DE10150089C1 - Schwenklöffel - Google Patents

Abstract

Schwenklöffel für Bagger, gekennzeichnet durch einen direkt am Schwenklöffel (10) angeordneten Neigungssensor (18).

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwenklöffel für Bagger.

Ein normaler Baggerlöffel ist relativ zu dem Ausleger des Baggers um eine feste Greifachse schwenkbar, so daß er die notwendigen Greifbewegungen zur Auf­ nahme von Erdreich ausführen kann. Bei solchen Baggerlöffeln ist es aus DE 39 07 134 A1 bekannt, dierekt am Baggeröffel sowie auch an den übrigen bewegli­ chen Teilen des mehrgelenkigen Auslegers Neigungssensoren anzuordnen, so daß mit Hilfe einer Rechenvorrichtung eine automatische Lagebestimmung des Baggerlöffels vorgenommen werden kann. Die Besonderheit eines Schwenklöffels (DE 32 45 673 C1) besteht demgegenüber darin, daß die Greifachse des Löffels ihrerseits schwenkbar ist, so daß auch eine Neigungsverstellung des Löffels er­ möglicht wird. Schwenklöffel werden insbesondere für Planierarbeiten einge­ setzt, beispielsweise für Hallenböden und dergleichen, und haben deshalb eine relativ große Breite von beispielsweise 2 m. Wenn die zu planierende Fläche ein Gefälle von beispielsweise 2% aufweisen soll, entsprechend einem Höhenunter­ schied von zwei 2 cm pro Meter, so wird die Neigung des 2 m breiten Schwen­ klöffels so eingestellt, daß sein linkes Ende um 4 cm höher liegt als das rechte. Auf diese Weise ist es möglich, den Boden mit Hilfe des Schwenklöffels so abzu­ ziehen, daß ein gleichmäßiges Gefälle erreicht wird.

Die Einstellung der Neigung des Schwenklöffels erfolgt mit Hilfe von Hydraulik­ ventilen, die vom Baggerführer von Hand betätigt werden. Da sich in der Regel der Bagger selbst mit seinem Fahrgestell auf unplaniertem Gelände bewegt, kann sich die Neigung des Fahrgestells des Baggers relativ häufig ändern, und wenn die Neigung des Schwenklöffels relativ zum Ausleger konstant bleibt, so ändert sich absolut gesehen die Neigung des Schwenklöffels zur Vertikalen. Es ist deshalb häufig eine umständliche Nachjustierung der Neigung des Schwen­ klöffels erforderlich. Wenn der Baggerführer diese Nachstellung versäumt, kommt es zu Unebeheiten in der planierten Fläche.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schwenklöffel zu schaffen, der es dem Bag­ gerführer erleichtert, die gewünschte Neigung präzise einzuhalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Mit Hilfe eines direkt am Schwenklöffel angeordneten Neigungssensors können Abweichungen zwischen der Soll- und der Ist-Neigung des Schwenklöffels fort­ laufend überwacht werden, und wenn die Abweichung ein zulässiges Maß über­ steigt, kann dem Baggerführer signalisiert werden, daß eine Neigungsverstellung des Schwenklöffels erforderlich ist. Da der Neigungssensor dem Fahrer auch signalisieren kann, wann die korrekte Soll- Neigung des Schwenklöffels wieder erreicht ist, wird auch die Nachjustierung für den Baggerführer erleichtert. Insbesondere kann die Nachjustierung vom Füh­ rersitz des Baggers aus vorgenommen werden. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es auch denkbar, das Signal des Neigungssensors direkt an das Hydrauliksystem weiterzuleiten, das die Neigungsverstellung des Schwenklöffels bewirkt, so daß die Neigung des Schwenklöffels automatisch geregelt werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü­ chen.

Zwar ist es im Prinzip denkbar, im Führerhaus des Baggers eine Eingabevor­ richtung vorzusehen, an der die gewünschte Soll-Neigung des Schwenklöffels numerisch eingegeben werden kann, doch entspricht dies nicht der gewohnten Arbeitsweise des Baggerführers. Im Hinblick auf eine möglichst einfache Bedie­ nung ist es deshalb vorteilhaft, wenn die Soll-Neigung des Schwenklöffels vom Baggerführer in gewohnter Weise von Hand eingestellt werden kann und wenn die Eingabevorrichtung so ausgebildet ist, daß sie es ermöglicht, die aktuelle Neigung des Schwenklöffels als Soll-Neigung zu übernehmen.

Auf besonders einfache und elegante Weise läßt sich dies dadurch erreichen, daß der Neigungssensor schwenkbar, vorzugsweise frei pendelnd, am Schwen­ klöffel angebracht und dazu ausgebildet ist, nur dann ein Anzeigesignal auszu­ geben, wenn die gemessene Neigung relativ zur Vertikalen außerhalb bestimm­ ter Toleranzgrenzen liegt. Wenn der Schwenklöffel auf die gewünschte Soll-Nei­ gung eingestellt worden ist, nimmt der Neigungssensor, da er pendelnd aufge­ hängt ist, eine vertikale Position ein, und somit ergibt sich zwischen der Position des Neigungssensors und der senkrecht auf dem Schwenklöffel stehenden Gera­ den ein Winkel, der gerade der Soll-Neigung des Schwenklöffels entspricht. Die Eingabe des Sollwertes wird dann dadurch bewirkt, daß der pendelnd aufge­ hängt Neigungssensor in dieser Position relativ zum Schwenklöffel fixiert wird. Während des Betriebs des Baggers mißt dann der Neigungssensor ständig die Abweichung seiner eigenen Position von der Vertikalen und damit indirekt die Abweichung des Schwenklöffels von der eingestellten Soll-Neigung. Der Aufbau des Neigungssensors und der zugehörigen Elektronik wird somit dadurch er­ leichtert, daß für die Elektronik die Soll-Neigung stets 0° beträgt. Es brauchen daher lediglich zwei Schaltpunkte symmetrisch zur Null-Lage festgelegt zu wer­ den, die das Toleranzintervall definieren.

Die Toleranzgrenzen, bei deren Überschreitung eine Positionsabweichung ange­ zeigt wird, sind vorzugsweise einstellbar, so daß sich das gewünschte Gefälle je nach Wahl mit größerer oder kleinerer Genauigkeit einhalten läßt.

Zur Anzeige von unerlaubten Neigungsabweichungen des Schwenklöffels kön­ nen ein oder mehrere Signallampen vorgesehen sein, die in unmittelbarer Nähe des Neigungssensors am Schwenklöffel angebracht sein können. Die Richtung der Soll/Ist-Abweichung kann beispielsweise durch unterschiedliche Farben der Signallampe oder mit Hilfe zweier Signallampen angezeigt werden, die an beiden Enden des Schwenklöffels angebracht sind.

Die Signallampen werden vorzugsweise durch LEDs oder LED-Felder gebildet, die einen geringen Stromverbrauch haben und dennoch auch bei Tageslicht eine ausreichende Helligkeit erzeugen. So ist es möglich, für den Neigungssensor und die zugehörige Elektronik und die Signaleinrichtung eine autonome Stromver­ sorgung mit Hilfe einer wiederaulladbaren Batterie vorzusehen.

Damit die optische Anzeige mit Hilfe der LEDs für den Baggerführer gut sichtbar ist, sollten die LEDs genau auf die Führungskanzel des Baggers gerichtet sein. Da der Schwenklöffel unterschiedliche Winkelstellungen in Bezug auf die Greif­ achse einnehmen kann, sollten zu diesem Zweck die Signallampen mit geeigne­ ter Dämpfung pendelnd aufgehängt sein.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeich­ nung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schwenklöffels; und

Fig. 2 eine Ansicht des Schwenklöffels aus der Perspektive des Bagger­ führers.

In Fig. 1 ist ein Schwenklöffel 10 gezeigt, der in Bezug auf einen Ausleger 12 eines Baggers um eine Greifachse 14 schwenkbar ist. Die Greifachse 14 ist ih­ rerseits hydraulisch in ihrer Neigung verstellbar, so daß sich der Schwenklöffel 10 auch um eine waagerechte Rollachse R schwenken läßt.

Auf dem Schwenklöffel 10 ist eine Konsole 16 befestigt, an der ein Neigungssen­ sor 18 pendelnd aufgehängt ist. Der Neigungssensor 18 dient zur Messung der Neigung des Schwenklöffels um die Rollachse R oder, genauer, zur Feststellung einer Abweichung dieser Neigung von einer zuvor eingestellten Soll-Neigung. Wenn die Abweichung von der Soll-Neigung außerhalb zulässiger Toleranzgren­ zen liegt, wird dies dem Baggerführer mit Hilfe von Signallampen 20 angezeigt, die an beiden Enden des Schwenklöffels 10 angeordnet sind.

In Fig. 1 ist eine der Signallampen 20 gezeigt, die in einem im Schnitt darge­ stellten Lampengehäuse 22 untergebracht und innerhalb dieses Gehäuses pen­ delnd aufgehängt sind. Die Pendelachse 24 für die Signallampe 20 verläuft par­ allel zur Greifachse 14. Aufgrund ihres Eigengewichts bzw. aufgrund des Ge­ wichts eines Joches 26, an dem die Signallampe befestigt ist, stellt sich die Si­ gnallampe 20 unabhängig von der Position des Schwenklöffels 10 in Bezug auf die Greifachse 14 stets so ein, daß ihre Abstrahlrichtung mit der Richtung zum Kopf des Baggerführers übereinstimmt. So ist eine gute Erkennbarkeit der Si­ gnallampe 20 auch dann gewährleistet, wenn diese Signallampe das Licht nur in einen engen Raumwinkel abstrahlt. Deshalb ist es möglich, die Signallampe 20 durch Felder von lichtstarken, stromsparenden LEDs 28 zu bilden.

In Fig. 2 ist zu erkennen, daß der Schwenklöffel 10 eine bestimmte Neigung um die Rollachse R aufweist. Diese Neigung entspricht dem gewünschten Gefälle einer Fläche, die mit Hilfe des Schwenklöffels planiert werden soll. Die Einstel­ lung der Neigung erfolgt mit Hilfe von hydraulischen Stelleinheiten 30, die im Ausleger 12 untergebracht sind und von der Führerkabine des Baggers aus be­ tätigt werden können.

Die Konsole 16 ist starr auf dem Schwenklöffel 10 befestigt und weist deshalb dieselbe Neigung wie der Schwenklöffel auf. Der Neigungssensor 18 weist eine Grundplatte 32 auf, die an der Konsole 16 pendelnd an einer Achse 34 aufge­ hängt ist. Die Achse 34 verläuft parallel zur Rollachse R des Schwenklöffels 10 (senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 2). Das untere Ende der Grundplatte 32 ist in einer kreisbogenförmigen Führungskulisse 36 geführt und mit Hilfe eines Feststellers 38 an der Konsole 16 feststellbar. Wenn der Feststeller 38 gelöst ist, hängt die Grundplatte 32 aufgrund ihres Eigengewichts senkrecht nach unten.

Auf der Grundplatte 32 ist eine Sensoreinheit 40 montiert, die einen Schwer­ kraftsensor und eine zugehörige Auswerteelektronik aufweist. Der Schwer­ kraftsensor, beispielsweise ein integrierter Halbleitersensor, und die zugehörige Elektronik sind als solche bekannt und werden deshalb hier nicht näher gezeigt und beschrieben. Der Schwerkraftsensor ist so auf einer Platine montiert, daß seine Meßebene, d. h. die Ebene, die die Null-Lage des Sensors definiert, exakt parallel zur Längsachse der Grundplatte 32 verläuft und senkrecht auf der Grundplatte steht. Mit Hilfe der Auswerteelektronik wird ein erstes Abwei­ chungssignal erzeugt, wenn die Meßebene in einer Richtung zur Vertikalen ge­ neigt und wenn die Winkelabweichung außerhalb einer einstellbaren Toleranz­ grenze liegt. Entsprechend wird ein zweites Abweichungssignal erzeugt, wenn die Meßebene in der anderen Richtung zur Vertikalen geneigt und diese Neigung außerhalb der Toleranzgrenze liegt.

Die Signallampen 20, die hier an beiden Enden des Schwenklöffels 10 angeord­ net sind, sind elektrisch mit der Sensoreinheit 40 verbunden und werden durch je eines der Abweichungssignale angesteuert. Beispielsweise kann die Anord­ nung so getroffen sein, daß jeweils diejenige Signallampe 20 aufleuchtet, die sich an dem Ende des Schwenklöffels 10 befindet, das angehoben werden muß, um den Schwenklöffel wieder auf die Soll-Neigung einzustellen.

Die Eingabe der Soll-Neigung erfolgt auf die folgende Weise. Der Feststeller 38 an der Konsole 16 wird gelöst, so daß die Grundplatte 32 frei um die Achse 34 pendeln kann. Anschließend wird mit Hilfe der Stelleinheiten 30 die Neigung des Schwenklöffels 10 auf den gewünschten Wert eingestellt. Danach wird der Fest­ steller 38 angezogen, so daß die Lage der Grundplatte 32 und damit auch die Lage des Schwerkraftsensors in Bezug auf die Konsole 16 fixiert wird. Solange der Schwenklöffel 10 die Soll-Neigung beibehält, mißt deshalb der Schwer­ kraftsensor keine Abweichung von der Vertikalen. Erst wenn eine solche Abwei­ chung festgestellt wird und den einstellbaren Toleranzwert überschreitet, leuch­ tet eine der Signallampen 20 auf, um dem Baggerführer anzuzeigen, daß eine Korrektur der Neigung erforderlich ist und in welche Richtung diese Korrektur zu erfolgen hat.

Wahlweise können die beiden Signallampen 20 auch auf derselben Seite des Auslegers 12 angeordnet sein. Sie können auch zusammen mit der Konsole 16 und dem Neigungssensor 18 in eine Einheit integriert sein. Ebenso ist es mög­ lich, anstelle zweier Signallampen eine einzige Signallampe zu verwenden, die die erforderliche Richtung der Neigungsverstellung durch einen Farbumschlag oder ein anderes Signalbild der LEDs 28 anzeigt. Schließlich ist es auch mög­ lich, die Signallampen und den Neigungssensor 18 direkt in das Gehäuse des Schwenklöffels 12 zu integrieren.

Claims (8)

1. Schwenklöffel für Bagger, gekennzeichnet durch einen direkt am Schwenk­ löffel (10) angeordneten Neigungssensor (18), eine Eingabeeinrichtung (38) zur Eingabe einer vorgegebenen Soll-Neigung des Schwenklöffels (10), die von dem Neigungssensor (18) mit der Ist-Neigung verglichen wird, und eine durch den Neigungssensor (18) angesteuerte Signaleinrichtung (20), die das Abweichungs­ signal anzeigt und so am Schwenklöffel angebracht ist, daß sie für den Bagger­ führer von der Führungskanzel des Baggers aus sichtbar ist.

2. Schwenklöffel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nei­ gungssensor (18) einen Schwerkraftsensor aufweist, der seine eigene Orientie­ rung relativ zur Wirkrichtung der Schwerkraft mißt und der an einer in Bezug auf den Schwenklöffel (10) schwenkbaren Grundplatte (32) montiert ist, und daß die Einstelleinrichtung durch einen Feststeller (38) gebildet wird, mit dem die Grundplatte (32) in einer bestimmten Winkelposition relativ zu dem Schwenklöffel (10) feststellbar ist.

3. Schwenklöffel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grund­ platte (32) pendelnd an einer starr am Schwenklöffel (10) angebrachten Konsole (16) aufgehängt ist.

4. Schwenklöffel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Neigungssensor (18) ein Abweichungssignal ausgibt, wenn die Neigung des Schwenklöffels (10) um mehr als ein vorgegebenes Toleranzmaß von der Soll-Neigung abweicht.

5. Schwenklöffel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Tole­ ranzmaß einstellbar ist.

6. Schwenklöffel nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Signaleinrichtung durch mindestens eine Signallampe (20) gebildet wird.

7. Schwenklöffel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signal­ lampe (20) derart pendelnd am Schwenklöffel (10) aufgehängt ist, daß ihre Ab­ strahlrichtung stets im wesentlichen dieselbe Neigung zur Horizontalen auf­ weist.

8. Schwenklöffel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Signal­ lampe (20) durch LEDs (28) gebildet wird.