt.
  • Die Druckmittelversorgung der Zylinder 8, 10 erfolgt über jeweils eine Steuereinheit 12, 14. Die Steuereinheiten 12, 14 sind ähnlich aufgebaut und haben jeweils ein Vorsteuergerät 16, 18 mit einem Steuerhebel 20, 22, das über Steuerleitungen 38, 40 bzw. Signalleitungen 42, 44 mit Steuerräumen 46, 48 bzw. 50, 52 eines Proportionalventils 24, 26 in Verbindung steht. Die Proportionalventile 24, 26 sind in Richtung einer Neutralstellung federvorgespannt, in der sämtliche Anschlüsse der Steuereinheiten 12, 14 gegenüber einer Förderpumpe oder einem Tank abgesperrt sind. Durch Betätigung der Steuerhebel 20, 22 wird ein von einer Steuerölpumpe bereitgestellter Steueröldruck zu einem Steuerdruck reduziert an die Proportionalventile 24, 26 geleitet, die entsprechend der Betätigung der Steuerhebel aus ihrer Neutralstellung verschoben werden und somit der Ausleger 2 bzw. die Schaufel 6 entsprechend angesteuert werden.
  • Die Zylinder 8, 10, Steuereinheiten 12, 14, Vorsteuergeräte 16, 18, Steuerhebel 20, 22 und Proportionalventile 24, 26 werden im Folgenden nach ihrer Ausleger- oder Schaufelzuordnung Auslegerzylinder 8, Schaufelzylinder 10, Auslegersteuereinheit 12, Schaufelsteuereinheit 14, Auslegervorsteuergerät 16, Schaufelvorsteuergerät 18, Auslegersteuerhebel 20, Schaufelsteuerhebel 22, Auslegerproportionalventil 24 und Schaufelproportionalventil 26 genannt.
  • Das Auslegerproportionalventil 24 kann vier Stellungen zum Bewegen des Auslegers 2 in einen entsprechenden Betriebszustand einnehmen. Die möglichen Stellungen sind Anheben (Lift), Absenken (Low), Schwimmen (Float) und Halten (Neutral). In der Anhebestellung fährt die Kolbenstange 32 des Auslegerzylinders 8 aus und der Ausleger 2 wird gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt. In der Absenkstellung fährt die Kolbenstange 32 ein und der Ausleger 2 wird im Uhrzeigersinn verschwenkt. In der Schwimmstellung fährt die Kolbenstange 32 ebenfalls ein, jedoch sind dabei die Druckräume des Auslegerzylinders 8 mit dem Tank verbunden, so dass der Ausleger 2 in einen Schwimmzustand überführt ist, in dem er quasi frei schwingbar auf dem Untergrund aufliegt. Eine derartiger Schwimmzustand des Auslegers 2 wird zum Beispiel zum Planieren des Untergrundes eingestellt, bei dem die Schaufel beim Fahren des Arbeitsgerätes über den Boden gezogen oder geschoben wird und somit Unebenheiten beseitigt werden können. In der Neutralstellung kann der Ausleger 2 in einer bestimmten Relativausrichtung zum Rahmen 4 gehalten werden.
  • Das Schaufelproportionalventil 26 kann drei Stellungen zum Bewegen der Schaufel 6 in einen entsprechenden Betriebszustand einnehmen. Die möglichen Stellungen sind Kippen (Dump), Aufnehmen (Crowd) und Halten (Neutral). In der Kippstellung fährt die Kolbenstange 34 des Schaufelzylinders 10 aus, so dass die Schaufel 6 eine Verschwenkung im Uhrzeigersinn ausführt und aufgenommene Sachen auskippen kann. In der Aufnahmestellung fährt die Kolbenstange 34 ein, so dass die Schaufel eine Verschwenkung gegen den Uhrzeigersinn durchführt und Sachen aufnehmen kann. In der Neutralstellung kann die Schaufel 6 in einer bestimmten Relativausrichtung zum Ausleger 2 gehalten werden.
  • Während des Schwimmzustandes des Auslegers 2 ist die Schaufel 6 vorzugsweise in eine Sollposition überführt, in der sie in einer bestimmten Winkellage zum Ausleger 6 angestellt ist. In dieser Sollposition ist die Schaufel 6 mit ihrer Schaufelkante 36 vom Untergrund beabstandet, um ein Aufreizen des Untergrundes zu vermeiden. Somit entspricht diese Sollposition vornehmlich einer Position der Schaufel 6, in der diese gegen den Uhrzeigersinn eingeschwenkt ist.
  • Die Auslegersteuereinheit 12 und die Schaufelsteuereinheit 14 stehen über eine erfindungsgemäße Ventilanordnung 28 miteinander in Verbindung, so dass ein in Richtung eines Absenken wirkendes Steuersignal der Auslegersteuereinheit 12 an das Schaufelproportionalventil 26 geführt werden kann.
  • Gemäß Figur 2 hat die Ventilanordnung 28 ein Schaltventil 54, das zwischen einer Auslegerverbindungsleitung 30 und einer Schaufelverbindungsleitung 58 angeordnet ist. Die Auslegerverbindungsleitung 30 ist andererseits mit der Steuerleitung 40 verbunden, die in Richtung des Absenkens des Ausleger 2 wirksam ist. Die Schaufelverbindungsleitung 58 erstreckt sich in Richtung der Signalleitung 44, die in Richtung der Sollposition der Schaufel 6 wirksam ist. Dabei sind die Schaufelverbindungsleitung 58. und die Signalleitung 44 an Eingängen eines Wechselventils 60 angeschlossen, dessen Ausgang mit dem Steuerraum 52 in Verbindung steht.
  • In der federvorgespannten Grundstellung des Schaltventils 54 sind die beiden Verbindungsleitungen 30, 58 gegeneinander abgesperrt, so dass kein Steuerdruck von der Auslegersteuereinheit 12 an die Schaufelsteuereinheit 14 geführt werden kann, wobei die Schaufelverbindungsleitung 58 mit dem Tank verbunden ist.
  • Zum Überführen des Schaltventils 54 in seine Schaltstellung, in der der Steuerdruck in der Steuerleitung 40 über das Wechselventil 60 auf das Schaufelproportionalventil 26 wirken kann, hat die Ventilanordnung 28 des Weiteren einen Stromkreis 62, über den ein Schaltmagnet 56 des Schaltventils 54 bestromt werden kann. In dem Stromkreis 62 ist eine Stromquelle 64, ein Aktivierungsschalter 66 und ein Positionsgeber 68 angeordnet. Der Aktivierungsschalter 66 und der Positionsgeber 68 sind in Öffnungsrichtung federvorgespannt und in Reihe geschaltet, so dass der Schaltmagnet 54 nur bestromt und die Federkraft der Vorspannfeder des Schaltventil 54 überwunden werden kann, wenn der Aktivierungsschalter 66 und der Positionsgeber 68 gleichzeitig geschlossen bzw. betätigt sind.
  • Der Aktivierungsschalter 66 wird von dem Fahrer betätigt, wenn die Schaufel 6 in ihre Sollposition überführt werden soll. Vorzugsweise ist er derart ausgeführt, dass er aus seiner vom Fahrer veranlasste geschlossene Betätigungsstellung in seine offene Stellung zurückkehrt, sobald der Stromkreis 64 unterbrochen wird. Ein manuelles Zurücksetzen des Aktivierungsschalters 66 ist jedoch ebenso vorstellbar.
  • Der Positionsgeber 68 wird mittel- oder unmittelbar von der Schaufel 6 in Abhängigkeit ihrer momentanen Verschwenkung bzw. Relativausrichtung zum Ausleger 6 betätigt. Er ist solange geschlossen, bis die Schaufel 6 ihre Sollposition eingenommen hat. Ist die Sollposition erreicht, öffnet der Positionsgeber 68 und der Stromkreis 62 wird unterbrochen. Der Stromkreis 62 wird wieder geschlossen, wenn sich die Schaufel 6 aus dieser Sollposition herausbewegt.
  • Figur 2 ist ferner zu entnehmen, dass das Auslegervorsteuergerät 12 eine Endlageverriegelung 70 mit einem Elektromagneten 72 und einem Halteelement 74 hat. Bei Überführung des Auslegersteuerhebels 20 in eine seiner Endlagen wird das Halteelement 74 über eine magnetische Kraft an dem Elektromagneten 72 gehalten, so dass der Auslegersteuerhebel 20 in seiner Lage gesichert ist. Die Entriegelung kann automatisch durch Ausschalten des Elektromagneten 72 erfolgen.
  • Im Folgenden wird die Funktionsweise dieser erfindungsgemäßen Steueranordnung erläutert.
  • Es sei angenommen, dass sich die Schaufel 6 nicht in ihrer Sollposition befindet. Der Positionsgeber 68 ist geschlossen. Folglich ist der Stromkreis 62 unterbrochen und das Schaltventil 54 befindet sich in seiner Grundstellung, in der die beiden Verbindungsleitungen 30, 58 gegeneinander abgesperrt sind und somit keine Verbindung zwischen der Auslegersteuereinheit 12 und der Schaufelsteuereinheit 14 hergestellt ist.
  • Soll nun der Ausleger 2 in seinen Schwimmzustand überführt werden, so ist die Schaufel 6 in ihre entsprechende Sollposition zu bringen. Dies bedeutet, dass die Schaufel 6 gegen den Uhrzeigersinn einzuschwenken ist, so dass bei Berührung des Untergrundes mit der Schaufel 6 die Schaufelkante 36 von diesem beabstandet ist und ein Eingraben der Schaufel 2 verhindert wird.
  • Der Fahrer betätigt den Aktivierungsschalter 66 und der Stromkreis 62 wird geschlossen, so dass der Schaltmagnet 56 bestromt wird und das Schaltventil 54 aus seiner Grundstellung in seine Schaltstellung gebracht wird. Die Auslegerverbindungsleitung 30 und die Schaufelverbindungsleitung 58 sind miteinander verbunden und ein in Richtung des Absenkens wirksamer Steuerdruck der Auslegersteuereinheit. 12 kann zum Schaufelproportionalventil 26 geführt werden.
  • Dieser Steuerdruck wird über eine entsprechende Verschwenkung des Auslegersteuerhebel 20 durch den Fahrer erzeugt. Gemäß dieser Verschwenkung des Auslegersteuerhebels 20 wird vom Auslegervorsteuergerät 16 ein hydraulisches Steuersignal generiert, so dass die Steuerräume 46, 48 mit einer entsprechenden Steuerdruckdifferenz beaufschlagt werden. Durch diese Steuerdruckdifferenz wird das Auslegerproportionalventil 24 aus seiner Neutralstellung in seine rechte Stellung gebracht, so dass der Ausleger 2 im Uhrzeigersinn verschwenkt und in seinen Schwimmzustand gebracht wird. Dabei wird der Auslegersteuerhebel 20 in seiner Endlage durch die Endlageverriegelung 70 verriegelt. Gleichzeitig wird dieser Steuerdruck über die Verbindungsleitungen 30, 58 und das Wechselventil 60 in den Steuerraum 52 des Schaufelproportionalventils 26 geführt, so dass zwischen den Steuerräumen 50, 52 eine Steuerdruckdifferenz generiert wird, durch die das Schaufelproportionalventil 26 nach links in seine Aufnahmestellung bewegt wird. Der Schaufelsteuerhebel 22 bleibt während des gesamten Prozesses unbetätigt.
  • Sobald die Schaufel 6 ihre Sollposition eingenommen hat, öffnet der Positionsgeber 68 und der Stromkreis 62 wird unterbrochen. Der Schaltmagnet 56 wird nicht mehr bestromt und das Schaltventil 54 wird über die Federkraft seiner Vorspannfeder zurück in seine Grundstellung bewegt, in der die verbindungsleitungen 30, 58 wieder gegeneinander abgesperrt sind. Außerdem öffnet aufgrund der Unterbrechung des Stromkreises 62 der Aktivierungsschalter 66 wieder bzw. wird manuell durch den Fahrer zurückgesetzt. Aufgrund des Zurücksetzens des Schaltventils 54 in seine Grundstellung kann der in Richtung des Einschwenkens der Schaufel 6 wirksame Steuerdruck der Auslegersteuereinheit 12 nicht mehr zum Schaufelproportionalventil 26 geführt werden. Der zuvor mit dem Steuerdruck beaufschlagt Steuerraum 52 ist über die Schaufelverbindungsleitung 58, das Wechselventil 60 und das Schaltventil 54 zum Tank druckentlastet und somit die Steuerdruckdifferenz zwischen den Steuerräumen 50, 52 aufgehoben, wodurch das Schaufelproportionalventil 26 wieder seine federvorgespannte Neutralstellung einnimmt.
  • Somit ist die Schaufel 6 in ihre Sollposition überführt.
  • Um die Schaufel 6 aus dieser Sollposition in einen Kippzustand zu bewegen, d.h. um die Schaufel 6 im Uhrzeigersinn auszuschwenken, betätigt der Fahrer den Schaufelsteuerhebel 22 derart, dass das Schaufelvorsteuergerät 18 ein Steuersignal erzeugt, so dass die Steuerräume 50, 52 des Schaufelproportionalventil 26 mit einer Steuerdruckdifferenz beaufschlagt werden und dieses aus seiner Neutralstellung nach rechts verschoben wird. Dabei wird automatisch, sobald die Schaufel 6 ihre Sollposition verlässt, der Positionsgeber 68 geschlossen, so dass der oben beschriebene Prozess quasi erneut beginnen kann.
  • Auch wenn oben die Überführung der Schaufel 6 in ihre Sollposition im Bezug auf den Schwimmzustand des Auslegers 2 beschrieben wird, so ist das Funktionsprinzip ebenfalls im Bezug auf eine allgemeine Absenkbewegung des Auslegers 2 anwendbar. Generell gilt, dass aufgrund der erfindungsgemäßen Steueranordnung ein in Richtung einer Absenkbewegung des Auslegers 2 wirksames Steuersignal der Auslegersteuereinheit 12 an die Schaufelsteuereinheit 14 weitergeleitet wird, so dass die Schaufel 6 in eine entsprechende Sollposition überführt wird.
  • Offenbart ist eine Steueranordnung für ein Arbeitsgerät, insbesondere einen Radlader oder einen Baggerlader, der an einem Ausleger eine Schaufel gelenkig gelagert hat, wobei die Steueranordnung eine Ansteuerung der Schaufel mittels eines Steuerdrucks einer Auslegersteuereinheit ermöglicht, so dass diese beim Absenken des Auslegers oder beim Überführen des Auslegers in einen Schwimmzustand in eine Sollposition gebracht werden kann.
    • Bezugszeichenliste
    • 2
    Ausleger
    4
    Rahmen
    6
    Schaufel
    8
    Auslegerzylinder
    10
    Schaufelzylinder
    12
    Auslegersteuereinheit
    14
    Schaufelsteuereinheit
    16
    Auslegervorsteuergerät
    18
    Schaufelvorsteuergerät
    20
    Auslegersteuerhebel
    22
    Schaufelsteuerhebel
    24
    Auslegerproportionalventil
    26
    Schaufelproportionalventil
    28
    Ventilanordnung
    30
    Auslegerverbindungsleitung
    32
    Auslegerkolbenstange
    34
    Schaufelkolbenstange
    36
    Schaufelkante
    38
    Steuerleitung
    40
    Steuerleitung
    42
    Signalleitung
    44
    Signalleitung
    46
    Steuerraum
    48
    Steuerraum
    50
    Steuerraum
    52
    Steuerraum
    54
    Schaltventil
    56
    Schaltmagneten
    58
    Schaufelverbindungsleitung
    60
    Wechselventil
    62
    Stromkreis
    64
    Stromquelle
    66
    Aktivierungsschalter
    68
    Positionsgeber
    70
    Endlageverriegelung
    72
    Elektromagneten
    74
    Halteelement

Claims (5)

  1. Steueranordnung für ein mobiles Arbeitsgerät, insbesondere einen Radlader oder einen Baggerlader, der einen über einen Auslegerzylinder (8) verschwenkbaren Ausleger (2) und eine Schaufel (6) hat, die über einen Schaufelzylinder (10) verschwenkbar an dem Ausleger (2) gelagert ist, mit je einer Steuereinheit (12,14) mit einem Vorsteuergerät (16, 18) und einem Proportionalventil (24, 26) zum Ansteuern des Ausleger- und des Schaufelzylinders (8, 10), gekennzeichnet durch eine Ventilanordnung (28), über die beim Absenken des Auslegers (2) eine in Richtung Absenkung wirksame Steuerleitung (40) der Auslegersteuereinheit (12) mit einer Signalleitung (44) der Schaufelsteuereinheit (14) verbindbar ist, so dass die Schaufel (6) über den an der Auslegersteuereinheit (12) abgegriffenen Steuerdruck in eine bestimmte Sollposition relativ zum Ausleger (2) überführbar ist.
  2. Steueranordnung nach Patentanspruch 1, wobei die Ventilanordnung (28) zwischen einer Auslegerverbindungsleitung (30), die mit der Steuerleitung (40) verbunden ist, und einer Schaufelverbindungsleitung (58) angeordnet ist, die mit einem Eingang eines Wechselventils (60) verbunden ist, wobei das Wechselventil (60) mit einem weiteren Eingang mit der Signalleitung (44) und mit seinem Ausgang mit einem Steuerraum (52) des Schaufelproportionalventils (26) verbunden ist.
  3. Steueranordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die Ventilanordnung (28) ein in seiner Grundstellung federvorgespanntes Schaltventil (54) mit einem Schaltmagneten (56) hat, der über einen Aktivierungsschalter (66) in einem Stromkreis (62) bestrombar ist.
  4. Steueranordnung nach Patentanspruch 3, wobei im Stromkreis (62) ein Positionsgeber (68) angeordnet ist, der diesen beim Erreichen der Sollposition der Schaufel (6) unterbricht.
  5. Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei ein Auslegersteuerhebel (20) des Auslegervorsteuergeräts (16) der Auslegersteuereinheit (12) in seinen Endlagen verriegelbar ist.
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