DE102020103320A1

DE102020103320A1 - Mobile Arbeitsmaschine mit einer Werkzeughaltevorrichtung zum Halten eines Arbeitswerkzeugs

Info

Publication number: DE102020103320A1
Application number: DE102020103320.6A
Authority: DE
Inventors: Stephan Engler; Josef Schele; Martin Anders
Original assignee: Kramer Werke GmbH
Current assignee: Kramer Werke GmbH
Priority date: 2020-02-10
Filing date: 2020-02-10
Publication date: 2021-08-12
Also published as: EP3862490A3; EP3862490B1; FI3862490T3; EP3862490A2

Abstract

Es wird eine mobile Arbeitsmaschine, insbesondere Radlader, Teleskoplader, Bagger, Traktor oder dergleichen, mit einem Fahrzeugrahmen und mit einer Antriebseinheit zum Antreiben wenigstens eines Antriebselementes, z.B. eines Antriebsrades und/oder Kettenfahrwerkes, wobei wenigstens eine Werkzeughaltevorrichtung zum Halten eines lösbar verbindbaren Arbeitswerkzeugs vorgesehen ist, wobei die Werkzeughaltevorrichtung wenigstens eine Verriegelungseinheit (21) zum lösbaren Verriegeln des Arbeitswerkzeugs und wenigstens eine Energieübertragungseinheit (18, 19) zum Übertragen von Energie für das Arbeitswerkzeug umfasst, wobei die Verriegelungseinheit (21) wenigstens ein erstes, längs eines ersten Verstellweges zwischen einer Entriegelungsposition und einer Verriegelungsposition verstellbares Riegelelementes (13) aufweist, wobei die Energieübertragungseinheit (18, 19) wenigstens ein erstes, längs eines zweiten Verstellweges zwischen einer Löseposition und einer Übertragungsposition verstellbares Übertragungselementes (19) aufweist, vorgeschlagen, die wenigstens teilweise die Nachteile des Standes der Technik verbessert und insbesondere unter Baustellenbedienungen einen möglichst störungsfreien und/oder vollautomatisierten Betrieb bzw. Werkzeugwechsel, auch über längere Zeit, sicher gewährleisten kann. Dies wird erfindungsgemäß u.a. dadurch erreicht, dass die erste Aufnahmevorrichtung (12, 14) des Arbeitswerkzeugs und/oder die erste Übertragungsvorrichtung (18) des Arbeitswerkzeugs zumindest eine erste Schmutzöffnung (15, 23) und/oder einen ersten Schmutzkanal (15, 23) zum Ausleiten und/oder Durchleiten von Schmutz (22) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine mobile Arbeitsmaschine mit einer Werkzeughaltevorrichtung zum Halten eines Arbeitswerkzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Mobile Arbeitsmaschine, insbesondere Radlader, Teleskoplader, Bagger, Traktor oder dergleichen, mit einem Fahrzeugrahmen und mit einer Antriebseinheit zum Antreiben wenigstens eines Antriebselementes, z.B. eines Antriebsrades und/oder Kettenfahrwerkes, weisen heutzutage vielfach sog. „Schnellwechsler“ für die ankuppelbaren Werkzeuge wie Schaufel, Greifschaufel, Schneepflug, Schneefräse, Staplerzinken, Baggerschaufel, Baggergreifer oder dergleichen auf.
Diese standardisierten Schnellwechsler-Systeme arbeiten meist hydraulisch, um das An-/Abkuppeln bzw. Ver-/Entriegeln des Anbaugerätes bzw. des Werkzeuges von der Kabine aus zu betätigen. Ein Auswechseln diverser Werkzeuge ist oftmals mehrfach am Tag notwendig. Hierbei werden zum Teil neben rein „passiven“ Werkzeugen auch „aktive“ Werkzeuge bzw. Arbeitsgeräte wie Hydraulikhämmer, Kehrbesen oder Greifschaufeln, d.h. mit „aktiven“ bzw. verstellbaren oder (motorisch) angetriebenen Komponenten, eingesetzt.
Für diese „aktiven“ bzw. angetriebenen Komponenten ist deshalb eine Energieübertragung vom Fahrzeug zum Werkzeug notwendig.
Neben den bislang relativ wenigen elektrischen, „aktiven“ Werkzeugen bzw. Anbaugeräten mit Elektromotoren, Elektromagneten oder dergleichen, werden derzeit die „aktiven“ Anbaugeräte/Werkzeuge üblicherweise hydraulisch angetrieben, z.B. mittels Hydraulikzylindern oder Hydraulikmotoren, so dass beim Werkzeugwechsel auch eine hydraulische Verbindung hergestellt bzw. gelöst werden muss. Bei den im Handel erhältlichen Radladern oder Baggern, Teleskoplader, etc. muss zum An- und Abkuppeln dieser hydraulischen Verbindung/Leitung derzeit der Fahrer noch absteigen und die Tätigkeit manuell vornehmen. Dies ist für den Fahrer umständlich und zeitaufwändig und führt beim Aus- oder Einsteigen, z.B. aufgrund von Eile oder Hektik, teilweise zu Verletzungen oder Fehlern an der Hydraulik.
Allerdings sind bereits aus der EP 1 329 559 A2 , DE 697 17 080 T2 oder DE 692 10 405 T2 Schnellwechselsysteme bekannt geworden, wobei neben der mechanischen Kupplung bzw. Ver-/Entriegelung zugleich auch ein hydraulisches An-/Abkuppeln des Anbaugerätes ermöglicht wird. Diese Systeme haben sich bislang jedoch im Markt bzw. auf den Baustellen nicht durchsetzen können.
Derartige Baufahrzeuge bzw. Anbaugeräten sind bekanntermaßen im Betrieb sehr hohen und sehr rauen Anforderungen ausgesetzt. Einerseits können der Baustellenschmutz und andererseits die zum Teil großen Kräfte, die auf die Komponenten einwirken und diese verformen/verbiegen können, die Funktionsfähigkeit der Kupplungen, sowohl der hydraulischen als auch der mechanischen Kupplungskomponenten, beeinträchtigen. So können z.B. die Anbaugeräte gerade auch in der längeren Zeit des Nicht-Gebrauchs verschmutzen, was vor allem die Hydraulik-Kupplungskomponenten beeinträchtigen kann und durch das Anbringen von Verschlussstopfen oder dergleichen verhindert werden müsste. Diese Anbringen und Abnehmen derartiger Verschlussstopfen muss dann jedoch der Fahrer vor und nach dem Werkzeugwechsel wiederum manuell vornehmen und hierzu das Führerhaus verlassen.
Aufgabe und Vorteile der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine mobile Arbeitsmaschine mit einer Werkzeughaltevorrichtung vorzuschlagen, die wenigstens teilweise die Nachteile des Standes der Technik verbessert und insbesondere unter Baustellenbedienungen einen möglichst störungsfreien und/oder vollautomatisierten Betrieb bzw. Werkzeugwechsel, auch über längere Zeit, sicher gewährleisten kann.
Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer mobilen Arbeitsmaschine der einleitend genannten Art, vor allem durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
Dementsprechend zeichnet sich eine erfindungsgemäße mobile Arbeitsmaschine mit einer Werkzeughaltevorrichtung dadurch aus, dass die erste Aufnahmevorrichtung des Arbeitswerkzeugs und/oder die erste Übertragungsvorrichtung des Arbeitswerkzeugs zumindest eine erste Schmutzöffnung und/oder einen ersten Schmutzkanal zum Ausleiten und/oder Durchleiten von Schmutz aufweist.
Mit Hilfe dieser Maßnahme kann gegebenenfalls vorhandene Verschmutzung bzw. Schmutz beim oder sogar durch das Ankuppeln bzw. Verriegeln beseitigt werden bzw. zumindest reduziert werden. So kann zumindest teilweise gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise ein „selbstreinigendes System“ verwirklicht werden.
Dementsprechend kann die Betriebssicherheit verbessert bzw. auch bei rauen und schmutzigen Baustellenbedingungen eine lange bzw. störungsarme/-freie Betriebsweise von sog.
„Schnellwechslern“ erreicht werden. So kann selbst bei „aktiven Werkzeugen“ bzw. Anbaugeräten mit integriertem Aktuator, wie z.B. ein Motor, Linearantrieb oder dergleichen, beispielsweise ein „vollautomatisches“ Wechseln des Werkzeuges bzw. Anbaugerätes realisiert werden, d.h. ohne manuelle Handhabung am Anbaugerät bzw. ohne dass der Fahrer die Kabine verlassen muss. Gerade letzteres reduziert die Verletzungsgefahr für den Fahrer erheblich/vollständig und spart zudem sehr viel Zeit.
Derzeit sind bereits Arbeitsmaschinen im Einsatz, die Anbau-/ Arbeitsgeräte bzw. Werkzeuge mit elektrischen Aktuatoren wie Elektromotoren oder Elektrospulen/-magnete etc. aufweisen. Hierfür ist eine elektrische Energieübertragung vom Antriebsfahrzeug bzw. vom Radlader, Bagger, Teleskoplader oder dergleichen hin zum/auf das Anbaugerät bzw. Werkzeug vorzusehen. Teilweise weist das Antriebsfahrzeug wenigstens einen Elektroantrieb des/der Laufräder und/oder wenigstens ein Hydrauliksystem auf, um z.B. den Hubrahmen bzw. Hub-/Tragarm und/oder die Lenkung, insb. eine Knicklenkung zu betrieben.
Vorzugsweise ist zumindest eine wenigstens eine Hydraulikflüssigkeit und/oder ein Hydrauliköl umfassende Hydraulikeinheit vorgesehen, wobei insbesondere die Hydraulikeinheit wenigstens einen ersten, in einem Hydraulikzylinder verstellbaren Kolben und/oder die Energieübertragungseinheit umfasst. Hiermit können in vorteilhafter Weise bereits vorhandene, bewährte Komponenten eingesetzt werden, die eine kostengünstige und zuverlässige, erfindungsgemäße Arbeitsmaschine ermöglichen. So kann in vorteilhafter Weise das Arbeitswerkzeug bzw. Anbaugerät einen hydraulischen Aktuator, vorzugsweise einen Hydraulikzylinder mit Kolben aufweisen.
Gemäß der Erfindung ist wenigstens ein Positionssensor zum Erfassen wenigstens des Kolbens in einem Endlagebereich und/oder des ersten Riegelelementes in der Entriegelungsposition vorgesehen und/oder dass ein erstes Betätigungselement zum Betätigen des ersten Riegelelements der Verriegelungseinheit und/oder des Kolbens vorgesehen. Auch hiermit kann die Aufgabe der Erfindung gelöst werden, nämlich wenigstens teilweise die Nachteile des Standes der Technik zu verbessern und insbesondere unter Baustellenbedienungen einen möglichst störungsfreien und/oder vollautomatisierten Betrieb bzw. Werkzeugwechsel, auch über längere Zeit, sicher gewährleisten zu können. So kann z.B. durch die Kenntnis bzw. Erfassung der Position/Lage des Kolbens bzw. des Riegelelements sichergestellt werden, ob und/oder dass das Arbeitswerkzeug sicher verriegelt bzw. an/mit der Werkzeughaltevorrichtung fixiert ist. Dies ist in erheblichem Maß für die Betriebssicherheit und/oder für ein störungsfreies An- oder Abkuppeln, insb. der Energieübertragungseinheit und/oder des Hydrauliksystems bzw. von Hydraulikkomponenten wie Hydraulikkupplungen/-verbindungen, von großer Bedeutung.
Erfindungsgemäß weist die Hydraulikeinheit wenigstens ein Druckventil, wie z.B. ein Druckentlastungsventil etc., zur Druckentlastung der Hydraulikeinheit sowie ein zweites Betätigungselement zum Betätigen des Druckentlastungsventils auf, wobei eine Kontrolleinheit derart ausgebildet ist, so dass das erste Riegelelement in der Entriegelungsposition bei betätigtem zweiten Betätigungselement betätigbar ist. Dies ermöglicht beispielsweise, dass zuerst eine Druckentlastung der Hydraulikeinheit realisiert wird und dann erst kann das (erste) Riegelelement betätigt werden. So kann gerade bei Hydrauliksystemen sichergestellt werden, dass keine oder zumindest sehr wenig Hydraulikflüssigkeit/-öl beim An- oder Abkuppeln bzw. beim Verbinden oder Lösen der hydraulischen Kupplung/Verbindung austritt bzw. leckt. Damit kann wirkungsvoll ein Verkleben des Öls mit Schmutz verhindert und damit eine Beeinträchtigung des nächsten Ankuppelns sowie ein nachteiliger Ölverlust wirkungsvoll verhindert werden. Dementsprechend wird auch mit dieser Maßnahme die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst.
Gemäß der Erfindung ist wenigstens ein Betätigungssensor zur Erfassung einer Position/Stellung des/eines (ersten) Betätigungselementes vorgesehen. Auch hiermit kann die Aufgabe der Erfindung gelöst werden, nämlich wenigstens teilweise die Nachteile des Standes der Technik zu verbessern und insbesondere unter Baustellenbedienungen einen möglichst störungsfreien und/oder vollautomatisierten Betrieb bzw. Werkzeugwechsel, auch über längere Zeit, sicher gewährleisten zu können. So kann z.B. durch die Kenntnis bzw. Erfassung der Position/Lage des wenigstens einen Betätigungselementes bzw. mehrerer Betätigungselemente sichergestellt werden, dass das Arbeitswerkzeug sicher verriegelbar bzw. an/mit der Werkzeughaltevorrichtung fixierbar ist. So kann beispielsweise eine Druckentlastung/-reduktion der Energieübertragungseinheit und/oder der Übertragungsvorrichtung und/oder des Übertragungselementes erreicht/realisiert bzw. eine Energiezufuhr abgeschaltet/verhindert werden. Dies ist in erheblichem Maß für die Betriebssicherheit und/oder für ein störungsfreies An- oder Abkuppeln, insb. der Energieübertragungseinheit und/oder des Hydrauliksystems bzw. von Hydraulikkomponenten wie Hydraulikkupplungen/-verbindungen, von großer Bedeutung.
Vorzugsweise ist eine zweistufige oder mehrstufige Betriebsweise/Schaltung von Vorteil. In einer ersten Stufe wird/ist die Energieversorgung bzw. Druckbeaufschlagung abgeschaltet/unterbrochen oder zumindest in vorteilhafter Weise reduziert. In einer zweiten Stufe wird beispielsweise erst mit Hilfe des Betätigungssensors und/oder einer Kontrolleinheit oder dergleichen das Ankoppeln/Verriegeln oder das Abkoppeln/Entriegeln ermöglicht. Hierbei kann in vorteilhafter Weise ein Betätigen eines oder des ersten Betätigungselementes, insb. Schalters wie Verriegelungsknopfes/-schalters/-tasters oder dergleichen, und Erfassen dieser Betätigung bzw. dessen Stellung/Position mittels des vorteilhaften Sensors, ein weiteres bzw. zweites Betätigungselementes frei geben bzw. dieses betriebsbereit werden, um die Verriegelung oder Entriegelung zu verwirklichen. Beispielsweise wird ein Kippschalter oder dergleichen verwendet, der erst durch Drücken bzw. Betätigen eines Verriegelungsknopfes/-schlittens bzw. zweiten Schalters/Tasters/Betätigungselementes oder dergleichen freigegeben werden muss.
Vorteilhafterweise sind das erste Betätigungselement und das zweite Betätigungselement als separate Schalter zur Zweihandbedienung ausgebildet, wobei ein Schalterabstand zwischen dem ersten Betätigungselement/Schalter und dem zweiten Betätigungselement/Schalter vorgesehen ist. Der Schalterabstand ist z.B. mindestens so groß wie eine Hand. In vorteilhafter Weise muss hierdurch zur Bedienung bzw. Betätigung der beiden Schalter der Fahrer mit beiden Händen diese betätigen. So wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass während der Arbeit bzw. der Bedienung des Trag-/Hubarms und/oder des Werkzeuges keine unabsichtliche, insbesondere gleichzeitige Betätigung der beiden Betätigungselemente bzw. Schalter erfolgen kann. Auch dies verbessert die Betriebssicherheit.
Generell ist gemäß der Erfindung von Vorteil, wenigstens eine Längenausgleichseinheit zum Ausgleichen von längs des zweiten Verstellweges ausgerichteten Längenunterschieden der Energieübertragungseinheit vorzusehen. Hiermit können Herstellungstoleranzen und/oder im Laufe der Zeit aufgrund der rauen Betriebs- bzw. Baustellenbedingungen auftretende Beschädigungen bzw. Verformungen oder dergleichen in vorteilhafter Weise ausgeglichen werden. So kann die Energieübertragung auch bei unterschiedlich großen zweiten Verstellwegen bzw. Abständen/Wegstrecken zwischen der Löseposition und der Übertragungsposition des verstellbaren Übertragungselementes, d.h. unterschiedlichen Längenunterschieden gemäß der Erfindung, sichergestellt werden.
Vorzugsweise ist wenigstens die Längenausgleichseinheit zumindest als Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Hydrauliköl, und/oder den ersten, in dem Hydraulikzylinder verstellbaren Kolben umfassende Hydraulik-Längenausgleichseinheit ausgebildet, wobei insbesondere ein Druckbegrenzungsventil zur Druckbegrenzung vorgesehen ist. Hiermit kann einerseits ein relativ großer und/oder sich im Laufe der Zeit verändernder Längenunterschied gemäß der Erfindung überbrückt werden bzw. sich an diesen anpassen, auch wenn aufgrund äußerer Kräfte unbeabsichtigte Verformungen der Werkzeughaltevorrichtung auftreten. So kann auch mit dieser Maßnahme die Aufgabe der Erfindung gelöst werden, nämlich auch unter Baustellenbedienungen einen möglichst störungsfreien und/oder vollautomatisierten Betrieb bzw. Werkzeugwechsel, auch über längere Zeit, sicher zu gewährleisten.
Das vorteilhafte Druckbegrenzungsventil begrenzt den Maximaldruck des Systems bzw. des Hydraulikzylinders/Kolbens, so dass das Übertragungselement fest, aber nicht zu fest, an der Übertragungsvorrichtung anliegt/angepresst ist. Zudem wird hierdurch eine Energieeinsparung verwirklicht, da das Hydrauliksystem, insbesondere im Dauerbetrieb, nur den begrenzten Anpressdruck bzw. Übertragungsdruck und nicht den maximalen Systemdruck aufbringen muss. Auch werden die Hydraulikkomponenten entsprechend geschont, was die Lebensdauer des Hydrauliksystems verbesserst/verlängert.
In einer bevorzugten Variante der Erfindung ist wenigstens eine Querverstelleinheit zum Verstellen von quer/senkrecht des zweiten Verstellweges ausgerichteten, unterschiedlichen Positionen der Energieübertragungseinheit und/oder des Übertragungselementes und/oder der Übertragungsvorrichtung und/oder Aufnahmevorrichtung und/oder des ersten Riegelelementes vorgesehen. Hiermit können Herstellungstoleranzen und/oder im Laufe der Zeit aufgrund der rauen Betriebs- bzw. Baustellenbedingungen auftretende Beschädigungen bzw. Verformungen oder dergleichen in vorteilhafter Weise ausgeglichen werden. Dementsprechend können vorteilhafte Relativbewegungen/-verstellungen zwischen den Kupplungs-bzw. Kopplungs-Komponenten verwirklicht werden, um ggf. vorhandene oder auftretende Toleranzen/Verformungen in vorteilhafter Weise ausgleichen zu können. So kann vor allem die Energieübertragung bzw. die Hydraulikflüssigkeitsübertragung auch bei unterschiedlichen Position der entsprechenden Komponenten, d.h. unterschiedlichen quer zum zweiten/ersten Verstellweg vorhandenen Positionen, sichergestellt werden.
Grundsätzlich ist zumindest denkbar, dass die Energieübertragung bzw. das/die Übertragungselement/-vorrichtung weitestgehend separat und/oder getrennt/beabstandet vom Ent-/Verriegeln bzw. von der/dem Verriegelungseinheit/Riegelelement verwirklicht oder betrieben wird. Beispielsweise kann der erste Verstellweg in Bezug auf den zweiten Verstellweg parallel oder sogar spitzwinklig und/oder unterschiedlich lang ausgebildet werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch das erste Übertragungselement wenigstens teilweise innerhalb des ersten Riegelelements der Verriegelungseinheit angeordnet und/oder ist wenigsten teilweise innerhalb des Hydraulikzylinders das erste, verstellbare Riegelelement und/oder das erste, verstellbare Übertragungselement angeordnet und/oder ist der erste Verstellweg zugleich der zweite Verstellweg. Hiermit verringert sich nicht nur der konstruktive und wirtschaftliche Aufwand, z.B. durch die Realisierung eines gemeinsamen/einzigen Verstellweg-Aktuators für die beiden, identischen Verstellwege der (beiden) verstellbaren Elemente bzw. Komponenten, insb. auch durch die „Doppelnutzung“ des erstens Kolbens bzw. Hydraulikzylinders.
So wird mit der/den vorgenannten vorteilhaften Maßnahmen zudem auch die Betriebssicherheit dadurch erhöht, dass z.B. das erste Riegelelement das erste Übertragungselement weitestgehend bzw. vollständig umgibt, zumindest im Bereich der Kupplung/Kopplung bzw. Verrieglung, d.h. an der/den „Schnittstellen“ zwischen/an der Werkzeughaltevorrichtung und des Arbeitswerkzeuges. Hier besteht gerade beim Ankoppeln/Ankuppeln aufgrund der großen Kräfte/Gewichte derartiger Arbeitsmaschinen und Anbaugeräte eine besonders große Gefahr, dass die o.g. Komponenten beschädigt bzw. verformt werden können, insb. die Komponenten der Energieübertragung wie die besonders in Bezug auf äußere Krafteinwirkungen „anfälligen“ hydraulischen Komponenten bzw. Schläuche/Anschlüsse.
Vorteilhafterweise weist das erste, verstellbare Riegelelement und/oder das erste, verstellbare Übertragungselement und/oder der Kolben wenigstens eine quer zum ersten/zweiten Verstellweg ausgerichtete Stirnseitenfläche auf, wobei in vorteilhafter Weise an der Stirnseitenfläche wenigstens ein Axialdichtungselement zum Abdichten der Übertragung der Hydraulikflüssigkeit und/oder des Hydrauliköls angeordnet ist, wobei insbesondre das Axialdichtungselement zentrisch, z.B. als O-Ring oder flache Kreisringdichtung, um die Längsachse des Kolbens/Übertragungselement angeordnet ist. Für eine dichte Übertragung der Hydraulikflüssigkeit und/oder des Hydrauliköls kann das erste, verstellbare Übertragungselement und/oder der Kolben durchaus umfangseitig bzw. am äußeren Umfang eine Radialdichtung aufweisen, so dass die Hydraulikflüssigkeit bzw. das Öl wirkungsvoll nach außen hin abgedichtet ist.
Die vorteilhafte Axialdichtung, d.h. Abdichtung stirnseitig, längs des Verstellweges, mit quer/senkrecht zum Verstellweg ausgerichtete Dichtflächen ermöglicht jedoch in vorteilhafter Weise eine Anordnung bzw. Dimensionierung, bei der die Dichtflächen der Dichtung sehr nah bzw. unmittelbar an der Kupplungsstelle bzw. der Durchflussöffnung des Hydrauliksystems angeordnet werden können. Hiermit wird erreicht, dass beim An- und Abkuppeln bzw. beim Verbinden und beim Lösen sehr wenig bzw. nahezu kein Öl bzw. Flüssigkeit leckt bzw. auslaufen kann. Etwas größere Mengen an austretender Hydraulikflüssigkeit bzw. Öl kann mit Schmutz/Staub auch verkleben und ist für das An-/Abkoppeln bzw. für das Hydrauliksystem von Nachteil und kann den Betrieb beeinträchtigen.
In einer vorteilhaften Variante der Erfindung weist wenigstens ein erstes Tragelement zum Tragen des Arbeitswerkzeugs zumindest eine erste Aufnahmeöffnung für das erste Riegelelement und/oder weist der Hydraulikzylinder wenigstens eine quer zum ersten/zweiten Verstellweg ausgerichtete erste Endfläche auf, wobei vorzugsweise in der Verriegelungsposition des ersten Riegelelementes ein erster Abstand zwischen dem ersten Tragelement sowie der ersten Endfläche des Hydraulikzylinders vorgesehen ist. So kann das Ankoppeln/Ankuppeln auch mit/bei gewissen, insb. im Laufe der Zeit auftretenden Verformungen der entspr. Komponenten und vor allem auch die Energieübertragung bei verschieden oder veränderten Verstellwegen bzw. Abständen/Wegstrecken sichergestellt werden, z.B. zwischen dem Tragelement und der Aufnahmevorrichtung und/oder zwischen der Löseposition des verstellbaren Übertragungselementes und der Übertragungsvorrichtung. Hiermit können z.B. Herstellungstoleranzen und/oder im Laufe der Zeit aufgrund der rauen Betriebs- bzw. Baustellenbedingungen auftretende Beschädigungen bzw. Verformungen oder dergleichen, insbesondere der Werkzeughaltevorrichtung bzw. des Tragelementes und/oder des Arbeitswerkzeuges, in vorteilhafter Weise ausgeglichen werden.
Vorteilhafterweise weist die Hydraulik-/Längenausgleichseinheit und/oder der erste Kolben wenigstens eine erste Anschlagfläche zum Anschlagen und/oder Begrenzen eines Hubweges auf, wobei insbesondere die erste Anschlagfläche als Stirnseitenfläche ausgebildet ist. Aufgrund des vorteilhaften Anschlages gemäß der Erfindung kann in vorteilhafter Weise die Hydraulik-Längenausgleichseinheit bzw. der Kolben soweit ausfahren, d.h. zum Ankoppeln/Ankuppeln/Verriegeln, bis diese/dieser mit der ersten Anschlagsfläche am Arbeitsgerät anschlägt. Hiermit ist eine rein mechanische bzw. zusätzliche Längenanpassung entbehrlich.
Vorzugsweise weist die erste Aufnahmevorrichtung und/oder die erste Übertragungsvorrichtung des Arbeitswerkzeugs wenigstens eine zweite Anschlagfläche zum Anschlagen an der ersten Anschlagfläche des Kolbens und/oder der Längenausgleichseinheit auf. Hiermit ist eine eindeutige Definition bzw. Festlegung des Verstellweges bzw. des Ausfahrens des Kolbens bzw. des Riegelelementes umsetzbar, so dass auch bei im Laufe der Zeit auftretenden Verformungen etc. der entsprechenden Komponenten weiterhin/immer ein Kontaktieren und damit auch in vorteilhafter Weise ein sicheres Verriegeln bzw. Übertragen der Energie bzw. der/des Hydraulikflüssigkeit/-öls gewährleistet werden kann. Dies erhöht wiederum die Betriebssicherheit bzw. einen störungsfreien Betrieb und garantiert eine lange Lebensdauer.
In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung ist das erste Riegelelement der Verriegelungseinheit und/oder der erste Kolben des Hydraulikzylinders als Schmutzräumelement zum wenigstens teilweisen Ausräumen von Schmutz aus der ersten Aufnahmevorrichtung des Arbeitswerkzeugs und/oder aus der ersten Übertragungsvorrichtung des Arbeitswerkzeugs ausgebildet. So kann in vorteilhafter Weise durchaus vorhandene Verschmutzung bzw. Schmutz/Staub beim bzw. durch das Ankuppeln/Verriegeln mit Hilfe des Schmutzräumelements gemäß der Erfindung beseitigt werden bzw. zumindest entscheidend reduziert werden. Dementsprechend kann zumindest teilweise gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise ein selbsttätiges Ankoppeln/Ankuppeln des Arbeitswerkzeuges bzw. ein „selbstreinigendes System“ verwirklicht werden. Das bedeutet, dass ein manuelles Eingreifen bzw. Reinigen der Anschlusskomponenten bzw. der Werkzeughaltevorrichtung und/oder des Arbeitswerkzeuges, insb. der Komponenten/Elemente für die Energieübertragung, entbehrlich wird bzw. entfallen kann.
Dementsprechend kann quasi ein vollständiges vollautomatisches sog. „Schnellwechseln“ des/der Arbeitsgeräte mit einer mobilen Arbeitsmaschine gemäß der Erfindung verwirklicht werden, selbst bei „aktiven“ Arbeitsgeräten mit „Aktuatoren“ bzw. Energieverbrauchern wie Motoren, Linearantriebe, Zylinder oder dergleichen. Hierdurch kann im Vergleich zum Stand der Technik bei bisherigen sog. „Schnellwechsel-Systemen“ ein Verlassen des Fahrersitzes bzw. der Fahrerkabine für den Fahrer vollständig entfallen. Gerade letzteres reduziert die Verletzungsgefahr für den Fahrer erheblich/vollständig und spart zudem sehr viel Zeit. All dies verbessert die Betriebssicherheit, auch oder gerade bei den rauen und schmutzigen Baustellenbedingungen kann somit gemäß der Erfindung eine lange bzw. störungsarme/-freie Betriebsweise erreicht werden.
Vorzugsweise ist die erste Schmutzöffnung und/oder der erste Schmutzkanal wenigstens teilweise in vertikaler Richtung unterhalb des ersten Übertragungselements und/oder des ersten Riegelelements angeordnet. Somit kann der Schmutz mittels Schwerkraft entfernt werden, was konstruktiv und wirtschaftlich günstig ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die erste Übertragungsvorrichtung des Arbeitswerkzeugs wenigstens eine erste Aufnahmehülse zum Aufnehmen des ersten Riegelelements auf, wobei die erste Aufnahmehülse zumindest den ersten Schmutzkanal umfasst und/oder wobei wenigstens teilweise zwischen dem ersten Tragelement und der ersten Aufnahmehülse zumindest der erste Schmutzkanal angeordnet ist. Beispielsweise ist ein lichter Abstand bzw. ein Luftspalt zwischen der Werkzeughaltevorrichtung bzw. dem Tragelement und der ersten Übertragungsvorrichtung des Arbeitswerkzeugs bzw. der ersten Aufnahmehülse vorgesehen. Alternativ oder in Kombination hierzu kann in vorteilhafter Weise der der erste Schmutzkanal in einem spitzen Winkel in Bezug zum ersten und/oder zweiten Verstellweg ausgerichtet werden. So kann der Schmutz vorzugsweise mittels des Schmutzräumelementes zum oder durch den Luftspalt bzw. Schmutzkanal oder die Schmutzöffnung geschoben werden bzw. durch diesen hinunter/hinaus z.B. zum Erdboden fallen.
Vorteilhafterweise weist der erste Schmutzkanal wenigstens einen Ringkanal der ersten Aufnahmehülse und/oder der ersten Übertragungsvorrichtung auf. Mit dieser Maßnahme wird erreicht, dass Schmutz/Staub ringsum zum Beispiel mittels des Riegelelementes/Kolbens wenigstens teilweise beseitigt werden kann, insbesondere aus dem Bereich/Kontakt der Energieübertragungseinheit bzw. einer Hydraulikleitung oder Hydraulikkupplung hinaus, so dass die Kontaktierung bzw. die Kontaktflächen zumindest zwischen dem Übertragungselement und der Übertragungsvorrichtung weitestgehend frei ist/wird von Schmutz/Verunreinigungen. Dies verbessert ebenfalls die Betriebssicherheit, insb. der Energieübertragung.
In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung weist die Verriegelungseinheit wenigstens ein zweites, verstellbares Riegelelementes auf, wobei das zweite Riegelelement in der Verriegelungsposition zumindest teilweise in einer zweiten Aufnahmevorrichtung des Arbeitswerkzeugs angeordnet ist, und/oder weist die Energieübertragungseinheit wenigstens ein zweites, verstellbares Übertragungselementes auf, wobei das zweite Übertragungselement in der Übertragungsposition zumindest teilweise mit einer zweiten Übertragungsvorrichtung des Arbeitswerkzeugs verbunden ist, und/oder sind wenigstens teilweise innerhalb des Hydraulikzylinders der Hydraulikeinheit das erste und das zweite, verstellbare Riegelelement und/oder das erste und das zweite, verstellbare Übertragungselement angeordnet und/oder ist der erste Verstellweg des ersten Riegelelementes gegenläufig zum ersten Verstellweg des zweiten Riegelelementes ausgerichtet und/oder ist der zweite Verstellweg des ersten Übertragungselementes gegenläufig zum zweiten Verstellweg des zweiten Übertragungselementes ausgerichtet. Mit einer oder mehreren dieser Maßnahmen kann eine Verbesserung der Energieübertragung und/oder des Haltens/Verriegelns/Fixierens des Arbeitswerkzeuges erreicht werden.
Vorzugsweise ist ein zweiseitiges bzw. um die zentrale Mittelachse der Arbeitsmaschine ausgebildetes „spiegelbildliches“ Halten des Arbeitswerkzeuges realisierbar. Dies verbessert einerseits die Mechanik/Statik und andererseits können gleiche/identische Bauteile bzw. Komponenten auf der ersten und der zweiten Seite verwendet werden. Dies verbessert auch die Wirtschaftlichkeit der Erfindung.
In einer bevorzugten Variante der Erfindung sind in einem gemeinsamen Zylindergehäuse des Hydraulikzylinders wenigstens der erste Kolben und ein zweiter Kolben und/oder das erste und zweite, verstellbare Riegelelement und/oder das erste und zweite, verstellbare Übertragungselement angeordnet. So kann in vorteilhafter Weise mit zum Beispiel einem einzigen bzw. gemeinsamen Hydraulikanschluss des Hydraulikzylinders beide Kolben gleichzeitig und gleichartig angesteuert bzw. mit Druck beaufschlagt werden. Dies reduziert nicht nur die Anzahl an benötigten Komponenten/Bauteilen, sondern führt auch zu einem vorteilhaften hydraulischen System und somit auch zu einem vorteilhaften Verriegeln und Entriegeln bzw. Verstellen der beiden Riegelelemente.
Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert.
Im Einzelnen zeigt:

1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer mobilen Arbeitsmaschine mit Anbaugerät gemäß der Erfindung,
2 eine schematische Ansicht des Anbaugeräts gemäß 1 mit dessen Hydrauliksystem,
3 eine schematisch im Längsschnitt dargestellte Kupplungsstelle gemäß der Erfindung in verriegelter Position,
4 die schematisch im Längsschnitt dargestellte Kupplungsstelle gemäß der Erfindung in verschiedenen Positionen während eines Kopplungsvorganges,
5 eine schematisch dargestellte Aufnahmehülse des Anbaugerätes gemäß der Erfindung im Längsschnitt und im Querschnitt und
6 ein schematischer Auszug eines Hydraulik-Schaltplans der mobilen Arbeitsmaschine gemäß 1.

In 1 ist ein Radlader 1 bzw. eine mobile Arbeitsmaschine 1 mit einem Anbaugerät bzw. einem Arbeitswerkzeug 2 gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Bei dem Arbeitswerkzeug 2 handelt es sich vorliegend um eine sog. „Greifschaufel“ 2, d.h. dass diese Schaufel nicht nur „passiv“ ist, sondern dass ein Teil der Greifschaufel 2 mittels zweier Hydraulikzylinder 3 aktiv verstellt werden kann, z.B. zum schnellen Entleeren von Baumaterial wie Kies oder Sand. Dementsprechend handelt es sich um ein „aktives Arbeitswerkzeug“ 2 im Sinn der Erfindung, wobei in vorteilhafter Weise Energie, d.h. vorliegend hydraulische Energie mittels Hydrauliköl, von einem Antriebsfahrzeug 4 auf das Arbeitswerkzeug 2 zu übertragen ist.
Ohne nähere Darstellung weist das Antriebsfahrzeug 4 in vorteilhafter Weise einen Antriebsmotor, insbesondere ein Dieselmotor, sowie eine Hydraulikpumpe auf, um einerseits die Antriebsenergie für Antriebsräder, insbesondere für einen Allradantrieb, und andererseits die Hydraulikenergie z.B. für einen Hubarm 5, eine Lenkung 6 und das Arbeitswerkzeug 2 bzw. die Greifschaufel 2, d.h. die Hydraulikzylinder 3, zur Verfügung zu stellen und diese entsprechend betreiben zu können.
Ein (nicht abgebildeter) Fahrer steuert die Arbeitsmaschine 1 bzw. das Arbeitswerkzeug 2 von einem Fahrersitz 7 aus und hat hierfür neben der Lenkung 6 zudem ein Bedienelement 8 bzw. einen sog. „Steuerknüppel“ 8, d.h. auch als sog. „Joystick“ 8 bezeichnet/bekannt, zur Verfügung.
Darüber hinaus besitzt der Radlader 1 eine Werkzeughaltvorrichtung 9 bzw. ein sog. „Schnellwechselsystem“ bzw. eine sog. „Schnellwechselplatte“, die vorliegend mit zwei Aufnahmen 10 des Arbeitswerkzeugs 2 in Wirkverbindung stehen können. So kann auf jeder Seite des Hubarmes 5, d.h. beidseits einer sog. Längsmittelebene des Antriebsfahrzeugs 4, eine obere Ausnehmung der Aufnahme 10 einen Bolzen 11 der Werkzeughaltvorrichtung 9 aufnehmen und eine untere Bohrung 12 der Aufnahme 10 kann einen Riegel 13 der Werkzeughaltvorrichtung 9 bzw. einen Kolben 13 eines Hydraulikzylinders 14 aufnehmen. Vertikale sowie horizontale Abstände sowie Durchmesser/Dimensionen der Aufnahmen 10, Riegel 13, Bohrungen 12 etc. sind in vorteilhafter Weise standardisiert, so dass unterschiedlichste Arbeitswerkzeuge 2 wie Schaufel, Hubgabeln, Greifer, Kehrbesen, Schneepfluge etc. schnell und ohne großen Aufwand am Hubarm 5 an- und abgekoppelt, d.h. ausgewechselt, werden können.
Bei „Schnellwechselsystemen“ gemäß dem Stand der Technik brauchte der Fahrer bei „passive“ Arbeitswerkzeuge 2 den Fahrersitz 7 bzw. eine Fahrerkabine nicht verlassen und konnte das Auswechseln automatisiert durchführen. Dagegen musste bislang der Fahrer bei „aktiven“ Arbeitswerkzeugen 2 wie die abgebildete Greifschaufel 2 zum Anschließen oder Lösen von Hydraulikkupplungen/-schläuchen und/oder zum Beseitigen von Verschmutzungen von verschmutzten Kopplungskomponenten, insb. der Hydraulikkupplungen vor allem des Arbeitswerkzeuges 2, die Fahrerkabine bzw. den Fahrersitz 7 verlassen, was recht viel Zeit benötigte und wobei ggf. aufgrund von Eile bzw. Hektik oder Unachtsamkeit sich immer wieder Fahrer beim Ein- oder Aussteigen verletzten.
In 2 ist schematisch die Greifschaufel 2 von hinten betrachtet abgebildet, wobei Hydraulikleitungen zwischen den beiden Hydraulikzylindern 3 und zwei Übertragungsvorrichtungen 14 vorgesehen sind. Diese Übertragungsvorrichtungen 14 sind an den Aufnahmen 10 bzw. Tragarmen 10 angeordnet, wobei bereits in 2 an der Unterseite der Übertragungsvorrichtungen 14 Löcher bzw. Öffnungen 15 zu sehen sind.
Diese Öffnungen 15 bzw. Löcher 15 und ihre Funktion ist vor allem in 4 gut zu erkennen. 4 zeigt verschiedene Momente bzw. Stellungen bei einem Verriegelungs- bzw. Ankopplungsvorgang des Hubarmes 5 an/mit das/dem Arbeitswerkzeug 2. In 4 a) ist lediglich der Tragarm 10 bzw. Aufnahme 10 des Arbeitswerkzeuges 2 mit der Übertragungsvorrichtung 14 dargestellt, wobei letztere eine Fixierbuchse 16 zum Fixieren einer Aufnahme-/Zentrierbuchse 17 sowie ein erstes, hydraulisches Kupplungselement 18 einer Hydraulikleitung umfasst.
In 4 b) hat der hier nicht dargestellte Bolzen 11 des Hubarmes 5 im oberen Bereich der Aufnahme 10 bereits eingegriffen, wobei der Riegel 13 mit einem endseitig bzw. stirnseitig angeordneten zweiten, hydraulischen Kupplungselement 19 sowie einem Zylindergehäuse 20 für den Riegel 13, der somit zugleich Kolben 13 eines Hydraulikzylinders 21 des Hubarmes 5 bzw. der Werkzeughaltevorrichtung 9 ist.
In den einzelnen Abbildungen von 4 ist zudem beispielhaft zur Veranschaulichung eine Verunreinigung mit Schmutz 22 abgebildet, der z.B. aufgrund einer längeren Pause bzw. NichtBenutzung des Arbeitsgerätes 2 sich in der Bohrung 12 und zudem in der Zentrierhülse 17 angesammelt hat. Dieser Schmutz 22 könnte die/den hydraulische Kupplung/Anschluss mittels der beiden Kupplungselemente 18, 19 und somit u.a. die Funktion der Zylinder 3 beeinträchtigen und/oder zu einer (umfassenderen) Leckage dieser Kupplung führen. Die beiden Kupplungselemente 18, 19 weisen in vorteilhafter Weise jeweils Ventile auf (vgl. 3), insb. Rückschlagventile, um im nicht-gekuppelten Zustand (vgl. 4 b)) das Hydrauliksystem sicher abzudichten und erst im gekuppelten Zustand gemäß 4 e) einen Durchfluss der Hydraulikflüssigkeit zu ermöglichen. Der geöffnete Zustand der Ventile ist in 3 schematisch dargestellt, wobei hier zudem der geschlossene Zustand des Ventils des Riegels/Kolbens 13 lediglich schematisch, gestrichelt abgebildet ist.
Wie in 4 c) deutlich wird, räumt/schiebt der Riegel 13 bzw. der Kolben 13 den Schmutz 22 der Bohrung 12 durch seine Verstellung bzw. durch seinen Vorschub aus der Bohrung heraus. Hierbei fällt dieser Schmutz 22 durch die unterhalb der Bohrung 12 angeordneten Öffnung 15 bzw. Kanal 15 hinaus. In der nächsten Abbildung bzw. 4 d) ist der Riegel/Kolben 13 weiter ausgefahren und schiebt/räumt nun den Schmutz 22 in der Zentrierhülse 17 über einen in Bezug zur Verstellrichtung bzw. der Längsachse des Hydraulikzylinders 21 spitzwinklig nach unten orientieren Schmutzkanal 23 aus.
In der Endstellung gemäß 4 e) schlägt der Riegel/Kolben 13 mit einem Anschlag 25 bzw. einer Ringfläche 25 seiner Stirnseite in vorteilhafter Weise an die Übertragungsvorrichtung 14 bzw. die Zentrierhülse 17 an. Zudem ist ein vorteilhafter Ringkanal 24 ausgebildet, wobei dieser ein Hohlraum zwischen dem Riegel/Kolben 13 bzw. des Anschlags 25 und der Zentrierhülse 17 bzw. als eine Ausnehmung der Zentrierhülse 17 ausgebildet ist. Hierbei ist der Anschlag 25 zugleich als erfindungsgemäße Axialdichtung 25 ausgebildet. In dieser Stellung fällt weiterhin Schmutz 22 durch den Kanal 23 bzw. wird entspr. ausgeräumt. Zuviel oder anderweitig nicht ausgeräumter/ausgeschobener Schmutz 22 kann nun in vorteilhafter Weise im Ringkanal 24 (vorerst) verbleiben und ggf. im Laufe der Zeit während des Betriebes nach unten wandern und durch den Kanal 23 herausfallen.
Von großem Vorteil ist, dass der Riegel/Kolben 13 stirnseitig mittels der Ringfläche bzw. dem Anschlag 25 anschlägt, d.h. der Verstellweg hierdurch begrenzt wird und nicht durch einen Anschlag des Kolbens 13 am Zylindergehäuse 20. Dies wird u.a. in 3 etwas verdeutlicht, wobei nämlich in der Endstellung, d.h. mit maximalem Verstellweg bzw. Hub, in vorteilhafter Weise zwischen einer Schulter 26 des Kolbens 13 und dem Zylindergehäuse 20 ein Abstand 27 bzw. Hohlraum 27 vorhanden ist. Hierdurch können in vorteilhafter Weise Herstellungstoleranzen und/oder im Laufe der Zeit auftretende Verformungen oder Beschädigungen z.B. der Aufnahmen 10 oder dergleichen ausgeglichen werden. Dies wird/kann dadurch realisiert werden, dass beispielsweise bei größerem Abstand zwischen den beiden Aufnahmen 10 des Arbeitsgerätes 2 dann der/die Kolben 13 des Hydraulikzylinders 21 weiter ausfahren können, d.h. einen angepassten, längeren Verstellweg aufweisen. So wird sichergestellt, dass der Kolben 13 bzw. dessen Kupplungselement 19 immer bis zum Kupplungselement 18 des Arbeitsgerätes 2 bzw. der Übertragungsvorrichtung 14 ausfährt/anschlägt und eine abgedichtete hydraulische Verbindung gemäß der Erfindung realisiert ist.
Darüber hinaus ist ein Luftspalt 28 bzw. Abstand 28 zwischen der Aufnahme 10 bzw. dem Tragarm 10 des Arbeitsgerätes 2 und dem Hydraulikzylinder 21 bzw. dem Zylindergehäuse 20 vorgesehen. Dieser axialer Abstand 28 bzw. Luftspalt 28 in Richtung des Verstellweges des Riegels 13 bzw. Kolbens 13 ausgerichtet, ist von großem Vorteil, da üblicherweise die Verbindung bzw. die Ausbildung zwischen Werkzeughaltevorrichtung 9 bzw. sog. „Schnellwechselplatte“ 9 und dem Arbeitsgerät 2 bzw. den Aufnahmen 10 für ein verklemmungsfreies Anhängen und Abhängen diese Toleranz bzw. ein derartiges Spiel hilfreich ist. Dieses Spiel bzw. dieser Abstand 28 ist in der Praxis üblicherweise zwischen 0 bis 10 mm groß. Gemäß der Erfindung wird dieses Spiel bzw. diese Toleranz in vorteilhafter Weise mit dem Hydraulikzylinder 21 bzw. dessen veränderbare Hublänge/Verstellweg hydraulisch ausgleichbar ist (s.o.). Insgesamt können gemäß der Erfindung durchaus Toleranzen von über ca. 10 mm in vorteilhafter Weise hydraulisch ausgeglichen werden, so dass nicht nur Herstellungstoleranzen, sondern auch im Laufe der Zeit auftretende Verformungen/Beschädigungen aufgrund der rauen Betriebsbedingungen ausgleichbar sind. Dies gewährleistet eine besonders sichere Betriebsweise, nämlich vor allem, dass die hydraulischen Kupplungselemente 18, 19 (immer) sicher und vollständig verbunden sind, so dass eine verlustarme hydraulische Energie-/Leistungsübertragung ermöglicht ist, und dies gewährleistet auch eine lange Lebensdauer.
In 5 ist einerseits eine schematische Ansicht eines Querschnitts (5 a)) und andererseits eine schematische Ansicht eines Längsschnitts (5 b)) der Übertragungsvorrichtung 14 abgebildet. Hierin ist zudem in vorteilhafter Weise ein radiales Spiel 29 bzw. Spalt 29 zwischen der Fixierbuchse 16 und der Zentrierbuchse 17 vorgesehen. Dieses Spiel 29 ermöglicht den Ausgleich v.a. von Herstellungstoleranzen bzw. Toleranzen bzgl. des (i.W. vertikal ausgerichteten) Abstandes zwischen dem Bolzen 11 bzw. der entsprechenden Ausnehmung der Aufnahme 10 und dem Riegel/Kolben 13. So ist die Zentrierbuchse 17 in vorteilhafter Weise an der Fixierbuchse 16 verstellbar gelagert/eingeklemmt, z.B. mittels einem/einer Sicherungsring/-scheibe bzw. sog. „Sprengring“, „Seegerring“ oder dergleichen und ggf. mittels eines Zwischenstücks bzw. Klemmelementes. Hierdurch kann die exakte radiale Position/Stellung der Zentrierbuchse 17 und somit des Kupplungselementes 18 an die tatsächlichen Dimensionen bzw. Positionen angepasst werden, so dass ein exaktes Kuppeln möglich wird. Dies verbessert die Betriebssicherheit.
In 6 ist schematisch ein Hydraulikschaltplan eines Ausschnittes des hydraulischen Systems der mobilen Arbeitsmaschine 1 gemäß der Erfindung dargestellt. 6 verdeutlicht, dass es sich um einen gemeinsamen Hydraulikzylinder 21 für die beiden verstellbaren Riegel/Kolben 13 handelt. Das heißt, dass ein gemeinsames Zylindergehäuse 20 die beiden gegenüberliegend, angeordneten Kolben 13 führt/umfasst. Auf beiden, gegenüberliegenden Seiten erfolgt somit die Verriegelung des jeweiligen Kolbens 13 in der Bohrung 12 der jeweiligen Aufnahme 10 des Arbeitsgerätes 2. Die Hydraulikflüssigkeit wird in vorteilhafter Weise durch Ausnehmungen bzw. Bohrungen des Kolbens 13 innerhalb des Riegelelementes/Kolbens 13 an die Stirnseite bzw. das äußere Ende des Kolbens 13 zu dem jeweiligen Ventil bzw. Rückschlagventil geführt. Zur Druckbeaufschlagung sind zwei Anschlüsse X, Y in 6 eingezeichnet, wobei die Hydraulikflüssigkeit vom Anschluss Y und X über vorteilhafte Ventile, insb. 2/2-Wegeventile A, C, jeweils durch eine Öffnung des Zylindergehäuses 20 zum jeweiligen, verstellbaren Kolben 13 und innerhalb von diesem zu einem Rückschlagventil und damit bei Bedarf zum Arbeitswerkzeug 2 bzw. dessen Aktuatoren/Zylinder 3 fließen kann.
Das Verstellen der beiden Kolben/Riegelelemente 13 erfolgt vorliegend mittels Druckbeaufschlagung zum Beispiel vom Anschluss X über einen optionalen Druckspeicher F und einem vorteilhaften Ventil B, insb. 2/2-Wegeventil, sowie bevorzugt über ein Druckbegrenzungselement D, insb. Druckabschaltventil, zur Mitte/Zwischenraum bzw. in den mittleren Bereich des Zylindergehäuses 20, d.h. in den Zwischenraum zwischen den beiden gegenüber angeordneten und gegenläufigen Kolben 13. Bei Druckbeaufschlagung des Zwischenraums fahren die beiden Kolben 13 bis zum jeweiligen Anschlag (vgl. 3, 4) aus. Zwei vorteilhafte Sensoren 31 bzw. Positionssensoren 31 erfassen die Position bzw. die Endstellung des jeweiligen Kolbens/Riegels 13, so dass in vorteilhafter Weise ein (elektrisches) Signal generiert bzw. das Verriegeln detektiert und dem Fahrer und/oder einer vorteilhaften (elektrischen) Kontrolleinheit übermittelt und ggf. signalisiert/angezeigt werden kann. Dies verbessert die Betriebssicherheit des Systems.
Der Druckspeicher F dient v.a. auch dazu, den Kupplungsvorgang in vorteilhafter Weise zu dämpfen und ggf. überschüssiges Öl aufzunehmen, wenn sich das Ölvolumen in den Komponenten beispielsweise erwärmt, insb. bei Nutzung bzw. Betrieb von sog. „Dauerölverbrauchern“ wie Schneefräsen, Kehrmaschinen oder dergleichen.
Das Druckbegrenzungselement D, insb. Druckabschaltventil, gewährleistet, dass der/die Kolben 13 nicht mit maximalem Systemdruck von z.B. ca. 200 bar, sondern beispielsweise (einstellbar) mit ca. 20 bar Dauerdruck die Verriegelung gewährleistet. Hierdurch wird Energie gespart und die Komponenten geschont. Zudem wird auch hiermit in vorteilhafter Weise der hydraulische Längenausgleich verwirklichbar.
Das Entriegeln bzw. Einfahren des/der Kolben/Riegel 13 erfolgt dadurch, dass in vorteilhafter Weise die endseitig angeordneten Kammern 27 über den Anschluss Y mit Druck beaufschlagt werden. Vorzugsweise ist ein Sicherheitssystem vorgesehen, womit erreicht/realisiert wird, dass lediglich bei Drucklosigkeit der Hydraulikleitungen, die sich innerhalb des Kolbens 13 befinden, das Ankuppeln bzw. Verriegeln der Werkzeughaltevorrichtung 9 realisierbar ist. Das bedeutet, dass der kein bzw. minimalster druck innerhalb der Kolben 13 ist, jedoch zum Verfahren bzw. Verstellen die/der Zwischenkammer/-raum zwischen den beiden gegenüberstehenden Kolben 13 zum Verfahren/Verriegeln mit Druck beaufschlagt wird. Entsprechendes wird in vorteilhafter Weise ebenfalls beim Einfahren bzw. Entriegeln der Kolben/Riegel 13 bzgl. er Kammern 27 realisiert. Hierbei ist von Vorteil, dass die Sensoren 31 die Position des/der Kolben/Riegel erfassen können bzw. deren Signal hierfür in vorteilhafter Weise verwendbar ist.
Zudem ist gemäß der Erfindung in der Fahrerkabine bzw. für den Fahrer neben dem Bedienelement 8 bzw. Joystick 8 ein zweiter, vom Bedienelement 8 weit beabstandeter Schalter/Taster 30 vorhanden. So ist die Kontrolleinheit bzw. Steuerung derart ausgebildet, dass sowohl der Schalter/Taster 30 betätigt und ein Schalter/Taster/Riegel des Bedienelementes 8 ebenfalls betätigt werden muss, um das Verfahren der/des Kolbens/Riegels 13 zu ermöglichen, vorzugsweise sowohl beim Verriegeln/Ausfahren als auch beim Entriegeln/Einfahren der/des Kolbens/Riegels 13. Dies erhöht die Betriebssicherheit der mobilen Arbeitsmaschine 1 bzw. des An- und Abkoppeln des Arbeitswerkzeuges 2 und erhöht die Lebensdauer der (hydraulischen) Komponenten.
Bezugszeichenliste

1: Radlader
2: Greifschaufel
3: Hydraulikzylinder
4: Antriebsfahrzeug
5: Hubarm
6: Lenkung
7: Fahrersitz
8: Bedienelement
9: Werkzeughaltvorrichtung
10: Aufnahme
11: Bolzen
12: Bohrung
13: Riegel/Kolben
14: Übertragungsvorrichtung
15: Öffnung
16: Fixierbuchse
17: Zentrierbuchse
18: Kupplungselement
19: Kupplungselement
20: Zylindergehäuse
21: Hydraulikzylinder
22: Schmutz
23: Schmutzkanal
24: Ringkanal
25: Anschlag
26: Schulter
27: Abstand
28: Abstand
29: Spiel
30: Schalter
31: Sensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1329559 A2 [0006]
DE 69717080 T2 [0006]
DE 69210405 T2 [0006]

Claims

Mobile Arbeitsmaschine (1), insbesondere Radlader (1), Teleskoplader, Bagger, Traktor oder dergleichen, mit einem Fahrzeugrahmen und mit einer Antriebseinheit zum Antreiben wenigstens eines Antriebselementes, z.B. eines Antriebsrades und/oder Kettenfahrwerkes, wobei wenigstens eine Werkzeughaltevorrichtung (9) zum Halten eines lösbar verbindbaren Arbeitswerkzeugs (2) vorgesehen ist, wobei die Werkzeughaltevorrichtung (9) wenigstens eine Verriegelungseinheit (21) zum lösbaren Verriegeln des Arbeitswerkzeugs (2) und wenigstens eine Energieübertragungseinheit (18, 19) zum Übertragen von Energie für das Arbeitswerkzeug (2) umfasst, wobei die Verriegelungseinheit (21) wenigstens ein erstes, längs eines ersten Verstellweges zwischen einer Entriegelungsposition und einer Verriegelungsposition verstellbares Riegelelementes (13) aufweist, wobei das erste Riegelelement (13) in der Verriegelungsposition zumindest teilweise in wenigstens einer ersten Aufnahmevorrichtung (12, 14) des Arbeitswerkzeugs (2) angeordnet ist, wobei die Energieübertragungseinheit (18, 19) wenigstens ein erstes, längs eines zweiten Verstellweges zwischen einer Löseposition und einer Übertragungsposition verstellbares Übertragungselementes (19) aufweist, wobei das erste Übertragungselement (19) in der Übertragungsposition zumindest teilweise mit einer ersten Übertragungsvorrichtung (18) des Arbeitswerkzeugs (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aufnahmevorrichtung (12, 14) des Arbeitswerkzeugs (2) und/oder die erste Übertragungsvorrichtung (18) des Arbeitswerkzeugs (2) zumindest eine erste Schmutzöffnung (15, 23) und/oder einen ersten Schmutzkanal (15, 23) zum Ausleiten und/oder Durchleiten von Schmutz (22) aufweist.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine wenigstens eine Hydraulikflüssigkeit und/oder ein Hydrauliköl umfassende Hydraulikeinheit vorgesehen ist, wobei insbesondere die Hydraulikeinheit wenigstens einen ersten, in einem Hydraulikzylinder (21) verstellbaren Kolben (13) und/oder die Energieübertragungseinheit (19) umfasst.
Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche und/oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Positionssensor (31) zum Erfassen wenigstens des Kolbens (13) in einem Endlagebereich und/oder des ersten Riegelelementes (13) in der Entriegelungsposition vorgesehen ist und/oder dass ein erstes Betätigungselement (8, 30) zum Betätigen des ersten Riegelelements (13) der Verriegelungseinheit (21) und/oder des Kolbens (13) vorgesehen ist.
Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikeinheit wenigstens ein Druckventil (D) zur Druckentlastung der Hydraulikeinheit sowie ein zweites Betätigungselement (8, 30) zum Betätigen des Druckentlastungsventils (D) aufweist, wobei eine Kontrolleinheit derart ausgebildet ist, so dass das erste Riegelelement (13) in der Entriegelungsposition bei betätigtem zweiten Betätigungselement (8, 30) betätigbar ist.
Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Betätigungselement (8, 30) und das zweite Betätigungselement (8, 30) als separate Schalter (8, 30) zur Zweihandbedienung ausgebildet sind, wobei ein Schalterabstand zwischen dem ersten Betätigungselement/Schalter (8, 30) und dem zweiten Betätigungselement/Schalter (8, 30) vorgesehen ist.
Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche und/oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Längenausgleichseinheit zum Ausgleichen von längs des zweiten Verstellweges ausgerichteten Längenunterschieden vorgesehen ist.
Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Längenausgleichseinheit zumindest als Hydraulik-Längenausgleichseinheit (21) mit Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Hydrauliköl, und/oder mit dem ersten, in dem Hydraulikzylinder (21) verstellbaren Kolben (13) ausgebildet ist, wobei insbesondere ein Druckbegrenzungsventil (D) zur Druckbegrenzung vorgesehen ist.
Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Übertragungselement (19) wenigstens teilweise innerhalb des ersten Riegelelements (13) der Verriegelungseinheit (21) angeordnet ist und/oder dass wenigsten teilweise innerhalb des Hydraulikzylinders (21) das erste, verstellbare Riegelelement (13) und/oder das erste, verstellbare Übertragungselement (19) angeordnet ist und/oder dass der erste Verstellweg zugleich der zweite Verstellweg ist.
Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste, verstellbare Riegelelement (13) und/oder das erste, verstellbare Übertragungselement (19) und/oder der Kolben (13) wenigstens eine quer zum ersten/zweiten Verstellweg ausgerichtete Stirnseitenfläche (25) aufweist und dass an der Stirnseitenfläche (25) wenigstens ein Axialdichtungselement (25) zum Abdichten der Übertragung der Hydraulikflüssigkeit und/oder des Hydrauliköls angeordnet ist.
Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein erstes Tragelement (10) zum Tragen des Arbeitswerkzeugs (2) zumindest eine erste Aufnahmeöffnung (12) für das erste Riegelelement umfasst und/oder dass der Hydraulikzylinder (21) wenigstens eine quer zum ersten/zweiten Verstellweg ausgerichtete erste Endfläche aufweist.
Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verriegelungsposition des ersten Riegelelementes (13) ein erster Abstand (28) zwischen dem ersten Tragelement (10) sowie der ersten Endfläche des Hydraulikzylinders (21) vorgesehen ist.
Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längenausgleichseinheit und/oder der erste Kolben (13) wenigstens eine erste Anschlagfläche (26) zum Anschlagen und/oder Begrenzen eines Hubweges aufweist, wobei insbesondere die erste Anschlagfläche (26) als Stirnseitenfläche ausgebildet ist.
Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aufnahmevorrichtung (14) und/oder die erste Übertragungsvorrichtung (18) des Arbeitswerkzeugs (2) wenigstens eine zweite Anschlagfläche zum Anschlagen an der ersten Anschlagfläche des Kolbens (13) und/oder der Längenausgleichseinheit aufweist.
Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Riegelelement (13) der Verriegelungseinheit (21) und/oder der erste Kolben (13) des Hydraulikzylinders (21) als Schmutzräumelement (13) zum wenigstens teilweisen Ausräumen von Schmutz (22) aus der ersten Aufnahmevorrichtung (12) des Arbeitswerkzeugs (2) und/oder der ersten Übertragungsvorrichtung (18) des Arbeitswerkzeugs (2) ausgebildet ist.
Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schmutzöffnung (15) und/oder der erste Schmutzkanal (23) wenigstens teilweise in vertikaler Richtung unterhalb des ersten Übertragungselements (18) und/oder des ersten Riegelelements (13) und/oder des ersten Kolbens (13) des Hydraulikzylinders (21) angeordnet ist.
Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Übertragungsvorrichtung (18) des Arbeitswerkzeugs (2) wenigstens eine erste Aufnahmehülse (14, 16) zum Aufnehmen des ersten Riegelelements (13) aufweist, wobei die erste Aufnahmehülse (14, 16) zumindest den ersten Schmutzkanal (23) umfasst und/oder wobei wenigstens teilweise zwischen dem ersten Tragelement (10) und der ersten Aufnahmehülse (14) zumindest der erste Schmutzkanal (15) angeordnet ist.
Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schmutzkanal (15, 23) wenigstens einen Ringkanal (24) der ersten Aufnahmehülse (14) und/oder der ersten Übertragungsvorrichtung (18) aufweist.
Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der der erste Schmutzkanal (15, 23) in einem spitzen Winkel in Bezug zum ersten und/oder zweiten Verstellweg ausgerichtet ist.
Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinheit (21) wenigstens ein zweites, verstellbares Riegelelementes (13) aufweist, wobei das zweite Riegelelement (13) in der Verriegelungsposition zumindest teilweise in einer zweiten Aufnahmevorrichtung (14) des Arbeitswerkzeugs (2) angeordnet ist, und/oder dass die Energieübertragungseinheit (18, 19) wenigstens ein zweites, verstellbares Übertragungselementes (19) aufweist, wobei das zweite Übertragungselement (19) in der Übertragungsposition zumindest teilweise mit einer zweiten Übertragungsvorrichtung (18) des Arbeitswerkzeugs (2) verbunden ist, und/oder dass wenigstens teilweise innerhalb des Hydraulikzylinders (21) der Hydraulikeinheit das erste und das zweite, verstellbare Riegelelement (13) und/oder das erste und das zweite, verstellbare Übertragungselement (19) angeordnet sind und/oder dass der erste Verstellweg des ersten Riegelelementes (13) gegenläufig zum ersten Verstellweg des zweiten Riegelelementes (13) ausgerichtet ist und/oder dass der zweite Verstellweg des ersten Übertragungselementes (19) gegenläufig zum zweiten Verstellweg des zweiten Übertragungselementes (19) ausgerichtet ist.
Arbeitsmaschine nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem gemeinsamen Zylindergehäuse (20) des Hydraulikzylinders (21) wenigstens der erste Kolben (13) und ein zweiter Kolben (13) und/oder das erste und zweite, verstellbare Riegelelement (13) und/oder das erste und zweite, verstellbare Übertragungselement (19) angeordnet sind.