EP4491806B1 - Frontlader, arbeitsfahrzeug und arbeitsfahrzeugsystem - Google Patents

Frontlader, arbeitsfahrzeug und arbeitsfahrzeugsystem

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Publication number
EP4491806B1
EP4491806B1 EP23185356.5A EP23185356A EP4491806B1 EP 4491806 B1 EP4491806 B1 EP 4491806B1 EP 23185356 A EP23185356 A EP 23185356A EP 4491806 B1 EP4491806 B1 EP 4491806B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
front loader
actuator
work vehicle
working vehicle
boom
Prior art date
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Active
Application number
EP23185356.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP4491806A1 (de
EP4491806C0 (de
Inventor
Ulrich Flötzinger
Arne Bastian
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.)
Wilhelm Stoll Maschinenfabrik GmbH
Original Assignee
Wilhelm Stoll Maschinenfabrik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Wilhelm Stoll Maschinenfabrik GmbH filed Critical Wilhelm Stoll Maschinenfabrik GmbH
Priority to EP23185356.5A priority Critical patent/EP4491806B1/de
Publication of EP4491806A1 publication Critical patent/EP4491806A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4491806C0 publication Critical patent/EP4491806C0/de
Publication of EP4491806B1 publication Critical patent/EP4491806B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • E02F3/34—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 with bucket-arms, i.e. a pair of arms, e.g. manufacturing processes, form, geometry, material of bucket-arms directly pivoted on the frames of tractors or self-propelled machines
    • E02F3/3402—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 with bucket-arms, i.e. a pair of arms, e.g. manufacturing processes, form, geometry, material of bucket-arms directly pivoted on the frames of tractors or self-propelled machines the arms being telescopic
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/431—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like
    • E02F3/432—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like for keeping the bucket in a predetermined position or attitude
    • E02F3/433—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like for keeping the bucket in a predetermined position or attitude horizontal, e.g. self-levelling
    • 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
    • E02F3/627—Devices to connect beams or arms to tractors or similar self-propelled machines, e.g. drives therefor

Definitions

  • a tractor with an attached front loader can function as a wheel loader.
  • Common front loaders feature a boom with a column that can be mounted to a mounting bracket, particularly a mounting tower, of a work vehicle.
  • the front loader has a tool attachment point, allowing it to be detachably coupled with a tool such as a manure fork, bucket, pallet fork, heavy-duty tine fork, round bale fork, or beet basket.
  • a tool that performs a working stroke, such as a cutting shear, a box rotator, or a grapple (e.g., a plastic bale grapple, a solid manure grapple, or a log grapple).
  • Conventional booms consist of a front and a rear beam.
  • the beams are formed from steel tube profiles welded together at an angle at their opposing ends.
  • Hydraulic cylinders supplied and controlled by the work vehicle, allow for pivoting of the front loader around a pivot bearing located between the column and the boom, as well as the movement of the implement holder relative to the boom.
  • the operator can control the hydraulic actuation of the cylinders using levers.
  • the hydraulic actuation can be controlled via a joystick or a cross lever, with forward and backward movement of the joystick or cross lever.
  • the front loader boom can be raised and lowered, while moving the joystick or cross lever to the right and left changes the swivel angle of the tool holder relative to the boom around a transverse axis. Additional push and/or toggle switches can control further functions, in particular the operation of a tool performing a work stroke.
  • the hydraulic cylinders are supplied with hydraulic fluid via connecting lines between the work vehicle and the front loader, with the hydraulic fluid provided by the tractor's own hydraulic pump.
  • the hydraulic system can be controlled from the driver's seat using controls such as levers, switches, or a joystick, as well as via controls on the work vehicle and/or on the front loader, including electromagnetic control of the control valves.
  • the hydraulic system's connecting lines between the work vehicle and the front loader can be individually coupled via fittings, or a so-called "multi-coupling" can be used, allowing several or all hydraulic connections to be coupled simultaneously.
  • the tool holder can be designed as a so-called Euro quick-change frame or as a tool holder according to one of the standards EN 12525 or ISO 24410.
  • Automatic coupling devices are also used, which allow the coupling of the tool holder with the tool and its locking to be achieved without the driver having to leave the driver's cab.
  • Parallel guidance systems can be used to coordinate the hydraulic pressures of the hydraulic cylinder for raising and lowering the boom and the hydraulic cylinder for pivoting the tool holder relative to the boom in such a way that the angle between the tool holder and the ground does not change or only changes within narrow limits during the raising and lowering of the boom.
  • the invention relates to a front loader for a work vehicle, a work vehicle with a mounting bracket for coupling the work vehicle with a Front loader and a work vehicle system which includes a work vehicle and a front loader.
  • the disclosure document DE 10 2005 053 041 A1 The applicant discloses general prior art applicable within the scope of the invention relating to a front loader with a column, rigidly connected arms, and a tool holder, as well as two hydraulic cylinders, one for raising and lowering the boom and the other for pivoting the tool holder.
  • the front loader has a support leg that can be folded out via a further hydraulic cylinder. When the support leg is extended, the front loader can be parked on the tool holder or on a tool such as a bucket and the support leg, with the center of gravity of the front loader with tool located on the ground between the parking positions. However, the front loader can also extend beyond the space between the parking positions to allow good access to the column for coupling the column to the mounting bracket of the work vehicle.
  • the patent EP 3 158 842 B1 discloses design possibilities for an attachment console of the work vehicle, which here is formed by two attachment towers on both sides of the work vehicle, which have longitudinally extending plate-shaped frame elements and vertically extending supports with an end-side bone.
  • the patent US 3 907 143 A The image reveals a hydraulically operated front loader for a tractor.
  • the front loader features an angled rigid arm and a straight, diagonally angled arm.
  • the tractor features a boom extending upwards and rigidly attached to the frame. These booms are connected to each other via a pivot bearing and can be pivoted relative to each other by means of a hydraulic cylinder.
  • the boom can be extended telescopically by means of a hydraulic cylinder to raise the boom.
  • the boom is further braced to the tractor frame by a strut.
  • a boom, connected to a boom via a pivot bearing, is located on each side of the tractor.
  • the patent AT 511 381 A1 The diagram shows a loading arm for a tractor.
  • the loading arm is supported on the ground and the tractor by two legs. Above the legs is a pivot bearing with a vertical pivot axis, around which the loading arm can pivot in a horizontal plane.
  • the loading arm has a boom with two arms connected by a pivot bearing and pivotable relative to each other by a hydraulic cylinder.
  • the front arm of the loading arm's boom is telescopically extendable by means of a hydraulic cylinder.
  • the patent PL 243 090 B1 Disclosure reveals an underground vehicle (LHD loader) used to load, transport, and unload spoil in a mine.
  • the front loader has two parallel, horizontal loader arms, each telescopically extendable via a hydraulic cylinder located inside the arms. This allows the bucket, held by the loader arms, to be inserted into a spoil heap.
  • Each loader arm has a rotary actuator at both ends. At one end, the loader arms are attached to a vehicle via the rotary actuators.
  • the bucket is attached to the rotary actuators at the other end of the loader arms. Coordinated pivoting of all rotary actuators and telescoping of the loader arms allows the bucket to be tilted and moved within the plane of rotation. For example, a purely vertical movement of the bucket at a constant tilt or a horizontal movement of the bucket to pick up material while the vehicle is stationary can be achieved.
  • the invention proposes a front loader, designed for use on a work vehicle, particularly a tractor, and featuring a boom, to solve the underlying problem.
  • the boom has a front frame and a rear frame.
  • the front loader can have a tool holder articulated to the front frame and pivotable via a hydraulic cylinder, and/or a column articulated to the rear frame and pivotable via a hydraulic cylinder.
  • the rocker arm formed with the spars is not rigid, but has at least one degree of freedom:
  • a beam can be telescopically extended into different telescopic positions by means of a first actuator, thereby changing the length of this beam.
  • the telescopic beam can be the front beam.
  • the rear beam is telescopic.
  • the invention also includes embodiments in which both beams are telescopic.
  • the frame can have two frame sections, each designed to receive and rigidly support the load acting on the front loader and movable relative to each other to achieve different telescoping positions.
  • the front loader has two parallel front loader sections.
  • the front loader sections are connected to each other by cross braces.
  • Each of the two front loader sections has a column by which the front loader sections can be connected to a corresponding mounting bracket of the work vehicle.
  • the invention proposes, for a first variant, that the swing arm has an additional degree of freedom:
  • the two frame members can be pivoted around a rocker-type pivot bearing into different (relative) pivot positions.
  • the pivoting of the frame members around the rocker-type pivot bearing is achieved by means of a second actuator.
  • the length of the front loader which in particular refers to the distance between the opposite end regions of the frame members or the distance of the column from the tool holder, depends on both the telescopic position and the pivot position.
  • the two degrees of freedom allow for modified control options for the movement of the tool holder and the tool attached to it.
  • the first actuator is integrated into the frame. This allows for a very compact design of the frame and thus of the front loader, while also providing a certain degree of protection for the first actuator.
  • the spar sections of the telescopic spar, on which the first actuator acts can form a cross-section that defines an interior space in which the first actuator is then arranged.
  • the cross-section of at least one spar section can be closed at the edges, so that the actuator (at least in a longitudinal section) is completely located inside the at least one spar section.
  • the spar sections it is also possible for the spar sections to have an open cross-section (for example, a slotted cross-section or a U-shaped cross-section), in which case the opening at the edge of one spar section can be closed by the other spar section.
  • telescoping of the spar parts is understood to mean both a movement of the spar parts apart to increase the length and a sliding of the spar parts into one another to reduce the length.
  • the actuators can be designed as electric linear motors that act directly on the frame sections for telescoping, or, similar to a hydraulic cylinder, can be articulated at a distance from the rocker arm pivot bearing with their two end regions attached to the frame sections to be pivoted. It is also possible that the pivoting of the frame sections around the rocker arm pivot bearing is effected by an electric rotary drive.
  • the first actuator and/or the second actuator is designed as a hydraulic actuator, in particular with a hydraulic cylinder.
  • Such hydraulic actuators can be easily integrated into a hydraulic system of a work vehicle and a front loader of a generally known design. On the other hand, it has been shown that actuating the front loader by means of hydraulic cylinders is robust and, depending on the hydraulic ratio, Provides large forces for lifting, lowering, telescoping and/or swiveling.
  • the first actuator and/or the second actuator can be actuated separately by the user, whereby this can then serve to actuate the actuators simultaneously and/or to actuate the actuators one after the other or at different times.
  • the spar sections can have a straight, curved, or angled longitudinal axis and a constant or arbitrarily variable cross-section along the longitudinal axis, as long as the spar sections are telescopic.
  • the spar sections have at least one straight longitudinal section in which the outer cross-section of an inner spar section is guided within a cross-section of the outer spar section.
  • the spar sections preferably have non-circular guide cross-sections.
  • the non-circular guide cross-sections can then form a positive fit circumferentially around the longitudinal axis, which blocks relative rotation of the spar sections around the longitudinal axis.
  • the non-circular guide cross-sections can then provide the longitudinal degree of freedom for telescoping the spar sections.
  • the spar sections slide directly against each other in this telescoping guide area.
  • the guidance can be ensured or improved and/or the friction between the spar sections during telescoping reduced by arranging sliding bearing elements between the guide cross-sections of the spar sections.
  • the spar sections are then guided by these sliding bearing elements.
  • the sliding bearing elements can be designed according to any sliding bearing elements available in the prior art.
  • sliding plates can be used as sliding bearing elements.
  • several such flat sliding plates can be arranged distributed over a non-circular guide cross-section of the spar sections, which then ensure that the spar sections are supported against each other vertically to the longitudinal or telescoping axis in different directions.
  • the work vehicle is equipped with a mounting bracket that allows it to be coupled to a front loader, as previously described.
  • the work vehicle has connecting lines.
  • a first connecting line serves to actuate the first actuator in order to extend the boom into different telescopic positions.
  • the work vehicle has a second connecting line.
  • the second connecting line supplies the actuator with force to pivot the arms around the swing arm pivot bearing into different positions.
  • the first and second connecting lines can be electrical lines, transmitting control signals to the actuators and/or supplying them with electrical power.
  • the first and second connecting lines are hydraulic lines, supplying hydraulic force to the actuators, which are then designed as hydraulic cylinders.
  • the connecting lines have suitable connections for coupling them between the work vehicle and the front loader.
  • a work vehicle system comprising a work vehicle of the type described above and a front loader described above.
  • the front loader has a column that is detachably attached to the mounting bracket.
  • the work vehicle and the front loader are then connected to each other via the first connecting line and the second connecting line.
  • the first actuator and the second actuator are then actuated (in particular electrically, electropneumatically, electrohydraulically, or hydraulically) via the connecting lines.
  • FIG. 1 shows a front loader 1.
  • the front loader has a column 2, a boom 3, and a tool holder (not shown).
  • the column 2 has fastening elements 4 and 5, by means of which the column 2 can be detachably attached to a mounting bracket of a work vehicle.
  • the fastening elements 4 and 5 are designed as fastening bolts oriented vertically to the plane of the drawing.
  • the rocker arm 3 is pivotally connected to the column 2 about a pivot axis 7 oriented vertically to the plane of the drawing.
  • the pivoting of the rocker arm 3 about the pivot axis 7 relative to the column 2 can be effected by means of an actuator 8, which here is designed as a hydraulic cylinder 9.
  • an actuator 8 which here is designed as a hydraulic cylinder 9.
  • the rocker arm 3 is pivoted about the pivot axis 7, for the sake of simplicity, the pivoting of the rocker arm 3 about the pivot axis 7 by means of the hydraulic cylinder 9 is also referred to as raising or lowering the front loader 1.
  • the rocker arm 3 has arms 10 and 11.
  • the arms 10 and 11 are pivotable at their opposing ends via a rocker arm pivot bearing 12 about a rocker arm pivot axis 13.
  • the pivoting about the rocker arm pivot axis 13 is effected by an actuator 14, which is also referred to here as a "second actuator” and is designed as a hydraulic cylinder 15.
  • the actuator 14 is articulated to the arms 10 and 11 at a distance from the rocker arm pivot bearing 12 at each end.
  • the spar 11 has a pivot bearing 16, of which in Fig. 1 Only one bearing eye is shown.
  • the tool holder (not shown) is pivotally mounted to the tie bar 11 in the pivot bearing 16.
  • an actuator 17 also designed here as a hydraulic cylinder, is mounted to the tool holder in a pivot bearing 19.
  • the other end of the actuator 17 is mounted to the tie bar 11 via a pivot bearing 35.
  • the tool holder and the tool held in the tool holder can be pivoted about the pivot axis of the tie bar 11 defined by the pivot bearing 16.
  • the spar 10 has spar sections 20 and 21 which are connected to each other via a guide device 22 such that the spar sections 20 and 21 have a telescopic degree of freedom 23 by means of which a change in the length of the spar 10 can be effected.
  • the guide device 22 with the telescopic degree of freedom 23 is provided by one spar section (here, spar section 20, on which the pivot bearing 12 is formed) being received and guided in the other spar section (here, spar section 21, on which the pivot bearing 6 is formed).
  • the outer cross-section of spar section 20 (with clearance to allow movement) is designed to correspond to the inner cross-section of spar section 21.
  • FIG. 2 Figure 1 shows an example of the cross-sectional design of the spar sections 20 and 21. It can be seen that the spar sections 20 and 21 (at least in the area of the guide device 22) have corresponding hexagonal cross-sections.
  • the hexagonal cross-sections result in the cross-section having six flat surfaces between the six corners, which ensure good support between the spar sections 20 and 21 in the direction of the surface normals of the surfaces.
  • sliding bearing elements 24 are arranged, which for the illustrated embodiment are designed as sliding bearing plates 25, which are arranged on one of the partial surfaces of the hexagonal cross-sections.
  • Telescoping of the spar sections 20, 21 is effected by means of an actuator 26, which here is designed as a hydraulic cylinder 26 and is integrated into the spar 10 and the spar sections 20, 21.
  • the spar sections 20, 21 define an interior space 28 in which the hydraulic cylinder 27 is arranged and through which the hydraulic cylinder 27 extends.
  • the actuator 26, here a piston rod 30, is articulated to the spar part 20 by a pivot bearing 29, while the other end area of the actuator 26, here the cylinder housing 31, is articulated to the spar part 21 by a pivot bearing 32.
  • a swivel angle between the longitudinal axes of the beams 10, 11 about the swivel axis 13 results, which lies in the range between 90° and 180°, here approximately 120° to 130°.
  • FIG. 3 Figure 1 shows a changed operating position of the front loader 1, which is brought about by extending the actuator 26 or hydraulic cylinder 27, thereby increasing the length of the boom 10.
  • This telescopic extension of the boom 10 due to its horizontal orientation, causes a tool held at the tool holder to move horizontally towards the ground.
  • the reach of the front loader 11 is increased by the telescoping of the boom 10.
  • the length of the arm 3, which defines the distance between the pivot bearings 6 and 16, has been increased by extending the actuator 26 or hydraulic cylinder 27. Due to the angle of the booms 10 and 11, the increase in the length of the arm 3 is less than the increase in the length of the boom 10.
  • Fig. 4 shows another operating position of the front loader 1, which differs from the operating position according to Fig. 1
  • This extension of the actuator 14 leads to a Increase in the length of the rocker arm 3, which here is accompanied on the one hand by a raising of the tool holder and the tool and on the other hand by a superimposed horizontal movement of the tool holder with the tool.
  • An operating position with a maximum length of the rocker arm 3 can be achieved by fully extending the actuator 26 or hydraulic cylinder 27, thereby telescoping the beam 10 to its maximum length ( Fig. 3 ) and by fully extending the actuator 14 or hydraulic cylinder 15, the tie bars 10, 11 assume the extended position (see Fig. 4 ).
  • Fig. 5 shows the front loader 1 in an uncropped side view.
  • the operating position shown is different from the operating positions according to Fig. 1 , 3 and 4
  • the actuator 8 or hydraulic cylinder 9 is partially retracted, which results in the beam 10 being inclined downwards.
  • the beam 10 is the one in Fig. 5
  • the actuator 14 or the hydraulic cylinder 15 assumes an operating position in which the tie bars 10, 11 are angled.
  • the front loader 1 has two parallel, corresponding or identical front loader parts 33a, 33b, which are connected to each other by crossbars 34a, 34b.
  • the two front loader parts 33 each have a column 2a, 2b, via which the front loader parts 33a, 33b can each be connected to an associated mounting bracket of the work vehicle.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

    TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
  • Arbeitsfahrzeuge, insbesondere Traktoren, die mit einem Frontlader ausgestattet sind, finden Einsatz in der Landwirtschaft oder im kommunalen Bereich zum Heben, Senken und Transportieren von Lasten. Ein Traktor mit angebautem Frontlader kann die Funktion eines Radladers erfüllen.
  • Bekannte Frontlader verfügen über eine Schwinge, die eine Säule aufweist, die an einer Anbaukonsole, insbesondere an einem Anbauturm, eines Arbeitsfahrzeugs montiert werden kann. In dem der Säule abgewandten Endbereich der Schwinge verfügt der Frontlader über eine Werkzeugaufnahme, über die der Frontlader lösbar mit einem Werkzeug, beispielsweise einer Mistgabel, einer Schaufel, einer Palettengabel, einer Gabel mit Schwerlastzinken, einer Rundballengabel oder einem Rübenkorb, koppelbar ist. Möglich ist auch, dass an dem Frontlader ein einen Arbeitshub ausführendes Werkzeug, insbesondere eine Schneidzange, ein Kistendrehgerät, ein Greifwerkzeug (bspw. ein Folienballengreifwerkzeug, ein Festmistgreifwerkzeug oder ein Stammholzgreifwerkzeug), befestigt werden kann.
  • Herkömmliche Schwingen bestehen aus einem vorderen Holm und einem hinteren Holm. Die Holme werden von Stahlrohrprofilen gebildet, die unter einem Winkel in ihren einander zugewandten Endbereichen miteinander verschweißt werden. Über Hydraulikzylinder, deren hydraulische Beaufschlagung von dem Arbeitsfahrzeug bereitgestellt und gesteuert wird, kann einerseits ein Verschwenken des Frontladers um ein Schwenklager, welches zwischen der Säule und der Schwinge gebildet werden kann, und andererseits der Werkzeugaufnahme gegenüber der Schwinge gesteuert werden. Eine Steuerung der hydraulischen Beaufschlagung der Hydraulikzylinder kann durch den Fahrer durch eine Betätigung von Hebeln erfolgen. Alternativ kann die hydraulische Beaufschlagung der Hydraulikzylinder über einen Joystick oder einen Kreuzhebel gesteuert werden, wobei eine Bewegung des Joysticks oder Kreuzhebel nach vorne und hinten die Schwinge des Frontladers anheben und absenken kann, während eine Bewegung des Joysticks oder Kreuzhebels nach rechts und links den Schwenkwinkel der Werkzeugaufnahme gegenüber der Schwinge um eine Querachse verändert. Weitere Druck- und/oder Kippschalter können zusätzliche Funktionen, insbesondere eine Betätigung eines einen Arbeitshub ausführenden Werkzeugs, steuern.
  • Die hydraulische Beaufschlagung der Hydraulikzylinder erfolgt über Verbindungsleitungen zwischen dem Arbeitsfahrzeug und dem Frontlader, wobei das Hydraulikfluid über eine traktoreigene Hydraulikpumpe bereitgestellt wird. Das Hydrauliksystem kann vom Fahrersitz von dem Fahrer durch Bedienelemente wie Hebel, Schalter oder einen Joystick und mittels an dem Arbeitsfahrzeug vorgesehenen Steuereinrichtungen und/oder auch mittels Steuereinrichtungen, die an dem Frontlader angeordnet sind, gesteuert werden, wobei hierbei auch eine elektromagnetische Steuerung von Steuerventilen Einsatz findet. Die Verbindungsleitungen des Hydrauliksystems zwischen Arbeitsfahrzeug und Frontlader können über Anschlüsse einzeln gekoppelt sein oder es kann eine sogenannte "Multikupplung" Einsatz finden, über welche mehrere oder sämtliche Hydraulikanschlüsse gleichzeitig miteinander gekoppelt werden.
  • Die Werkzeugaufnahme kann als sogenannter Euro-Schnellwechselrahmen oder als Werkzeugaufnahme gemäß einer der Normen EN 12525 oder ISO 24410 ausgebildet sein.
  • Einsatz finden auch automatische Kopplungseinrichtungen, über welche die Kopplung der Werkzeugaufnahme mit dem Werkzeug und dessen Verriegelung herbeigeführt werden kann, ohne dass der Fahrer die Fahrerkabine verlassen muss.
  • Als Parallelführung ausgebildete Koordinierungseinrichtungen können dazu genutzt werden, die hydraulischen Beaufschlagungen des Hydraulikzylinders zum Heben und Senken der Schwinge sowie des Hydraulikzylinders zum Verschwenken der Werkzeugaufnahme gegenüber der Schwinge derart miteinander zu koordinieren, dass sich während des Hebens und Senkens der Schwinge der Winkel zwischen der Werkzeugaufnahme und dem Boden nicht oder nur innerhalb enger Grenzen ändert.
  • In diesem technischen Gebiet betrifft die Erfindung einen Frontlader für ein Arbeitsfahrzeug, ein Arbeitsfahrzeug mit einer Anbaukonsole für eine Kopplung des Arbeitsfahrzeugs mit einem Frontlader und ein Arbeitsfahrzeugsystem, welches ein Arbeitsfahrzeug und einen Frontlader aufweist.
    • STAND DER TECHNIK
  • Das Patent DE 10 2005 048 280 B4 der Anmelderin offenbart allgemeinen, im Rahmen der Erfindung einsetzbaren Stand der Technik bezüglich von dem Fahrer betätigbaren Ventilen des Arbeitsfahrzeugs zur Steuerung der hydraulischen Beaufschlagung der Hydraulikzylinder des Frontladers, zusätzlichen Magnetventilen und hydraulischen Kopplungseinrichtungen für die Kupplung von Verbindungsleitungen zwischen Arbeitsfahrzeug und Frontlader.
  • Die Offenlegungsschrift DE 10 2005 053 041 A1 der Anmelderin offenbart allgemeinen, im Rahmen der Erfindung einsetzbaren Stand der Technik hinsichtlich eines Frontladers mit einer Säule, starr miteinander verbundenen Holmen und einer Werkzeugaufnahme sowie zwei Hydraulikzylindern einerseits zum Heben und Senken der Schwinge und andererseits zum Verschwenken der Werkzeugaufnahme. Der Frontlader verfügt über eine über einen weiteren Hydraulikzylinder ausklappbare Abstellstütze. In einem ausgefahrenen Zustand der Abstellstütze kann der Frontlader auf der Werkzeugaufnahme oder einem daran gehaltenen Werkzeug wie einer Schaufeln und der Abstellstütze abgestellt werden, wobei sich der Schwerpunkt des Frontladers mit Werkzeug zwischen den Abstellorten auf dem Boden befindet, aber sich der Frontlader auch über den Zwischenraum zwischen den Abstellorten hinaus erstrecken kann für eine gute Zugänglichkeit der Säule, um das Koppeln der Säule mit der Anbaukonsole des Arbeitsfahrzeugs zu ermöglichen.
  • Das Patent DE 10 2009 046 213 B4 der Anmelderin offenbart allgemeinen, im Rahmen der Erfindung einsetzbaren Stand der Technik zur Gestaltung einer Werkzeugaufnahme gemäß ISO 24410 und eines Verriegelungsmechanismus zum Verriegeln des Werkzeugs in der Werkzeugaufnahme.
  • Das Patent EP 1 813 730 B1 der Anmelderin offenbart allgemeinen, im Rahmen der Erfindung einsetzbaren Stand der Technik zur Gestaltung eines Hydrauliksystems zum Ansteuern eines Frontladers und zu einer Druckregelung in dem Hydrauliksystem.
  • Das Patent EP 1 903 147 B1 der Anmelderin offenbart allgemeinen, im Rahmen der Erfindung einsetzbaren Stand der Technik zur geometrischen Gestaltung der Holme einer Schwinge eines Frontladers und der Integration der Betätigungskinematik des Frontladers mit den Hydraulikzylindern in den Frontlader.
  • Das Patent EP 2 840 186 B1 der Anmelderin offenbart allgemeinen, im Rahmen der Erfindung einsetzbaren Stand der Technik zur Gestaltung einer Anbaukonsole, hier in Ausgestaltung mit einem sogenannten Knochen, und für die Gestaltung einer Rast- oder Verriegelungseinrichtung zur Verriegelung der Säule des Frontladers an der Anbaukonsole.
  • Das Patent EP 3 158 842 B1 offenbart im Rahmen der Erfindung einsetzbare Gestaltungsmöglichkeiten für eine Anbaukonsole des Arbeitsfahrzeugs, die hier von zwei Anbautürmen auf beiden Seiten des Arbeitsfahrzeugs gebildet ist, welche sich in Längsrichtung erstreckende plattenförmige Rahmenelemente und sich vertikal erstreckende Halterungen mit einem endseitigen Knochen aufweisen.
  • Das Patent EP 3 431 668 B1 der Anmelderin offenbart allgemeinen, im Rahmen der Erfindung einsetzbaren Stand der Technik für die Gestaltung einer Teilverkleidung des Frontladers zum Abdecken bewegter Komponenten, insbesondere einer Steuerstange.
  • Die Patentanmeldung EP 4 144 925 A1 der Anmelderin offenbart weitere, im Rahmen der Erfindung einsetzbare Möglichkeiten für die Gestaltung einer Anbaukonsole in Form eines Anbauturms, wobei hier der Anbauturm zumindest teilweise mittels Massivumformen hergestellt ist.
  • Die Webseite
    https://youtu.be/JchP-UKsL84 (Datum der Einsichtnahme: 12.07.2023)
    offenbart einen Frontlader, bei dem der hintere, dem Arbeitsfahrzeug zugewandte Holm der Schwinge teleskopierbar ist. Dieser Frontlader ist auch auf der Website www.lfprototipi.com/portfolio-type/caricatore-frontale-telescopico-brevettato dargestellt und (unter Bezugnahme auf eine erfolgte Patentierung) beschrieben.
  • Das Patent US 3 907 143 A offenbart einen hydraulisch betätigten Frontlader für einen Traktor. Der Frontlader weist eine abgewinkelte starre Schwinge und einen geraden, sich schräg nach oben erstreckenden und starr an dem Rahmen des Traktors befestigten Holm auf, die miteinander über ein Schwenklager verbunden sind und über einen Hydraulikzylinder gegeneinander verschwenkbar sind. Der Holm ist mittels eines Hydraulikzylinders teleskopierbar, um die Schwinge anzuheben. Der Holm ist zur Aufnahme eines abstützenden Biegemoments infolge des Gewichts der Schwinge und einer etwaigen Last zusätzlich über eine Strebe an dem Rahmen des Traktors abgestützt. Jeweils auf beiden Seiten des Traktors ist eine über ein Schwenklager mit einem Holm verbundene Schwinge vorhanden.
  • Das Patent AT 511 381 A1 offenbart einen Ladearm für einen Traktor. Der Ladearm ist über zwei Standbeine auf dem Boden und an dem Traktor abgestützt. Oberhalb der Standbeine befindet sich ein Schwenklager mit vertikaler Schwenkachse, um die der Ladearm in einer Horizontalebene verschwenkt werden kann. Der Ladearm weist eine Schwinge auf, die über zwei Holme verfügt, die über ein Schwenklager miteinander verbunden sind und durch einen Hydraulikzylinder relativ zueinander verschwenkbar sind. Der vordere Holm der Schwinge des Ladearms ist mittels eines Hydraulikzylinders teleskopierbar.
  • Das Patent PL 243 090 B1 offenbart ein Untertagefahrzeug (LHD-Lader), mit dem in einer Mine Abraum in eine Schaufel geladen und transportiert und entladen werden kann. Der Frontlader weist zwei parallele und horizontale Laderarme auf, die jeweils über einen Hydraulikzylinder, der im Innern der Laderarme angeordnet ist, teleskopierbar sind, womit die an den Laderarmen gehaltene Schaufel in einen Abraumhaufen einschiebbar ist. An beiden Enden weisen die Laderarme jeweils einen Drehaktuator auf. An einem Ende sind die Laderarme über die Drehaktuatoren an einem Fahrzeug befestigt. An den Drehaktuatoren an dem anderen Ende der Laderarme ist die Schaufel befestigt. Ein koordiniertes Verschwenken aller Drehaktuatoren und das Teleskopieren der Laderarme ermöglicht es, die Schaufel innerhalb der Ebene der Rotation zu neigen und zu verschieben. Beispielsweise lässt sich eine rein vertikale Bewegung der Schaufel bei konstanter Neigung oder eine horizontale Bewegung der Schaufel zur Aufnahme von Ladung bei stillstehendem Fahrzeug erzeugen.
    • AUFGABE DER ERFINDUNG
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
    • einen Frontlader für ein Arbeitsfahrzeug,
    • ein Arbeitsfahrzeug und
    • ein Arbeitsfahrzeugsystem
      vorzuschlagen, welcher oder welches insbesondere hinsichtlich
    • der Freiheitsgrade des Frontladers und eines daran gehaltenen Werkzeugs und/oder
    • des Arbeitsbereiches des Frontladers und des daran gehaltenen Werkzeugs und/oder
    • einer Verbesserung des Sichtfelds des Benutzers in der Kabine des Arbeitsfahrzeugs, insbesondere während der Fahrt
    verbessert ist. LÖSUNG
  • Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
    • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung schlägt für eine Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe einen Frontlader vor, der für ein Arbeitsfahrzeug, insbesondere einen Traktor, bestimmt ist und eine Schwinge aufweist. Die Schwinge verfügt über einen vorderen Holm und einen hinteren Holm. Des Weiteren kann der Frontlader eine an dem vorderen Holm angelenkte Werkzeugaufnahme, die über einen hydraulischen Zylinder verschwenkbar ist, und/oder eine an den hinteren Holm angelenkte Säule, die über einen Hydraulikzylinder verschwenkbar ist, verfügen.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die mit den Holmen gebildete Schwinge nicht starr ist, sondern mindestens einen Freiheitsgrad aufweist:
    In dem erfindungsgemäßen Frontlader ist ein Holm mittels eines ersten Aktuators in unterschiedliche Teleskopstellungen teleskopierbar, womit die Länge dieses Holms veränderbar ist. Bei dem teleskopierbaren Holm kann es sich um den vorderen Holm handeln. Vorzugsweise ist aber der hintere Holm teleskopierbar. Die Erfindung umfasst aber auch Ausführungsformen, bei denen beide Holme teleskopierbar sind.
  • Zur Gewährleistung der Teleskopierbarkeit kann der Holm zwei Holmteile aufweisen, die jeweils für die Aufnahme und steife Abstützung der den Frontlader beaufschlagenden Last ausgelegt sind und relativ zueinander bewegbar sind zur Herbeiführung der unterschiedlichen Teleskopstellungen.
  • Erfindungsgemäß verfügt der Frontlader über zwei parallele Frontladerteile. Die Frontladerteile sind über Querstreben miteinander verbunden. Die beiden Frontladerteile verfügen jeweils über eine Säule, über die die Frontladerteile jeweils mit einer zugeordneten Anbaukonsole des Arbeitsfahrzeugs verbunden werden können.
  • Die Erfindung schlägt für eine erste Variante vor, dass die Schwinge einen weiteren Freiheitsgrad aufweist:
    Für diese Variante sind die beiden Holme um ein Schwingenschwenklager in unterschiedliche (relative) Schwenkstellungen verschwenkbar. Die Verschwenkung der Holme um das Schwingenschwenklager wird dabei mittels eines zweiten Aktuators herbeigeführt. Für diese Variante der Erfindung ist die Länge des Frontladers, die insbesondere den Abstand der einander abgewandten Endbereiche der Holme oder den Abstand der Säule von der Werkzeugaufnahme bezeichnet, sowohl von der Teleskopstellung als auch von Schwenkstellung abhängig. Die beiden Freiheitsgrade ermöglichen veränderte Steuerungsmöglichkeiten für die Bewegung der Werkzeugaufnahme und des daran befestigten Werkzeugs. Möglich ist auch, dass eine Vergrößerung des Änderungsbereichs der Länge des Frontladers herbeigeführt werden kann, indem bspw. die Länge mit der maximal eingefahrenen Teleskopstellung und einem maximalen Schwenkwinkel der Längsachsen der beiden Holme minimal ist, während die Länge des Frontladers für die maximal ausgefahrene Teleskopstellung und der am weitesten der Strecklage der Längsachsen der Holme angenäherten Schwenkstellung maximal ist. Möglich ist auch, dass derselbe Ort des Endbereichs der Schwinge, an dem die Werkzeugaufnahme verschwenkbar gehalten ist, für unterschiedliche relative Schwenkwinkel der Holme und unterschiedliche Teleskopstellungen (und unter Umständen auch für unterschiedliche Stellungen des Hydraulikzylinders zum Heben und Senken der Schwinge) herbeiführbar ist, was zu einer Erweiterung der Bewegungs- und Steuerungsmöglichkeiten genutzt werden kann.
  • Für eine zweite Variante (die alternativ oder kumulativ zu der ersten Variante Einsatz finden kann) ist der erste Aktuator in den Holm integriert. Auf diese Weise kann eine sehr kompakte Ausgestaltung des Holms und damit des Frontladers herbeigeführt werden, wobei auch ein gewisser Schutz des ersten Aktuators durch den Holm gewährleistet sein kann.
  • Um lediglich ein die Erfindung nicht beschränkendes Beispiel zu nennen, können die Holmteile des teleskopierbaren Holms, auf die der erste Aktuator einwirkt, einen einen Innenraum begrenzenden Querschnitt bilden, in dem dann der erste Aktuator angeordnet ist. Hierbei kann der Querschnitt mindestens eines Holmteils randgeschlossen sein, womit der Aktuator (zumindest in einem Längsabschnitt) vollständig im Inneren des mindestens einen Holmteils angeordnet ist. Möglich ist aber auch, dass die Holmteile einen randoffenen Querschnitt (beispielsweise einen geschlitzten Querschnitt oder einen U-förmigen Querschnitt) aufweisen, wobei dann die Randöffnung eines Holmteils durch das andere Holmteil geschlossen sein kann.
  • Im Rahmen der Erfindung wird unter einem "Teleskopieren" der Holmteile sowohl eine Bewegung der Holmteile auseinander zur Vergrößerung der Länge als auch ein Einschieben der Holmteile ineinander zu einer Verringerung der Länge verstanden.
  • Im Rahmen der Erfindung können beliebige Aktuatoren Einsatz finden, wobei auch Aktuatoren unterschiedlicher Typen eingesetzt sein können. Möglich ist beispielsweise, dass die Aktuatoren als elektrische Linearmotoren ausgebildet sind, die unmittelbar zum Teleskopieren auf die Holmteile einwirken oder ähnlich einem Hydraulikzylinder beabstandet von dem Schwingenschwenklager mit den ihren beiden Endbereichen an den zu verschwenkenden Holmen angelenkt sein können. Ebenfalls möglich ist, dass die Verschwenkung der Holme um das Schwingenschwenklager durch einen elektrischen Drehantrieb herbeigeführt wird. Für einen Vorschlag der Erfindung sind/ist aber der erste Aktuator und/oder der zweite Aktuator als hydraulischer Aktuator, insbesondere mit einem Hydraulikzylinder, ausgebildet. Derartige hydraulische Aktuatoren können einfach in ein Hydrauliksystem eines Arbeitsfahrzeugs und eines Frontladers grundsätzlich bekannter Bauart integriert werden. Andererseits hat sich gezeigt, dass eine Betätigung des Frontladers mittels Hydraulikzylindern robust ist und je nach hydraulischer Übersetzung eine Bereitstellung großer Kräfte zum Heben, Senken, Teleskopieren und/oder Verschwenken ermöglicht.
  • Möglich ist, dass im Rahmen der Erfindung eine separate Betätigung des ersten Aktuators und/oder des zweiten Aktuators durch den Benutzer erfolgt, wobei dies dann zur gleichzeitigen Betätigung der Aktuatoren und/oder zur Betätigung der Aktuatoren nacheinander oder zeitlich versetzt dienen kann.
  • Für einen besonderen Vorschlag der Erfindung verfügt der Frontlader (oder verfügt das Arbeitsfahrzeug) über eine Koordinierungseinrichtung, welche eine Koordinierung der Beaufschlagung des ersten Aktuators und des zweiten Aktuators vornimmt. Für die von der Koordinierungseinrichtung vorgenommene Koordinierung werden im Folgenden einige Beispiele genannt, die den Rahmen der Erfindung und der möglichen Koordinierungsmaßnahmen nicht einschränken sollen:
    • Möglich ist, dass ein an der Werkzeugaufnahme gehaltenes Werkzeug wie eine Schaufel oder eine Ballengabel parallel zum Boden bewegt werden soll, um beispielsweise die geöffnete Schaufel in einen Sandhaufen einzufahren, um die Schaufel mit Sand zu befüllen, oder eine Ballengabel in oder unter einen Ballen zu schieben. Ist der teleskopierbare Holm in diesem Fall nicht horizontal orientiert, führt das Teleskopieren der Holmteile dazu, dass sich die Höhe der Werkzeugaufnahme und des darin gehaltenen Werkzeugs auf unerwünschte Weise ändernd. In diesem Fall kann die Koordinierung den zweiten Aktuator simultan zu der Beaufschlagung des ersten Aktuators derart beaufschlagen, dass diese Beaufschlagung gerade die unerwünschte Veränderung der Höhe der Werkzeugaufnahme und des Werkzeugs ausgleicht.
    • Dasselbe kann in umgekehrter Richtung gelten, wenn grundsätzlich die Bewegung der Werkzeugaufnahme oder des Werkzeugs mittels der Beaufschlagung des zweiten Aktuators herbeigeführt wird, während dann eine Ausgleichsbewegung durch den ersten Aktuator mittels der Koordinierungseinrichtung herbeigeführt wird.
    • Das Entsprechende kann gelten, wenn eine Werkzeugaufnahme mit daran gehaltenem Werkzeug vertikal bewegt werden soll, beispielsweise um einen Ballen vertikal anzuheben. Ist dann der teleskopierbare Holm nicht vertikal orientiert, führt das Teleskopieren der Holmteile zu einer überlagerten unerwünschten horizontalen Bewegung, die durch die Koordinierungseinrichtung ausgeglichen werden kann durch die simultane Beaufschlagung des zweiten Aktuators. Auch hier gilt das Entsprechende in umgekehrter Richtung.
  • Die Holmteile können eine gradlinige oder gekrümmte oder abgewinkelte Längsachse aufweisen und einen konstanten ober beliebig in Richtung der Längsachse veränderlichen Querschnitt aufweisen, solange die Holmteile teleskopierbar sind. Vorzugsweise verfügen die Holmteile zumindest über einen gradlinigen Längsabschnitt, in welchem der Außenquerschnitt eines innenliegenden Holmteils in einem Querschnitt des außenliegenden Holmteils geführt ist. In diesem führenden und teleskopierbaren Längsabschnitt verfügen die Holmteile vorzugsweise über unrunde Führungsquerschnitte. Die unrunden Führungsquerschnitte können dann einen Formschluss in Umfangsrichtung um die Längsachse bilden, der eine relative Verdrehung der Holmteile um Längsachse blockiert. Die unrunden Führungsquerschnitte können dann den Längs-Freiheitsgrad für das Teleskopieren der Holmteile bereitstellen.
  • Möglich ist, dass in diesem teleskopierbaren Führungsbereich die Holmteile unmittelbar gleitend aneinander anliegen. Für einen Vorschlag der Erfindung kann die Führung gewährleistet oder verbessert werden und/oder die Reibung zwischen den Holmteilen beim Teleskopieren reduziert werden, indem zwischen den Führungsquerschnitten der Holmteile Gleitlagerelemente angeordnet sind. Über die Gleitlagerelemente sind dann die Holmteile geführt. Die Gleitlagerelemente können entsprechend den beliebigen, aus dem Stand der Technik vorhandenen Gleitlagerelementen ausgebildet sein. Beispielsweise können als Gleitlagerelemente Gleitplatten eingesetzt sein. Hier können bspw. mehrere derartige ebene Gleitplatten über einen unrunden Führungsquerschnitt der Holmteile verteilt angeordnet sein, die dann eine Abstützung der Holmteilen aneinander vertikal zu der Längs- oder Teleskopachse in unterschiedliche Richtung gewährleisten.
  • Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe stellt ein Arbeitsfahrzeug dar. Das Arbeitsfahrzeug ist mit eine Anbaukonsole ausgestattet, die eine Kopplung des Arbeitsfahrzeug mit einem Frontlader ermöglichen, wie dieser zuvor beschrieben worden ist. Für diese Lösung weist das Arbeitsfahrzeug Verbindungsleitungen auf. Eine erste Verbindungsleitung dient dazu, den ersten Aktuator zu betätigen, um den Holm in unterschiedliche Teleskopstellungen zu teleskopieren. Des Weiteren weist das Arbeitsfahrzeug eine zweite Verbindungsleitung auf.
  • Mittels der zweiten Verbindungsleitung erfolgt die Beaufschlagung des Aktuators, um die Holme um das Schwingenschwenklager in unterschiedliche Schwenkstellungen zu verschwenken. Hierbei können die erste und zweite Verbindungsleitung als elektrische Leitungen ausgebildet sein, über die die Steuersignale für die Aktuatoren übertragen werden und/oder die elektrische Leistungsversorgung der Aktuatoren erfolgt. Vorzugsweise sind die erste und zweite Verbindungsleitung als hydraulische Leitungen ausgebildet, über die die hydraulische Beaufschlagung der dann als Hydraulikzylinder ausgebildeten Aktuatoren erfolgt. Die Verbindungsleitungen verfügen über geeignete Anschlüsse, über die die Kopplung dieser Verbindungsleitungen zwischen Arbeitsfahrzeug und Frontlader möglich ist.
  • Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe stellt ein Arbeitsfahrzeugsystem dar, welches über ein Arbeitsfahrzeug der zuvor erläuterten Art sowie einen zuvor beschriebenen Frontlader verfügt. Der Frontlader weist in diesem Fall eine Säule auf, die lösbar an der Anbaukonsole befestigt ist. Das Arbeitsfahrzeug und der Frontlader sind dann über die erste Verbindungsleitung und über die zweite Verbindungsleitung miteinander verbunden. Über die Verbindungsleitungen erfolgt dann die (insbesondere elektrische, elektropneumatische oder elektrohydraulische oder hydraulische) Beaufschlagung des ersten Aktuators und des zweiten Aktuators.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
  • Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen.
  • Hinsichtlich des Offenbarungsgehalts - nicht des Schutzbereichs - der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents gilt Folgendes: Weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen, was aber nicht für die unabhängigen Patentansprüche des erteilten Patents gilt.
  • Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einer Verbindungsleitung oder einem Gleitlagerelement die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau eine Verbindungsleitung oder genau ein Gleitlagerelement, zwei Verbindungsleitungen oder Gleitlagerelemente oder mehr Verbindungsleitungen oder Gleitlagerelemente vorhanden sind. Die in den Patentansprüchen angeführten Merkmale können durch weitere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, die der Gegenstand des jeweiligen Patentanspruchs aufweist.
  • Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.
    • KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
    • Fig. 1
    zeigt einen Frontlader in einem Längsschnitt mit einer abgewinkelten Schwenkstellung der Holme und einem maximal eingefahrenen teleskopierbaren Holm.
    Fig. 2
    zeigt einen Querschnitt II-II des Frontladers gemäß Fig. 1.
    Fig. 3
    zeigt den Frontlader gemäß Fig. 1 und 2 in einem Längsschnitt mit einer abgewinkelten Schwenkstellung der Holme und mit einem maximal ausgefahrenen teleskopierbaren Holm.
    Fig. 4
    zeigt den Frontlader gemäß Fig. 1 bis 3 in einem Längsschnitt mit einer eine Strecklage bildenden Schwenkstellung der Holme und mit einem maximal eingefahrenen teleskopierbaren Holm.
    Fig. 5
    zeigt den Frontlader gemäß Fig. 1 bis 4 in einer Seitenansicht.
    Fig. 6
    zeigt den Frontlader gemäß Fig. 1 bis 5 in einer Ansicht von oben.
    FIGURENBESCHREIBUNG
  • In den Figuren sind Bauelemente, Komponenten und Merkmale, die sich hinsichtlich ihrer Gestaltung und/oder Funktion entsprechen oder ähneln, teilweise mit denselben Bezugsnummern gekennzeichnet, wobei diese dann durch einen zusätzlichen Buchstaben a, b, ... voneinander unterschieden sein können. In diesem Fall kann auf die Bauelemente, Komponenten oder Merkmale mit oder ohne den ergänzenden Buchstaben Bezug genommen sein, womit dann eine, mehrere oder sämtliche mit diesen Bezugsnummern gekennzeichneten Komponenten, Bauelemente oder Merkmale angesprochen sein können.
  • Fig. 1 zeigt einen Frontlader 1. Der Frontlader verfügt über eine Säule 2, eine Schwinge 3 und eine in den Figuren nicht dargestellte Werkzeugaufnahme. Die Säule 2 verfügt über Befestigungselemente 4, 5, über die die Säule 2 an einer Anbaukonsole eines Arbeitsfahrzeugs lösbar befestigt werden kann. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel sind die Befestigungselemente 4, 5 als vertikal zur Zeichenebene orientierte Befestigungsbolzen ausgebildet.
  • In einem Schwenklager 6 ist die Schwinge 3 verschwenkbar um eine vertikal zur Zeichenebene orientierte Schwenkachse 7 an der Säule 2 angelenkt. Die Verschwenkung der Schwinge 3 um die Schwenkachse 7 relativ zur Säule 2 kann herbeigeführt werden mittels eines Aktuators 8, welcher hier als Hydraulikzylinder 9 ausgebildet ist. Obwohl die Schwinge 3 um die Schwenkachse 7 verschwenkt wird, wird vereinfacht auch die Verschwenkung der Schwinge 3 um die Schwenkachse 7 mittels des Hydraulikzylinders 9 als Heben bzw. Senken des Frontladers 1 bezeichnet.
  • Die Schwinge 3 verfügt über Holme 10, 11. Die Holme 10, 11 sind in ihren einander zugewandten Endbereichen über ein Schwingenschwenklager 12 verschwenkbar um eine Schwingenschwenkachse 13 verschwenkbar. Die Verschwenkung um die Schwingenschwenkachse 13 wird mittels eines Aktuators 14 herbeigeführt, der hier teilweise auch als "zweiter Aktuator" bezeichnet ist und als Hydraulikzylinder 15 ausgebildet ist. Der Aktuator 14 ist in den Endbereichen jeweils beabstandet von dem Schwingenschwenklager 12 an den Holmen 10, 11 angelenkt.
  • In dem dem Schwingenschwenklager 12 abgewandten Endbereich verfügt der Holm 11 über ein Schwenklager 16, von dem in Fig. 1 nur ein Lagerauge dargestellt ist. In dem Schwenklager 16 ist an dem Holm 11 die nicht dargestellte Werkzeugaufnahme verschwenkbar angelenkt. Beabstandet von dem Schwenklager 16 ist an der Werkzeugaufnahme auch ein Aktuator 17, der hier ebenfalls als Hydraulikzylinder ausgebildet ist, in einem Schwenklager 19 angelenkt. Der andere Endbereich des Aktuators 17 ist über ein Schwenklager 35 an dem Holm 11 angelenkt. Je nach Stellweg des Aktuators 17 kann eine Verschwenkung der Werkzeugaufnahme und des an der Werkzeugaufnahme gehaltenen Werkzeugs um die von dem Schwenklager 16 vorgegebene Schwenkachse des Holms 11 herbeigeführt werden.
  • Der Holm 10 weist Holmteile 20, 21 auf, die über eine Führungseinrichtung 22 derart miteinander verbunden sind, dass die Holmteile 20, 21 einen teleskopischen Freiheitsgrad 23 aufweisen, mittels dessen eine Veränderung der Länge des Holms 10 herbeigeführt werden kann. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel wird die Führungseinrichtung 22 mit dem teleskopischen Freiheitsgrad 23 dadurch bereitgestellt, dass ein Holmteil (hier das Holmteil 20, an welchem das Schwingenschwenklager 12 ausgebildet ist) in dem anderen Holmteil (hier das Holmteil 21, an welchem das Schwenklager 6 ausgebildet ist) aufgenommen und geführt ist. Zu diesem Zweck ist der Außenquerschnitt des Holmteils 20 (mit einem eine Bewegung ermöglichendem Spiel) korrespondierend zu dem Innenquerschnitt des Holmteils 21 ausgebildet.
  • Fig. 2 zeigt ein Beispiel für die Gestaltung der Querschnitte der Holmteile 20, 21. Hier ist zu erkennen, dass die Holmteile 20, 21 (zumindest im Bereich der Führungseinrichtung 22) korrespondierende hexagonale Querschnitte aufweisen. Die hexagonalen Querschnitte haben zur Folge, dass der Querschnitt zwischen den sechs Ecken sechs ebene Teilflächen aufweist, über welche zwischen den Holmteilen 20, 21 eine gute Abstützung in Richtung der Flächennormalen der Teilflächen gewährleistet werden kann.
  • Zwischen den Holmteilen 20, 21 sind Gleitlagerelemente 24 angeordnet, die für das dargestellte Ausführungsbeispiel als Gleitlagerplatten 25 ausgebildet sind, die an einer der Teilflächen der hexagonalen Querschnitte angeordnet sind.
  • Ein Teleskopieren der Holmteile 20, 21 erfolgt mittels eines Aktuators 26, der hier als Hydraulikzylinder 26 ausgebildet ist und in den Holm 10 sowie die Holmteile 20, 21 integriert ist. Die Holmteile 20, 21 begrenzen einen Innenraum 28, in dem der Hydraulikzylinder 27 angeordnet ist und durch den sich der Hydraulikzylinder 27 erstreckt.
  • Mit einem Schwenklager 29 ist der Aktuator 26, hier eine Kolbenstange 30, an dem Holmteil 20 angelenkt, während der andere Endbereich des Aktuators 26, hier das Zylindergehäuse 31, in einem Schwenklager 32 an dem Holmteil 21 angelenkt ist.
  • In Fig. 1 ist die Länge des teleskopierbaren Holms 10 minimal, so dass der Aktuator 26 bzw. Hydraulikzylinder 27 vollständig eingefahren ist. Des Weiteren ist in Fig. 1 der Aktuator 14 bzw. Hydraulikzylinder 15 teilweise, weitestgehend oder vollständig eingefahren, so dass sich ein Schwenkwinkel zwischen den Längsachsen der Holme 10, 11 um die Schwenkachse 13 ergibt, der im Bereich zwischen 90° und 180°, hier ungefähr 120° bis 130°, liegt.
  • Fig. 3 zeigt eine veränderte Betriebsstellung des Frontladers 1, welche durch Ausfahren des Aktuators 26 bzw. Hydraulikzylinders 27 herbeigeführt ist, womit sich die Länge des Holms 10 vergrößert hat. Dieses teleskopartige Ausfahren des Holms 10 führt infolge der hier horizontalen Ausrichtung des Holms 10 dazu, dass ein an der Werkzeugaufnahme gehaltenes Werkzeug horizontal zum Boden bewegt wird. Die Reichweite des Frontladers 11 wird durch das Teleskopieren des Holms 10 vergrößert. Die Länge der Schwinge 3, die den Abstand der Schwenklager 6, 16 voneinander kennzeichnet, ist durch das Ausfahren des Aktuators 26 bzw. Hydraulikzylinders 27 vergrößert worden, wobei infolge des Winkels der Holme 10, 11 die Vergrößerung der Länge der Schwinge 3 kleiner ist als die Vergrößerung der Länge des Holms 10.
  • Fig. 4 zeigt eine weitere Betriebsstellung des Frontladers 1, die aus der Betriebsstellung gemäß Fig. 1 herbeigeführt ist durch Ausfahren des Aktuators 14 bzw. Hydraulikzylinders 15 derart, dass die Holme 10, 11 ihre Strecklage einnehmen, in der die Längsachsen der Holme 10, 11 parallel oder fluchtend zueinander angeordnet sind. Dieses Ausfahren des Aktuators 14 führt zu einer Vergrößerung der Länge der Schwinge 3, die hier einerseits mit einem Anheben der Werkzeugaufnahme und des Werkzeugs und andererseits mit einer überlagerten horizontalen Bewegung der Werkzeugaufnahme mit dem Werkzeug einhergeht.
  • Eine Betriebsstellung mit einer maximalen Länge der Schwinge 3 kann herbeigeführt werden, wenn durch vollständiges Ausfahren des Aktuators 26 bzw. Hydraulikzylinders 27 der Holm 10 auf seine maximale Länge teleskopiert wird (Fig. 3) und durch maximales Ausfahren des Aktuators 14 bzw. Hydraulikzylinders 15 die Holme 10, 11 die Strecklage einnehmen (vgl. Fig. 4).
  • Fig. 5 zeigt den Frontlader 1 in einer nicht geschnittenen Seitenansicht. Für die in Fig. 5 dargestellte Betriebsstellung ist gegenüber den Betriebsstellungen gemäß Fig. 1, 3 und 4 der Aktuator 8 bzw. Hydraulikzylinder 9 teilweise eingefahren, was zur Folge hat, dass der Holm 10 nach unten geneigt ist. Der Holm 10 ist der in Fig. 5 dargestellten Betriebsstellung ausgefahren. Der Aktuator 14 bzw. der Hydraulikzylinder 15 nimmt eine Betriebsstellung ein, in welcher die Holme 10, 11 abgewinkelt sind.
  • In Fig. 6 ist zu erkennen, dass der Frontlader 1 über zwei parallele, entsprechende oder identische Frontladerteile 33a, 33b verfügt, die über Querstreben 34a, 34b miteinander verbunden sind. Die beiden Frontladerteile 33 verfügen jeweils über eine Säule 2a, 2b, über die die Frontladerteile 33a, 33b jeweils mit einer zugeordneten Anbaukonsole des Arbeitsfahrzeugs verbunden werden können.
  • In den Figuren sind u. U. die Betriebsstellungen der Kolben und Kolbenstangen nicht zutreffend für die beschriebenen Betriebsstellungen des Frontladers dargestellt, wobei der Fachmann die Figuren unter fachkundiger Anpassung der Betriebsstellungen der Kolben und Kolbenstangen interpretieren wird.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Frontlader
    2
    Säule
    3
    Schwinge
    4
    Befestigungselement
    5
    Befestigungselement
    6
    Schwenklager
    7
    Schwenkachse
    8
    Aktuator
    9
    Hydraulikzylinder
    10
    Holm
    11
    Holm
    12
    Schwingenschwenklager
    13
    Schwingenschwenkachse
    14
    Aktuator
    15
    Hydraulikzylinder
    16
    Schwenklager
    17
    Aktuator
    18
    Hydraulikzylinder
    19
    Schwenklager
    20
    Holmteil
    21
    Holmteil
    22
    Führungseinrichtung
    23
    teleskopischer Freiheitsgrad
    24
    Gleitlagerelement
    25
    Gleitlagerplatte
    26
    Aktuator
    27
    Hydraulikzylinder
    28
    Innenraum
    29
    Schwenklager
    30
    Kolbenstange
    31
    Zylindergehäuse
    32
    Schwenklager
    33
    Frontladerteil
    34
    Querstrebe
    35
    Schwenklager

Claims (8)

  1. Frontlader (1) für ein Arbeitsfahrzeug mit einer Holme (10, 11) aufweisenden Schwinge (3), wobei der Frontlader (1) über zwei parallele Frontladerteile (33a, 33b) verfügt, die über Querstreben (34a, 34b) miteinander verbunden sind, und die beiden Frontladerteile (33) jeweils über eine Säule (2a, 2b) verfügen, über die die Frontladerteile (33a, 33b) jeweils mit einer zugeordneten Anbaukonsole des Arbeitsfahrzeugs verbunden werden können, wobei,
    a) ein Holm (10) mittels eines ersten Aktuators (26) in unterschiedliche Teleskopstellungen teleskopierbar ist, und
    ba) die Holme (10, 11) mittels eines zweiten Aktuators (14) um ein Schwingenschwenklager (12) in unterschiedliche relative Schwenkstellungen verschwenkbar sind und die Länge des Frontladers (1) sowohl von der Teleskopstellung als auch von der Schwenkstellung abhängig ist und/oder
    bb) der erste Aktuator (26) in den Holm (10) integriert ist.
  2. Frontlader (1) nach Anspruch 1, wobei der erste Aktuator (26) und/oder der zweite oder ein zweiter Aktuator (14) als hydraulischer Aktuator (27; 15) ausgebildet sind/ist.
  3. Frontlader (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Koordinierungseinrichtung vorhanden ist, welche eine Koordinierung der Beaufschlagung des ersten Aktuators (26) und des oder eines zweiten Aktuators (14) vornimmt.
  4. Frontlader (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der über den ersten Aktuator (26) in unterschiedliche Teleskopstellungen telekopierbare Holm (10) zwei teleskopierbare Holmteile (20, 21) aufweist.
  5. Frontlader (1) nach Anspruch 4, wobei die Holmteile (20, 21) unrunde Führungsquerschnitte aufweisen.
  6. Frontlader (1) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Holmteile (20, 21) über zwischen Führungsquerschnitten der Holmteile (20, 21) angeordnete Gleitlagerelemente (24) teleskopierbar geführt sind.
  7. Arbeitsfahrzeug mit einer Anbaukonsole für eine Kopplung des Arbeitsfahrzeugs mit einem Frontlader (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Arbeitsfahrzeug
    a) eine erste Verbindungsleitung aufweist, über die mittels des ersten Aktuators (26) der Holm (10) in unterschiedliche Teleskopstellungen telekopierbar ist, und
    b) eine zweite Verbindungsleitung aufweist, über die mittels des oder eines zweiten Aktuators (14) die Holme (10, 11) um das Schwingenschwenklager (12) in unterschiedliche Schwenkstellungen verschwenkbar sind.
  8. Arbeitsfahrzeugsystem mit einem Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 7 und einem Frontlader (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei
    a) der Frontlader (1) eine Säule (2) aufweist, die lösbar an der Anbaukonsole befestigt ist, und
    b) das Arbeitsfahrzeug und der Frontlader (1) über die erste Verbindungsleitung und über die zweite Verbindungsleitung miteinander verbunden sind, über welche eine Beaufschlagung des ersten Aktuators (26) und des zweiten Aktuators (14) erfolgt.
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