EP3862490B1 - Mobile arbeitsmaschine mit einer werkzeughaltevorrichtung zum halten eines arbeitswerkzeugs - Google Patents

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EP3862490B1
EP3862490B1 EP21154069.5A EP21154069A EP3862490B1 EP 3862490 B1 EP3862490 B1 EP 3862490B1 EP 21154069 A EP21154069 A EP 21154069A EP 3862490 B1 EP3862490 B1 EP 3862490B1
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EP
European Patent Office
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hydraulic
locking
unit
piston
tool
Prior art date
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Active
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EP21154069.5A
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English (en)
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EP3862490A3 (de
EP3862490A2 (de
Inventor
Stephan Engler
Josef Schele
Martin Anders
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.)
Kramer Werke GmbH
Original Assignee
Kramer Werke GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Kramer Werke GmbH filed Critical Kramer Werke GmbH
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Publication of EP3862490A3 publication Critical patent/EP3862490A3/de
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Publication of EP3862490B1 publication Critical patent/EP3862490B1/de
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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
    • E02F3/3604—Devices to connect tools to arms, booms or the like
    • E02F3/3609—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat
    • E02F3/3654—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat with energy coupler, e.g. coupler for hydraulic or electric lines, to provide energy to drive(s) mounted on the tool
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    • E02F3/3609—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat
    • E02F3/3663—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat hydraulically-operated
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/226—Safety arrangements, e.g. hydraulic driven fans, preventing cavitation, leakage, overheating
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2264—Arrangements or adaptations of elements for hydraulic drives
    • E02F9/2267—Valves or distributors

Definitions

  • the invention relates to a mobile work machine with a tool holding device for holding a work tool according to the preamble of claim 1.
  • Mobile work machines in particular wheel loaders, telehandlers, excavators, tractors or the like, with a vehicle frame and with a drive unit for driving at least one drive element, e.g. a drive wheel and/or tracked chassis, now often have so-called "quick couplers" for the attachable tools such as shovels, Grabbing shovel, snow plow, snow blower, forklift tines, excavator shovel, excavator grab or the like.
  • a drive wheel and/or tracked chassis now often have so-called "quick couplers" for the attachable tools such as shovels, Grabbing shovel, snow plow, snow blower, forklift tines, excavator shovel, excavator grab or the like.
  • the "active" attachments/tools are currently usually driven hydraulically, e.g. by means of hydraulic cylinders or hydraulic motors, so that a hydraulic connection is also established or . needs to be solved.
  • the driver With commercially available wheel loaders or excavators, telehandlers, etc., the driver currently has to dismount and carry out the activity manually in order to connect and disconnect this hydraulic connection/line. This is inconvenient and time-consuming for the driver and sometimes leads to injuries or errors in the hydraulics when getting out or getting in, e.g. due to being in a hurry or hectic manner.
  • Such construction vehicles or attachments are known to be exposed to very high and very harsh requirements during operation.
  • the dirt on the construction site and, on the other hand, the sometimes large forces that act on the components and can deform/bend them, can impair the functionality of the couplings, both the hydraulic and the mechanical coupling components.
  • the attachments can become dirty, especially during long periods of non-use, which can particularly affect the hydraulic coupling components and would have to be prevented by attaching sealing plugs or the like. This must be done when attaching and removing such sealing plugs However, the driver then carries out the change manually before and after changing the tool and leaves the driver's cab to do this.
  • the object of the invention is, in contrast, to propose a mobile work machine with a tool holding device which at least partially improves the disadvantages of the prior art and, in particular under construction site operations, can reliably ensure operation or tool change that is as trouble-free and/or fully automated as possible, even over a long period of time.
  • a mobile work machine according to the invention with a tool holding device is characterized in that the first receiving device of the work tool and/or the first transmission device of the work tool has at least a first dirt opening and/or a first dirt channel for discharging and/or passing dirt through.
  • a “self-cleaning system” can be advantageously realized. Accordingly, operational safety can be improved and long or trouble-free operation of so-called “quick couplers” can be achieved even in rough and dirty construction site conditions.
  • a "fully automatic” change of the tool or attachment can be implemented, ie without manual handling on the attachment or without the driver has to leave the cabin. The latter in particular significantly/completely reduces the risk of injury to the driver and also saves a lot of time.
  • the drive vehicle has at least one electric drive of the running wheels and/or at least one hydraulic system, for example in order to operate the lifting frame or lifting/support arm and/or the steering, in particular an articulated steering system.
  • At least one hydraulic unit comprising at least one hydraulic fluid and/or a hydraulic oil
  • the hydraulic unit comprises at least a first piston which can be adjusted in a hydraulic cylinder and/or the energy transmission unit.
  • At least one position sensor is provided for detecting at least the piston in an end position region and/or the first locking element in the unlocking position and/or that a first actuating element is provided for actuating the first locking element of the locking unit and/or the piston.
  • the object of the invention can also be achieved here, namely to at least partially improve the disadvantages of the prior art and, in particular, to be able to ensure the most trouble-free and/or fully automated operation or tool change possible, especially under construction site operations, even over a long period of time. For example, by knowing or detecting the position/location of the piston or the locking element, it can be ensured whether and/or that the work tool is securely locked or fixed to/with the tool holding device. This is of great importance for operational safety and/or trouble-free coupling or uncoupling, especially of the energy transmission unit and/or the hydraulic system or hydraulic components such as hydraulic couplings/connections.
  • the hydraulic unit has at least one pressure valve, such as a pressure relief valve etc., for pressure relief of the hydraulic unit and a second actuating element for actuating the pressure relief valve, wherein a control unit is designed such that the first locking element can be actuated in the unlocking position when the second actuating element is actuated .
  • a control unit is designed such that the first locking element can be actuated in the unlocking position when the second actuating element is actuated .
  • At least one actuation sensor is provided for detecting a position/position of the (first) actuation element.
  • the object of the invention can also be achieved here, namely to at least partially improve the disadvantages of the prior art and, in particular, to be able to ensure the most trouble-free and/or fully automated operation or tool change possible, especially under construction site operations, even over a long period of time. For example, by knowing or detecting the position of the at least one actuating element or several actuating elements, it can be ensured that the work tool can be securely locked or fixed to/with the tool holding device.
  • a pressure relief/reduction of the energy transmission unit and/or the transmission device and/or the transmission element can be achieved/realized or an energy supply can be switched off/prevented. This is of great importance for operational safety and/or trouble-free coupling or uncoupling, especially of the energy transmission unit and/or the hydraulic system or hydraulic components such as hydraulic couplings/connections.
  • a two-stage or multi-stage operating mode/circuit is preferably advantageous.
  • the energy supply or pressurization is switched off/interrupted or at least reduced in an advantageous manner.
  • a second stage for example, coupling/locking or uncoupling/unlocking is only made possible with the help of the actuation sensor and/or a control unit or the like.
  • actuating one or the first actuating element in particular a switch such as a locking button/switch/button or the like, and detecting this actuation or its position/position by means of the advantageous sensor, can release a further or second actuating element or this becomes ready for operation in order to realize the locking or unlocking.
  • a toggle switch or the like is used, which must first be released by pressing or operating a locking button/slide or second switch/button/actuating element or the like.
  • the first actuation element and the second actuation element are designed as separate switches for two-hand operation, with a switch distance being provided between the first actuation element/switch and the second actuation element/switch.
  • the switch distance for example, is at least as large as one hand.
  • the driver in order to operate or actuate the two switches, the driver must operate them with both hands. This advantageously ensures that no unintentional, especially simultaneous actuation of the two actuating elements or switches can occur during work or operation of the support/lifting arm and/or the tool. This also improves operational safety.
  • the invention it is advantageous to provide at least one length compensation unit for compensating for differences in length of the energy transmission unit aligned along the second adjustment path. This makes it possible to advantageously compensate for manufacturing tolerances and/or damage or deformations or the like that occur over time due to the harsh operating or construction site conditions. In this way, energy transmission can be ensured even with second adjustment paths or distances/distances between the release position and the transmission position of the adjustable transmission element of different sizes, i.e. different length differences according to the invention.
  • At least the length compensation unit is designed at least as a hydraulic fluid, in particular hydraulic oil, and/or the first hydraulic length compensation unit comprising the piston which is adjustable in the hydraulic cylinder, in particular a pressure relief valve being provided for pressure limitation.
  • a relatively large and/or changing length difference can be bridged according to the invention or adapted to this, even if unintentional deformations of the tool holding device occur due to external forces.
  • the object of the invention can also be achieved with this measure, namely to ensure the most trouble-free and/or fully automated operation or tool change, even over a long period of time, even under construction site operations.
  • the advantageous pressure relief valve limits the maximum pressure of the system or the hydraulic cylinder/piston, see above that the transmission element rests/is pressed firmly against the transmission device, but not too tightly. In addition, this results in energy savings, since the hydraulic system, especially in continuous operation, only has to apply the limited contact pressure or transmission pressure and not the maximum system pressure. The hydraulic components are also protected accordingly, which improves/extends the service life of the hydraulic system.
  • At least one transverse adjustment unit is provided for adjusting different positions of the energy transmission unit and/or the transmission element and/or the transmission device and/or receiving device and/or the first locking element aligned transversely/perpendicularly to the second adjustment path.
  • the energy transmission or the transmission element/device is implemented largely separately and/or separated/spaced from the unlocking/locking or from the locking unit/locking element is operated.
  • the first adjustment path can be designed to be parallel or even at an acute angle and/or of different lengths in relation to the second adjustment path.
  • the first transmission element is at least partially arranged within the first locking element of the locking unit and/or the first, adjustable locking element and/or the first, adjustable transmission element is at least partially arranged within the hydraulic cylinder and/or is the first Adjustment path is also the second adjustment path. This not only reduces the design and economic effort, e.g. by implementing a common/single adjustment path actuator for the two, identical adjustment paths of the (two) adjustable elements or components, in particular also through the "double use" of the first piston or .Hydraulic cylinder.
  • the above-mentioned advantageous measures also increase operational safety in that, for example, the first locking element largely or completely surrounds the first transmission element, at least in the area of the coupling/coupling or locking, i.e. at the "interfaces" between /on the tool holding device and the work tool.
  • the above-mentioned components can be damaged or deformed, especially the energy transmission components such as those that are particularly "vulnerable” in relation to external forces. hydraulic components or hoses/connections.
  • the first, adjustable locking element and/or the first, adjustable transmission element and/or the piston has at least one end face surface aligned transversely to the first/second adjustment path, with at least one axial sealing element for sealing the transmission of the hydraulic fluid and/or hydraulic oil being advantageously arranged on the end face, in particular the axial sealing element being arranged centrally, for example as an O-ring or flat circular ring seal is arranged around the longitudinal axis of the piston/transmission element.
  • the first, adjustable transmission element and/or the piston can have a radial seal on the circumference or on the outer circumference, so that the hydraulic fluid or the oil is effectively sealed from the outside.
  • the advantageous axial seal i.e. sealing on the front side, along the adjustment path, with sealing surfaces aligned transversely/perpendicular to the adjustment path, advantageously enables an arrangement or dimensioning in which the sealing surfaces of the seal are very close or directly to the coupling point or the flow opening of the Hydraulic system can be arranged. This ensures that very little or almost no oil or liquid leaks or can escape when coupling and uncoupling or when connecting and releasing. Slightly larger amounts of escaping hydraulic fluid or oil can also stick together with dirt/dust and are disadvantageous for coupling/uncoupling or for the hydraulic system and can impair operation.
  • At least one first support element for carrying the work tool has at least one first receiving opening for the first locking element and/or the hydraulic cylinder has at least one first end surface aligned transversely to the first/second adjustment path, wherein preferably in the locking position of the first locking element a first distance is provided between the first support element and the first end surface of the hydraulic cylinder.
  • coupling/coupling can also be ensured with certain deformations of the corresponding components, particularly those that occur over time, and, above all, energy transfer with different or changed adjustment paths or distances/distances, for example between the support element and the receiving device and/or between the release position of the adjustable transmission element and the transmission device.
  • This can be used to advantageously compensate for, for example, manufacturing tolerances and/or damage or deformations or the like that occur over time due to the harsh operating or construction site conditions, in particular of the tool holding device or the support element and/or the work tool.
  • the hydraulic/length compensation unit and/or the first piston has at least one first stop surface for striking and/or limiting a stroke path, in particular the first stop surface being designed as an end face surface. Due to the advantageous stop according to the invention, the hydraulic length compensation unit or the piston can advantageously extend, i.e. for coupling/coupling/locking, until it abuts the implement with the first stop surface. This eliminates the need for a purely mechanical or additional length adjustment.
  • the first receiving device and/or the first transmission device of the work tool has at least one second stop surface for abutting on the first stop surface of the piston and/or the length compensation unit on.
  • the first locking element of the locking unit and/or the first piston of the hydraulic cylinder is designed as a dirt clearing element for at least partially clearing out dirt from the first receiving device of the work tool and/or from the first transmission device of the work tool.
  • a dirt clearing element for at least partially clearing out dirt from the first receiving device of the work tool and/or from the first transmission device of the work tool.
  • the first dirt opening and/or the first dirt channel is arranged at least partially in the vertical direction below the first transmission element and/or the first locking element. This means that the dirt can be removed using gravity, which is structurally and economically advantageous.
  • the first transmission device of the work tool has at least one first receiving sleeve for receiving the first locking element, wherein the first receiving sleeve comprises at least the first dirt channel and/or at least partially between the first support element and the first receiving sleeve at least the first dirt channel is arranged.
  • a clear distance or an air gap is provided between the tool holding device or the support element and the first transmission device of the work tool or the first receiving sleeve.
  • the first dirt channel can advantageously be aligned at an acute angle in relation to the first and/or second adjustment path. So the dirt can preferably be transported to or through the air gap using the dirt clearing element. Dirt channel or the dirt opening are pushed or fall down/out through this, for example to the ground.
  • the first dirt channel advantageously has at least one annular channel of the first receiving sleeve and/or the first transmission device.
  • the locking unit has at least one second, adjustable locking element, the second locking element being at least partially arranged in the locking position in a second receiving device of the work tool
  • the energy transmission unit has at least one second, adjustable transmission element, wherein the second transmission element is at least partially connected in the transmission position to a second transmission device of the work tool, and/or the first and second adjustable locking elements and/or the first and second adjustable transmission elements are at least partially arranged within the hydraulic cylinder of the hydraulic unit and/ or is the first adjustment path of the first locking element aligned in the opposite direction to the first adjustment path of the second locking element and/or is the second adjustment path of the first transmission element in the opposite direction to the second Adjustment path of the second transmission element aligned.
  • a “mirror-image” holding of the work tool can be realized on both sides or around the central central axis of the work machine.
  • this improves the mechanics/statics and, on the other hand, the same/identical parts or components can be used on the first and second sides. This also improves the economics of the invention.
  • At least the first piston and a second piston and/or the first and second adjustable locking element and/or the first and second adjustable transmission element are arranged in a common cylinder housing of the hydraulic cylinder.
  • both pistons can be controlled or pressurized simultaneously and in the same way, for example with a single or common hydraulic connection of the hydraulic cylinder. This not only reduces the number of components/components required, but also leads to an advantageous hydraulic system and thus also to an advantageous locking and unlocking or adjustment of the two locking elements.
  • FIG 1 a wheel loader 1 or a mobile work machine 1 with an attachment or a work tool 2 according to the invention is shown schematically.
  • the working tool 2 is a so-called “gripper shovel” 2, which means that this shovel is not only “passive”, but that part of the gripping shovel 2 can be actively adjusted by means of two hydraulic cylinders 3, for example for quickly emptying building material like gravel or sand. Accordingly, it is an “active work tool” 2 in the sense of the invention, with energy, ie in the present case hydraulic energy using hydraulic oil, being transferred from a drive vehicle 4 to the work tool 2 in an advantageous manner.
  • energy ie in the present case hydraulic energy using hydraulic oil
  • the drive vehicle 4 advantageously has a drive motor, in particular a diesel engine, and a hydraulic pump, on the one hand, to provide the drive energy for drive wheels, in particular for an all-wheel drive, and, on the other hand, the hydraulic energy, for example for a lifting arm 5, a steering system 6 and the work tool 2 or the gripping shovel 2, i.e. the hydraulic cylinders 3, to be available and to be able to operate them accordingly.
  • a drive motor in particular a diesel engine
  • a hydraulic pump on the one hand, to provide the drive energy for drive wheels, in particular for an all-wheel drive, and, on the hydraulic energy, for example for a lifting arm 5, a steering system 6 and the work tool 2 or the gripping shovel 2, i.e. the hydraulic cylinders 3, to be available and to be able to operate them accordingly.
  • a driver (not shown) controls the work machine 1 or the work tool 2 from a driver's seat 7 and, in addition to the steering 6, also has a control element 8 or a so-called “control stick” 8, i.e. also as a so-called “joystick” 8 designated/known, available.
  • the wheel loader 1 has a tool holding device 9 or a so-called “quick-change system” or a so-called “quick-change plate”, which in the present case can be in operative connection with two receptacles 10 of the work tool 2.
  • a so-called longitudinal center plane of the drive vehicle 4 an upper recess of the receptacle 10 can accommodate a bolt 11 of the tool holding device 9 and a lower bore 12 of the receptacle 10 can accommodate a bolt 13 of the tool holding device 9 or a piston 13 of a hydraulic cylinder 14 .
  • the gripping blade 2 is shown schematically viewed from behind, with hydraulic lines between the two hydraulic cylinders 3 and two transmission devices 14 being provided. These transmission devices 14 are arranged on the receptacles 10 or support arms 10, with already in Figure 2 14 holes or openings 15 can be seen on the underside of the transmission devices.
  • FIG. 4 shows different moments or positions during a locking or coupling process of the lifting arm 5 on/with the working tool 2.
  • the transmission device 14 comprising a fixing bushing 16 for fixing a receiving/centering bushing 17 and a first hydraulic coupling element 18 of a hydraulic line.
  • the bolt/piston 13 advantageously contacts the transmission device 14 or the centering sleeve 17 with a stop 25 or an annular surface 25 on its end face.
  • an advantageous annular channel 24 is formed, this being a cavity between the bolt/piston 13 or the stop 25 and the centering sleeve 17 or as a recess in the centering sleeve 17.
  • the stop 25 is also designed as an axial seal 25 according to the invention. In this position, dirt 22 continues to fall through the channel 23 or is removed accordingly.
  • Too much dirt 22 or dirt 22 that has not been cleared out in any other way can now advantageously remain in the annular channel 24 (for the time being) and possibly migrate downwards over time during operation and fall out through the channel 23. It is of great advantage that the bolt/piston 13 abuts on the front side by means of the annular surface or the stop 25, ie the adjustment path is limited thereby and not by a stop of the piston 13 on the cylinder housing 20. This is, among other things, in Figure 3 somewhat clarified, namely in the end position, ie with maximum adjustment path or stroke, a distance 27 or cavity 27 is advantageously present between a shoulder 26 of the piston 13 and the cylinder housing 20.
  • an air gap 28 or distance 28 is provided between the receptacle 10 or the support arm 10 of the working device 2 and the hydraulic cylinder 21 or the cylinder housing 20.
  • This axial distance 28 or air gap 28 aligned in the direction of the adjustment path of the bolt 13 or piston 13 is of great advantage, since usually the connection or formation between the tool holding device 9 or so-called "quick-change plate” 9 and the working device 2 or This tolerance or play is helpful in the recordings 10 for jam-free attachment and detachment.
  • This clearance or this distance 28 is common in practice between 0 to 10 mm in size. According to the invention, this play or this tolerance can advantageously be compensated hydraulically with the hydraulic cylinder 21 or its variable stroke length/adjustment path (see above).
  • tolerances of over approximately 10 mm can be advantageously compensated hydraulically, so that not only manufacturing tolerances, but also deformations/damage that occur over time due to the harsh operating conditions can be compensated for.
  • This ensures a particularly safe mode of operation, namely, above all, that the hydraulic coupling elements 18, 19 are (always) securely and completely connected, so that low-loss hydraulic energy/power transmission is possible, and this also ensures a long service life.
  • Figure 5 is, on the one hand, a schematic view of a cross section ( Figure 5 a) ) and on the other hand a schematic view of a longitudinal section ( Figure 5 b) ) of the transmission device 14 shown.
  • a radial play 29 or gap 29 is also advantageously provided between the fixing bushing 16 and the centering bushing 17.
  • This game 29 enables the compensation of manufacturing tolerances or tolerances with regard to the (mainly vertically oriented) distance between the bolt 11 or the corresponding recess in the receptacle 10 and the bolt/piston 13.
  • the centering bushing 17 is thus advantageously on the Fixing bushing 16 is mounted/clamped in an adjustable manner, for example by means of a locking ring/washer or so-called “snap ring", “seeger ring” or the like and, if necessary, by means of an intermediate piece or clamping element.
  • This allows the exact radial position/position of the centering bushing 17 and thus of the coupling element 18 to be adapted to the actual dimensions or Positions can be adjusted so that precise coupling is possible. This improves operational safety.
  • FIG. 6 A hydraulic circuit diagram of a section of the hydraulic system of the mobile work machine 1 according to the invention is shown schematically.
  • Figure 6 clarifies that it is a common hydraulic cylinder 21 for the two adjustable bolts/pistons 13.
  • a common cylinder housing 20 guides/encompasses the two oppositely arranged pistons 13.
  • the respective piston 13 is locked in the bore 12 of the respective receptacle 10 of the working device 2.
  • the hydraulic fluid is advantageously delivered to the end face or through recesses or bores in the piston 13 within the locking element/piston 13.
  • the outer end of the piston 13 is guided to the respective valve or check valve.
  • the two piston/locking elements 13 are adjusted by applying pressure, for example from connection Space or in the middle area of the cylinder housing 20, ie in the space between the two oppositely arranged and counter-rotating pistons 13.
  • pressure for example from connection Space or in the middle area of the cylinder housing 20, ie in the space between the two oppositely arranged and counter-rotating pistons 13.
  • the two pistons 13 move up to the respective stop (cf. Figures 3 , 4 ) out of.
  • Two advantageous sensors 31 or position sensors 31 detect the position or the end position of the respective piston/bolt 13, so that an (electrical) signal is advantageously generated or the locking is detected and sent to the driver and/or an advantageous (electrical) control unit transmitted and can be signaled/displayed if necessary. This improves the operational reliability of the system.
  • the pressure accumulator F also serves, above all, to dampen the clutch process in an advantageous manner and, if necessary, to absorb excess oil when the oil volume in the components heats up, for example, especially when using or operating so-called "permanent oil consumers” such as snow blowers, sweepers or the like.
  • the pressure limiting element D in particular the pressure shut-off valve, ensures that the piston(s) 13 does not ensure locking with a maximum system pressure of, for example, approx. 200 bar, but rather, for example (adjustable) with a continuous pressure of approx. 20 bar. This saves energy and protects the components. In addition, hydraulic length compensation can also be achieved in an advantageous manner.
  • the unlocking or retraction of the piston/bolt 13 takes place in that the chambers 27 arranged at the ends are advantageously pressurized via the connection Y.
  • a safety system is provided, which ensures that the tool holding device 9 can only be coupled or locked when the hydraulic lines located within the piston 13 are depressurized is feasible. This means that there is no or minimal pressure within the pistons 13, but the intermediate chamber/space between the two opposing pistons 13 is pressurized for moving/locking purposes. The same is advantageously also achieved when retracting or unlocking the piston/bolt 13 with respect to the chambers 27.
  • the advantage here is that the sensors 31 can detect the position of the piston/bolt or their signal can be used advantageously for this purpose.
  • a second switch/button 30 which is widely spaced from the control element 8.
  • the control unit or control is designed in such a way that both the switch/button 30 must be actuated and a switch/button/bolt of the control element 8 must also be actuated in order to enable the movement of the piston/bolt 13, preferably both when locking /extension as well as when unlocking/retracting the piston/bolt 13. This increases the operational safety of the mobile work machine 1 or the coupling and uncoupling of the work tool 2 and increases the service life of the (hydraulic) components.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine mobile Arbeitsmaschine mit einer Werkzeughaltevorrichtung zum Halten eines Arbeitswerkzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
    • Stand der Technik
  • Mobile Arbeitsmaschine, insbesondere Radlader, Teleskoplader, Bagger, Traktor oder dergleichen, mit einem Fahrzeugrahmen und mit einer Antriebseinheit zum Antreiben wenigstens eines Antriebselementes, z.B. eines Antriebsrades und/oder Kettenfahrwerkes, weisen heutzutage vielfach sog. "Schnellwechsler" für die ankuppelbaren Werkzeuge wie Schaufel, Greifschaufel, Schneepflug, Schneefräse, Staplerzinken, Baggerschaufel, Baggergreifer oder dergleichen auf.
  • Diese standardisierten Schnellwechsler-Systeme arbeiten meist hydraulisch, um das An-/Abkuppeln bzw. Ver-/Entriegeln des Anbaugerätes bzw. des Werkzeuges von der Kabine aus zu betätigen. Ein Auswechseln diverser Werkzeuge ist oftmals mehrfach am Tag notwendig. Hierbei werden zum Teil neben rein "passiven" Werkzeugen auch "aktive" Werkzeuge bzw. Arbeitsgeräte wie Hydraulikhämmer, Kehrbesen oder Greifschaufeln, d.h. mit "aktiven" bzw. verstellbaren oder (motorisch) angetriebenen Komponenten, eingesetzt.
  • Für diese "aktiven" bzw. angetriebenen Komponenten ist deshalb eine Energieübertragung vom Fahrzeug zum Werkzeug notwendig.
  • Neben den bislang relativ wenigen elektrischen, "aktiven" Werkzeugen bzw. Anbaugeräten mit Elektromotoren, Elektromagneten oder dergleichen, werden derzeit die "aktiven" Anbaugeräte/Werkzeuge üblicherweise hydraulisch angetrieben, z.B. mittels Hydraulikzylindern oder Hydraulikmotoren, so dass beim Werkzeugwechsel auch eine hydraulische Verbindung hergestellt bzw. gelöst werden muss. Bei den im Handel erhältlichen Radladern oder Baggern, Teleskoplader, etc. muss zum An- und Abkuppeln dieser hydraulischen Verbindung/Leitung derzeit der Fahrer noch absteigen und die Tätigkeit manuell vornehmen. Dies ist für den Fahrer umständlich und zeitaufwändig und führt beim Aus- oder Einsteigen, z.B. aufgrund von Eile oder Hektik, teilweise zu Verletzungen oder Fehlern an der Hydraulik.
  • Allerdings sind bereits aus der EP 1 329 559 A2 , DE 697 17 080 T2 oder DE 692 10 405 T2 Schnellwechselsysteme bekannt geworden, wobei neben der mechanischen Kupplung bzw. Ver-/Entriegelung zugleich auch ein hydraulisches An-/Abkuppeln des Anbaugerätes ermöglicht wird. Diese Systeme haben sich bislang jedoch im Markt bzw. auf den Baustellen nicht durchsetzen können.
  • Derartige Baufahrzeuge bzw. Anbaugeräten sind bekanntermaßen im Betrieb sehr hohen und sehr rauen Anforderungen ausgesetzt. Einerseits können der Baustellenschmutz und andererseits die zum Teil großen Kräfte, die auf die Komponenten einwirken und diese verformen/verbiegen können, die Funktionsfähigkeit der Kupplungen, sowohl der hydraulischen als auch der mechanischen Kupplungskomponenten, beeinträchtigen. So können z.B. die Anbaugeräte gerade auch in der längeren Zeit des Nicht-Gebrauchs verschmutzen, was vor allem die Hydraulik-Kupplungskomponenten beeinträchtigen kann und durch das Anbringen von Verschlussstopfen oder dergleichen verhindert werden müsste. Diese Anbringen und Abnehmen derartiger Verschlussstopfen muss dann jedoch der Fahrer vor und nach dem Werkzeugwechsel wiederum manuell vornehmen und hierzu das Führerhaus verlassen.
    • Aufgabe und Vorteile der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine mobile Arbeitsmaschine mit einer Werkzeughaltevorrichtung vorzuschlagen, die wenigstens teilweise die Nachteile des Standes der Technik verbessert und insbesondere unter Baustellenbedienungen einen möglichst störungsfreien und/oder vollautomatisierten Betrieb bzw. Werkzeugwechsel, auch über längere Zeit, sicher gewährleisten kann.
  • Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer mobilen Arbeitsmaschine der einleitend genannten Art, vor allem durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
  • Dementsprechend zeichnet sich eine erfindungsgemäße mobile Arbeitsmaschine mit einer Werkzeughaltevorrichtung dadurch aus, dass die erste Aufnahmevorrichtung des Arbeitswerkzeugs und/oder die erste Übertragungsvorrichtung des Arbeitswerkzeugs zumindest eine erste Schmutzöffnung und/oder einen ersten Schmutzkanal zum Ausleiten und/oder Durchleiten von Schmutz aufweist.
  • Mit Hilfe dieser Maßnahme kann gegebenenfalls vorhandene Verschmutzung bzw. Schmutz beim oder sogar durch das Ankuppeln bzw. Verriegeln beseitigt werden bzw. zumindest reduziert werden. So kann zumindest teilweise gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise ein "selbstreinigendes System" verwirklicht werden. Dementsprechend kann die Betriebssicherheit verbessert bzw. auch bei rauen und schmutzigen Baustellenbedingungen eine lange bzw. störungsarme/-freie Betriebsweise von sog. "Schnellwechslern" erreicht werden. So kann selbst bei "aktiven Werkzeugen" bzw. Anbaugeräten mit integriertem Aktuator, wie z.B. ein Motor, Linearantrieb oder dergleichen, beispielsweise ein "vollautomatisches" Wechseln des Werkzeuges bzw. Anbaugerätes realisiert werden, d.h. ohne manuelle Handhabung am Anbaugerät bzw. ohne dass der Fahrer die Kabine verlassen muss. Gerade letzteres reduziert die Verletzungsgefahr für den Fahrer erheblich/vollständig und spart zudem sehr viel Zeit. Derzeit sind bereits Arbeitsmaschinen im Einsatz, die Anbau-/ Arbeitsgeräte bzw. Werkzeuge mit elektrischen Aktuatoren wie Elektromotoren oder Elektrospulen/-magnete etc. aufweisen. Hierfür ist eine elektrische Energieübertragung vom Antriebsfahrzeug bzw. vom Radlader, Bagger, Teleskoplader oder dergleichen hin zum/auf das Anbaugerät bzw. Werkzeug vorzusehen. Teilweise weist das Antriebsfahrzeug wenigstens einen Elektroantrieb des/der Laufräder und/oder wenigstens ein Hydrauliksystem auf, um z.B. den Hubrahmen bzw. Hub-/Tragarm und/oder die Lenkung, insb. eine Knicklenkung zu betrieben.
  • Gemäß der Erfindung ist zumindest eine wenigstens eine Hydraulikflüssigkeit und/oder ein Hydrauliköl umfassende Hydraulikeinheit vorgesehen, wobei insbesondere die Hydraulikeinheit wenigstens einen ersten, in einem Hydraulikzylinder verstellbaren Kolben und/oder die Energieübertragungseinheit umfasst. Hiermit können in vorteilhafter Weise bereits vorhandene, bewährte Komponenten eingesetzt werden, die eine kostengünstige und zuverlässige, erfindungsgemäße Arbeitsmaschine ermöglichen. So kann in vorteilhafter Weise das Arbeitswerkzeug bzw. Anbaugerät einen hydraulischen Aktuator, vorzugsweise einen Hydraulikzylinder mit Kolben aufweisen.
  • Gemäß der Erfindung ist wenigstens ein Positionssensor zum Erfassen wenigstens des Kolbens in einem Endlagebereich und/oder des ersten Riegelelementes in der Entriegelungsposition vorgesehen und/oder dass ein erstes Betätigungselement zum Betätigen des ersten Riegelelements der Verriegelungseinheit und/oder des Kolbens vorgesehen. Auch hiermit kann die Aufgabe der Erfindung gelöst werden, nämlich wenigstens teilweise die Nachteile des Standes der Technik zu verbessern und insbesondere unter Baustellenbedienungen einen möglichst störungsfreien und/oder vollautomatisierten Betrieb bzw. Werkzeugwechsel, auch über längere Zeit, sicher gewährleisten zu können. So kann z.B. durch die Kenntnis bzw. Erfassung der Position/Lage des Kolbens bzw. des Riegelelements sichergestellt werden, ob und/oder dass das Arbeitswerkzeug sicher verriegelt bzw. an/mit der Werkzeughaltevorrichtung fixiert ist. Dies ist in erheblichem Maß für die Betriebssicherheit und/oder für ein störungsfreies An- oder Abkuppeln, insb. der Energieübertragungseinheit und/oder des Hydrauliksystems bzw. von Hydraulikkomponenten wie Hydraulikkupplungen/-verbindungen, von großer Bedeutung.
  • Erfindungsgemäß weist die Hydraulikeinheit wenigstens ein Druckventil, wie z.B. ein Druckentlastungsventil etc., zur Druckentlastung der Hydraulikeinheit sowie ein zweites Betätigungselement zum Betätigen des Druckentlastungsventils auf, wobei eine Kontrolleinheit derart ausgebildet ist, so dass das erste Riegelelement in der Entriegelungsposition bei betätigtem zweiten Betätigungselement betätigbar ist. Dies ermöglicht beispielsweise, dass zuerst eine Druckentlastung der Hydraulikeinheit realisiert wird und dann erst kann das (erste) Riegelelement betätigt werden. So kann gerade bei Hydrauliksystemen sichergestellt werden, dass keine oder zumindest sehr wenig Hydraulikflüssigkeit/-öl beim An- oder Abkuppeln bzw. beim Verbinden oder Lösen der hydraulischen Kupplung/Verbindung austritt bzw. leckt. Damit kann wirkungsvoll ein Verkleben des Öls mit Schmutz verhindert und damit eine Beeinträchtigung des nächsten Ankuppelns sowie ein nachteiliger Ölverlust wirkungsvoll verhindert werden. Dementsprechend wird auch mit dieser Maßnahme die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst.
  • Gemäß der Erfindung ist wenigstens ein Betätigungssensor zur Erfassung einer Position/Stellung des/eines (ersten) Betätigungselementes vorgesehen. Auch hiermit kann die Aufgabe der Erfindung gelöst werden, nämlich wenigstens teilweise die Nachteile des Standes der Technik zu verbessern und insbesondere unter Baustellenbedienungen einen möglichst störungsfreien und/oder vollautomatisierten Betrieb bzw. Werkzeugwechsel, auch über längere Zeit, sicher gewährleisten zu können. So kann z.B. durch die Kenntnis bzw. Erfassung der Position/Lage des wenigstens einen Betätigungselementes bzw. mehrerer Betätigungselemente sichergestellt werden, dass das Arbeitswerkzeug sicher verriegelbar bzw. an/mit der Werkzeughaltevorrichtung fixierbar ist. So kann beispielsweise eine Druckentlastung/-reduktion der Energieübertragungseinheit und/oder der Übertragungsvorrichtung und/oder des Übertragungselementes erreicht/realisiert bzw. eine Energiezufuhr abgeschaltet/verhindert werden. Dies ist in erheblichem Maß für die Betriebssicherheit und/oder für ein störungsfreies An- oder Abkuppeln, insb. der Energieübertragungseinheit und/oder des Hydrauliksystems bzw. von Hydraulikkomponenten wie Hydraulikkupplungen/-verbindungen, von großer Bedeutung.
  • Vorzugsweise ist eine zweistufige oder mehrstufige Betriebsweise/Schaltung von Vorteil. In einer ersten Stufe wird/ist die Energieversorgung bzw. Druckbeaufschlagung abgeschaltet/unterbrochen oder zumindest in vorteilhafter Weise reduziert. In einer zweiten Stufe wird beispielsweise erst mit Hilfe des Betätigungssensors und/oder einer Kontrolleinheit oder dergleichen das Ankoppeln/Verriegeln oder das Abkoppeln/Entriegeln ermöglicht. Hierbei kann in vorteilhafter Weise ein Betätigen eines oder des ersten Betätigungselementes, insb. Schalters wie Verriegelungsknopfes/-schalters/-tasters oder dergleichen, und Erfassen dieser Betätigung bzw. dessen Stellung/Position mittels des vorteilhaften Sensors, ein weiteres bzw. zweites Betätigungselementes frei geben bzw. dieses betriebsbereit werden, um die Verriegelung oder Entriegelung zu verwirklichen. Beispielsweise wird ein Kippschalter oder dergleichen verwendet, der erst durch Drücken bzw. Betätigen eines Verriegelungsknopfes/-schlittens bzw. zweiten Schalters/Tasters/Betätigungselementes oder dergleichen freigegeben werden muss.
  • Vorteilhafterweise sind das erste Betätigungselement und das zweite Betätigungselement als separate Schalter zur Zweihandbedienung ausgebildet, wobei ein Schalterabstand zwischen dem ersten Betätigungselement/Schalter und dem zweiten Betätigungselement/Schalter vorgesehen ist. Der Schalterabstand ist z.B. mindestens so groß wie eine Hand. In vorteilhafter Weise muss hierdurch zur Bedienung bzw. Betätigung der beiden Schalter der Fahrer mit beiden Händen diese betätigen. So wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass während der Arbeit bzw. der Bedienung des Trag-/Hubarms und/oder des Werkzeuges keine unabsichtliche, insbesondere gleichzeitige Betätigung der beiden Betätigungselemente bzw. Schalter erfolgen kann. Auch dies verbessert die Betriebssicherheit.
  • Generell ist gemäß der Erfindung von Vorteil, wenigstens eine Längenausgleichseinheit zum Ausgleichen von längs des zweiten Verstellweges ausgerichteten Längenunterschieden der Energieübertragungseinheit vorzusehen. Hiermit können Herstellungstoleranzen und/oder im Laufe der Zeit aufgrund der rauen Betriebs- bzw. Baustellenbedingungen auftretende Beschädigungen bzw. Verformungen oder dergleichen in vorteilhafter Weise ausgeglichen werden. So kann die Energieübertragung auch bei unterschiedlich großen zweiten Verstellwegen bzw. Abständen/Wegstrecken zwischen der Löseposition und der Übertragungsposition des verstellbaren Übertragungselementes, d.h. unterschiedlichen Längenunterschieden gemäß der Erfindung, sichergestellt werden.
  • Vorzugsweise ist wenigstens die Längenausgleichseinheit zumindest als Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Hydrauliköl, und/oder den ersten, in dem Hydraulikzylinder verstellbaren Kolben umfassende Hydraulik-Längenausgleichseinheit ausgebildet, wobei insbesondere ein Druckbegrenzungsventil zur Druckbegrenzung vorgesehen ist. Hiermit kann einerseits ein relativ großer und/oder sich im Laufe der Zeit verändernder Längenunterschied gemäß der Erfindung überbrückt werden bzw. sich an diesen anpassen, auch wenn aufgrund äußerer Kräfte unbeabsichtigte Verformungen der Werkzeughaltevorrichtung auftreten. So kann auch mit dieser Maßnahme die Aufgabe der Erfindung gelöst werden, nämlich auch unter Baustellenbedienungen einen möglichst störungsfreien und/oder vollautomatisierten Betrieb bzw. Werkzeugwechsel, auch über längere Zeit, sicher zu gewährleisten.
  • Das vorteilhafte Druckbegrenzungsventil begrenzt den Maximaldruck des Systems bzw. des Hydraulikzylinders/Kolbens, so dass das Übertragungselement fest, aber nicht zu fest, an der Übertragungsvorrichtung anliegt/angepresst ist. Zudem wird hierdurch eine Energieeinsparung verwirklicht, da das Hydrauliksystem, insbesondere im Dauerbetrieb, nur den begrenzten Anpressdruck bzw. Übertragungsdruck und nicht den maximalen Systemdruck aufbringen muss. Auch werden die Hydraulikkomponenten entsprechend geschont, was die Lebensdauer des Hydrauliksystems verbesserst/verlängert.
  • In einer bevorzugten Variante der Erfindung ist wenigstens eine Querverstelleinheit zum Verstellen von quer/senkrecht des zweiten Verstellweges ausgerichteten, unterschiedlichen Positionen der Energieübertragungseinheit und/oder des Übertragungselementes und/oder der Übertragungsvorrichtung und/oder Aufnahmevorrichtung und/oder des ersten Riegelelementes vorgesehen. Hiermit können Herstellungstoleranzen und/oder im Laufe der Zeit aufgrund der rauen Betriebs- bzw. Baustellenbedingungen auftretende Beschädigungen bzw. Verformungen oder dergleichen in vorteilhafter Weise ausgeglichen werden. Dementsprechend können vorteilhafte Relativbewegungen/-verstellungen zwischen den Kupplungs-bzw. Kopplungs-Komponenten verwirklicht werden, um ggf. vorhandene oder auftretende Toleranzen/Verformungen in vorteilhafter Weise ausgleichen zu können. So kann vor allem die Energieübertragung bzw. die Hydraulikflüssigkeitsübertragung auch bei unterschiedlichen Position der entsprechenden Komponenten, d.h. unterschiedlichen quer zum zweiten/ersten Verstellweg vorhandenen Positionen, sichergestellt werden.
  • Grundsätzlich ist zumindest denkbar, dass die Energieübertragung bzw. das/die Übertragungselement/-vorrichtung weitestgehend separat und/oder getrennt/beabstandet vom Ent-/Verriegeln bzw. von der/dem Verriegelungseinheit/Riegelelement verwirklicht oder betrieben wird. Beispielsweise kann der erste Verstellweg in Bezug auf den zweiten Verstellweg parallel oder sogar spitzwinklig und/oder unterschiedlich lang ausgebildet werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch das erste Übertragungselement wenigstens teilweise innerhalb des ersten Riegelelements der Verriegelungseinheit angeordnet und/oder ist wenigsten teilweise innerhalb des Hydraulikzylinders das erste, verstellbare Riegelelement und/oder das erste, verstellbare Übertragungselement angeordnet und/oder ist der erste Verstellweg zugleich der zweite Verstellweg. Hiermit verringert sich nicht nur der konstruktive und wirtschaftliche Aufwand, z.B. durch die Realisierung eines gemeinsamen/einzigen Verstellweg-Aktuators für die beiden, identischen Verstellwege der (beiden) verstellbaren Elemente bzw. Komponenten, insb. auch durch die "Doppelnutzung" des erstens Kolbens bzw. Hydraulikzylinders.
  • So wird mit der/den vorgenannten vorteilhaften Maßnahmen zudem auch die Betriebssicherheit dadurch erhöht, dass z.B. das erste Riegelelement das erste Übertragungselement weitestgehend bzw. vollständig umgibt, zumindest im Bereich der Kupplung/Kopplung bzw. Verrieglung, d.h. an der/den "Schnittstellen" zwischen/an der Werkzeughaltevorrichtung und des Arbeitswerkzeuges. Hier besteht gerade beim Ankoppeln/Ankuppeln aufgrund der großen Kräfte/Gewichte derartiger Arbeitsmaschinen und Anbaugeräte eine besonders große Gefahr, dass die o.g. Komponenten beschädigt bzw. verformt werden können, insb. die Komponenten der Energieübertragung wie die besonders in Bezug auf äußere Krafteinwirkungen "anfälligen" hydraulischen Komponenten bzw. Schläuche/Anschlüsse.
  • Vorteilhafterweise weist das erste, verstellbare Riegelelement und/oder das erste, verstellbare Übertragungselement und/oder der Kolben wenigstens eine quer zum ersten/zweiten Verstellweg ausgerichtete Stirnseitenfläche auf, wobei in vorteilhafter Weise an der Stirnseitenfläche wenigstens ein Axialdichtungselement zum Abdichten der Übertragung der Hydraulikflüssigkeit und/oder des Hydrauliköls angeordnet ist, wobei insbesondre das Axialdichtungselement zentrisch, z.B. als O-Ring oder flache Kreisringdichtung, um die Längsachse des Kolbens/Übertragungselement angeordnet ist. Für eine dichte Übertragung der Hydraulikflüssigkeit und/oder des Hydrauliköls kann das erste, verstellbare Übertragungselement und/oder der Kolben durchaus umfangseitig bzw. am äußeren Umfang eine Radialdichtung aufweisen, so dass die Hydraulikflüssigkeit bzw. das Öl wirkungsvoll nach außen hin abgedichtet ist.
  • Die vorteilhafte Axialdichtung, d.h. Abdichtung stirnseitig, längs des Verstellweges, mit quer/senkrecht zum Verstellweg ausgerichtete Dichtflächen ermöglicht jedoch in vorteilhafter Weise eine Anordnung bzw. Dimensionierung, bei der die Dichtflächen der Dichtung sehr nah bzw. unmittelbar an der Kupplungsstelle bzw. der Durchflussöffnung des Hydrauliksystems angeordnet werden können. Hiermit wird erreicht, dass beim An- und Abkuppeln bzw. beim Verbinden und beim Lösen sehr wenig bzw. nahezu kein Öl bzw. Flüssigkeit leckt bzw. auslaufen kann. Etwas größere Mengen an austretender Hydraulikflüssigkeit bzw. Öl kann mit Schmutz/Staub auch verkleben und ist für das An-/Abkoppeln bzw. für das Hydrauliksystem von Nachteil und kann den Betrieb beeinträchtigen.
  • In einer vorteilhaften Variante der Erfindung weist wenigstens ein erstes Tragelement zum Tragen des Arbeitswerkzeugs zumindest eine erste Aufnahmeöffnung für das erste Riegelelement und/oder weist der Hydraulikzylinder wenigstens eine quer zum ersten/zweiten Verstellweg ausgerichtete erste Endfläche auf, wobei vorzugsweise in der Verriegelungsposition des ersten Riegelelementes ein erster Abstand zwischen dem ersten Tragelement sowie der ersten Endfläche des Hydraulikzylinders vorgesehen ist. So kann das Ankoppeln/Ankuppeln auch mit/bei gewissen, insb. im Laufe der Zeit auftretenden Verformungen der entspr. Komponenten und vor allem auch die Energieübertragung bei verschieden oder veränderten Verstellwegen bzw. Abständen/Wegstrecken sichergestellt werden, z.B. zwischen dem Tragelement und der Aufnahmevorrichtung und/oder zwischen der Löseposition des verstellbaren Übertragungselementes und der Übertragungsvorrichtung. Hiermit können z.B. Herstellungstoleranzen und/oder im Laufe der Zeit aufgrund der rauen Betriebs- bzw. Baustellenbedingungen auftretende Beschädigungen bzw. Verformungen oder dergleichen, insbesondere der Werkzeughaltevorrichtung bzw. des Tragelementes und/oder des Arbeitswerkzeuges, in vorteilhafter Weise ausgeglichen werden.
  • Vorteilhafterweise weist die Hydraulik-/Längenausgleichseinheit und/oder der erste Kolben wenigstens eine erste Anschlagfläche zum Anschlagen und/oder Begrenzen eines Hubweges auf, wobei insbesondere die erste Anschlagfläche als Stirnseitenfläche ausgebildet ist. Aufgrund des vorteilhaften Anschlages gemäß der Erfindung kann in vorteilhafter Weise die Hydraulik-Längenausgleichseinheit bzw. der Kolben soweit ausfahren, d.h. zum Ankoppeln/Ankuppeln/Verriegeln, bis diese/dieser mit der ersten Anschlagsfläche am Arbeitsgerät anschlägt. Hiermit ist eine rein mechanische bzw. zusätzliche Längenanpassung entbehrlich.
  • Vorzugsweise weist die erste Aufnahmevorrichtung und/oder die erste Übertragungsvorrichtung des Arbeitswerkzeugs wenigstens eine zweite Anschlagfläche zum Anschlagen an der ersten Anschlagfläche des Kolbens und/oder der Längenausgleichseinheit auf. Hiermit ist eine eindeutige Definition bzw. Festlegung des Verstellweges bzw. des Ausfahrens des Kolbens bzw. des Riegelelementes umsetzbar, so dass auch bei im Laufe der Zeit auftretenden Verformungen etc. der entsprechenden Komponenten weiterhin/immer ein Kontaktieren und damit auch in vorteilhafter Weise ein sicheres Verriegeln bzw. Übertragen der Energie bzw. der/des Hydraulikflüssigkeit/-öls gewährleistet werden kann. Dies erhöht wiederum die Betriebssicherheit bzw. einen störungsfreien Betrieb und garantiert eine lange Lebensdauer.
  • Gemäß der Erfindung ist das erste Riegelelement der Verriegelungseinheit und/oder der erste Kolben des Hydraulikzylinders als Schmutzräumelement zum wenigstens teilweisen Ausräumen von Schmutz aus der ersten Aufnahmevorrichtung des Arbeitswerkzeugs und/oder aus der ersten Übertragungsvorrichtung des Arbeitswerkzeugs ausgebildet. So kann in vorteilhafter Weise durchaus vorhandene Verschmutzung bzw. Schmutz/Staub beim bzw. durch das Ankuppeln/Verriegeln mit Hilfe des Schmutzräumelements gemäß der Erfindung beseitigt werden bzw. zumindest entscheidend reduziert werden. Dementsprechend kann zumindest teilweise gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise ein selbsttätiges Ankoppeln/Ankuppeln des Arbeitswerkzeuges bzw. ein "selbstreinigendes System" verwirklicht werden. Das bedeutet, dass ein manuelles Eingreifen bzw. Reinigen der Anschlusskomponenten bzw. der Werkzeughaltevorrichtung und/oder des Arbeitswerkzeuges, insb. der Komponenten/Elemente für die Energieübertragung, entbehrlich wird bzw. entfallen kann.
  • Dementsprechend kann quasi ein vollständiges vollautomatisches sog. "Schnellwechseln" des/der Arbeitsgeräte mit einer mobilen Arbeitsmaschine gemäß der Erfindung verwirklicht werden, selbst bei "aktiven" Arbeitsgeräten mit "Aktuatoren" bzw.
  • Energieverbrauchern wie Motoren, Linearantriebe, Zylinder oder dergleichen. Hierdurch kann im Vergleich zum Stand der Technik bei bisherigen sog. "Schnellwechsel-Systemen" ein Verlassen des Fahrersitzes bzw. der Fahrerkabine für den Fahrer vollständig entfallen. Gerade letzteres reduziert die Verletzungsgefahr für den Fahrer erheblich/vollständig und spart zudem sehr viel Zeit. All dies verbessert die Betriebssicherheit, auch oder gerade bei den rauen und schmutzigen Baustellenbedingungen kann somit gemäß der Erfindung eine lange bzw. störungsarme/-freie Betriebsweise erreicht werden.
  • Vorzugsweise ist die erste Schmutzöffnung und/oder der erste Schmutzkanal wenigstens teilweise in vertikaler Richtung unterhalb des ersten Übertragungselements und/oder des ersten Riegelelements angeordnet. Somit kann der Schmutz mittels Schwerkraft entfernt werden, was konstruktiv und wirtschaftlich günstig ist.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die erste Übertragungsvorrichtung des Arbeitswerkzeugs wenigstens eine erste Aufnahmehülse zum Aufnehmen des ersten Riegelelements auf, wobei die erste Aufnahmehülse zumindest den ersten Schmutzkanal umfasst und/oder wobei wenigstens teilweise zwischen dem ersten Tragelement und der ersten Aufnahmehülse zumindest der erste Schmutzkanal angeordnet ist. Beispielsweise ist ein lichter Abstand bzw. ein Luftspalt zwischen der Werkzeughaltevorrichtung bzw. dem Tragelement und der ersten Übertragungsvorrichtung des Arbeitswerkzeugs bzw. der ersten Aufnahmehülse vorgesehen. Alternativ oder in Kombination hierzu kann in vorteilhafter Weise der der erste Schmutzkanal in einem spitzen Winkel in Bezug zum ersten und/oder zweiten Verstellweg ausgerichtet werden. So kann der Schmutz vorzugsweise mittels des Schmutzräumelementes zum oder durch den Luftspalt bzw. Schmutzkanal oder die Schmutzöffnung geschoben werden bzw. durch diesen hinunter/hinaus z.B. zum Erdboden fallen.
  • Vorteilhafterweise weist der erste Schmutzkanal wenigstens einen Ringkanal der ersten Aufnahmehülse und/oder der ersten Übertragungsvorrichtung auf. Mit dieser Maßnahme wird erreicht, dass Schmutz/Staub ringsum zum Beispiel mittels des Riegelelementes/Kolbens wenigstens teilweise beseitigt werden kann, insbesondere aus dem Bereich/Kontakt der Energieübertragungseinheit bzw. einer Hydraulikleitung oder Hydraulikkupplung hinaus, so dass die Kontaktierung bzw. die Kontaktflächen zumindest zwischen dem Übertragungselement und der Übertragungsvorrichtung weitestgehend frei ist/wird von Schmutz/Verunreinigungen. Dies verbessert ebenfalls die Betriebssicherheit, insb. der Energieübertragung.
  • In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung weist die Verriegelungseinheit wenigstens ein zweites, verstellbares Riegelelementes auf, wobei das zweite Riegelelement in der Verriegelungsposition zumindest teilweise in einer zweiten Aufnahmevorrichtung des Arbeitswerkzeugs angeordnet ist, und/oder weist die Energieübertragungseinheit wenigstens ein zweites, verstellbares Übertragungselementes auf, wobei das zweite Übertragungselement in der Übertragungsposition zumindest teilweise mit einer zweiten Übertragungsvorrichtung des Arbeitswerkzeugs verbunden ist, und/oder sind wenigstens teilweise innerhalb des Hydraulikzylinders der Hydraulikeinheit das erste und das zweite, verstellbare Riegelelement und/oder das erste und das zweite, verstellbare Übertragungselement angeordnet und/oder ist der erste Verstellweg des ersten Riegelelementes gegenläufig zum ersten Verstellweg des zweiten Riegelelementes ausgerichtet und/oder ist der zweite Verstellweg des ersten Übertragungselementes gegenläufig zum zweiten Verstellweg des zweiten Übertragungselementes ausgerichtet. Mit einer oder mehreren dieser Maßnahmen kann eine Verbesserung der Energieübertragung und/oder des Haltens/Verriegelns/Fixierens des Arbeitswerkzeuges erreicht werden.
  • Vorzugsweise ist ein zweiseitiges bzw. um die zentrale Mittelachse der Arbeitsmaschine ausgebildetes "spiegelbildliches" Halten des Arbeitswerkzeuges realisierbar. Dies verbessert einerseits die Mechanik/Statik und andererseits können gleiche/identische Bauteile bzw. Komponenten auf der ersten und der zweiten Seite verwendet werden. Dies verbessert auch die Wirtschaftlichkeit der Erfindung.
  • In einer bevorzugten Variante der Erfindung sind in einem gemeinsamen Zylindergehäuse des Hydraulikzylinders wenigstens der erste Kolben und ein zweiter Kolben und/oder das erste und zweite, verstellbare Riegelelement und/oder das erste und zweite, verstellbare Übertragungselement angeordnet. So kann in vorteilhafter Weise mit zum Beispiel einem einzigen bzw. gemeinsamen Hydraulikanschluss des Hydraulikzylinders beide Kolben gleichzeitig und gleichartig angesteuert bzw. mit Druck beaufschlagt werden. Dies reduziert nicht nur die Anzahl an benötigten Komponenten/Bauteilen, sondern führt auch zu einem vorteilhaften hydraulischen System und somit auch zu einem vorteilhaften Verriegeln und Entriegeln bzw. Verstellen der beiden Riegelelemente.
    • Ausführungsbeispiel
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert.
  • Im Einzelnen zeigt:
    • Figur 1
    eine schematische, perspektivische Ansicht einer mobilen Arbeitsmaschine mit Anbaugerät gemäß der Erfindung,
    Figur 2
    eine schematische Ansicht des Anbaugeräts gemäß Figur 1 mit dessen Hydrauliksystem,
    Figur 3
    eine schematisch im Längsschnitt dargestellte Kupplungsstelle gemäß der Erfindung in verriegelter Position,
    Figur 4
    die schematisch im Längsschnitt dargestellte Kupplungsstelle gemäß der Erfindung in verschiedenen Positionen während eines Kopplungsvorganges,
    Figur 5
    eine schematisch dargestellte Aufnahmehülse des Anbaugerätes gemäß der Erfindung im Längsschnitt und im Querschnitt und
    Figur 6
    ein schematischer Auszug eines Hydraulik-Schaltplans der mobilen Arbeitsmaschine gemäß Figur 1.
  • In Figur 1 ist ein Radlader 1 bzw. eine mobile Arbeitsmaschine 1 mit einem Anbaugerät bzw. einem Arbeitswerkzeug 2 gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Bei dem Arbeitswerkzeug 2 handelt es sich vorliegend um eine sog. "Greifschaufel" 2, d.h. dass diese Schaufel nicht nur "passiv" ist, sondern dass ein Teil der Greifschaufel 2 mittels zweier Hydraulikzylinder 3 aktiv verstellt werden kann, z.B. zum schnellen Entleeren von Baumaterial wie Kies oder Sand. Dementsprechend handelt es sich um ein "aktives Arbeitswerkzeug" 2 im Sinn der Erfindung, wobei in vorteilhafter Weise Energie, d.h. vorliegend hydraulische Energie mittels Hydrauliköl, von einem Antriebsfahrzeug 4 auf das Arbeitswerkzeug 2 zu übertragen ist.
  • Ohne nähere Darstellung weist das Antriebsfahrzeug 4 in vorteilhafter Weise einen Antriebsmotor, insbesondere ein Dieselmotor, sowie eine Hydraulikpumpe auf, um einerseits die Antriebsenergie für Antriebsräder, insbesondere für einen Allradantrieb, und andererseits die Hydraulikenergie z.B. für einen Hubarm 5, eine Lenkung 6 und das Arbeitswerkzeug 2 bzw. die Greifschaufel 2, d.h. die Hydraulikzylinder 3, zur Verfügung zu stellen und diese entsprechend betreiben zu können.
  • Ein (nicht abgebildeter) Fahrer steuert die Arbeitsmaschine 1 bzw. das Arbeitswerkzeug 2 von einem Fahrersitz 7 aus und hat hierfür neben der Lenkung 6 zudem ein Bedienelement 8 bzw. einen sog. "Steuerknüppel" 8, d.h. auch als sog. "Joystick" 8 bezeichnet/bekannt, zur Verfügung.
  • Darüber hinaus besitzt der Radlader 1 eine Werkzeughaltvorrichtung 9 bzw. ein sog. "Schnellwechselsystem" bzw. eine sog. "Schnellwechselplatte", die vorliegend mit zwei Aufnahmen 10 des Arbeitswerkzeugs 2 in Wirkverbindung stehen können. So kann auf jeder Seite des Hubarmes 5, d.h. beidseits einer sog. Längsmittelebene des Antriebsfahrzeugs 4, eine obere Ausnehmung der Aufnahme 10 einen Bolzen 11 der Werkzeughaltvorrichtung 9 aufnehmen und eine untere Bohrung 12 der Aufnahme 10 kann einen Riegel 13 der Werkzeughaltvorrichtung 9 bzw. einen Kolben 13 eines Hydraulikzylinders 14 aufnehmen. Vertikale sowie horizontale Abstände sowie Durchmesser/Dimensionen der Aufnahmen 10, Riegel 13, Bohrungen 12 etc. sind in vorteilhafter Weise standardisiert, so dass unterschiedlichste Arbeitswerkzeuge 2 wie Schaufel, Hubgabeln, Greifer, Kehrbesen, Schneepfluge etc. schnell und ohne großen Aufwand am Hubarm 5 an- und abgekoppelt, d.h. ausgewechselt, werden können.
  • Bei "Schnellwechselsystemen" gemäß dem Stand der Technik brauchte der Fahrer bei "passive" Arbeitswerkzeuge 2 den Fahrersitz 7 bzw. eine Fahrerkabine nicht verlassen und konnte das Auswechseln automatisiert durchführen. Dagegen musste bislang der Fahrer bei "aktiven" Arbeitswerkzeugen 2 wie die abgebildete Greifschaufel 2 zum Anschließen oder Lösen von Hydraulikkupplungen/-schläuchen und/oder zum Beseitigen von Verschmutzungen von verschmutzten Kopplungskomponenten, insb. der Hydraulikkupplungen vor allem des Arbeitswerkzeuges 2, die Fahrerkabine bzw. den Fahrersitz 7 verlassen, was recht viel Zeit benötigte und wobei ggf. aufgrund von Eile bzw. Hektik oder Unachtsamkeit sich immer wieder Fahrer beim Ein- oder Aussteigen verletzten.
  • In Figur 2 ist schematisch die Greifschaufel 2 von hinten betrachtet abgebildet, wobei Hydraulikleitungen zwischen den beiden Hydraulikzylindern 3 und zwei Übertragungsvorrichtungen 14 vorgesehen sind. Diese Übertragungsvorrichtungen 14 sind an den Aufnahmen 10 bzw. Tragarmen 10 angeordnet, wobei bereits in Figur 2 an der Unterseite der Übertragungsvorrichtungen 14 Löcher bzw. Öffnungen 15 zu sehen sind.
  • Diese Öffnungen 15 bzw. Löcher 15 und ihre Funktion ist vor allem in Figur 4 gut zu erkennen. Figur 4 zeigt verschiedene Momente bzw. Stellungen bei einem Verriegelungs- bzw. Ankopplungsvorgang des Hubarmes 5 an/mit das/dem Arbeitswerkzeug 2. In Figur 4 a) ist lediglich der Tragarm 10 bzw. Aufnahme 10 des Arbeitswerkzeuges 2 mit der Übertragungsvorrichtung 14 dargestellt, wobei letztere eine Fixierbuchse 16 zum Fixieren einer Aufnahme-/Zentrierbuchse 17 sowie ein erstes, hydraulisches Kupplungselement 18 einer Hydraulikleitung umfasst.
  • In Figur 4 b) hat der hier nicht dargestellte Bolzen 11 des Hubarmes 5 im oberen Bereich der Aufnahme 10 bereits eingegriffen, wobei der Riegel 13 mit einem endseitig bzw. stirnseitig angeordneten zweiten, hydraulischen Kupplungselement 19 sowie einem Zylindergehäuse 20 für den Riegel 13, der somit zugleich Kolben 13 eines Hydraulikzylinders 21 des Hubarmes 5 bzw. der Werkzeughaltevorrichtung 9 ist.
  • In den einzelnen Abbildungen von Figur 4 ist zudem beispielhaft zur Veranschaulichung eine Verunreinigung mit Schmutz 22 abgebildet, der z.B. aufgrund einer längeren Pause bzw. NichtBenutzung des Arbeitsgerätes 2 sich in der Bohrung 12 und zudem in der Zentrierhülse 17 angesammelt hat. Dieser Schmutz 22 könnte die/den hydraulische Kupplung/Anschluss mittels der beiden Kupplungselemente 18, 19 und somit u.a. die Funktion der Zylinder 3 beeinträchtigen und/oder zu einer (umfassenderen) Leckage dieser Kupplung führen. Die beiden Kupplungselemente 18, 19 weisen in vorteilhafter Weise jeweils Ventile auf (vgl. Figur 3), insb. Rückschlagventile, um im nicht-gekuppelten Zustand (vgl. Figur 4 b)) das Hydrauliksystem sicher abzudichten und erst im gekuppelten Zustand gemäß Figur 4 e) einen Durchfluss der Hydraulikflüssigkeit zu ermöglichen. Der geöffnete Zustand der Ventile ist in Figur 3 schematisch dargestellt, wobei hier zudem der geschlossene Zustand des Ventils des Riegels/Kolbens 13 lediglich schematisch, gestrichelt abgebildet ist.
  • Wie in Figur 4 c) deutlich wird, räumt/schiebt der Riegel 13 bzw. der Kolben 13 den Schmutz 22 der Bohrung 12 durch seine Verstellung bzw. durch seinen Vorschub aus der Bohrung heraus. Hierbei fällt dieser Schmutz 22 durch die unterhalb der Bohrung 12 angeordneten Öffnung 15 bzw. Kanal 15 hinaus. In der nächsten Abbildung bzw. Figur 4 d) ist der Riegel/Kolben 13 weiter ausgefahren und schiebt/räumt nun den Schmutz 22 in der Zentrierhülse 17 über einen in Bezug zur Verstellrichtung bzw. der Längsachse des Hydraulikzylinders 21 spitzwinklig nach unten orientieren Schmutzkanal 23 aus.
  • In der Endstellung gemäß Figur 4 e) schlägt der Riegel/Kolben 13 mit einem Anschlag 25 bzw. einer Ringfläche 25 seiner Stirnseite in vorteilhafter Weise an die Übertragungsvorrichtung 14 bzw. die Zentrierhülse 17 an. Zudem ist ein vorteilhafter Ringkanal 24 ausgebildet, wobei dieser ein Hohlraum zwischen dem Riegel/Kolben 13 bzw. des Anschlags 25 und der Zentrierhülse 17 bzw. als eine Ausnehmung der Zentrierhülse 17 ausgebildet ist. Hierbei ist der Anschlag 25 zugleich als erfindungsgemäße Axialdichtung 25 ausgebildet. In dieser Stellung fällt weiterhin Schmutz 22 durch den Kanal 23 bzw. wird entspr. ausgeräumt. Zuviel oder anderweitig nicht ausgeräumter/ausgeschobener Schmutz 22 kann nun in vorteilhafter Weise im Ringkanal 24 (vorerst) verbleiben und ggf. im Laufe der Zeit während des Betriebes nach unten wandern und durch den Kanal 23 herausfallen. Von großem Vorteil ist, dass der Riegel/Kolben 13 stirnseitig mittels der Ringfläche bzw. dem Anschlag 25 anschlägt, d.h. der Verstellweg hierdurch begrenzt wird und nicht durch einen Anschlag des Kolbens 13 am Zylindergehäuse 20. Dies wird u.a. in Figur 3 etwas verdeutlicht, wobei nämlich in der Endstellung, d.h. mit maximalem Verstellweg bzw. Hub, in vorteilhafter Weise zwischen einer Schulter 26 des Kolbens 13 und dem Zylindergehäuse 20 ein Abstand 27 bzw. Hohlraum 27 vorhanden ist. Hierdurch können in vorteilhafter Weise Herstellungstoleranzen und/oder im Laufe der Zeit auftretende Verformungen oder Beschädigungen z.B. der Aufnahmen 10 oder dergleichen ausgeglichen werden. Dies wird/kann dadurch realisiert werden, dass beispielsweise bei größerem Abstand zwischen den beiden Aufnahmen 10 des Arbeitsgerätes 2 dann der/die Kolben 13 des Hydraulikzylinders 21 weiter ausfahren können, d.h. einen angepassten, längeren Verstellweg aufweisen. So wird sichergestellt, dass der Kolben 13 bzw. dessen Kupplungselement 19 immer bis zum Kupplungselement 18 des Arbeitsgerätes 2 bzw. der Übertragungsvorrichtung 14 ausfährt/anschlägt und eine abgedichtete hydraulische Verbindung gemäß der Erfindung realisiert ist.
  • Darüber hinaus ist ein Luftspalt 28 bzw. Abstand 28 zwischen der Aufnahme 10 bzw. dem Tragarm 10 des Arbeitsgerätes 2 und dem Hydraulikzylinder 21 bzw. dem Zylindergehäuse 20 vorgesehen. Dieser axialer Abstand 28 bzw. Luftspalt 28 in Richtung des Verstellweges des Riegels 13 bzw. Kolbens 13 ausgerichtet, ist von großem Vorteil, da üblicherweise die Verbindung bzw. die Ausbildung zwischen Werkzeughaltevorrichtung 9 bzw. sog. "Schnellwechselplatte" 9 und dem Arbeitsgerät 2 bzw. den Aufnahmen 10 für ein verklemmungsfreies Anhängen und Abhängen diese Toleranz bzw. ein derartiges Spiel hilfreich ist. Dieses Spiel bzw. dieser Abstand 28 ist in der Praxis üblicherweise zwischen 0 bis 10 mm groß. Gemäß der Erfindung wird dieses Spiel bzw. diese Toleranz in vorteilhafter Weise mit dem Hydraulikzylinder 21 bzw. dessen veränderbare Hublänge/Verstellweg hydraulisch ausgleichbar ist (s.o.). Insgesamt können gemäß der Erfindung durchaus Toleranzen von über ca. 10 mm in vorteilhafter Weise hydraulisch ausgeglichen werden, so dass nicht nur Herstellungstoleranzen, sondern auch im Laufe der Zeit auftretende Verformungen/Beschädigungen aufgrund der rauen Betriebsbedingungen ausgleichbar sind. Dies gewährleistet eine besonders sichere Betriebsweise, nämlich vor allem, dass die hydraulischen Kupplungselemente 18, 19 (immer) sicher und vollständig verbunden sind, so dass eine verlustarme hydraulische Energie-/Leistungsübertragung ermöglicht ist, und dies gewährleistet auch eine lange Lebensdauer.
  • In Figur 5 ist einerseits eine schematische Ansicht eines Querschnitts (Figur 5 a)) und andererseits eine schematische Ansicht eines Längsschnitts (Figur 5 b)) der Übertragungsvorrichtung 14 abgebildet. Hierin ist zudem in vorteilhafter Weise ein radiales Spiel 29 bzw. Spalt 29 zwischen der Fixierbuchse 16 und der Zentrierbuchse 17 vorgesehen. Dieses Spiel 29 ermöglicht den Ausgleich v.a. von Herstellungstoleranzen bzw. Toleranzen bzgl. des (i.W. vertikal ausgerichteten) Abstandes zwischen dem Bolzen 11 bzw. der entsprechenden Ausnehmung der Aufnahme 10 und dem Riegel/Kolben 13. So ist die Zentrierbuchse 17 in vorteilhafter Weise an der Fixierbuchse 16 verstellbar gelagert/eingeklemmt, z.B. mittels einem/einer Sicherungsring/-scheibe bzw. sog. "Sprengring", "Seegerring" oder dergleichen und ggf. mittels eines Zwischenstücks bzw. Klemmelementes. Hierdurch kann die exakte radiale Position/Stellung der Zentrierbuchse 17 und somit des Kupplungselementes 18 an die tatsächlichen Dimensionen bzw. Positionen angepasst werden, so dass ein exaktes Kuppeln möglich wird. Dies verbessert die Betriebssicherheit.
  • In Figur 6 ist schematisch ein Hydraulikschaltplan eines Ausschnittes des hydraulischen Systems der mobilen Arbeitsmaschine 1 gemäß der Erfindung dargestellt. Figur 6 verdeutlicht, dass es sich um einen gemeinsamen Hydraulikzylinder 21 für die beiden verstellbaren Riegel/Kolben 13 handelt. Das heißt, dass ein gemeinsames Zylindergehäuse 20 die beiden gegenüberliegend, angeordneten Kolben 13 führt/umfasst. Auf beiden, gegenüberliegenden Seiten erfolgt somit die Verriegelung des jeweiligen Kolbens 13 in der Bohrung 12 der jeweiligen Aufnahme 10 des Arbeitsgerätes 2. Die Hydraulikflüssigkeit wird in vorteilhafter Weise durch Ausnehmungen bzw. Bohrungen des Kolbens 13 innerhalb des Riegelelementes/Kolbens 13 an die Stirnseite bzw. das äußere Ende des Kolbens 13 zu dem jeweiligen Ventil bzw. Rückschlagventil geführt. Zur Druckbeaufschlagung sind zwei Anschlüsse X, Y in Figur 6 eingezeichnet, wobei die Hydraulikflüssigkeit vom Anschluss Y und X über vorteilhafte Ventile, insb. 2/2-Wegeventile A, C, jeweils durch eine Öffnung des Zylindergehäuses 20 zum jeweiligen, verstellbaren Kolben 13 und innerhalb von diesem zu einem Rückschlagventil und damit bei Bedarf zum Arbeitswerkzeug 2 bzw. dessen Aktuatoren/Zylinder 3 fließen kann.
  • Das Verstellen der beiden Kolben/Riegelelemente 13 erfolgt vorliegend mittels Druckbeaufschlagung zum Beispiel vom Anschluss X über einen optionalen Druckspeicher F und einem vorteilhaften Ventil B, insb. 2/2-Wegeventil, sowie bevorzugt über ein Druckbegrenzungselement D, insb. Druckabschaltventil, zur Mitte/Zwischenraum bzw. in den mittleren Bereich des Zylindergehäuses 20, d.h. in den Zwischenraum zwischen den beiden gegenüber angeordneten und gegenläufigen Kolben 13. Bei Druckbeaufschlagung des Zwischenraums fahren die beiden Kolben 13 bis zum jeweiligen Anschlag (vgl. Figuren 3, 4) aus. Zwei vorteilhafte Sensoren 31 bzw. Positionssensoren 31 erfassen die Position bzw. die Endstellung des jeweiligen Kolbens/Riegels 13, so dass in vorteilhafter Weise ein (elektrisches) Signal generiert bzw. das Verriegeln detektiert und dem Fahrer und/oder einer vorteilhaften (elektrischen) Kontrolleinheit übermittelt und ggf. signalisiert/angezeigt werden kann. Dies verbessert die Betriebssicherheit des Systems.
  • Der Druckspeicher F dient v.a. auch dazu, den Kupplungsvorgang in vorteilhafter Weise zu dämpfen und ggf. überschüssiges Öl aufzunehmen, wenn sich das Ölvolumen in den Komponenten beispielsweise erwärmt, insb. bei Nutzung bzw. Betrieb von sog. "Dauerölverbrauchern" wie Schneefräsen, Kehrmaschinen oder dergleichen.
  • Das Druckbegrenzungselement D, insb. Druckabschaltventil, gewährleistet, dass der/die Kolben 13 nicht mit maximalem Systemdruck von z.B. ca. 200 bar, sondern beispielsweise (einstellbar) mit ca. 20 bar Dauerdruck die Verriegelung gewährleistet. Hierdurch wird Energie gespart und die Komponenten geschont. Zudem wird auch hiermit in vorteilhafter Weise der hydraulische Längenausgleich verwirklichbar.
  • Das Entriegeln bzw. Einfahren des/der Kolben/Riegel 13 erfolgt dadurch, dass in vorteilhafter Weise die endseitig angeordneten Kammern 27 über den Anschluss Y mit Druck beaufschlagt werden. Vorzugsweise ist ein Sicherheitssystem vorgesehen, womit erreicht/realisiert wird, dass lediglich bei Drucklosigkeit der Hydraulikleitungen, die sich innerhalb des Kolbens 13 befinden, das Ankuppeln bzw. Verriegeln der Werkzeughaltevorrichtung 9 realisierbar ist. Das bedeutet, dass der kein bzw. minimalster druck innerhalb der Kolben 13 ist, jedoch zum Verfahren bzw. Verstellen die/der Zwischenkammer/-raum zwischen den beiden gegenüberstehenden Kolben 13 zum Verfahren/Verriegeln mit Druck beaufschlagt wird. Entsprechendes wird in vorteilhafter Weise ebenfalls beim Einfahren bzw. Entriegeln der Kolben/Riegel 13 bzgl. er Kammern 27 realisiert. Hierbei ist von Vorteil, dass die Sensoren 31 die Position des/der Kolben/Riegel erfassen können bzw. deren Signal hierfür in vorteilhafter Weise verwendbar ist.
  • Zudem ist gemäß der Erfindung in der Fahrerkabine bzw. für den Fahrer neben dem Bedienelement 8 bzw. Joystick 8 ein zweiter, vom Bedienelement 8 weit beabstandeter Schalter/Taster 30 vorhanden. So ist die Kontrolleinheit bzw. Steuerung derart ausgebildet, dass sowohl der Schalter/Taster 30 betätigt und ein Schalter/Taster/Riegel des Bedienelementes 8 ebenfalls betätigt werden muss, um das Verfahren der/des Kolbens/Riegels 13 zu ermöglichen, vorzugsweise sowohl beim Verriegeln/Ausfahren als auch beim Entriegeln/Einfahren der/des Kolbens/Riegels 13. Dies erhöht die Betriebssicherheit der mobilen Arbeitsmaschine 1 bzw. des An- und Abkoppeln des Arbeitswerkzeuges 2 und erhöht die Lebensdauer der (hydraulischen) Komponenten.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Radlader
    2
    Greifschaufel
    3
    Hydraulikzylinder
    4
    Antriebsfahrzeug
    5
    Hubarm
    6
    Lenkung
    7
    Fahrersitz
    8
    Bedienelement
    9
    Werkzeughaltvorrichtung
    10
    Aufnahme
    11
    Bolzen
    12
    Bohrung
    13
    Riegel/Kolben
    14
    Übertragungsvorrichtung
    15
    Öffnung
    16
    Fixierbuchse
    17
    Zentrierbuchse
    18
    Kupplungselement
    19
    Kupplungselement
    20
    Zylindergehäuse
    21
    Hydraulikzylinder
    22
    Schmutz
    23
    Schmutzkanal
    24
    Ringkanal
    25
    Anschlag
    26
    Schulter
    27
    Abstand
    28
    Abstand
    29
    Spiel
    30
    Schalter
    31
    Sensor

Claims (13)

  1. Mobile Arbeitsmaschine (1), insbesondere Radlader (1), Teleskoplader, Bagger, Traktor oder dergleichen, mit einem Fahrzeugrahmen, mit einem lösbar verbindbaren Arbeitswerkzeug (2) und mit einer Antriebseinheit zum Antreiben wenigstens eines Antriebselementes, z.B. eines Antriebsrades und/oder Kettenfahrwerkes, wobei wenigstens eine Werkzeughaltevorrichtung (9) zum Halten des lösbar verbindbaren Arbeitswerkzeugs (2) vorgesehen ist, wobei die Werkzeughaltevorrichtung (9) wenigstens eine Verriegelungseinheit (21) zum lösbaren Verriegeln des Arbeitswerkzeugs (2) und wenigstens eine Energieübertragungseinheit (18, 19) zum Übertragen von Energie für das Arbeitswerkzeug (2) umfasst, wobei die Verriegelungseinheit (21) wenigstens ein erstes, längs eines ersten Verstellweges zwischen einer Entriegelungsposition und einer Verriegelungsposition verstellbares Riegelelementes (13) aufweist, wobei das erste Riegelelement (13) in der Verriegelungsposition zumindest teilweise in wenigstens einer ersten Aufnahmevorrichtung (12, 14) des Arbeitswerkzeugs (2) angeordnet ist, wobei die Energieübertragungseinheit (18, 19) wenigstens ein erstes, längs eines zweiten Verstellweges zwischen einer Löseposition und einer Übertragungsposition verstellbares Übertragungselementes (19) aufweist, wobei das erste Übertragungselement (19) in der Übertragungsposition zumindest teilweise mit einer ersten Übertragungsvorrichtung (18) des Arbeitswerkzeugs (2) verbunden ist, wobei die erste Aufnahmevorrichtung (12, 14) des Arbeitswerkzeugs (2) und/oder die erste Übertragungsvorrichtung (18) des Arbeitswerkzeugs (2) zumindest eine erste Schmutzöffnung (15, 23) und/oder einen ersten Schmutzkanal (15, 23) zum Ausleiten und/oder Durchleiten von Schmutz (22) aufweist, wobei zumindest eine wenigstens eine Hydraulikflüssigkeit und/oder ein Hydrauliköl umfassende Hydraulikeinheit vorgesehen ist, wobei insbesondere die Hydraulikeinheit wenigstens einen ersten, in einem Hydraulikzylinder (21) verstellbaren Kolben (13) und/oder die Energieübertragungseinheit (19) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Riegelelement (13) der Verriegelungseinheit (21) und/oder der erste Kolben (13) des Hydraulikzylinders (21) als Schmutzräumelement (13) zum wenigstens teilweisen Ausräumen von Schmutz (22) aus der ersten Aufnahmevorrichtung (12) des Arbeitswerkzeugs (2) und/oder der ersten Übertragungsvorrichtung (18) des Arbeitswerkzeugs (2) ausgebildet ist.
  2. Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Positionssensor (31) zum Erfassen wenigstens des Kolbens (13) in einem Endlagebereich und/oder des ersten Riegelelementes (13) in der Entriegelungsposition vorgesehen ist und/oder dass ein erstes Betätigungselement (8, 30) zum Betätigen des ersten Riegelelements (13) der Verriegelungseinheit (21) und/oder des Kolbens (13) vorgesehen ist.
  3. Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikeinheit wenigstens ein Druckventil (D) zur Druckentlastung der Hydraulikeinheit sowie ein zweites Betätigungselement (8, 30) zum Betätigen des Druckentlastungsventils (D) aufweist, wobei eine Kontrolleinheit derart ausgebildet ist, so dass das erste Riegelelement (13) in der Entriegelungsposition bei betätigtem zweiten Betätigungselement (8, 30) betätigbar ist.
  4. Arbeitsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Betätigungselement (8, 30) und das zweite Betätigungselement (8, 30) als separate Schalter (8, 30) zur Zweihandbedienung ausgebildet sind, wobei ein Schalterabstand zwischen dem ersten Betätigungselement/Schalter (8, 30) und dem zweiten Betätigungselement/Schalter (8, 30) vorgesehen ist.
  5. Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Längenausgleichseinheit zum Ausgleichen von längs des zweiten Verstellweges ausgerichteten Längenunterschieden vorgesehen ist.
  6. Arbeitsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Längenausgleichseinheit zumindest als Hydraulik-Längenausgleichseinheit (21) mit Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Hydrauliköl, und/oder mit dem ersten, in dem Hydraulikzylinder (21) verstellbaren Kolben (13) ausgebildet ist, wobei insbesondere ein Druckbegrenzungsventil (D) zur Druckbegrenzung vorgesehen ist.
  7. Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Übertragungselement (19) wenigstens teilweise innerhalb des ersten Riegelelements (13) der Verriegelungseinheit (21) angeordnet ist und/oder dass wenigsten teilweise innerhalb des Hydraulikzylinders (21) das erste, verstellbare Riegelelement (13) und/oder das erste, verstellbare Übertragungselement (19) angeordnet ist und/oder dass der erste Verstellweg zugleich der zweite Verstellweg ist.
  8. Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste, verstellbare Riegelelement (13) und/oder das erste, verstellbare Übertragungselement (19) und/oder der Kolben (13) wenigstens eine quer zum ersten/zweiten Verstellweg ausgerichtete Stirnseitenfläche (25) aufweist und dass an der Stirnseitenfläche (25) wenigstens ein Axialdichtungselement (25) zum Abdichten der Übertragung der Hydraulikflüssigkeit und/oder des Hydrauliköls angeordnet ist.
  9. Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein erstes Tragelement (10) zum Tragen des Arbeitswerkzeugs (2) zumindest eine erste Aufnahmeöffnung (12) für das erste Riegelelement umfasst und/oder dass der Hydraulikzylinder (21) wenigstens eine quer zum ersten/zweiten Verstellweg ausgerichtete erste Endfläche aufweist.
  10. Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verriegelungsposition des ersten Riegelelementes (13) ein erster Abstand (28) zwischen dem ersten Tragelement (10) sowie der ersten Endfläche des Hydraulikzylinders (21) vorgesehen ist.
  11. Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Längenausgleichseinheit und/oder der erste Kolben (13) wenigstens eine erste Anschlagfläche (26) zum Anschlagen und/oder Begrenzen eines Hubweges aufweist, wobei insbesondere die erste Anschlagfläche (26) als Stirnseitenfläche ausgebildet ist.
  12. Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aufnahmevorrichtung (14) und/oder die erste Übertragungsvorrichtung (18) des Arbeitswerkzeugs (2) wenigstens eine zweite Anschlagfläche zum Anschlagen an der ersten Anschlagfläche des Kolbens (13) und/oder der Längenausgleichseinheit aufweist.
  13. Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schmutzöffnung (15) und/oder der erste Schmutzkanal (23) wenigstens teilweise in vertikaler Richtung unterhalb des ersten Übertragungselements (18) und/oder des ersten Riegelelements (13) und/oder des ersten Kolbens (13) des Hydraulikzylinders (21) angeordnet ist.
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