EP3976889A1 - Hydrostatisches hubwerk, mobile arbeitsmaschine damit, und verfahren zur lastermittlung am hubwerk - Google Patents

Hydrostatisches hubwerk, mobile arbeitsmaschine damit, und verfahren zur lastermittlung am hubwerk

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EP3976889A1
EP3976889A1 EP20727277.4A EP20727277A EP3976889A1 EP 3976889 A1 EP3976889 A1 EP 3976889A1 EP 20727277 A EP20727277 A EP 20727277A EP 3976889 A1 EP3976889 A1 EP 3976889A1
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EP
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load
function
course
hoist
recorded
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Frank Bender
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • 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
    • E02F3/422—Drive systems for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like
    • 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
    • E02F9/2221—Control of flow rate; Load sensing arrangements

Definitions

  • Hydrostatic hoist mobile work machine with it, and method for determining the load on the hoist
  • the invention relates to a hydrostatic lifting mechanism for a mobile work machine according to the preamble of claim 1, a mobile work machine with the lifting mechanism according to claim 11, and a method for determining the load on the lifting mechanism according to claim 12.
  • Hoists of mobile work machines are equipped, for example, with a shovel, fork or gripper.
  • a work machine designed as a front loader has a shovel as a hoist, which is tiltably mounted on a boom. This is in principle articulated by a boom cylinder, with another cylinder for actuating a
  • the pressure in the boom or lifting cylinder is a measure of the load that the bucket carries, so that all conventional hoists and processes are based on its detection.
  • the pressure varies with the position of the vane due to the changing kinematic position or posture.
  • At least one position sensor is installed, for example, via which the kinematics position can be detected and the load can be determined therefrom together with the pressure measurement.
  • Several such sensors increase accuracy and reliability.
  • a disadvantage of this is the comparatively high outlay in terms of device technology for the position sensor or sensors.
  • the position sensor or sensors fail, there is also a risk of failure of the load determination.
  • a simpler solution in terms of device technology provides a contact sensor which switches when a predetermined kinematic position is reached. The operator must specifically control this with the hoist so that the load can be determined. In the predetermined and thus known kinematics position, the load can then be determined again together with the pressure measurement.
  • the position for determining the load every time it is lifted, to have to approach it every time it is loaded, represents a considerable disruption of an optimal lifting or loading process and is associated with considerable expenditure of time.
  • the invention is based on the objects of creating a hoist for a mobile work machine with simplified load determination, a mobile work machine with it and a method with simplified load determination on the hoist.
  • the first object is achieved by a hydrostatic lifting mechanism according to claim 1, the second object by a mobile work machine with the features of claim 11 and the third object by a method according to claim 12.
  • a hydrostatic lifting mechanism for a mobile working machine has at least one actuator, in particular a hydraulic cylinder, from which a load pick-up can be or articulated directly or indirectly as a function of a lifting requirement.
  • a pressure detection unit in particular a pressure sensor, is provided, via which a load pressure of the at least one actuator can be detected. In particular, this can be signal-connected or signal-connected to the control unit.
  • a particular electronic control unit of the hoist is designed in such a way that it can absorb a load of the
  • Load absorption depending on the load pressure and a position or position of the Hoist can be determined.
  • an especially electronic estimation device is provided for this purpose, via which the position can be estimated.
  • the estimation device offers the possibility of dispensing with these means, which are complex and therefore expensive in terms of device technology.
  • the weight of the load in particular the load of a shovel, can be determined via the estimated position and the load pressure and a favorable weighing function can be implemented for the lifting mechanism.
  • Estimation device can easily be retrofitted.
  • kinematics of the lifting mechanism in particular its parameters mass (es), inertia, levers and / or joints, at least from the hydraulic cylinder to the load pick-up, are known or essentially known and stored in the control unit.
  • the solution according to the invention makes it possible to calculate the proportion of the recorded load in the recorded load pressure from the recorded load pressure.
  • the load pressure can be a load pressure curve over time. There is one for this
  • the stroke requirement is that of the actuator or the load pick-up.
  • a stroke depending on the stroke requirement is that of the actuator or the
  • the position can be estimated via the estimation device as a function of a profile of the load pressure that can be detected or detected as a function of the stroke requirement.
  • the position can be estimated via the estimation device as a function of a reference curve of the load pressure recorded as a function of the stroke requirement under a reference load.
  • the estimation device has a first comparison operation of the course with the reference course, from which the position can be estimated. The first
  • Comparison operation is preferably a slope and / or shape comparison of the two courses.
  • the estimation device has a second comparison operation of the curve with the reference curve, from which the recorded load can be estimated.
  • the second comparison operation is preferably a difference or offset formation of the curves.
  • At least one of the named courses, or both, depending on the stroke and / or the stroke request, is stored in the control unit.
  • At least one of the named curves, or both, is stored in the control unit independently of time for better comparability.
  • the stroke in particular can be stored or stored in the control unit, standardized to the stroke requirement.
  • At least one further actuator in particular a hydraulic cylinder, is provided, from which the load pick-up is directly or indirectly linked.
  • this additional actuator is part of the kinematics.
  • this actuator also has, in a development, a pressure detection unit, which can be or is signal-connected to the control unit, for detecting the load pressure of this actuator.
  • the estimated position can be processed or processed via the control unit to determine another, position-dependent operating variable.
  • the first-mentioned actuator is preferably a boom cylinder. Its load pressure is preferably detectable or recorded on a base of the boom cylinder.
  • the further actuator is preferably a rocker arm cylinder.
  • the respective pressure detection unit of the respective cylinder is arranged accordingly.
  • a mobile work machine in particular a front or wheel loader with a boom, has a hydrostatic lifting mechanism which is designed according to at least one of the aspects of the preceding description and has the advantages already mentioned.
  • the lifting request can be detected or recorded by means of an operator interface of the lifting mechanism that can be or is connected to a signal with the control unit, in particular by means of a joystick.
  • a method for determining a recorded load of a hoist which is designed according to at least one aspect of the preceding description, has a step “determining the recorded load as a function of the position and the
  • Load pressure ". According to the invention, this is done by means of a “position estimation” step.
  • the method is preferably stored in the above-mentioned control unit for execution.
  • the step “estimate the position” takes place by means of a step “first comparison of the course with the reference course”.
  • This first comparison is, in particular, a slope and / or shape comparison of the named courses.
  • recorded comparison variables other than the slope and / or the shape can be included in the first comparison.
  • comparison variables that are to be included in the first comparison or in a subsequent second comparison are determined in a step “Determining suitable or necessary comparison variables by evaluating the course”.
  • the step “determining the recorded load as a function of the position and the load pressure” has a step “second comparison of the course with the reference course”. This second comparison is, in particular, a difference or offset formation between the profiles mentioned.
  • one or more other comparison variables can or can be included in the second comparison.
  • FIG. 1 shows a side view of a lifting mechanism according to the invention with a control unit and a method stored therein for execution, according to an exemplary embodiment
  • FIG. 2 load pressure curves of the lifting mechanism according to FIG. 1.
  • a mobile work machine 1 has a lifting mechanism 2 with a first one
  • Hydraulic cylinder or boom cylinder 4 from which a boom 5 is articulated.
  • a load pick-up 6 designed as a shovel is pivotably arranged on the boom 5.
  • a load m is received in the shovel 6.
  • the lifting mechanism 2 has a tilting cylinder 10, of which the shovel 6 is articulated for tilting via a tilting lever mechanism 11, 13.
  • the rocker arm 11 is rotatably mounted on the boom 5.
  • Each cylinder 4, 10 has one respectively assigned pressure sensor 8, 12, via which the respective ground pressure or load pressure of the cylinder 4, 10 can be detected.
  • the sensors 8, 12 are signal-connected to a control unit 14 via signal lines.
  • the sensor 8 transmits the load pressure pi and the sensor 12 transmits the load pressure P2 of the respective hydraulic cylinder 4, 10.
  • an estimation device 16 is provided with a method 18 stored therein for execution for estimating the load m. Furthermore, a joystick 20 is signal-connected to the control unit 14, via which a lifting request S SO II can be transmitted to the control unit 14. Kinematics of the lifting mechanism 2, including the necessary kinematics parameters, are stored in the control unit 14, at least starting from the hydraulic cylinders 4, 10, via the boom 5, the rocker arm mechanism 11, 13 up to the shovel 6.
  • the estimation device 16 determines an estimated value for the position of the blade 6 from the reported load pressures pi, P2. This estimated position is included in the method for determining the load m. In the case of the exemplary embodiment shown, the position is estimated via a
  • a hydrostatic lifting mechanism with at least one hydrostatic actuator for lifting a picked up load and with an associated pressure sensor for detecting its load pressure, as well as with a signal-connected control unit via which a position of the lifting mechanism from at least the detected one to determine the picked up load Load pressure is estimable.

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Abstract

Offenbart ist ein hydrostatisches Hubwerk für eine mobile Arbeitsmaschine, mit einem Aktor, insbesondere Hydrozylinder, von dem eine Lastaufnahme in Abhängigkeit einer Hubanforderung angelenkt ist, sowie mit einer Druckerfassungseinheit, über die ein Lastdruck des Aktors erfassbar ist, und einer Steuereinheit, über die eine aufgenommene Last in Abhängigkeit des Lastdrucks und einer Stellung des Hubwerks ermittelbar ist. Offenbart sind weiterhin eine mobile Arbeitsmaschine mit dem Hubwerk, sowie ein Verfahren zur Ermittlung der aufgenommenen Last.

Description

Hydrostatisches Hubwerk, mobile Arbeitsmaschine damit, und Verfahren zur Lastermittlung am Hubwerk
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Hubwerk für eine mobile Arbeitsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine mobile Arbeitsmaschine mit dem Hubwerk gemäß Anspruch 11, sowie ein Verfahren zur Lastermittlung am Hubwerk gemäß Anspruch 12.
Hubwerke mobiler Arbeitsmaschinen sind beispielsweise mit einer Schaufel, einer Gabel oder einem Greifer bestückt. Eine als Frontlader ausgebildete Arbeitsmaschine hat als Hubwerk eine Schaufel, die an einem Ausleger kippbar gelagert ist. Dieser ist prinzipiell von einem Auslegerzylinder angelenkt, wobei ein weiterer Zylinder zur Betätigung eines
Kipphebels der Schaufel vorgesehen ist.
Grundlegend ist von Interesse, welche Last am Hubwerk wirkt, oder in anderen Worten, wieviel Schüttgut oder Gut aufgenommen wird. Diese Frage stellt sich beispielsweise bei der Beladung von Transportfahrzeugen mit Schüttgut über die Schaufel, um ein zulässiges Ladegewicht nicht zu überschreiten und/oder die Materialkosten des Schüttgutes zu bestimmen.
Prinzipiell ist ein Druck im Ausleger- oder Hebezylinder ein Maß für die Last, die die Schaufel trägt, sodass allen herkömmlichen Hubwerken und Verfahren auf dessen Erfassung basieren. Allerdings variiert der Druck mit der Position der Schaufel aufgrund der sich ändernden Kinematikposition oder -Stellung.
Herkömmlich wird daher beispielsweise wenigstens ein Positionssensor verbaut, über den die Kinematikposition erfassbar und daraus zusammen mit der Druckmessung die Last ermittelbar ist. Mehrere solcher Sensoren erhöhen dabei Genauigkeit und Zuverlässigkeit. Nachteilig daran ist der vergleichsweise hohe vorrichtungstechnische Aufwand für den oder die Positionssensoren. Zudem droht bei Ausfall des oder der Positionssensoren auch der Ausfall der Lastbestimmung.
Eine vorrichtungstechnisch einfachere Lösung sieht einen Kontaktsensor vor, der mit Erreichen einer vorbestimmten Kinematikposition schaltet. Diese muss der Bediener mit dem Hubwerk gezielt ansteuern, damit die Last ermittelt werden kann. In der vorbestimmten und somit bekannten Kinematikposition kann dann wiederum zusammen mit der Druckmessung die Last ermittelt werden.
Die Position zur Lastermittlung bei jedem Heben, jedem Beladen anfahren zu müssen, stellt dabei eine erhebliche Störung eines optimalen Hebe- oder Ladeprozesses dar und ist mit erheblichen Zeitaufwand verbunden.
Demgegenüber liegen der Erfindung die Aufgaben zugrunde, ein Hubwerk für eine mobile Arbeitsmaschine mit vereinfachter Lastbestimmung, eine mobile Arbeitsmaschine damit und ein Verfahren mit vereinfachter Lastbestimmung am Hubwerk zu schaffen.
Die erste Aufgabe wird gelöst durch ein hydrostatisches Hubwerk gemäß Patentanspruch 1, die zweite Aufgabe durch eine mobile Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und die dritte Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 12.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Ein hydrostatisches Hubwerk für eine mobile Arbeitsmaschine hat wenigstens einen Aktor, insbesondere einen Hydrozylinder, von dem eine Lastaufnahme in Abhängigkeit einer Hubanforderung mittel- oder unmittelbar anlenkbar oder angelenkt ist. Zudem ist eine Druckerfassungseinheit, insbesondere ein Drucksensor, vorgesehen, über die ein Lastdruck des wenigstens einen Aktors erfassbar ist. Insbesondere ist diese mit der Steuereinheit signalverbindbar oder signalverbunden. Eine insbesondere elektronische Steuereinheit des Hubwerks ist dabei so ausgestaltet, dass über sie eine aufgenommene Last der
Lastaufnahme in Abhängigkeit des Lastdrucks und einer Stellung oder Position des Hubwerks ermittelbar ist. Erfindungsgemäß ist dazu eine insbesondere elektronische Schätzeinrichtung vorgesehen, über die die Stellung schätzbar ist.
Gegenüber herkömmlicher Lösung mit Erfassungsmitteln zum konkreten Erfassen der Stellung, beispielsweise Wegsensoren, bietet die Schätzeinrichtung die Möglichkeit, auf diese vorrichtungstechnisch aufwendigen und daher teuren Mittel zu verzichten.
In anderen Worten sind über die geschätzte Position oder Stellung und den Lastdruck das Gewicht der Last, insbesondere die Last einer Schaufel, ermittelbar und eine günstige Wiegefunktion für das Hubwerk realisierbar.
Besonders vorteilhaft ist es, ein bestehendes Hubwerk mit der Schätzeinrichtung zu versehen, das die genannte teure Positions-Sensorik nicht aufweist. Auf diese Weise kann eine Wiegefunktion ohne diese spezielle Sensorik, dafür aber mit elektronischer
Schätzeinrichtung, leicht nachgerüstet werden.
Vorzugsweise ist zu diesem Zweck eine Kinematik des Hubwerks, insbesondere deren Parameter Masse(n), Trägheiten, Hebel und/oder Gelenke, zumindest vom Hydrozylinder bis hin zur Lastaufnahme, bekannt oder im Wesentlichen bekannt und in der Steuereinheit abgelegt.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, den Anteil der aufgenommenen Last am erfassten Lastdruck aus dem erfassten Lastdruck herauszurechnen. Der Lastdruck kann ergänzend oder alternativ ein zeitlicher Lastdruckverlauf sein. Hierzu ist eine
Lastdruckerfassung über einen, insbesondere bekannten und/oder vorbestimmten,
Zeitabschnitt vorgesehen.
Die Hubanforderung ist diejenige des Aktors oder der Lastaufnahme.
Ein Hub in Abhängigkeit der Hubanforderung ist derjenige des Aktors oder der
Lastaufnahme. In einer Weiterbildung ist die Stellung über die Schätzeinrichtung in Abhängigkeit eines, in Abhängigkeit der Hubanforderung erfassbaren oder erfassten, Verlaufs des Lastdrucks schätzbar.
In einer Weiterbildung ist die Stellung über die Schätzeinrichtung in Abhängigkeit eines, in Abhängigkeit der Hubanforderung unter einer Referenz-Last erfassten, Referenz-Verlaufs des Lastdrucks schätzbar.
In einer Weiterbildung weist die Schätzeinrichtung eine erste Vergleichsoperation des Verlaufs mit dem Referenz-Verlauf auf, aus der die Stellung schätzbar ist. Die erste
Vergleichsoperation ist vorzugsweise ein Steigungs- und/oder Formvergleich der beiden Verläufe.
In einer Weiterbildung weist die Schätzeinrichtung eine zweite Vergleichsoperation des Verlaufs mit dem Referenz-Verlauf auf, aus der die aufgenommene Last schätzbar ist. Die zweite Vergleichsoperation ist vorzugsweise eine Differenz- oder Offsetbildung der Verläufe.
In einer Weiterbildung ist wenigstens einer der genannten Verläufe, oder sind es beide, in Abhängigkeit des Hubes und/oder der Hubanforderung in der Steuereinheit abgelegt.
In einer Weiterbildung ist wenigstens einer der genannten Verläufe, oder sind es beide, Zur besseren Vergleichbarkeit zeitunabhängig in der Steuereinheit abgelegt.
Hierzu ist insbesondere der Hub auf die Hubanforderung normiert in der Steuereinheit ablegbar oder abgelegt.
In einer Weiterbildung ist wenigstens ein weiterer Aktor, insbesondere Hydrozylinder, vorgesehen, von dem die Lastaufnahme mittelbar oder unmittelbar angelenkt ist.
Insbesondere ist dieser weitere Aktor Teil der Kinematik.
Zur Erhöhung einer Genauigkeit, insbesondere der Last- und/oder Stellungsschätzung, weist auch dieser Aktor in einer Weiterbildung eine mit der Steuereinheit signalverbindbare oder signalverbundene Druckerfassungseinheit zur Erfassung des Lastdrucks dieses Aktors auf. In einer Weiterbildung ist die geschätzte Stellung über die Steuereinheit zur Ermittlung einer anderen, stellungsabhängigen Betriebsgröße verarbeitbar oder verarbeitet.
Der erstgenannte Aktor ist vorzugsweise ein Auslegerzylinder. Dessen Lastdruck ist vorzugsweise an einem Boden des Auslegerzylinders erfassbar oder erfasst.
Der weitere Aktor ist vorzugsweise ein Kipphebelzylinder. Dessen Lastdruck ist
vorzugsweise an einem Boden des Kipphebelzylinders erfassbar oder erfasst.
Entsprechend ist die jeweilige Druckerfassungseinheit des jeweiligen Zylinders angeordnet.
Eine erfindungsgemäße mobile Arbeitsmaschine, insbesondere ein Front- oder Radlader mit Ausleger, hat ein hydrostatisches Hubwerk, das gemäß wenigstens einem der Aspekte der vorangegangenen Beschreibung ausgestaltet ist und die bereits genannten Vorteile aufweist.
Die Hubanforderung ist mittels einer mit der Steuereinheit signalverbindbaren oder - verbundenen Bedienerschnittstelle des Hubwerks, insbesondere mittels einem Joystick, erfassbar oder erfasst.
Ein Verfahren zur Ermittlung einer aufgenommenen Last eines Hubwerks, das gemäß wenigstens einem Aspekt der vorhergehenden Beschreibung ausgebildet ist, hat einen Schritt„Ermitteln der aufgenommenen Last in Abhängigkeit der Stellung und des
Lastdrucks“. Erfindungsgemäß erfolgt dies mittels einem Schritt„Schätzen der Stellung“.
Vorzugsweise ist das Verfahren in der oben genannten Steuereinheit zur Ausführung abgelegt.
In einer Weiterbildung des Verfahrens erfolgt der Schritt„Schätzen der Stellung“ in
Abhängigkeit eines in Abhängigkeit der Hubanforderung erfassten Verlaufs des Lastdrucks und/oder in Abhängigkeit eines in Abhängigkeit der Hubanforderung unter einer Referenz- Last erfassten Referenz- Verlaufs des Lastdrucks. Hierzu weist erfolgt in einer Weiterbildung des Verfahrens der Schritt„Schätzen der Stellung“ mittels einem Schritt„erster Vergleich des Verlaufs mit dem Referenz-Verlauf“. Dieser erste Vergleich ist insbesondere ein Steigungs- und/oder Formvergleich der genannten Verläufe.
Alternativ oder ergänzend dazu können andere erfasste Vergleichsgrößen als die Steigung und/oder die Form in den ersten Vergleich eingehen.
In einer Weiterbildung sind Vergleichsgrößen, die in den ersten Vergleich oder in einen darauffolgenden zweiten Vergleich eingehen sollen, in einem Schritt„Ermitteln von geeigneten oder notwendigen Vergleichsgrößen durch Auswertung des Verlaufs“ ermittelt.
In einer Weiterbildung des Verfahrens weist der Schritt„Ermitteln der aufgenommenen Last in Abhängigkeit der Stellung und des Lastdrucks“ einen Schritt„zweiter Vergleich des Verlaufs mit dem Referenz-Verlauf“ auf. Dieser zweite Vergleich ist insbesondere eine Differenz- oder Offsetbildung der genannten Verläufe.
Auch hier gilt, dass alternativ oder ergänzend zur genannten Differenz- oder Offsetbildung eine oder mehrere andere Vergleichsgrößen in den zweiten Vergleich eingehen kann oder können.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hubwerks und eines erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 in einer Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Hubwerk mit einer Steuereinheit und einem darin zur Ausführung abgelegten Verfahren, gemäß einem Ausführungsbeispiel, und Figur 2 Lastdruckverläufe des Hubwerks gemäß Figur 1.
Gemäß Figur 1 hat eine mobile Arbeitsmaschine 1 ein Hubwerk 2 mit einem ersten
Hydrozylinder oder Auslegerzylinder 4, von dem ein Ausleger 5 angelenkt ist. Am Ausleger 5 ist eine als Schaufel ausgebildete Lastaufnahme 6 drehgelenkig angeordnet. In der Schaufel 6 ist eine Last m aufgenommen. Des Weiteren hat das Hubwerk 2 einen Kippzylinder 10, von dem die Schaufel 6 über ein Kipphebelwerk 11, 13 zum Verkippen angelenkt ist. Der Kipphebel 11 ist dabei am Ausleger 5 drehbar gelagert. Jeder Zylinder 4, 10 hat einen jeweils zugeordneten Drucksensor 8, 12, über den der jeweilige Bodendruck oder Lastdruck des Zylinders 4, 10 erfassbar ist. Die Sensoren 8, 12 sind über Signalleitungen mit einer Steuereinheit 14 signalverbunden. Dabei überträgt der Sensor 8 den Lastdruck pi und der Sensor 12 den Lastdruck P2 des jeweiligen Hydrozylinders 4, 10.
In der Steuereinheit 14 ist eine Schätzeinrichtung 16 mit einem darin zur Ausführung gespeicherten Verfahren 18 zum Schätzen der Last m vorgesehen. Des Weiteren ist mit der Steuereinheit 14 ein Joystick 20 signalverbunden, über den eine Hubanforderung SSOII an die Steuereinheit 14 übertragen werden kann. In der Steuereinheit 14 ist eine Kinematik des Hubwerks 2, inklusive der notwendigen Kinematik- Parameter, zumindest ausgehend von den Hydrozylindern 4, 10, über den Ausleger 5, das Kipphebelwerk 11, 13 bis hin zur Schaufel 6 abgelegt.
Gemäß der vorangegangenen, allgemeinen Beschreibung ermittelt die Schätzeinrichtung 16 aus den gemeldeten Lastdrücken pi, P2 einen Schätzwert für die Stellung der Schaufel 6. Diese geschätzte Stellung geht in das Verfahren zur Ermittlung der Last m ein. Dabei erfolgt das Schätzen der Stellung im Falle des gezeigten Ausführungsbeispiels über einen
Formvergleich und/oder einen Steigungsvergleich des erfassten Lastdrucks pust mit dem Referenzlastdruck piref. Hierzu wird ein Intervall D des normierten Hubes SI/SSOII des
Auslegerzylinders 4 gemäß Figur 2 ausgewertet. Mit der Schätzeinrichtung 16 und dem darin abgelegten Schätzverfahren 18 kann auf eine vorrichtungstechnisch aufwendige Erfassung von Zylinderstangenpositionen verzichtet werden, und die aufgenommene Last m kann allein mittels der vorrichtungstechnisch einfachen und robusten Drucksensoren 8, 12 ermittelt werden.
Offenbart ist ein hydrostatisches Hubwerk mit wenigstens einem hydrostatischen Aktor zum Heben einer aufgenommenen Last und mit einem zugeordneten Drucksensor zur Erfassung von dessen Lastdruck, sowie mit einer damit signalverbundenen Steuereinheit, über die zur Ermittlung der aufgenommenen Last eine Position oder Stellung des Hubwerks aus zumindest dem erfassten Lastdruck schätzbar ist.
Offenbart sind weiterhin eine mobile Arbeitsmaschine mit dem Hubwerk, sowie ein Verfahren zur Ermittlung oder Schätzung der aufgenommenen Last, welches insbesondere in der Steuereinheit zur Ausführung speicherbar oder gespeichert ist.

Claims

Patentansprüche
1. Hydrostatisches Hubwerk für eine mobile Arbeitsmaschine (1), mit wenigstens einem
Aktor (4, 10), insbesondere Hydrozylinder, von dem eine Lastaufnahme (6) in Abhängigkeit einer Hubanforderung, (SSOII) angelenkt ist, sowie mit wenigstens einer Druckerfassungseinheit (8, 12), über die ein jeweiliger Lastdruck (pi, P2) des zugeordneten Aktors (4, 10) erfassbar ist, und einer Steuereinheit (14), über die eine aufgenommene Last (m) in Abhängigkeit des wenigstens einen Lastdrucks (pi, P2) und einer Stellung oder Position des Hubwerks (2) ermittelbar ist,
gekennzeichnet durch eine Schätzeinrichtung (16), über die die Stellung schätzbar ist.
2. Hubwerk nach Anspruch 1, wobei die Stellung über die Schätzeinrichtung (16) in
Abhängigkeit eines, in Abhängigkeit der Hubanforderung (SSOII) erfassten, Verlaufs (piist) des Lastdrucks (pi) schätzbar ist.
3. Hubwerk nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Stellung über die Schätzeinrichtung (16) in Abhängigkeit eines, in Abhängigkeit der Hubanforderung (SSOII) unter einer Referenz-Last (mref) erfassten, Referenz-Verlaufs (piref) des Lastdrucks (pi) schätzbar ist.
4. Hubwerk nach Anspruch 2 und 3, wobei die Schätzeinrichtung (16) eine erste
Vergleichsoperation des Verlaufs (piist) mit dem Referenz-Verlauf (piref) aufweist, aus der die Stellung schätzbar ist.
5. Hubwerk nach Anspruch 4, wobei die erste Vergleichsoperation ein Steigungs- oder
Formvergleich der Verläufe (piist, piref) ist.
6. Hubwerk zumindest nach Anspruch 2 und 3, wobei die Schätzeinrichtung eine zweite
Vergleichsoperation des Verlaufs (piist) mit dem Referenz-Verlauf (piref) aufweist, aus der die aufgenommene Last (m) schätzbar ist.
7. Hubwerk nach Anspruch 6, wobei die zweite Vergleichsoperation eine Differenz oder ein Offset (Dri) der Verläufe (piist, piref) aufweist oder ist.
8. Hubwerk zumindest nach Anspruch 2 und 3, wobei der Verlauf (piist) und/oder der
Referenz- Verlauf (piref) in Abhängigkeit des Hubes (s, si) und/oder der
Hubanforderung (SSOII) in der Steuereinheit (14) abgelegt ist.
9. Hubwerk zumindest nach Anspruch 2 und 3, wobei der Verlauf (piist) und/oder
Referenz-Verlauf (piref) mittels der Hubanforderung (SSOII) zeitunabhängig in der Steuereinheit (14) abgelegt ist.
10. Hubwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Hub (si),
insbesondere des wenigstens einen Aktors (4), auf die Hubanforderung (SSOII) normiert in der Steuereinheit (14) ablegbar oder abgelegt ist.
11. Mobile Arbeitsmaschine mit einem Hubwerk (2), das gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgestaltet ist.
12. Verfahren zur Ermittlung einer aufgenommenen Last (m) eines Hubwerks (2), das gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist, mit einem Schritt „Ermitteln der aufgenommenen Last (m) in Abhängigkeit der Stellung und des wenigstens einen Lastdrucks (pi, P2)“, gekennzeichnet durch einen Schritt „Schätzen der Stellung“.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt„Schätzen der Stellung“ in
Abhängigkeit eines, in Abhängigkeit der Hubanforderung (SSOII) erfassten, Verlaufs (piist) des wenigstens einen Lastdrucks (pi, P2) und/oder eines in Abhängigkeit der Hubanforderung (SSOII) unter einer Referenz-Last (mref) erfassten Referenz-Verlaufs (piref) des Lastdrucks (pi) erfolgt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt„Schätzen der Stellung“ einen Schritt
„Erster Vergleich des Verlaufs (piist) mit dem Referenz-Verlauf (piref)“ aufweist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 14, wobei der Schritt„Ermitteln der aufgenommenen Last (m) in Abhängigkeit der Stellung und des wenigstens einen Lastdrucks (pi, P2)“ einen Schritt„Zweiter Vergleich des Verlaufs (piist) mit dem Referenz- Verlauf (piref)“ aufweist.
EP20727277.4A 2019-05-29 2020-05-20 Hydrostatisches hubwerk, mobile arbeitsmaschine damit, und verfahren zur lastermittlung am hubwerk Active EP3976889B1 (de)

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PCT/EP2020/064045 WO2020239567A1 (de) 2019-05-29 2020-05-20 Hydrostatisches hubwerk, mobile arbeitsmaschine damit, und verfahren zur lastermittlung am hubwerk

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