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Die
Erfindung betrifft ein Ladegerät
sowie ein Verfahren für
ein Ladegerät
mit einer hydraulischen Anordnung zum Heben und Senken eines Auslegers, wobei
die hydraulische Anordnung wenigstens ein Hydraulikfördermittel,
einen Hydrauliktank, einen Hydraulikzylinder, mit einer hubseitigen
und einer senkseitigen Versorgungsleitung, ein mit den Versorgungsleitungen
verbundenes Steuergerät
zum Ansteuern des Hydraulikzylinders, eine den Hydraulikzylinder
senkseitig mit dem Hydrauliktank verbindende und mit einem ersten
Schaltventil versehene erste Hydraulikleitung, eine den Hydraulikzylinder
hubseitig mit dem Hydrauliktank oder der senkseitigen Versorgungsleitung
verbindende und mit einem zweiten Schaltventil versehene zweite
Hydraulikleitung, eine hubseitige Lasthalteventileinrichtung und
eine Steuereinheit zum Schalten der Schaltventile umfasst.
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Es
sind Ladegeräte
bekannt, beispielsweise Radlader, Teleskoplader oder auch andere
bauwirtschaftliche, landwirtschaftliche oder auch forstwirtschaftliche
Fahrzeuge, die über
eine hydraulische Anordnung für
einen Hydraulikzylinder zum Heben und Senken eines Auslegers verfügen, mit
der eine Schwimmstellung für
den Hydraulikzylinder realisierbar ist. Die Schwimmstellung kann
von Vorteil sein, wenn mit dem Ladegerät Arbeiten verrichtet werden sollen,
bei denen das Arbeitswerkzeug am Boden und möglichst konturgetreu zur Bodenoberfläche geführt werden
soll.
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Ein
Beispiel für
eine derartige hydraulische Anordnung offenbart die
EP 1 450 048 A1 . Dort wird eine
hydraulische Anordnung für
einen Teleskoplader gezeigt, der über einen Hydraulikzylinder
zum Heben und Senken eines Auslegers verfügt und für den eine Schwimmstellung
realisierbar ist. Die hydraulische Anordnung verfügt ferner über eine
Lasthalteventilanordnung, wie es für Teleskoplader erforderlich
ist, um den Ausleger gegen Schlauchbruch bzw. unbeabsichtigtes Absinken
abzusichern. Zur Realisierung einer Schwimmstellung sind Hydraulikleitungen
vorgesehen, die die beiden Kammern eines Hydraulikzylinders elektronisch
steuerbar mit einem Hydrauliktank verbinden. Gleichzeitig wird die
Sicherheitsfunktion der Lasthalteventilanordnung beibehalten.
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Nachteilig
wirkt sich aus, dass eine Aktivierung der Schwimmstellung möglich ist,
auch wenn sich der Ausleger in einer nicht auf dem Boden abgestützten Position
befindet. In einem solchen Fall würde dadurch, dass die Hubseite
des Hydraulikzylinders in der Schwimmstellung mit dem Hydrauliktank verbunden
wird, der Ausleger unkontrolliert absinken und unter Umständen Schaden
anrichten oder nehmen.
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Das
der Erfindung zugrunde liegende Problem wird darin gesehen, ein
Ladegerät
mit einer hydraulischen Anordnung für einen Ausleger zu schaffen,
bei dem eine Aktivierung der Schwimmstellung erfolgt, ohne dass
der Ausleger unkontrolliert absinken kann.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
gehen aus den Unteransprüchen
hervor.
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Erfindungsgemäß wird ein
Ladegerät
der eingangs genannten Art vorgeschlagen, in der ein wenigstens
eine Stellung des Auslegers bzw. Hydraulikzylinders signalisierender
Sensor sowie Aktivierungsmittel für das Schalten in eine Schwimmstellung
für den
Hydraulikzylinder und regelbare Steuermittel zum Absenken des Auslegers
vorgesehen sind, wobei die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass
das Absenken des Auslegers und/oder das Schalten in die Schwimmstellung
in Abhängigkeit
von einem von dem Sensor gelieferten Signal erfolgt. Nach Aktivierung
der Schwimmstellung durch Aktivierungsmittel wird zunächst festgestellt,
ob sich der Ausleger in einer angehobenen Position bzw. Stellung
befindet. Diese Feststellung erfolgt durch Erfassung und Verarbeitung
des die Stellung des Auslegers signalisierenden Sensorsignals. Signalisiert
der Sensor, dass der Ausleger sich in einer angehobenen Stellung
befindet, so werden die regelbaren Steuermittel zum Absenken des
Auslegers sowie die Schaltventile von der Steuereinheit entsprechend
angesteuert, bis der Ausleger seine vorzugsweise vollständig abgesenkte
Stellung einnimmt. Erst dann führt
die Steuereinheit eine Schaltung und/oder Steuerung der entsprechenden
Komponenten der hydraulischen Anordnung in eine Schwimmstellung
für den
Hydraulikzylinder bzw. Ausleger aus. Stellt die Steuereinheit nach
Aktivierung für
das Schalten in eine Schwimmstellung jedoch fest, dass der Ausleger
sich in seiner vorzugsweise vollständig abgesenkten Position bzw.
Stellung befindet, was durch ein entsprechendes Sensorsignal signalisiert
wird, so wird von der Steuereinheit direkt, d. h. ohne Durchführen eines
kontrollierten Absenkvorgangs für
den Ausleger, die Schaltung und/oder Steuerung der entsprechenden
Komponenten der hydraulischen Anordnung in eine Schwimmstellung
für den
Hydraulikzylinder bzw. Ausleger ausgeführt. Somit wird gewährleistet,
dass wenn eine Aktivierung der Schwimmstellung vorgenommen wird,
sich der Ausleger vor den entsprechenden Schalt- bzw. Steuervorgängen für eine Schwimmstellung
in einer abgesenkten Position bzw. Stellung befindet.
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Die
den Hydraulikzylinder senkseitig mit dem Hydrauliktank verbindende
Hydraulikleitung führt
vorzugsweise direkt von dem ersten Schaltventil in den Hydrauliktank,
es ist jedoch auch denkbar die Verbindung über das Steuergerät herzustellen,
so dass die Hydraulikleitung mit der hubseitigen Versorgungsleitung
verbunden ist und zwar zwischen der Lasthalteventileinrichtung und
dem Steuergerät.
In diesem Fall stellt das Steuerventil in seiner Neutralstellung die
hubseitige Verbindung zum Tank her, wobei die Last am Hydraulikzylinder
weiterhin durch die Lasthalteventileinrichtung gehalten wird. Zum
Schalten des Steuergeräts
in die Hubstellung wird das erste Schaltventil in eine Schließstellung
gebracht, so dass die Verbindung zur Stangenseite des Hydraulikzylinders
unterbrochen ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfassen die regelbaren Steuermittel zum Absenken des Auslegers
eine regelbare Druckbegrenzungseinrichtung, wobei vorzugsweise ein
manuell schaltbares Steuergerät
für die
hydraulische Anordnung zum Einsatz kommt. Das Steuergerät kann jedoch
auch elektrisch oder hydraulisch schaltbar ausgebildet sein. Eine
derartige Druckbegrenzungseinrichtung kann durch ein regelbares
Druckbegrenzungsventil bzw. Überdruckventil
realisiert werden, welches von einer geschlossenen Ventilstellung
vorzugsweise proportional regelbar in eine geöffnete Stellung gebracht werden
kann. Dabei wird vorzugsweise in einer geschlossenen Stellung ein
Hydraulikfluss unterbrochen, hingegen in einer vollständig geöffneten Stellung
ein ungehinderter Hydraulikfluss zugelassen wird. Entsprechende
Zwischenstellung (nicht vollständig
geöffnete
Stellungen) gewähren
einen gedrosselten Hydraulikfluss. Dadurch kann ein durch das Druckbegrenzungsventil
durchgelassener Volumenstrom proportional zu einem Steuersignal
gesteuert bzw. geregelt werden. Hierbei ist es auch möglich ein
entsprechend regelbares Drosselventil einzusetzen, bei dem der Durchlassquerschnitt
entsprechend proportional zu einem Steuersignal steuerbar bzw. regelbar
ist. Auch andere Arten von Ventilen oder Einrichtungen sind denkbar,
mit denen in Abhängigkeit
eines Steuersignals eine Regelung des Volumenstroms durchführbar sind.
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Vorzugsweise
ist die regelbare Druckbegrenzungseinrichtung derart angeordnet,
dass bei geöffnetem
ersten und zweiten Schaltventil ein hubseitiger Hydraulikölfluss regulierbar
bzw. kontrollierbar ist. Dabei ist eine Positionierung der Druckbegrenzungseinrichtung
zwischen der Hubseite des Hydraulikzylinders und dem Hydrauliktank
entscheidend, d. h. die Druckbegrenzungseinrichtung kann sowohl
zwischen der Hubseite des Hydraulikzylinders und dem ersten oder
zweiten Schaltventil als auch zwischen dem ersten oder dem zweiten
Schaltventil und dem Hydrauliktank angeordnet sein, so dass bei
geöffneten
Schaltventilen der Abfluss von der Hubseite des Hydraulikzylinders
zum Hydrauliktank kontrollierbar bzw. steuerbar bzw. regelbar ist.
Zu Beginn eines Absenkvorgangs für
den Ausleger wird an der Druckbegrenzungseinrichtung ein entsprechender
Schließregelwert
eingestellt, bei dem die Druckbegrenzungseinrichtung geschlossen
oder nahezu geschlossen ist. Nachdem an der Druckbegrenzungseinrichtung ein
entsprechender Schließregelwert
eingestellt worden ist, werden beide Schaltventile geöffnet. Anschließend wird
ein Regelungsvorgang für
die Druckbegrenzungseinrichtung eingeleitet, so dass sich die Druckbegrenzungseinrichtung
langsam öffnet.
Erreicht bei einer als Druckbegrenzungsventil ausgebildeten Druckbegrenzungseinrichtung
der eingestellte bzw. geregelte Druckbegrenzungswert einen Wert unterhalb
des Hubdruckes im Hydraulikzylinder, so beginnt der Ausleger sich
abzusenken. Dieses Absenken kann als Änderung der Position bzw. Stellung des
Auslegers von dem Sensor messtechnisch erfasst und verwertet werden,
so dass die Druckbegrenzungseinrichtung derart geregelt werden kann, dass
eine bestimmte Absenkgeschwindigkeit nicht überschritten wird. Hierdurch
wird eine Unabhängigkeit
vom Beladungszustand des Auslegers erreicht. Senkt sich der Ausleger
nicht mehr weiter ab, kann davon ausgegangen werden, dass der Ausleger
auf dem Boden ruht. Nachdem erfasst worden ist, dass sich der Ausleger
komplett abgesenkt hat, kann an der Druckbegrenzungseinrichtung
ein entsprechender Öffnungsregelwert
eingestellt werden, bei dem die Druckbegrenzungseinrichtung vollständig oder nahezu
vollständig
geöffnet
wird. Dadurch, dass nun sowohl die Druckbegrenzungseinrichtung als
auch die Schaltventile geöffnet
sind, kann sich der Ausleger frei bzw. schwimmend bewegen, wobei
ein ungehinderter Hydraulikfluss zwischen Hydraulikzylinder und
Hydrauliktank stattfinden kann. Bei einer als Drosselventil ausgebildeten
Druckbegrenzungseinrichtung wird anstelle eines Druckbegrenzungswerts entsprechend
der Durchlassquerschnitt des Drosselventils von einem geschlossenen
zu einem geöffneten
Durchlassquerschnittswert geregelt. Es ist als zusätzliche
Sicherheitsmaßnahme
denkbar, dass man eine Geschwindigkeitsüberwachung während des Schwimmstellungsvorgangs
vorsieht, die verhindert, dass der Ausleger eine bestimmte Geschwindigkeit überschreitet.
Sollte sich der Ausleger zu schnell absenken, kann die Druckbegrenzungseinrichtung
geschlossen werden, um eine bestimmte maximal zulässige Geschwindigkeit
nicht zu überschreiten.
Die maximal zulässige
Geschwindigkeit kann zusätzlich noch
von der Ausfahrlänge
des Hubzylinders abhängig
gemacht werden, um beispielsweise das Absenken des Auslegers aus
hohen Arbeitshöhen
gegenüber
dem Absenken des Auslegers aus geringeren Arbeitshöhen hinsichtlich
der Absenkgeschwindigkeit einzuschränken.
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In
einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform
umfassen die regelbaren Steuermittel zum Absenken des Auslegers
eine proportional regelbare Steuerung des Steuergeräts. Bei
einer derartigen Steuerung des Steuergeräts kann auf eine gesonderte
Druckbegrenzungseinrichtung verzichtet werden. Sollte nach Aktivierung
der Schwimmstellung festgestellt werden, dass sich der Ausleger
nicht in einer abgesenkten Stellung befindet, wobei die Feststellung
auf die bereits oben beschriebene Art und Weise erfolgen kann, wird
das Steuergerät
automatisch von der Steuereinheit unmittelbar oder mittelbar angesteuert
und in eine Senkstellung gebracht, wobei die Schaltventile geschlossen
sind. Der Hydraulikzylinder entleert sich dabei auf herkömmliche
Weise über
die vorhandene Lasthalteventileinrichtung, so dass sich der Ausleger
absenkt. Hierbei wird das Absenken als Änderung der Auslegerposition
messtechnisch erfasst und von der Steuereinheit derart verwertet
werden, dass die Steuerung bzw. Regelung des Steuergeräts eine
Unterschreitung einer vorgebbaren Absenkgeschwindigkeit nicht zulässt. Dieses
kann durch den Einsatz von Druckwaagen im Steuergerät unterstützt werden,
die dem Stand der Technik entsprechen und üblicher Weise eingesetzt werden,
um den Volumenstrom eines Steuergerätes lastunabhängig und
pumpendrehzahlunabhängig
konstant zu halten. Dadurch wird eine Unabhängigkeit vom Beladungszustand
des Auslegers erreicht. Senkt sich der Ausleger nicht mehr weiter
ab, kann davon ausgegangen werden, dass der Ausleger auf dem Boden
ruht und das Steuergerät wird
in seine Neutralstellung geschaltet. Anschließend bzw. gleichzeitig werden
die beiden Schaltventile geöffnet,
so dass sich eine Schwimmstellung einstellt.
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Bei
der Ansteuerung des Steuergerätes kann
es sich um eine rein elektrische Ansteuerung oder aber auch eine
pneumatische oder hydraulische Ansteuerung handeln, wobei die Steuersignale
zum Absenken des Auslegers auf einen geeigneten Wert begrenzt werden,
um die Absenkgeschwindigkeit entsprechend einzuschränken. Ferner
ist als zusätzliche
Sicherheitsmaßnahme
denkbar, dass man eine Geschwindigkeitsüberwachung während des Schwimmstellungsvorgangs
vorsieht, die verhindert, dass der Ausleger beim Absenken eine bestimmte Geschwindigkeit überschreitet.
Sollte sich der Ausleger zu schnell absenken, können die Schaltventile geschlossen
und der Absenkvorgang wieder aktiv über das Steuergerät vorgenommen
werden. Auch hier kann die maximal zulässige Geschwindigkeit zusätzlich noch
von der Ausfahrlänge
des Hubzylinders abhängig
gemacht werden.
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Vorzugsweise
ist der die Stellung angebende bzw. signalisierende Sensor als Positions-
oder Winkelsensor ausgebildet, so dass die Stellung bzw. Position
des Auslegers oder des Hydraulikzylinders direkt gemessen werden
kann. Ein Positionssensor kann beispielsweise direkt mit dem Stangenhub
der Kolbenstange des Hydraulikzylinders verbunden sein oder eine
andere veränderliche
Strecke, die in Verbindung mit dem Hydraulikzylinder oder dem Ausleger
steht aufnehmen bzw. abtasten bzw. überwachen. Ein Winkelsensor
kann beispielsweise an den Schwenkpunkten am Ausleger oder am Hydraulikzylinder
angeordnet werden und einen entsprechenden Schwenkwinkel aufnehmen
bzw. abtasten bzw. überwachen.
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Alternativ
kann anstelle eines Positions- oder Winkelsensors auch ein Drucksensor
eingesetzt werden, wobei wenigstens eine Stellung des Auslegers bzw.
des Hydraulikzylinders in Abhängigkeit
des Drucks signalisierbar ist. Hierbei wird nicht direkt die Stellung
bzw. Position des Auslegers, sondern stattdessen der Druck auf der
Hubseite des Hubzylinders gemessen bzw. festgestellt wodurch ein
Rückschluss auf
die Stellung des Auslegers möglich
ist. Das Absenken des Auslegers erfolgt hierbei nicht durch Aufsteuerung
einer Druckbegrenzungseinrichtung, sondern durch eine direkte, von
der Steuereinheit veranlasste Ansteuerung des Steuergeräts in seine
Senkstellung. Es wird somit auf eine Druckbegrenzungseinrichtung
verzichtet. Liegt der Ausleger auf dem Boden auf, sinkt damit der
Druck auf der Hubseite des Hubzylinders, da dieser nicht mehr die
Last des Auslegers tragen muss. Das Absinken des Druckes signalisiert
bzw. gibt indirekt eine Stellung bzw. Position des Auslegers an,
wobei das Absinken des Druckes unter einen vorgebbaren Wert (vorzugsweise der
geringst mögliche
Druck zum Halten eines unbeladenen Auslegers) indirekt die abgesenkte
Stellung bzw. Position des Auslegers angeben bzw. signalisieren
kann. Solange der Druck nicht auf den vorgegebenen Wert abgesunken
ist, wird von der Steuereinheit angenommen, dass der Ausleger sich
in einer nicht abgesenkten Stellung befindet. Erst wenn der entsprechende
Druck erreicht bzw. unterschritten wird, wird ein Öffnen der
beiden Schaltventile zur Realisierung der Schwimmstellung von der
Steuereinheit eingeleitet. Der Drucksensor kann natürlich auch durch
einen Druckschalter ersetzt werden.
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Die
Aktivierungsmittel zur Aktivierung der Schwimmstellung können beispielsweise
als Schalter ausgebildet sein, mit denen ein Aktivierungssignal an
die Steuereinheit gegeben wird. Derartige Schalter sind vorzugsweise
in der Kabine eines Ladegeräts bzw.
am Bedienpult untergebracht. Ferner können die Aktivierungsmittel
auch als Joystick ausgebildet sein bzw. in den Stellungen eines
Joysticks integriert werden, so dass der Joystick mit integrierter Schwimmstellung,
die elektronisch erfasst wird, ausgebildet ist.
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Die
Schaltventile sind vorzugsweise als elektrisch betätigbare
Schaltventile ausgebildet, wobei hier auch pneumatisch oder hydraulisch
schaltbare Ventile einsetzbar sind.
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Anhand
der Zeichnung, die mehrere Ausführungsbeispiele
der Erfindung zeigt, werden nachfolgend die Erfindung sowie weitere
Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der
Erfindung näher
beschrieben und erläutert.
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Es
zeigt:
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1 einen
schematischen Schaltplan einer hydraulischen Anordnung mit Schwimmstellung
und semi-aktiver Federungsfunktion,
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2 einen
schematischen Schaltplan einer hydraulischen Anordnung mit Schwimmstellung
ohne semi-aktiver Federungsfunktion und
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3 eine
schematische Seitenansicht eines Ladegeräts mit einer hydraulischen
Anordnung gemäß den 1 oder 2.
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In 1 ist
ein Beispiel für
eine hydraulische Anordnung einer semi-aktiven Federung für einen Ausleger
dargestellt, wobei neben einer Federungsfunktion auch eine Schwimmstellungsfunktion
gegeben ist. 1 zeigt einen Hydraulikzylinder 10 mit
einem Hydraulikkolben 12, der zum Heben und Senken eines
Auslegers 70 eines Ladegeräts 61 (beides in 3 dargestellt)
dient. Der Hydraulikzylinder 10 weist eine hubseitige Kammer 14 und
eine senkseitige Kammer 16 auf. Die hubseitige Kammer 14 ist über eine
hubseitige Hydraulikleitung 18 und die senkseitige Kammer 16 über eine
senkseitige Hydraulikleitung 20 mit einem manuell schaltbaren Steuergerät 22 verbunden.
Das Steuergerät 22 kann jedoch
ebenso elektrisch oder hydraulisch schaltbar sein.
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Das
Steuergerät 22 ist über eine
Abflussleitung 24 mit einem Hydrauliköltank 28 verbunden. Eine
Hydraulikölpumpe 30 fördert Hydrauliköl über das
Steuergerät 22 in
die jeweiligen Hydraulikleitungen 18, 20.
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Das
Steuergerät 22 ist
in drei Stellungen schaltbar, in eine Schließstellung, in der kein Durchfluss
für beide
Hydraulikleitungen 18, 20 stattfindet, in eine
Hubstellung, in der die hubseitige Hydraulikleitung 18 mit
Hydrauliköl
versorgt wird, wobei die senkseitige Hydraulikleitung 20 Hydrauliköl an den Hydrauliktank 28 abgibt,
und in eine Senkstellung, in der die senkseitige Hydraulikleitung 20 mit
Hydrauliköl
versorgt wird, wobei die hubseitige Hydraulikleitung 18 Hydrauliköl an den
Hydrauliktank 28 abgibt.
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Die
hubseitige Hydraulikleitung 18 enthält ein Lasthalteventil 34,
welches über
eine Bypassleitung 36 einen Hydraulikölfluss in Richtung des Hydraulikzylinders 10 zulässt. Über Steuerleitungen 38 kann
das Lasthalteventil 34 in Richtung des Hydrauliköltanks 28 geöffnet werden,
so dass ein Hydraulikölfluss
zum Hydrauliköltank 28 stattfinden
kann.
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Zwischen
der hubseitigen und der senkseitigen Hydraulikleitung 18, 20 ist
eine Verbindungsleitung 40 angeordnet, welche ein elektrisch
schaltbares Schaltventil 42 enthält. Das Schaltventil 42 enthält eine
Sperrstellung, in der in beide Richtungen kein Durchfluss stattfindet
und eine Öffnungsstellung,
in der in beide Richtungen ein Durchfluss ermöglicht wird. Des Weiteren enthält die Verbindungsleitung 40 eine
regelbare Druckbegrenzungseinrichtung 43 mit einem regelbaren
Druckbegrenzungsventil 44, welches über eine Steuerleitung 46 in
Richtung der senkseitigen Hydraulikleitung 20 öffnet. Der Steuerdruck
bzw. Druckschwellwert zum Öffnen
des Druckbegrenzungsventils 44 kann über einen Regler 48 der
Druckbegrenzungseinrichtung 43 geregelt werden. Anstelle
eines Druckbegrenzungsventils 44 ist auch der Einsatz einer
regelbaren Drossel oder Blende möglich.
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Ferner
ist ein Positionssensor 50 mit einer Kolbenstange 52 des
Hydraulikzylinders 10 verbunden und liefert ein die Position
des Hydraulikkolbens 12 wiedergebendes Sensorsignal an
eine Steuereinheit 54. Die Steuereinheit 54 ist
mit einer Schaltvorrichtung 56 verbunden, über welche
die Steuereinheit 54 und damit die hydraulische Federung
aktiviert werden kann.
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Des
Weiteren ist eine zweite senkseitige Hydraulikleitung 58 vorgesehen,
die von der ersten senkseitigen Hydraulikleitung 20 zum
Hydrauliktank 28 führt
und mit einem weiteren Schaltventil 60 versehen ist, wobei
die Schaltventile 42, 60 baugleich ausgebildet
sein können.
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Zur
Aktivierung einer Schwimmstellung ist ein Aktivierungsschalter 56' vorgesehen,
der mit der Steuereinheit 54 in Verbindung steht.
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Gemäß 1 wird
die hydraulische semi-aktive Federung als bedarfsgesteuertes Federungssystem
ausgebildet, bei dem bei Bedarf ein Volumenstrom vom Steuergerät 22 über ein
Lasthalteventil 34 zum Hydraulikzylinder 10 des
Auslegers 70 fließt. Das
Steuergerät 22 befindet
sich somit in der geschlossenen Stellung und wird bei Bedarf von
der Steuereinheit 54 in die entsprechenden anderen Stellungen
geschaltet.
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Wird
die Regelung zur semi-aktiven Federung durch die Schalteinheit 56 aktiviert,
so wird die Ursprungsposition des Auslegers 70 als einzuhaltende
Führungsgröße (Sollwert)
festgehalten und die Steuereinheit 54 bestimmt aus dieser
Führungsgröße und der
aktuellen, gemessenen Position (Regelgröße) die Abweichung (Regeldifferenz)
voneinander, um auf dieser Grundlage die Regelung des Druckbegrenzungsventils 44 durchzuführen und
die Höhe
des Volumenstroms von Steuergerät 22 mittels weiterer
Stellgrößen einzustellen.
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Damit
sich der Hydraulikkolben 12 des Hydraulikzylinders 10 aufgrund
von auf ihn wirkende Störgrößen bewegen
kann, müssen
die Schaltventile 42, 60 in ihre offenen Positionen
geschaltet sein.
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Über das
elektrisch regelbare Druckbegrenzungsventil 44 wird der
Druck, der auf der Hubseite des Hydraulikzylinders 10 wirken
soll, je nach Bedarf durch die Steuereinheit 54 geregelt.
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Stellt
die Steuereinheit 54 fest, dass der Ausleger 70 zu
tief abgesunken ist, wird das Druckbegrenzungsventil 44 auf
einen höheren
Wert eingestellt und das Steuergerät 22 geöffnet, so
dass sich durch den fließenden
Volumenstrom der Druck auf der Hubseite des Hydraulikzylinders 10 erhöht und der
Hydraulikzylinder 10 ausgefahren wird.
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Stellt
die Steuereinheit 54 fest, dass der Ausleger 70 zu
hoch angehoben wurde, wird das Druckbegrenzungsventil 44 auf
einen geringeren Wert eingestellt, so dass sich der Druck auf der
Hubseite des Hydraulikzylinders 10 verringert und der Hydraulikkolben 12 eingefahren
wird. Das Hydrauliköl,
das von der Hubseite des Hydraulikzylinders 10 dann über das
Druckbegrenzungsventil 44 und das erste Schaltventil 42 zur
Senkseite des Hydraulikzylinders 10 fließt, fließt von dort über das
zweite Schaltventil 60 zum Hydrauliktank 28.
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Bei
einem Stoß,
der den Hydraulikkolben 12 einfahren lässt, wird das Hydrauliköl aus der
Hubseite des Hydraulikzylinders 10 durch den Hydraulikkolben 12 verdrängt und
fließt über das
Druckbegrenzungsventil 44 und über die Schaltventile 42, 60 ab. Aufgrund
des verdrängten Ölvolumens
sinkt der Ausleger 70 ab, was wiederum als Regeldifferenz
von der Steuereinheit 54 erkannt wird, woraufhin die Steuereinheit 54 den Öffnungsdruck
des Druckbegrenzungsventils 44 erhöht und das Steuergerät 22 in
Hubstellung bringt, so dass ein Volumenstrom zur Hubseite des Hydraulikzylinders 10 fließt, wobei
die Stellgrößen durch
die Steuereinheit 54 gemäß der Regeldifferenz bestimmt
werden. Aufgrund der Erhöhung
des Öffnungsdruckes
und des vom Steuergerät 22 fließenden Volumenstroms
wird der Ausleger 70 wieder angehoben, bis sich die Regeldifferenz
wieder zu Null oder auf einen voreinstellbaren Schwellwert verringert
hat.
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Bei
einem Stoß,
der den Hydraulikzylinder 10 ausfahren lässt, wird
das Hydrauliköl
auf der Hubseite des Hydraulikzylinders 10 durch die Bewegung des
Hydraulikkolbens 12 entlastet und eine Volumenvergrößerung der
hubseitigen Kammer 14 tritt ein, da Hydrauliköl aus der
senkseitigen Kammer 16 zum Hydrauliktank 28 hin
verdrängt
wird. Dieses Anheben des Auslegers 70 wird von der Steuereinheit 54 als Regeldifferenz
erkannt und das Steuergerät 22 in Hubstellung
gebracht, um mittels eines Volumenstroms das entstehende Volumen
auf der Hubseite des Hydraulikzylinders 10 zu füllen. Aufgrund
des hinzugekommenen Hydraulikölvolumens
bleibt der Ausleger 70 angehoben, was nach wie vor als
Regeldifferenz von der Steuereinheit 54 erkannt wird, woraufhin
die Steuereinheit 54 den Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils 44 verringert,
indem die Steuereinheit 54 die Stellgröße gemäß der Regeldifferenz bestimmt.
Darüber
hinaus schaltet die Steuereinheit 54 das Steuergerät 22 wieder
in Schließstellung.
Aufgrund der Verringerung des Öffnungsdruckes
fließt
Hydrauliköl
von der Hubseite des Hydraulikzylinders 10 über das
Druckbegrenzungsventil 44 ab und der Ausleger 70 senkt sich
ab, bis sich die Regeldifferenz wieder zu Null oder auf einen voreinstellbaren
Schwellwert verringert hat.
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Wird
nun bei aktivierter Federungsfunktion durch Betätigen des Aktivierungsschalters 56' eine Schwimmstellung
aktiviert, so wird von der Steuereinheit 54 ein Federungsmodus
unterbrochen. Auf eine Unterbrechung des Federungsmodus folgt sogleich
eine Erfassung der Position bzw. Stellung des Auslegers 70 bzw.
des Hydraulikzylinders 10 durch den Sensor 50,
der ein entsprechendes Sensorsignal an die Steuereinheit 54 liefert.
Sollte sich der Ausleger 70 nicht in einer vollständig abgesenkten
Stellung befinden, wird das Druckbegrenzungsventil 44 ausgehend
von einem hohen Druckgrenzwert langsam aufgesteuert bzw. auf niedrigere
Druckbegrenzungswerte heruntergeregelt, so dass der Ausleger 70 beginnt,
sich zu senken. Das aus der hubseitigen Kammer 14 fließende Hydrauliköl kann dabei über die
geöffneten
Schaltventile 42, 60 in den Hydrauliktank 28 fließen. Gleichzeitig
wird weiterhin durch die Steuereinheit 54 die Position
bzw. Stellung des Auslegers 70 über das Sensorsignal registriert.
Sobald eine vollständig
abgesenkte Position erreicht wird, wird das Druckbegrenzungsventil 44 vollständig geöffnet, so dass
sich durch die geöffneten
Schaltventile 42, 60 eine Schwimmstellung für den Ausleger
einstellt. Durch erneutes Betätigen
des Aktivierungsschalters 56' (Deaktivieren)
kann die Steuereinheit wieder in einen Federungsmodus geschaltet
werden.
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Sollte
die Schwimmstellung bei deaktivierter Federungsfunktion aktiviert
werden, so wird ebenfalls auf gleiche Art und Weise ein Absenken
des Auslegers durchgeführt,
mit dem einzigen Unterschied, dass die Steuereinheit 54 die
Schaltventile 42, 60 aus einem geschlossenen Zustand
zeitgleich zur Aufsteuerung des Druckbegrenzungsventils 44 öffnet.
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Das
in der 1 dargestellte Steuergerät 22 und die Schaltventile 42, 60 sind
elektrisch schaltbar dargestellt. Sie können jedoch auch als pneumatisch, hydraulisch
oder auf eine andere Weise ansteuerbar ausgebildet sein.
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Anstelle
des Positionssensors 50 kann auch ein Drucksensor 50' eingesetzt
werden. Der Drucksensor 50' ist
in Druckverbindung zur hubseitigen Kammer 14 angeordnet.
Dabei wird zu Grunde gelegt, dass der Druck bei abgesenktem Ausleger 70 einen
minimalen Wert annimmt. Der Ausleger 70 wird hierbei durch
eine von der elektrischen Steuereinheit 54 veranlasste
Ansteuerung des Steuergeräts 22, welches
in seine Senkstellung gebracht wird, in seine abgesenkte Position
gebracht. Eine Druckbegrenzungseinrichtung 43 findet hierbei
keinen Einsatz. Wird von dem Drucksensor 50' dieser minimale Druckwert signalisiert,
dann wird angenommen, dass der Ausleger 70 in seiner abgesenkten
Stellung bzw. Position ist. Wird von dem Drucksensor 50' ein von dem
voreingestellten minimalen Wert abweichender Druck signalisiert,
so wird angenommen, dass der Ausleger 70 abgesenkt werden
muss. Der Drucksensor 50' lässt somit
einen Rückschluss
zu in welcher Stellung bzw. Position sich der Ausleger 70 befindet. Entsprechend
der von dem Drucksensor 50' signalisierten
Druckwerten wird von der Steuereinheit 54 eine voreingestellte
Regelungsprozedur ausgeführt, mit
der das Druckbegrenzungsventil 44 langsam aufgesteuert,
bzw. der Ausleger 70 langsam abgesenkt wird, d.h. bei fallendem
Druckwert wird das Druckbegrenzungsventil 44 entsprechend
aufgesteuert, so dass bei Erreichen eines voreingestellten minimalen Druckwerts,
ein entsprechendes von dem Drucksensor 50' gesendetes Signal von der Steuereinheit 54 als
Signal zum vollständigen Öffnen des
Druckbegrenzungsventils 44 angenommen wird.
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2 zeigt
eine weitere hydraulische Anordnung ohne Federungsfunktion, jedoch
mit Schwimmstellungsfunktion. Die in 2 dargestellte
hydraulische Anordnung unterscheidet sich zu der oben beschriebenen
Anordnung aus 1 zum einen darin, dass in der
Verbindungsleitung 40 keine Druckbegrenzungseinheit 43 vorgesehen
ist, mit der in dem in 1 dargestellten Beispiel die
Federungsfunktion realisiert wurde, zum anderen darin, dass anstelle des
schaltbaren Steuergeräts 22 ein
durch die Steuereinheit 54 angesteuertes, regelbares Steuergerät 22' angeordnet
ist. Darüber
hinaus kann hier der in 1 zur Aktivierung einer Federungsfunktion
angeordnete Aktivierungsschalter 56 zur Aktivierung der Schwimmstellung
genutzt werden. Ferner sind keine Unterschiede zu der in 1 dargestellten
hydraulischen Anordnung zu verzeichnen. Die Funktionsweise der hydraulischen
Anordnung aus 2 zum Heben, Senken und Halten
des Hydraulikzylinders 10 gleicht im Wesentlichen der zu 1 beschriebenen Funktionsweise,
nur das hier die Steuerung des Steuergeräts 22' über die Steuereinheit 54 erfolgt. Ein
Schalten in die Schwimmstellung durch Öffnen der beiden Schaltventile 42, 60 erfolgt
ebenfalls in gleicher Art und Weise, nur das bei dem in 2 dargestellten
Beispiel ein Absenken des Auslegers durch entsprechende Ansteuerung
des Steuergeräts 22' erfolgt, wie
im Folgenden näher
erläutert.
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Wird
bei dem in 2 dargestellten Beispiel durch
Betätigen
des Aktivierungsschalters 56 eine Schwimmstellung aktiviert,
erfolgt sogleich eine Erfassung der Position bzw. Stellung des Auslegers 70 bzw.
des Hydraulikzylinders 10 durch den Sensor 50, der
ein entsprechendes Sensorsignal an die Steuereinheit 54 liefert,
wobei die Schaltventile 42, 60 geschlossen sind.
Sollte sich der Ausleger 70 nicht in einer vollständig abgesenkten
Stellung befinden, wird das Steuergerät 22' von der Steuereinheit 54 angesteuert
und in Senkstellung gebracht, wobei eine einstellbare Regelungsprozedur
vorsieht, dass eine vorgebbare Absenkgeschwindigkeit nicht überschritten wird.
Dies wird dadurch erreicht, dass das proportional regelbare Steuergerät 22' nur einen voreinstellbaren
Volumenstrom zulässt.
Sobald die Senkstellung am Steuergerät 22' eingestellt ist kann das Hydrauliköl aus der
ersten Kammer 14 des Hydraulikzylinders 10 über das
durch den senkseitigen Druck geöffnete Lasthalteventil 34 in
den Hydrauliktank abfließen
und der Ausleger 70 absenken. Gleichzeitig wird weiterhin
durch die Steuereinheit 54 die Position bzw. Stellung des
Auslegers 70 über
das Sensorsignal registriert. Sobald eine vollständig abgesenkte Position erreicht
wurde, wird das Steuergerät 22' in die Neutralstellung
gebracht und gleichzeitig die Schaltventile 42, 60 geöffnet, so
dass sich eine Schwimmstellung für
den Ausleger einstellt. Durch erneutes Betätigen des Aktivierungsschalters 56 (Deaktivieren)
kann die Schwimmstellung deaktiviert werden, so dass die Schaltventile 42, 60 wieder
geschlossen werden und die hydraulische Anordnung in einem Normalbetriebsmodus
betreibbar ist.
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Das
in der 2 dargestellte Steuergerät 22' und die Schaltventile 42, 60 sind
elektrisch schaltbar dargestellt. Sie können jedoch auch als pneumatisch, hydraulisch
oder auf eine andere Weise ansteuerbar ausgebildet sein.
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Anstelle
des Positionssensors 50 kann entsprechend der Ausführungen
zu 1 auch bei dem in 2 dargestellten
Beispiel ein Drucksensor 50' eingesetzt
werden.
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3 zeigt
ein Ladegerät 61 in
Form eines Teleskopladers, welcher über eine hydraulische Anordnung
gemäß der in
den 1 oder 2 dargestellten Form verfügen kann.
Das Ladegerät 61 weist einen
Rahmen 62 auf, welcher von einer mit vorderen Antriebsrädern 63 versehenen
Vorderachse 64 und von einer mit hinteren Antriebsrädern 66 versehenen Hintersachse 68 getragen
wird.
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Das
Ladegerät 61 weist
einen Ausleger 70 auf, der schwenkbar um eine parallel
zu den Antriebsachsen 64, 68 angeordnete Schwenkachse 72 am
Rahmen 62 angelenkt ist.
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Der
Ausleger 70 ist als Teleskopausleger ausgebildet und weist
an seinem freien Ende 74 einen Arbeitskopf 76 auf,
mit dem mittels einer schwenkbar am Arbeitskopf 76 angelenkten
Werkzeugaufnahme 78 ein Laderwerkzeug 80 aufnehmbar
ist. Der Ausleger 70 kann über im Inneren des Auslegers 70 angeordnete
Verstellzylinder (nicht dargestellt) teleskopisch ein- bzw. ausgefahren
werden. Über
den Hydraulikzylinder 10 kann der Ausleger 70 verschwenkt
werden. Der Hydraulikzylinder 10 ist an einem ersten Ende,
vorzugsweise kolbenbodenseitig, schwenkbar um eine Schwenkachse 82 mit
dem Rahmen 62 und an einem zweiten Ende schwenkbar um eine
Schwenkachse 84 mit dem Ausleger 70 verbunden.
Des Weiteren ist im Bereich des freien Endes 74 ein im
Inneren des Auslegers 70 angeordneter weiterer Hydraulikzylinder 86 ausgebildet.
Der Hydraulikzylinder 86 dient als Einkippzylinder für die schwenkbar
am Arbeitskopf 76 angelenkte Werkzeugaufnahme 78,
wobei die Werkzeugaufnahme 78 mittels eines am Arbeitskopf 76 angeordneten
und mit dem Hydraulikzylinder 86 verbundenen Kippgestänges 88 verschwenkbar
ist.
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Der
zum Verschwenken des Auslegers 70 angeordnete Hydraulikzylinder 10 ist
auf seiner Hubseite mit einem Drucksensor 50' versehen, mittels dem ein in der
hubseitigen Kammer des Hydraulikzylinders 10 vorherrschender
Druck erfasst werden kann. Des Weiteren ist der Hydraulikzylinder 10 stangenseitig
mit dem Positionssensor 50 versehen, mittels dem eine Ausfahrstellung
des Hydraulikzylinder 10 erfasst werden kann. Über die
von dem Positionssensor 50 erfasste Ausfahrstellung kann
die Schwenkposition (Schwenkwinkel) des Auslegers 70 ermittelt
werden. Alternativ kann auch ein als Drehwinkelgeber ausgebildeter
Positionssensor (nicht gezeigt) an der Schwenkachse 72 des
Auslegers 70 angeordnet sein, um die Schwenkposition des
Auslegers 70 zu erfassen.