DE19951498B4

DE19951498B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines strömungsmittelbetätigten Schnellkupplungssystems

Info

Publication number: DE19951498B4
Application number: DE19951498A
Authority: DE
Inventors: Stephen J. Littleover Goodfellow; Steve A. Earl Shilton Moore
Original assignee: Caterpillar SARL
Current assignee: Caterpillar SARL
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2009-01-02
Anticipated expiration: 2019-10-27
Also published as: US6260357B1; DE19951498A1

Abstract

Vorrichtung zur Steuerung einer Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (32) für ein Schnellkupplungssystem (20), das folgendes aufweist:
eine Quelle (54) für unter Druck gesetztes Strömungsmittel, die Strömungsmittel auf einem ersten Druck liefert, und auf Verlangen auch auf einem zweiten Druck, der höher ist als der erste Druck;
eine Strömungsmittelschaltung, die zwischen der Quelle (54) und der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (32) angeschlossen ist;
einen ersten Schalter (48), der vorgesehen ist, um bei Betätigung selektiv Strömungsmittel von der Quelle (54) zu der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (32) zu liefern;
ein Überdruckventil (72) zwischen der Quelle (54) und der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (32), wobei das Überdruckventil (72) den Fluß von Strömungsmittel zur Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (32) nur dann zuläßt, wenn der Strömungsmitteldruck zumindest auf dem zweiten Druck ist; und
einen zweiten Schalter (74), der vorgesehen ist, um bei Betätigung den von der Quelle (54) gelieferten Strömungsmitteldruck von dem ersten Druck auf den zweiten Druck zu steigern;
wodurch unter Druck gesetztes...

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines strömungsmittelbetätigten Schnellkupplungssystems, welches geeignet ist, um ein Werkzeug an einer Arbeitsmaschine anzukoppeln.
Technischer Hintergrund
Mechanismen zum leichten und lösbaren Kuppeln von Werkzeugen an Arbeitsmaschinen sind in der Technik wohl bekannt und werden im allgemeinen als Schnellkupplungsvorrichtungen bezeichnet. Schnellkupplungsvorrichtungen werden bei Bauausrüstungsgegenständen verwendet, wie beispielsweise Teleskophandhabungsvorrichtungen bzw. Teleskopstaplern verwendet, um verschiedene Werkzeuge wie beispielsweise Gabeln, Schaufeln, Arbeitsplattformen und andere Werkzeuge am Ausleger der Maschine zu sichern. Bekannte Schnellkupplungsvorrichtungen verwenden typischerweise ein zurückziehbares oder anders bewegbares Glied an der Maschine, wie beispielsweise einen Stift, der mit einem Teil des Werkzeugs verriegelt wird. Der Stift oder das andere Glied können zurückgezogen werden oder anders bewegt werden, um das Werkzeug von der Maschine zu lösen.
Es ist auch bekannt, kraft- oder leistungsbetätigte Schnellkupplungsvorrichtungen vorzusehen, die hydraulische Leistung oder andere Leistung von der Maschine verwenden, um das Zurückziehen und Ausfahren des Kupplungsstiftes zu bewirken und somit das Werkzeug von der Maschine zu lösen und damit zu koppeln. Beispielsweise ist bekannt, einen oder mehrere Steuerschalter auf einem handbetätigten Joystick oder Steuerhebel der Arbeitsmaschine vorzusehen, um gewisse Hydraulikfunktionen zu aktivieren, einschließlich der Aktivierung einer strömungsmittelbetätigten Vorrichtung, die den Stift oder die Stifte der Schnellkupplungsvorrichtung einfährt und ausfährt. Da es wünschenswert sein kann, die Steuerhebelschalter zu verwenden, um andere Hilfshydraulikfunktionen des Werkzeuges zu steuern, ist ein Ableitungsventil vorgesehen worden, um selektiv das von der Maschine gelieferte Strömungsmittel ansprechend auf die Steuerhebelschalter entweder zu der Schnellkupplungsvorrichtung oder der Hilfsschaltung des Werkzeuges abzuleiten. Eine Sorge, die bei solchen leistungsbetätigten Schnellkupplungsvorrichtungen auftritt, ist das Risiko des unvorhergesehenen unbeabsichtigten Lösens des Werkzeuges von der Maschine.
Aus der Druckschrift DE 35 23 163 A1 ist eine Druckbeeinflussungseinrichtung für eine hydraulisch betätigbare Kupplung und/oder Bremse der Antriebswelle einer Presse, bekannt, bei welcher ein Pressensicherheitsventil in einer in einen Betätigungszylinder mündenden Speiseleitung und ein für Druckablass oder Sperrstellung einstellbares Wegeventil durch Kombinationen von Teildruck- und Hauptdruck-Phasen im Sinne einer Stossdämpfung zusammenwirken, wobei das Wegeventil in einer aus der Speiseleitung abzweigenden Druckentlastungsleitung stromabwärts hinter einer extern justierbaren Druckbegrenzungs- bzw. Proportionaldruck-Stufe angeordnet ist, wobei sowohl das Pressensicherheitsventil als auch das Wegeventil über Magnetstellglieder verfügen und diese über eine mit Drehwinkel-Weg- oder -Zeit-Gebern der Presse verbundene Elektro-Programmsteuerung zusammengeschlossen sind, und wobei an der Elektro-Steuerung bzw. den Magnetstellgliedern eine Vorwählbarkeit einer drehzahlproportionalen Druckbeeinflussung sowohl für Aufbau als auch Abbau des Arbeitsdruckes im Betätigungszylinder vorgesehen ist.
In der Druckschrift DE 197 06 998 A1 ist eine Vorrichtung offenbart zur Verbinden einer ersten mobilen Einheit, z. B. einer Zugmaschine, Ladevorrichtung usw. mit einer zweiten Einheit, z. B. einem Gerät (wie Kehr- oder Schneidvorrichtungen), die von der ersten Einheit verwendet wird, wobei die Verbindungsmöglichkeit neben einer mechanischen Kopplung der ersten und zweiten Einheit auch eine automatische und/oder mechanische Kupplung für Hydraulikanschluss über eine an der ersten und zweiten Einheit befindliche Schnellkupplungsvorrichtung umfasst, die entsprechend mit (einem) zur Schnellkupplung gehörenden einzusteckenden und aufnehmenden Teil(en) versehen ist, wobei eine oder beide Einheiten mit Druckabbauelementen ausgestattet ist/sind, die bei der automatischen und/oder mechanischen Schnellkupplung wirksam werden und bei Vorhandensein eines Überdrucks in der Hydraulikanlage oder dem Hydraulikkreis der zweiten Einheit diesen Überdruck abbauen, wobei die zuletzt genannte Kopplung auch gegen den Überdruck in der Hydraulikanlage oder dem Hydraulikkreis erfolgen kann.
Schließlich offenbart die Druckschrift DE 29 42 927 C2 ein Hydrauliksystem für eine als längenveränderliche Strebe dienende Kolben-Zylinder-Einheit für Anhängevorrichtungen von landwirtschaftlichen Geräten oder dergleichen zum Abstützen der Geräte oder Teilen davon gegenüber einem festen Rahmenpunkt, wobei innerhalb der Kolben-Zylinder-Einheit ein mit einer nach aussen geführten Kolbenstange verbundener Kolben einen die Last tragenden Arbeitsraum und einen weiteren Arbeitsraum abteilt und ein Hydrospeicher permanent mit dem die Last ragenden Arbeitsraum verbunden ist, und weiterhin ein Niveauregel ventil zum Steuern des Zuflusses bzw. des Abflusses von Druckmittel in einen bzw. aus einem Arbeitsraum in Abhängigkeit von der Stellung eines die Bodenkontur abtastenden Fühlers vorgesehen ist, wobei ferner Folgendes vorgesehen ist: der die abzustützende Last tragende Arbeitsraum ist über eine manuell betätigbare Steuereinrichtung (Steuereinrichtung und Wegeventil) wahlweise mit einer Druckmittelquelle oder einem Ablauf verbindbar oder dicht absperrbar, wobei der Arbeitsraum und der Hydrospeicher über die Steuereinrichtung so aufgeladen werden können, dass bei fehlendem Druck in dem zweiten Arbeitsraum der Kolben gegen die abzustützende Last in eine Endlage fährt und das Niveauregelventil an den zweiten Arbeitsraum angeschlossen ist, derart, dass bei Überschreiten eines Sollabstandes zwischen Boden und Bezugspunkt am Gerät der zweite Arbeitsraum mit dem Druckmittelzulauf und bei Unterschreiten des Sollabstandes mit dem Ablauf verbunden wird.
Diese Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt dieser Erfindung ist eine Vorrichtung zur Steuerung einer Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung für ein Schnellkupplungssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgesehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Erfindung ist ein strömungsmittelbetätigtes Schnellkupplungssystem zum Koppeln eines Werkzeuges an eine Arbeitsmaschine vorgeshen, und zwar mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2.
Gemäß eines weiteren Aspektes dieser Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung einer Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung für ein Schnellkupplungssystem vorgesehen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt dieser Erfindung ist eine Vorrichtung zur Steuerung einer Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung für ein Schnellkupplungssystem vorgesehen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Seitenansicht einer beispielhaften Arbeitsmaschine, bei der diese Erfindung verwendet werden kann. Die veranschaulichte Arbeitsmaschine ist eine Teleskophandhabungsvorrichtung.
2 ist eine Vorderansicht einer Schnellkupplungsvorrichtung, bei der diese Erfindung verwendet werden kann, und zwar insbesondere in Verbindung mit einer Arbeitsmaschine wie in 1.
3 veranschaulicht die Maschinensteuerungen in einer beispielhaften Bedienerkabine einer Arbeitsmaschine, bei der diese Erfindung verwendet werden kann.
4 ist eine Seitenansicht eines in 3 veranschaulichten Steuerhebels.
5 ist ein Schaltungsdiagramm, welches eine Hydraulikschaltung veranschaulicht, die einen Teil dieser Erfindung bildet. 5 veranschaulicht ein Ableitungsventil, welches einen Teil des Systems bildet, in einer "Schnellkupplungsposition".
6 veranschaulicht das in 5 gezeigte Ableitungsventil, zeigt jedoch das Ableitungsventil in einer "Hilfshydraulikposition".
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Mit Bezug auf 1 wird diese Erfindung mit Bezug auf eine Bauarbeitsmaschine, wie beispielsweise eine Teleskophandhabungsvorrichtung 10, veranschaulicht. Es ist klar, daß diese Erfindung gleichfalls auf andere Arbeitsmaschinen anwendbar ist, wie beispielsweise auf hydraulische Bagger, Knicklenklader, Radlader und ähnliches, genauso wie auf Ackerbau- und Forstmaschinen und andere nicht mit der Bauindustrie in Beziehung stehende Maschinen. Genauso ist diese Erfindung sowohl auf mobile als auch auf stationäre Maschinen anwendbar. Im allgemeinen weist die Maschine 10 einen Rahmen 12 auf, und ein Teleskopausleger 14 ist schwenkbar an dem Hinterteil des Rahmens 12 zum Anheben auf verschiedene Winkel relativ zum Rahmen 12 montiert. Zusätzlich ist eine Bedienerkabine 16 auf einer Seite des Rahmens 12 vorgesehen, und eine Motorumschließung beziehungsweise ein Motorabteil 18 ist entgegengesetzt zum Ausleger 14 vorgesehen, so daß der Ausleger 14, wenn er abgesenkt wird, sich zwischen der Kabine 14 und der Motorumschließung 18 erstreckt. Es sei bemerkt, daß andere Teleskophandhabungskonfigurationen bekannt sind, die nicht die Konfiguration mit seitlicher Kabine und seitlichem Motor verwenden, die in 1 veranschaulicht ist.
Mit Bezug auf 2 ist das vordere Ende des Auslegers 14, auf welches als Auslegerkopf Bezug genommen wird, mit einer Schnellkupplungsanordnung 20 versehen, die verwen det wird, um ein Werkzeug, wie beispielsweise eine Gabel 22, an die Maschine 10 zu koppeln. Natürlich können auch andere Werkzeuge wie beispielsweise Schaufeln, Arbeitsplattformen und ähnliches mit der Maschine unter Verwendung der Schnellkupplungsanordnung 20 verwendet werden. Die Schnellkupplungsanordnung 20 weist linke und rechte Plattenanordnungen 24, 26 auf, die jeweils mit festen oberen Kupplungsstiften 28 bzw. 30 versehen sind. Wie in der Technik wohl bekannt werden die oberen Kupplungsstifte 28, 30 in den offenen Kiefern bzw. Aufnahmeöffnungen von (nicht gezeigten) Haken am Werkzeug 22 aufgenommen, so daß das Werkzeug 22 effektiv an den Stiften 28, 30 hängt. Es sei bemerkt, daß die Schnellkupplungsanordnung 20 so konfiguriert sein kann, daß sie weniger oder auch mehr als zwei feste Stifte 28 oder 30 hat.
Da die Plattenanordnungen 24, 26 im wesentlichen Spiegelbilder voneinander sein können, wird die weitere Beschreibung auf die Plattenanordnung 24 beschränkt. Eine Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung 32, die vorzugsweise eine herkömmliche Hydraulikkolbenzylindervorrichtung ist und in der weiteren Beschreibung als Hydraulikzylinder bezeichnet wird, ist am unteren Ende der Plattenanordnung 24 montiert. Die Stange 34 des Hydraulikzylinders 32 ist mit einem hin und her beweglichen Kupplungsstift 36 verbunden. Der Kupplungsstift 36 ist bemessen, um in ein Paar von gegenseitig ausgerichteten Öffnungen 38, 40 in den unteren Enden der Platten 24A, 24B, die die Plattenanordnung 24 bilden, zu passen und sich darin zu bewegen. Offensichtlich bewirkt die Lieferung von unter Druck gesetztem Strömungsmittel an die Kopf- oder Stangenenden des Hydraulikzylinders 32, daß der Kupplungsstift 36 ausgefahren bzw. eingefahren wird.
Um das Werkzeug 22 an der Maschine 10 zu befestigen, wird der Kupplungsstift 36 auf jeder Seite der Schnellkupplungsanordnung 20 zuerst eingefahren (wenn er nicht schon in der eingefahrenen Position ist). Wie wohl bekannt ist, ist das Werkzeug 22 mit (nicht gezeigten) Öffnungen durch (nicht gezeigte) plattenartige Teile versehen, und zwar an (nicht gezeigten) entgegengesetzten Seiten, die zwischen den einzelnen Platten 24A, 24B, 26A, 26B der Plattenanordnungen 24, 26 eingefügt sind, so daß die Werkzeugöffnungen mit den Öffnungen 38, 40 an jeder Seite des Auslegerkopfes ausgerichtet sind. Zu dieser Zeit können die Kupplungsstifte 36 ausgefahren werden, wobei sie sich durch die Öffnungen in dem Werkzeug bewegen und das Werkzeug 22 an der Maschine 10 verriegeln.
Mit Bezug auf die spezielle Konstruktion der Schnellkupplungsanordnung 20 wird verständlich sein, daß diese Erfindung gleichfalls auf andere Schnellkupplungskonstruktionen anwendbar ist, und zwar mit zumindest einer leistungsbetriebenen Betätigungsvorrichtung, die betreibbar ist, um das Werkzeug von der Maschine zu lösen.
Mit Bezug auf die 3 und 4 ist eine beispielhafte Bedienerkabine 16 veranschaulicht und weist einen herkömmlichen Joystick oder Steuerhebel 42, um den Betrieb des Auslegers 14 zu steuern, und ein Armaturenbrett 44 auf. Wie zuvor erwähnt, sind bei bekannten Systemen momentan wirkende Druckknopfschalter oder Taster 46, 48 oder ähnliches auf dem Steuerhebel 42 vorgesehen, um gewisse Hydraulikfunktionen zu aktivieren, wie beispielsweise das Ausfahren und Einfahren der Kupplungsstifte 36 genauso wie andere Hilfshydraulikfunktionen des Werkzeugs 22 (falls vorhanden). Es sei hier bemerkt, daß die Schnellkupplungsstruktur und der soweit beschriebene Betrieb in der Technik bekannt sind.
5 veranschaulicht ein Hydrauliksteuersystem 50 gemäß dieser Erfindung. Das Hydrauliksteuersystem 50 weist ein Hauptsteuerventil 52 auf, welches zwei Ausgangsanschlüsse 52A, 52B besitzt, die durch die auf dem Steuerhebel montierten Schalter 46, 48 gesteuert werden. Die Betätigung von jedem Schalter 46, 48 liefert unter Druck gesetztes Strömungsmittel, wie beispielsweise Öl, von einer Quelle von unter Druck gesetztem Strömungsmittel, die im allgemeinen mit 54 bezeichnet wird, zu der Hydraulikschaltung, die mit ihrem assoziierten Anschluß 52A, 52B verbunden ist. Wie üblich weist die Strömungsmittelquelle 54 einen Behältertank 56 auf, aus dem eine Pumpe 58 Öl oder ein anderes Strömungsmittel pumpt. Der maximale von der Pumpe 58 zu den mit dem Hauptventil 52 verbundenen Schaltungen gelieferte Druck ist vorzugsweise in der Größenordnung von 25 MPa (3625 PSI).
Das Hydrauliksteuersystem 50 weist ein manuell betätigtes Ableitungs- oder Verteilerventil 60 auf, welches vorzugsweise auf oder nahe dem Auslegerkopf gelegen ist. Das Ableitungsventil 60 kann in einer "Schnellkupplungsposition" oder in einer "Hilfshydraulikposition" positioniert sein. Es wird klar sein, daß das Ableitungsventil 60 alternativ ein kraftbetätigtes Ventil sein kann.
In der "Hilfshydraulikposition", die in 6 veranschaulicht ist, leitet das Ableitungsventil Strömungsmittel von jedem Anschluß 52A, 52B zu Verbindungsanschlüssen, die mit 62 und 64 bezeichnet sind, und zwar über Leitungen 66 bzw. 68. Jeder der Verbindungsanschlüsse 62, 64 ist vorgesehen, um Hydraulikleistung zu Hilfshydraulikvorrichtungen zu liefern, falls vorhanden, und zwar auf dem Werkzeug 22 oder sonstwo. Ein herkömmliches Überdruckventil 70 für 13,8 MPa (2000 PSI) ist mit der Leitung 66 verbunden, so daß ein maximaler Strömungsmitteldruck von 13,8 MPa (2000 PSI) von der Leitung 66 erhältlich ist. Ein herkömmliches Überdruckventil 72 mit zweifacher Druckeinstellung, welches gewöhnlicher Weise auf 13,8 MPa (2000 PSI) eingestellt ist, ist mit der Leitung 68 verbunden, um in ähnlicher Weise den von der Leitung 68 verfügbaren Druck zu begrenzen. Entsprechend kann jeder der Verbindungsanschlüsse 62, 64 Strömungsmittel mit einem Druck von 13,8 MPa (2000 PSI) ansprechend auf die Betätigung der Steuerhebelschalter 46 bzw. 48 liefern, wenn das Ableitungsventil 60 in der in 6 gezeigten "Hilfshydraulikposition" ist.
Aus Gründen, die nachfolgend offensichtlich werden, weist das Überdruckventil 72 eine erstes Überdruckventil 72A, welches mit einem Druck von 13,8 MPa (2000 PSI) arbeitet, und ein zweites Überdruckventil 72B auf, welches auf einer höheren Druckeinstellung arbeitet, die für das veranschaulichte Ausführungsbeispiel größer als 17,2 MPa (2500 PSI) ist. Im normalen Betrieb fließt das Strömungsmittel in der Leitung 66 zu dem Überdruckventil 72A für 13,8 MPa (2000 PSI), um den Druck von der Leitung 66 auf 13,8 MPa (2000 PSI) zu begrenzen. Jedoch aktiviert die Betätigung eines momentan wirkenden Schalters oder Tasters 74 ein Elektromagnetventil 76, welches Strömungsmittel von der Leitung 66 zu dem Überdruckventil 72B für höheren Druck leitet, wodurch somit ein höherer Druck zugelassen wird, der für das veranschaulichte Ausführungsbeispiel größer als 17,2 MPa (2500 PSI) ist, und zwar von der Leitung 66, wenn der Schalter 74 heruntergedrückt wird.
Wenn das Ableitungsventil in der "Schnellkupplungsposition" ist, die in 5 veranschaulicht ist, wird Strömungsmittel von den Anschlüssen 52A, 52B zu einer Schnellkupplungsschaltung geleitet, die im allgemeinen mit 78 bezeichnet wird. Die Schaltung 78 weist zwei Strömungsmittelpfade 80, 82 auf, die vorzugsweise aus einer starren Rohrleitung gebildet werden. Der Strömungsmittelpfad 80 ist an einem Ende mit der Strömungsmittelleitung 66 über das Ableitungsventil 60 und an den entgegengesetzten Enden mit den Kopfenden der Betätigungsvorrichtungen 32 verbunden. Ein Rückschlagventil 84 ist in dem Strömungsmittelpfad 80 zwischen dem Ableitungsventil 60 und den Betätigungsvorrichtungen 32 vorgesehen. Der Strömungsmittelpfad 82 ist an einem Ende mit der Strömungsmittelleitung 68 über das Ableitungsventil 60 verbunden, und an den entgegengesetzten Enden mit den Stangenenden der Hydraulikzylinder 32. Eine Verbindung wird auch von dem Pfad 82 zum Rückschlagventil 84 vorgesehen, und zwar aus Gründen, die unten beschrieben werden. Ein herkömmliches Überdruckventil 86 für 17,2 MPa (2500 PSI), welches als ein Sensor wirkt, ist in dem Strömungsmittelpfad 82 derart vorgesehen, daß es einen Strömungsmittelfluß dadurch zu dem Rest des Strömungsmittelpfades 82 nur dann gestattet, wenn das Strömungsmittel auf einem Druck von mindestens 17,2 MPa (2500 PSI) ist. Natürlich können andere Druckeinstellungen von mehr als 13,8 MPa (2000 PSI) verwendet werden, wie offensichtlich werden wird. Wenn das zum Strömungsmittelpfad 82 gelieferte Strömungsmittel auf einem ausreichenden Druck ist, um das Überdruckventil 82 zu öffnen und dahindurch zu strömen, wird das Strömungsmittel zu den Stangenenden der Hydraulikzylinder 32 geliefert. Das Strömungsmittel wird dann auch zu dem Rückschlagventil 84 geliefert, was das Rückschlagventil 84 öffnet und gestattet, daß das Öl in den Kopfenden der Hydraulikzylinder 32 über das Hauptsteuerventil 52 zum Tank abgelassen wird. Der momentan wirkende Schalter oder Taster 74 ist vorzugsweise auf dem Armaturenbrett 44 der Maschine gelegen, oder an einer anderen geeigneten Stelle nicht auf dem Steuerhebel 42 und wird im folgenden als der Armaturenbrettschalter 74 bezeichnet, und zwar ungeachtet dessen, wo er gelegen sein mag. Natürlich könnte der Armaturenbrettschalter 74 auf dem Steuerhebel 42 oder sonst irgendwo anders als auf dem Armaturenbrett liegen, falls erwünscht, und zwar ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
Industrielle Anwendbarkeit
Im Betrieb dient das Hydrauliksteuersystem 50 dazu, im wesentlichen ein unvorhergesehenes und unbeabsichtigtes Lösen des Werkzeuges 22 von der Schnellkupplungsanordnung 20 zu verhindern. Um die Schnellkupplungsanordnung 20 zu betätigen, muß das manuelle Ableitungsventil 60 zuerst auf die in 5 veranschaulichte "Schnellkupplungsposition" eingestellt werden. Wenn jedoch das Hydrauliksteuersystem 50 in diesem Zustand ist, können die Kupplungsstifte 36 nicht einfach durch Drücken des Steuerhebelschalters 48 eingefahren werden. Das Drücken von nur dem Steuerhebelschalter 48 liefert einen Strömungsmittelfluß von 13,8 MPa (2000 PSI) an den Kupplungsströmungsmittelpfad 82, was nicht ausreichend ist, um das Überdruckventil 86 für 17,2 MPa (2500 PSI) zu überwinden. Entsprechend wird kein Strömungsmittel an die Stangenenden der Hydraulikzylinder 32 geliefert, und die Kupplungsstifte 36 können nicht eingefahren bzw. zurückgezogen werden.
Um die Kupplungsstifte 36 einzufahren bzw. zurückzuziehen und somit das Werkzeug 22 aus der Schnellkupplungsanordnung 20 zu lösen, müssen sowohl der Steuerhebelschalter 48 als auch der Armaturenbrettschalter 74 gleichzeitig heruntergedrückt werden. Wie zuvor wird, wenn der Steuerhebelschalter 48 heruntergedrückt wird, das Strömungsmittel an den Strömungsmittelpfad 82 mit 13,8 MPa (2000 PSI) geliefert, was nicht ausreicht, um die Kupplungsstifte 36 einzufahren bzw. zurückzuziehen. Wenn der Steuerhebelschalter 48 heruntergedrückt ist und der Armaturenbrettschalter dann heruntergedrückt wird, erhöht sich der Druck in dem Strömungsmittelpfad 82 auf die höhere Einstellung des zweiten Überdruckventils 72A, der im veranschaulichten Ausführungsbeispiel höher als 17,2 MPa (2500 PSI) ist. Wenn folglich beide Schalter heruntergedrückt werden, werden die Kupplungsstifte 36 zurückgezogen, um das Werkzeug 22 zu lösen. Es wird dem Fachmann offensichtlich sein, daß der Armaturenbrettschalter 74 vor (oder gleichzeitig mit) dem Herunterdrücken des Steuerhebelschalters 48 heruntergedrückt werden kann, um das gleiche Ergebnis zu erreichen, wobei der Schlüssel zum Zurückziehen bzw. Einfahren der Kupplungsstifte 36 in der gleichzeitigen Betätigung von sowohl dem Schalter 48 als auch dem Schalter 74 liegt.
Es sei auch bemerkt, daß keine Betätigung des Schalters 74 erforderlich ist, um die Betätigungsstifte 36 auszufahren. Zusätzlich kann der Druckschub, der durch die Betätigung von dem Schalter 74 verfügbar ist, auch für andere geeignete Zwecke verwendet werden, wenn das Ableitungsventil 60 in der "Hilfshydraulikposition" ist.
Der Fachmann wird erkennen, daß ein Steuersystem verwendet werden kann, das dem Hydrauliksteuersystem 50 äquivalent ist, und zwar in geeigneten Umständen für Kupplungsstiftbetätigungsvorrichtungen, die durch andere Strömungsmittel als Öl mit Leistung versorgt werden, wie beispielsweise durch Luft, oder durch andere Quellen als durch unter Druck gesetztes Strömungsmittel, wie beispielsweise durch Elektrizität. Beispielsweise könnte die oben beschriebene Konfiguration mit zwei Schaltern vorgesehen werden, um ein erstes elektrisches Signal zu erzeugen, wenn ein Schalter heruntergedrückt wird, und ein zweites höheres elektrisches Signal, wenn ein weiterer Schalter gleichzeitig heruntergedrückt wird. Dieses Signal könnte durch einen geeigneten Sensor oder eine andere Vorrichtung bewertet werden, um zu bestimmen, ob das höhere Signal empfangen wurde, um dadurch den Betrieb der Kupplungsstiftbetätigungsvorrichtungen zu steuern. Bei dieser elektrischen Konfiguration könnte das erwünschte Ergebnis auch durch ein zweites Signal erreicht werden, das niedriger als das erste Signal ist oder in anderer Weise davon zu unterscheiden ist. Diese Konfiguration sollte jedoch nicht mit bekannten elektrischen Steuersystemen mit zwei Schaltern verwechselt werden, die einfach einen offenen Stromkreis bilden, außer wenn zwei getrennte (und typischer Weise voneinander beabstandete) normalerweise offene Schalter gleichzeitig betätigt werden, um die elektrische Schaltung zu schließen.

Claims

Vorrichtung zur Steuerung einer Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (32) für ein Schnellkupplungssystem (20), das folgendes aufweist: eine Quelle (54) für unter Druck gesetztes Strömungsmittel, die Strömungsmittel auf einem ersten Druck liefert, und auf Verlangen auch auf einem zweiten Druck, der höher ist als der erste Druck; eine Strömungsmittelschaltung, die zwischen der Quelle (54) und der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (32) angeschlossen ist; einen ersten Schalter (48), der vorgesehen ist, um bei Betätigung selektiv Strömungsmittel von der Quelle (54) zu der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (32) zu liefern; ein Überdruckventil (72) zwischen der Quelle (54) und der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (32), wobei das Überdruckventil (72) den Fluß von Strömungsmittel zur Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (32) nur dann zuläßt, wenn der Strömungsmitteldruck zumindest auf dem zweiten Druck ist; und einen zweiten Schalter (74), der vorgesehen ist, um bei Betätigung den von der Quelle (54) gelieferten Strömungsmitteldruck von dem ersten Druck auf den zweiten Druck zu steigern; wodurch unter Druck gesetztes Strömungsmittel zu der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (32) nur durch gleichzeitige Betätigung der ersten und zweiten Schalter (48, 74) geliefert wird.
Strömungsmittelbetätigtes Schnellkupplungssystem zum Koppeln eines Werkzeuges (22) an eine Arbeitsmaschine (10), das folgendes aufweist: eine strömungsmittelbetätigte Kupplungsvorrichtung (20), die zumindest eine Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (32) aufweist, die betreibbar ist, um die Kupplungsvorrichtung (20) zwischen einem gekuppelten Zustand und einem gelösten Zustand umzuschalten; und eine Vorrichtung nach Anspruch 1, um selektiv unter Druck gesetztes Strömungsmittel an die Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (32) zu liefern, um dadurch die Kupplungsvorrichtung (20) zwischen dem gekuppelten Zustand und dem gelösten Zustand umzuschalten, wodurch die Kupplungsvorrichtung (20) zwischen dem gekuppelten Zustand und dem gelösten Zustand nur durch gleichzeitige Betätigung der ersten und zweiten Schalter (48, 74) umgeschaltet wird.
Strömungsmittelbetätigtes Schnellkupplungssystem nach Anspruch 2, wobei die Maschine (10) einen Steuerhebel (42) aufweist, wobei einer (48) der ersten und zweiten Schalter (48, 74) auf dem Steuerhebel (42) gelegen ist, und wobei der andere (74) der ersten und zweiten Schalter (48, 74) an einer anderen Stelle als auf dem Steuerhebel (42) gelegen ist.
Strömungsmittelbetätigtes Schnellkupplungssystem nach Anspruch 3, wobei der erste Schalter (48) auf dem Steuerhebel (42) gelegen ist.
Strömungsmittelbetätigtes Schnellkupplungssystem nach Anspruch 2, wobei die Strömungsmittelschaltung (50) ein Überdruckventil (72) mit zwei Druckeinstellungen aufweist, welches auf den zweiten Schalter (74) anspricht.
Strömungsmittelbetätigtes Schnellkupplungssystem nach Anspruch 2, welches weiter ein Ableitungs- bzw. Verteilerventil (60) zwischen der Quelle (54) und der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (32) aufweist, wobei das Ableitungsventil (60) selektiv Strömungsmittel von der Quelle (54) zu der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (32) oder einer alternativen Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung leitet.
Strömungsmittelbetätigtes Schnellkupplungssystem nach Anspruch 6, wobei das Ableitungsventil (60) ein manuelles Ableitungsventil ist.
Verfahren zur Steuerung einer Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (32) für ein Schnellkupplungssystem (20), welches folgendes aufweist: Vorsehen einer Quelle (54) für Strömungsmittel unter Druck; Vorsehen einer Strömungsmittelschaltung, die die Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (32) mit der Quelle (54) verbindet; Liefern von Strömungsmittel von der Quelle (54) zu der Strömungsmittelschaltung auf einem ersten Druck ansprechend auf die Betätigung eines ersten Schalters (48); Begrenzen des Flusses von Strömungsmittel von der Quelle (54) zu der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (32) durch die Strömungsmittelschaltung, wenn der Druck des Strömungsmittels geringer ist als ein vorbestimmter zweiter Druck, der größer ist als der erste Druck; und Steigerung des Druckes des von der Quelle (54) zu der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (32) gelieferten Strömungsmittels ansprechend auf die Betä tigung eines zweiten Schalters (74); wodurch unter Druck gesetztes Strömungsmittel zu der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (32) nur durch gleichzeitige Betätigung der ersten und zweiten Schalter (48, 74) geliefert wird.
Verfahren zur Steuerung einer strömungsmittelbetätigten Schnellkupplungsvorrichtung (20), die geeignet ist, um ein Werkzeug (22) mit einer Arbeitsmaschine (10) zu koppeln, wobei die Kupplungsvorrichtung (20) eine Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (32) besitzt, um selektiv die Kupplungsvorrichtung (20) zwischen einem gekuppelten Zustand und einem gelösten Zustand umzuschalten, und zwar ansprechend auf die Lieferung von unter Druck gesetztem Strömungsmittel an die Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (32), wobei das Verfahren die Lieferung von unter Druck gesetztem Strömungsmittel an die Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (32) nach dem in Anspruch 8 dargelegten Verfahren aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Maschine (10) einen Steuerhebel (42) aufweist, wobei einer (48) der ersten und zweiten Schalter (48, 74) auf dem Steuerhebel (42) gelegen ist, und wobei der andere (74) der ersten und zweiten Schalter (48, 74) an einer anderen Stelle als auf dem Steuerhebel (42) gelegen ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der erste Schalter (48) auf dem Steuerhebel (42) gelegen ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Strömungsmittelschaltung ein Überdruckventil (72) Druckeinstellungen aufweist, welches auf den zweiten Schalter (74) anspricht.
Vorrichtung zur Steuerung einer Betätigungsvorrichtung (32) für ein Schnellkupplungssystem (20), welches folgendes aufweist: eine Quelle (54); eine Schaltung, die zwischen der Quelle (54) und der Betätigungsvorrichtung (32) angeschlossen ist; einen ersten Schalter (48), der vorgesehen ist, um bei Betätigung ein erstes Steuersignal zu erzeugen; einen zweiten Schalter (74), der vorgesehen ist, um bei Betätigung ein zweites Steuersignal zu erzeugen, welches von dem ersten Steuersignal unterscheidbar ist, wenn der erste Schalter (48) gleichzeitig betätigt wird; und einen Sensor, der die durch die Betätigung der ersten und zweiten Schalter (48, 74) erzeugten Steuersignale empfängt, wobei der Sensor eine Leistungsversorgung der Betätigungsvorrichtung (32) durch die Quelle (54) nur dann zuläßt, wenn das zweite Steuersignal von dem Sensor abgefühlt wird; wodurch die Betätigungsvorrichtung (32) nur durch gleichzeitige Betätigung der ersten und zweiten Schalter (48, 74) betätigbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Quelle (54) eine Energieversorgung auf einem ersten Niveau vorsieht und auf Verlangen auf einem zweiten Niveau vorsieht, welches höher ist das erste Niveau, wobei die Betätigung des ersten Schalters (48) bewirkt, daß eine Energieversorgung selektiv von der Quelle (54) zu der Betätigungsvorrichtung (32) erfolgt, wobei das erste Steuersignal dem ersten Niveau entspricht, wobei die Betätigung des zweiten Schalters (74) bewirkt, daß die von der Quelle (54) vorgesehene Energieversorgung von dem ersten Niveau auf das zweite Niveau angehoben wird, und wobei das zweite Steuersignal dem zweiten Niveau entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Betätigungsvorrichtung (32) eine strömungsmittelbetätigte Betätigungsvorrichtung (32) aufweist, wobei die Quelle (54) eine Quelle (54) von unter Druck gesetztem Strömungsmittel aufweist, wobei die ersten und zweiten Niveaus erste und zweite Strömungsmitteldrücke aufweisen, und wobei das Steuersystem ferner ein Überdruckventil (72) aufweist.