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WO2009049962A1 - Hydraulische hubeinrichtung - Google Patents

Hydraulische hubeinrichtung Download PDF

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WO2009049962A1
WO2009049962A1 PCT/EP2008/061637 EP2008061637W WO2009049962A1 WO 2009049962 A1 WO2009049962 A1 WO 2009049962A1 EP 2008061637 W EP2008061637 W EP 2008061637W WO 2009049962 A1 WO2009049962 A1 WO 2009049962A1
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WO
WIPO (PCT)
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pressure
hydraulic
lifting
control
lifting device
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2008/061637
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jochen Busch
Markus Schober
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deere and Co
Original Assignee
Deere and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Deere and Co filed Critical Deere and Co
Priority to US12/680,782 priority Critical patent/US20110202232A1/en
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    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051—Linear output members
    • F15B2211/7053—Double-acting output members

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic lifting device for an industrial utility vehicle, in particular a construction machine or agricultural vehicle, with a hydraulic source, a hydraulic reservoir, at least one hydraulic cylinder, an actuating means for inputting a control signal by an operator, an electronic control unit, and a hydraulic control valve for controlling the hydraulic cylinder , wherein the control valve is controlled by the electronic control unit. Furthermore, the invention relates to a method for a hydraulic lifting device.
  • Lifting devices with double-acting hydraulic cylinders today belong to the standard equipment on an agricultural machine, such as a tractor or tractor, with different demands on the lifting device to be set for different jobs.
  • a double-acting hydraulic cylinder for raising and lowering the front loader is used, wherein both chambers of the hydraulic cylinder according to the control signals of an operator are pressurized.
  • a double-acting lifting cylinder is often disadvantageous because some tools or attachment rate, eg. B. mills, are not designed for double-acting hydraulic cylinders, or for a compressive stress.
  • the object underlying the invention is seen to provide a hydraulic lifting device of the type mentioned, by which the aforementioned problems are overcome.
  • a hydraulic lifting device of the type mentioned above is designed such that a pressure sensor connected to the hydraulic cylinder and a selection instrument for selecting at least one pressure control program for the hydraulic cylinder are provided, wherein the control valve is controllable by a control signal generated by the control unit, which in dependence can be generated by the selection of the pressure control program and / or by a pressure signal supplied by the pressure sensor and / or by the actuating signal of the operator.
  • the operator can specify when commissioning the lifting device by a selection instrument, such as a digital input and display module, which print control program is to be activated.
  • Several pressure control programs can be stored or implemented in the electronic control unit, which provide different specifications for the generation of the control signal for the hydraulic control valve generated by the electronic control.
  • control algorithms can be set in motion which generate different control signals for the hydraulic control valve as a function of a pressure value supplied by the pressure sensor.
  • control signals from the operator which are input, for example, by a control lever (joystick), can be taken into account.
  • the pressure control program can also provide that a combination of the control signals input by the operator and the pressure values supplied by the pressure sensor are used to generate the control signal for the hydraulic control valve.
  • a closed control loop can be created, for example, by a presettable by the operator or by a stored in the electronic control unit pressure control value, so that, for example, prevailing in the hydraulic cylinder pressure by appropriate control of hydraulic control valve or by generating a corresponding control signal for the hydraulic control valve, is set to the predetermined or stored in the electronic control unit pressure target value or pressure control value.
  • a lifting device according to the invention can also be operated with two or more hydraulic cylinders, which are preferably arranged in a parallel connection.
  • the hydraulic cylinder is connected to a provided for raising and lowering a working device lifting rod and each has a for retracting and extending the hydraulic cylinder can be pressurized chamber, wherein a retraction or extension of the hydraulic cylinder is accompanied by raising or lowering of the lifting linkage.
  • the hydraulic cylinder is connected to a lifting arm formed as a loading arm or a rocker, which carries a trained as a blade or loading fork etc. work implement.
  • Other embodiments of the lifting linkage such as a front loader, a Anhangevoriques (for example, a front or rear Anhangevortechnisch) or an attachment rod for a Anhange- or attachment are also possible.
  • the lifting rod is coupled to the hydraulic cylinder such that by Betatigen, so hydraulic pressurization of the hydraulic cylinder, lifting or lowering the Hubgestanges and thus the implement is triggered. It depends on the mechanical arrangement of which of the two chambers of the hydraulic cylinder for raising or lowering the lift link is pressurizable.
  • the pressure sensor is preferably connected hydraulically to the chamber that can be acted upon to lower the lifting linkage.
  • the pressure sensor provides pressure values that adjust in the chamber to be pressurized to lower the lift linkage.
  • a preset or predetermined pressure target value in the chamber can be set and regulated or kept constant by the electronic control unit via the above-mentioned closed control loop, so that a lifting rod or a working tool is printed or lowered onto the ground with this pressure held constant becomes.
  • This can also be done without pressure by a preset pressure target value of 0 bar is specified or preset.
  • This then became one Function of a unilaterally acting hydraulic cylinder equals, since the pressurized chamber for lowering pressure is kept without pressure.
  • the control valve is designed as a proportional valve 4/4 way valve.
  • Other valves or combinations of valves such as synchronized 2/2 way valves, or other combinations that allow comparable control of hydraulic flow, are also usable.
  • a 4/3 directional control valve wherein, for example, a first switching position of the control valve, the one chamber of the hydraulic cylinder, a second switching position connects the other chamber of the hydraulic cylinder with the hydraulic pump and a third switching position separates both chambers of the hydraulic pump.
  • a fourth switching position for example, a floating position, in which both chambers are connected to each other, is dispensed with the use of a 4/3 way valve.
  • a floating position can also, as described below, be electronically realized with a corresponding electronic control.
  • the electronic control unit is configured or configured in such a way that a first pressure control program or a first control algorithm implemented in it provides that a control signal is generated with which the chamber which can be acted upon to lower the lifting linkage is held without pressure.
  • the pressure in this chamber is thus regulated to 0 bar by the pressure values supplied by the pressure sensor to cause the electronic control to generate a corresponding control signal or pressure correction signal if the pressure value determined in the chamber loadable for lowering the lift rod deviates from 0 bar.
  • Such a regulation is a so-called "floating position" equal because the implement or the lifting rod can move freely upwards and thus can follow any unevenness on the ground or ground to be processed almost unhindered, with only the weight of the lifting rod and the implement on the soil or underground acts.
  • the electronic control unit may further be configured such that a second one implemented therein Pressure control program or a second control algorithm provides that a control signal is generated with which the acted upon to lower the lifting rod chamber is maintained at a predetermined pressure value (pressure target value).
  • pressure target value a predetermined pressure value
  • a corresponding pressure value or pressure target value or pressure control value can preferably be predetermined by the operator via the selection instrument by the operator inputting the pressure target value.
  • the input takes place, for example, via an input module provided in the selection instrument.
  • the pressure target value can also be stored or implemented in a presetting already in the control unit and be predetermined for example by a control program (control algorithm).
  • the pressure in this chamber is thus regulated to the preset or input pressure target value by virtue of the pressure values supplied by the pressure sensor causing the electronic control to generate a corresponding control signal or pressure correction signal, if the pressure value determined in the chamber loadable for lowering the lift armature is from the pressure target value differs.
  • Such a regulation is equivalent to a "floating position with contact pressure", since the working device or lifting rod can only move upwards in opposition to the pressure prevailing in the chamber, thus allowing the working device or the lifting rod to cause any unevenness on the ground or surface to be worked only under the influence of the given by the input pressure target value, which generates a certain contact pressure, and the force counteracted gravitational force, wherein at a flat surface a uniform contact pressure is exerted and the pressure in the chamber according to the pressure target value remains constant, when they occur an upward bump, the pressure in the chamber and thus the applied contact pressure increases and is automatically controlled down by the electronic control unit according to the pressure target value and when a downward bump occurs, the pressure in the chamber and thus the contact pressure drops un d is up-regulated automatically by the electronic control unit in accordance with the pressure target value.
  • the electronic control unit is further configured such that a third in its implemented pressure control program or a third control algorithm provides, a control signal can be generated, with the pressure in the acted upon to lower the Hubgestanges chamber and in the lifting of the lifting linkage actable chamber is variable.
  • This pressure control programming thus sees no limitation or regulation of Pressure in the depressurized for lowering the lift rod chamber, but allows automatic control of the hydraulic cylinder according to the input from the operator via the actuating means control signals.
  • This third pressure control program corresponds to a commonly installed pressure control program, in which the lifting rod or the lifting device is operated or controlled purely according to the input by the operator control commands, in which thus automatically a conversion of the operator of the actuating means (joystick) input control signals to the Actuation of the hydraulic cylinder to raise or lower the lift linkage takes place.
  • the third pressure control program is prioritized, such that when the electronic control unit operates according to one of the other selected pressure control programs or generates their control signals, an automatic switchover to the third pressure control program takes place as soon as the actuating means is actuated by the operator , ie as soon as a control signal is entered and desired by the operator. This has the advantage that the operator does not have to first start the automatic, third pressure control program via the selection instrument.
  • control valve is electromagnetically actuated by means of electromagnetic coils, wherein in another embodiment, an operation can also be carried out in an electromechanical manner, for example by an electric motor.
  • corresponding control signals are generated by the electronic control unit, which control either the electromagnetic coils or the electric motor accordingly.
  • an electric motor for example, stepper motors or spindle motors can be used, which are coupled to the control valve, optionally via a transmission gear connected to the transmission gear.
  • the activation or actuation of the proportional control valve can take place directly acting or via a pilot stage.
  • the lifting rod is designed as an attachment device for a front or rear implement for an agricultural vehicle, in particular as Dreipunkanhangevoriques, wherein such Dreiticiananhangevorides both front of the vehicle and the rear of the vehicle may be provided.
  • an agricultural vehicle in particular as Dreipunkanhangevoriques, wherein such Dreiticiananhangevorides both front of the vehicle and the rear of the vehicle may be provided.
  • As a working all possible agricultural trailers such.
  • cultivating or plowing can be performed using the first or second pressure control program, so that a floating position for the implement is achieved or a certain contact pressure is exerted on the soil to be processed.
  • the lifting rod can also be designed as a front loader for an agricultural vehicle, in particular for a tractor, wherein the front loader is bestuckt example, with a working device in the form of a blade.
  • leveling work can be carried out with the bucket in the floating position or by applying a bearing pressure to the ground.
  • the lifting rod can be designed as a mounting rod of a header for an agricultural vehicle, in particular for a harvester, wherein the mounting rod can be bestuckt example with a harvesting bit or Mahvorsatz as header or implement.
  • the first pressure control can be used, so that the harvesting attachment can follow the ground contours in "floating position" and is not damaged, for example, when a bump occurs.
  • Also suitable here are all of the three pressure control programs mentioned, which may be based on the control of the control valve depending on the work input, but it is also the application to other industrial commercial vehicles which are described here Scope not mentioned are conceivable.
  • a method directed to the hydraulic lifting device according to the invention for an industrial utility vehicle in particular a construction machine or agricultural vehicle, such as a wheel loader or tractor, provides with a hydraulic source, a hydraulic reservoir, a double-acting hydraulic cylinder, an actuating means for inputting a control signal by an operator, an electronic Control unit, and a hydraulic control valve for controlling the hydraulic cylinder, wherein the control valve is controlled by the electronic control unit to realize an electro-hydraulic control in which a pressure sensor and a selection instrument for selecting at least one pressure control program for the hydraulic cylinder are provided and the control valve by a from the control unit generated control signal is driven, which is generated in response to the selection of the pressure control program and / or from a pressure signal supplied by the pressure sensor and / or by the actuating signal of the operator.
  • the method provides that the hydraulic cylinder is connected to a lifting rod for raising and lowering a working device and each having a for retracting and extending the hydraulic cylinder pressurizable chamber, wherein a retraction or extension of the hydraulic cylinder with a raising or lowering of Hubgestanges accompanied.
  • the method further comprises that a control signal is generated by the control unit with a first pressure control program, with which the pressure in the chamber acted upon to lower the lifting linkage is kept at zero bar.
  • a control signal is generated with which the pressure in the chamber, which can be acted upon to lower the lifting linkage, is maintained at a constant pressure value which can be predetermined by the selection instrument.
  • a control signal is generated, with which the pressure in the chamber acted upon for lowering the lifting linkage and in the chamber which can be acted upon to raise the lifting linkage can be varied.
  • the hydraulic lifting device according to the invention is applicable to many types of industrial utility vehicles, e.g. Tractors, harvesters, forestry or construction machinery, applicable or suitable for use on such industrial utility vehicles.
  • FIG. 2 shows a schematic circuit diagram of an inventive hydraulic lifting device with electromechanically actuable control valve
  • FIG. 3 is a side view of a tractor with an inventive hydraulic lifting device in the form of a front loader
  • FIG. 4 shows a side view of a tractor with a hydraulic lifting device according to the invention in the form of an attachment device for a trailer device
  • FIG. 5 is a side view of a wheel loader with a hydraulic lifting device according to the invention in the form of a loader rocker,
  • Fig. 6 is a side view of a harvester with a hydraulic lifting device according to the invention in the form of an attachment rod for a header and
  • FIG. 7 shows a process diagram for a lifting device according to the invention in the form of a block diagram.
  • FIGS. 1 and 2 show diagrammatically a hydraulic lifting device 10 according to the invention.
  • the hydraulic lifting device 10 comprises a hydraulic source 12 designed as a hydraulic pump, a hydraulic reservoir 14 designed as a hydraulic tank, a hydraulically actuatable actuator 16 in the form of a double-acting hydraulic cylinder 18 with a piston 19, an electronically controllable control valve 20, an electronic control unit, a pressure sensor 24 Selection instrument 26 and an actuating means 28 in the form of a control lever or joystick.
  • the lifting device 10 comprises a lifting rod 30.
  • the hydraulic pump 12 supplies the hydraulic lifting device with hydraulic fluid required from the hydraulic reservoir 14.
  • the hydraulic cylinder 18 is double-acting, ie it has two pressurizable chambers 32, 34, wherein a chamber 32 piston bottom side and the other chamber 34 is formed piston rod side.
  • the lifting rod 30 comprises a handlebar 36, which is attached via a pivot bearing 38 at a suitable connection point on a vehicle 40 (see Figures 3 to 6).
  • the link 36 is shown here by way of example as a simple pivot link, which is connected to the piston rod side of the hydraulic cylinder 18.
  • the lifting rod 30 can represent many types of links 36 or handlebar assemblies that find application to an industrial or agricultural or construction vehicle 40, as shown in FIGS. 3 to 6 by way of example.
  • the handlebar 36 as part of a front loader 42 to a tractor 44, a Anhangevoriques 46 to a tractor 44, a loader swing 48 of a wheel loader 50, a hitch 52 for a header 54 of a harvester 56 and much more.
  • the handlebar 36 may instead of piston rod side and piston bottom side be connected to the hydraulic cylinder 18.
  • the handlebar 36 is connected to the hydraulic cylinder 18 on the piston rod side in such a way that a force F acting from below on the arm 36 moves the piston 19 in the direction of the piston bottom side chamber 32 and generates a pressure increase there.
  • a pressure set in the piston-bottom-side chamber 32 results in a pressing force pressing down on the handlebar 36, which in turn generates a corresponding contact pressure for the lifting rod 30 or for a working device coupled to the lifting rod 30.
  • this chamber 32 is hydraulically connected to the pressure sensor 24.
  • the control valve 20 is formed as a proportional valve with four switching positions (4/4 way valve), wherein in the first switching position (top switching position of the control valve 20 of Figure 1 or 2), the pump 12 connected to the chamber 34 and the reservoir 14 to the chamber 32 is, in the second switching position (second highest switching position of the control valve 20 of Figure 1 or 2) all hydraulic connections to the chambers 32, 34 are closed, in the third switching position (switching position of the control valve 20 as shown in Figure 1 or 2), the pump 12th with the chamber 32 and the reservoir 14 is connected to the chamber 34 and in the fourth switching position (lowermost switching position of the control valve 20 off FIG.
  • both chambers 32, 34 are connected to the reservoir 14, whereby a conventional floating position is connected herewith.
  • the control valve 20 has a proportional valve slide 58, by which a fine adjustment of the individual switching positions can be done so that a hydraulic flow or hydraulic flow into or out of a chamber 32, 34 can be carried out according to finely tuned within the available switching positions available.
  • this is electronically connected to the electronic control unit 22. Further, the electronic control unit 22 is electronically connected to the selection instrument 26, the actuating means 28 and the pressure sensor 24.
  • the actuating means 28 is used for inputting control commands by the operator who initiates via the actuating means 28 to raise, lower or hold the lifting link 30 from. Furthermore, an additional function can be provided such that the operator can also enter a floating position (fourth switching position) via the actuating means 28.
  • the actuating means 28 is arranged in a cab 60 of the vehicle 40.
  • the actuating means 28 is preferably designed as a control lever, wherein by pressing the control lever, a corresponding control command is given to the electronic control unit 22, which then generates a corresponding control signal for the control valve 20.
  • the implementation of a control command entered by the operator is carried out by stored in the control unit 22 or implemented control programs.
  • the hydraulic control valve 20 is formed in the embodiment shown in Figure 1 as an electromagnetically controllable control valve 20, wherein magnetic coils 62 are excited by the control unit generated by the control signals 22 to move the proportional valve spool 58 of the control valve 20 accordingly.
  • control springs 64 are provided, which automatically move the control valve 20 into the second (closed) switching position in the event of a power failure.
  • the hydraulic control valve 20 is designed as an electromechanically controllable control valve 20.
  • a servo motor 66 is provided which is connected to the proportional slide 58 of the control valve 20 and according to the control signals generated by the electronic control unit 22 shifts the proportional slide 58.
  • the servo motor 66 is connected, for example via a spindle 68 with the proportional slider 58 and formed as a stepper motor. All other components and modes of operation of the embodiment illustrated in FIG. 2 are similar to those in FIG. 1.
  • the hydraulic lifting device schematically illustrated in FIGS. 1 and 2 can be operated via a plurality of control programs, wherein the selection of a control program by the operator via the selection instrument 26 can take place.
  • control programs there are three control programs available, which have been exemplified as print control programs "zero pressure”, "default pressure” and “manual”.
  • the signals supplied by the pressure sensor 24 are taken into account in the electronic control unit 22 during the generation of the control signal for the control valve 20.
  • the electronic control unit 22 When selecting "Zero pressure", the electronic control unit 22, for example, automatically set a control variable "0 bar” as the pressure target value, wherein the electronic control unit 22 controls the control valve 20 so that the pressure in the piston bottom chamber 32 is controlled to zero bar.
  • the pressure values supplied by the pressure sensor 24, which represent the pressure in the chamber 32, and the predetermined pressure target value (0 bar) are used in the generation of the control signals.
  • the control signals are then predetermined according to the difference of the pressure value of the piston-bottom-side chamber 32 supplied by the pressure sensor 24 Pressure target value calculated or generated.
  • the pressure in the piston bottom chamber 32 is kept at 0 bar, so that functionally speaking, the double-acting hydraulic cylinder 18 is operable as a single-acting hydraulic cylinder 18 and the piston can always move freely in the direction of the piston bottom chamber 32.
  • the operation of the hydraulic cylinder 18 can also be functionally opposed, so that the pressure in the piston rod side chamber 34 is controlled.
  • the preselection of a pressure target value by the operator takes place, wherein the input of the pressure target value can also take place via the selection instrument 26.
  • the electronic control unit 22 is given a corresponding control variable by inputting the pressure target value, the electronic control unit 22 thus controlling the control valve 20 controls that the pressure in the piston bottom side chamber 32 is controlled according to the input pressure target value, and when generating the control signals, the pressure values supplied from the pressure sensor 24 representing the pressure in the chamber 32 and the predetermined pressure target value are also used; with the difference that here the pressure target value is different from 0 bar
  • the electronic control unit 22 is predetermined by actuation of the actuating means 28 by the operator, whether an increase in pressure in the piston bottom side chamber 32 (lowering) or an increase in pressure in the piston rod side chamber 34 (lifting) should take place.
  • the control signals then become dependent on the actuation of the actuating means 28 calculated or generated by the operator.
  • the pressure in the piston bottom side chamber 32 and the piston rod side chamber 34, respectively are controlled in a known manner by the operator or the hydraulic cylinders are controlled in response to the signals supplied by the actuating means 28.
  • the operator can manually set a floating position for the hydraulic cylinder 28 by means of a corresponding activation "floating position" on the selection instrument 26, so that a corresponding control signal is automatically generated by the electronic control unit 22, which switches the control valve 20 into the fourth position.
  • the difference between the controlled floating position with "zero pressure” and the adjustable, uncontrolled or unpressurized floating position is that in the regulated floating position with "zero pressure” holding the lifting rod 30 by building up a pressure in the piston ring side chamber 34 of the hydraulic cylinder is possible. In the uncontrolled floating position both chambers 32, 34 are depressurized.
  • the selection instrument 26 is first activated (100) via an activation switch.
  • An input can be made by the operator as to whether a floating position (fourth switching position of the switching valve 20) should be switched (102).
  • the selection of the print control program by the operator (104) follows.
  • the corresponding control program is started (114, 116, 118), optionally with a pressure target value query (112) being sent to the operator.
  • control signals (126) are generated which depend on the actuating signals and on the selection of the pressure control program as a function of the predetermined pressure target values (predetermined pressure target value of 0 bar for "zero pressure” and predetermined pressure target value corresponding to input for "pressure specification") and the measured pressure values on the hydraulic cylinder (18) are generated (126).
  • predetermined pressure target values predetermined pressure target value of 0 bar for "zero pressure” and predetermined pressure target value corresponding to input for "pressure specification
  • the measured pressure values on the hydraulic cylinder (18) are generated (126).
  • the control signal is an actuation of the hydraulic cylinder (128).
  • new pressure values are called up (122, 120) and taken into account when generating a new control signal (126).
  • the third pressure control program "manual" can be switched in such a way (for example by prior input of an activation signal for this measure) that when the electronic control unit 22 operates according to one of the other selected pressure control programs or generates their control signals, an automatic switching to the third pressure control program "manual” takes place as soon as the actuating means 28 is actuated by the operator, ie as soon as a control signal from The same can be done if the float position has been previously selected, this has the advantage that the operator does not have to start the manual, third pressure control program via the selection instrument 26, but simply by actuating the actuating means 28 in the " manual control is switched. However, it would also mean that within the first and second pressure control program each time the hydraulic cylinder 18 was corrected, it would always be switched to the third pressure control program.
  • FIG. 3 shows a tractor 44 with a lifting device 10 according to the invention, the hydraulic cylinder 18 being used for lifting and lowering a lifting linkage 30 designed as a front loader 42.
  • the front loader 42 is bestuckt with a working device or working tool 70 in the form of a loading shovel 72, with other tools 70 may be coupled to the front loader 42.
  • the electronic control unit 22 and the selection instrument 26 and the actuating means 28 are arranged in the region of the cabin 60. All other components are not shown here in the drawing.
  • a lifting device 10 according to the invention is particularly suitable for carrying out loading operations, such as leveling a floor, wherein a presettable bearing pressure can be set by setting the pressure control program "pressure setting" for the bucket 72 or, for example, by selecting the pressure control program "zero pressure” in one "Zero pressure” controlled floating position function or by adjusting the uncontrolled floating position or in a non-pressurized float position function can be worked.
  • FIG. 4 shows a tractor 44 with a lifting device 10 according to the invention, wherein the hydraulic cylinder 18 is used for lifting and lowering a lifting rod 30 designed as an attachment device 46.
  • the attachment device 46 is equipped with a working tool or working tool 70 in the form of a packer roller 76, wherein other working tools 70 may be coupled to the attachment device 46.
  • the Anhangevoriques 46 is preferably designed as a three-point Anhangevortechnisch or three-point hydraulic, with a coupling to the vehicle 40 and to the tractor 44 on the front or, as shown, rear side is possible.
  • the electronic control unit 22 and the selection instrument 26 and the Actuation means 28 are arranged in the area of the cabin 60. All other components are not shown here in the drawing.
  • a lifting device 10 according to the invention is particularly suitable for this purpose,
  • FIG. 5 shows a wheel loader 50 having a lifting device 10 according to the invention, wherein the hydraulic cylinder 18 is used for lifting and lowering a lifting linkage 30 designed as a rocker 48.
  • the wheel loader 50 is equipped with a working tool or working tool 70 in the form of a soil bucket 78, wherein other working tools 70 may be coupled to the wheel loader 50.
  • the electronic control unit 22 and the selection instrument 26 and the actuating means 28 are arranged in the region of the cabin 60. All other components are not shown here in the drawing.
  • a lifting device 10 according to the invention is particularly suitable for carrying out earthworks, such as leveling a ground, whereby a presettable bearing pressure can be set by setting the pressure control program "Pressure Preset” for the earth bucket 78 or, for example, by selecting the pressure control program "zero pressure” in one "Zero pressure” controlled floating position function or by adjusting the uncontrolled floating position or in a non-pressurized float position function can be worked.
  • FIG. 6 shows a harvesting machine 56 in the form of a combine harvester with a lifting device 10 according to the invention, the hydraulic cylinder 18 being used to raise and lower a lifting linkage 30 designed as a mounting device 52.
  • the harvester 56 is bestuckt with a working implement or working tool 70 in the form of a header 54, with other tools 70 may be coupled to the harvester 56.
  • the electronic control unit 22 and the selection instrument 26 and the actuating means 28 are arranged in the region of the cabin 60. All other components are not shown here in the drawing.
  • the harvesting machine 56 is exemplarily designed as a combine harvester 80 with a cutting unit 82. However, other types of harvesting machines 56 may also be provided with a lifting device 10 according to the invention, for example a forage harvester equipped with a corn cutter.

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Abstract

Es wird einehydraulische Hubeinrichtung (10) für ein industrielles Nutzfahrzeug (40) beschrieben. Insbesondere ist die hydraulische Hubeinrichtung (10) für eine Baumaschine oder ein landwirtschaftliches Fahrzeug geeignet. Sie umfasst eine Hydraulikquelle (12), ein Hydraulikreservoir (14), einenHydraulikzylinder (18), ein Betätigungsmittel (28) zur Eingabe eines Stellsignals durch eine Bedienperson, eine elektronische Steuereinheit (22) und ein hydraulischesSteuerventil (20) zur Ansteuerung des Hydraulikzylinders (18), wobei das Steuerventil (20) von der elektronischen Steuereinheit (22) ansteuerbar ist. Um der Bedienperson bei der Arbeit mit verschiedenen Arbeitsgeräten (70) die Einstellung der hydraulischen Funktionen zu erleichtern, wird vorgeschlagen,dass ein mit dem Hydraulikzylinder (18) verbundener Drucksensor (24) und ein Auswahlinstrument (26) zur Auswahl von wenigstens einem Drucksteuerprogramm für den Hydraulikzylinder (18) vorgesehen sind, wobei das Steuerventil (20) durch ein von der Steuereinheit (22) generiertes Steuersignal ansteuerbar ist, welches in Abhängigkeit von der Auswahl des Drucksteuerprogramms und/oder von einem vom Drucksensor (24) gelieferten Drucksignal und/oder von dem Stellsignal der Bedienperson generierbar ist.

Description

Hydraulische Hubeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hubeinrichtung für ein industrielles Nutzfahrzeug, insbesondere Baumaschine oder landwirtschaftliches Fahrzeug, mit einer Hydraulikquelle, einem Hydraulikreservoir, wenigstens einem Hydraulikzylinder, einem Betatigungsmittel zur Eingabe eines Stellsignals durch eine Bedienperson, einer elektronischen Steuereinheit, und einem hydraulischen Steuerventil zur Ansteuerung des Hydraulikzylinders, wobei das Steuerventil von der elektronischen Steuereinheit ansteuerbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren für eine hydraulische Hubeinrichtung.
Hubeinrichtungen mit doppeltwirkenden Hydraulikzylindern gehören heute zu der Standardausrustung an einer landwirtschaftlichen Maschine, wie beispielsweise einem Schlepper oder Traktor, wobei für verschiedene Arbeitseinsatze unterschiedliche Anforderungen an die Hubeinrichtung zu stellen sind. So wird beispielsweise bei Frontladerarbeiten, für welche der Frontlader eine derartige Hubeinrichtung darstellt, üblicherweise ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder zum Heben und Senken des Frontladers eingesetzt, wobei beide Kammern des Hydraulikzylinders entsprechend der Stellsignale einer Bedienperson mit Druck beaufschlagt werden. Bei Arbeiten mit einer als Front-Anhangevorrichtung oder Anbaugestange für ein Arbeitsgerät ausgebildeten Hubeinrichtung ist ein doppeltwirkender Hubzylinder oftmals nachteilig, da einige Arbeitsgeräte oder Anbaugerate, z. B. Mahwerke, nicht für doppeltwirkende Hydraulikzylinder, bzw. für eine Druckbeanspruchung ausgelegt sind. Eine Bedienperson muss in diesen Fallen beim Absenken der Hubeinrichtung immer rechtzeitig das Steuerventil für den Hydraulikzylinder von einer Druck beaufschlagenden Steuerstellung auf eine druckfreie Steuerstellung bzw. Schwimmstellung umschalten, um eine Beschädigung des Arbeitsgeräts bzw. Anbaugeräts zu vermeiden. Dies erfordert erhöhte Sorgfalt und Aufmerksamkeit der Bedienperson. Ferner sind jedoch auch Arbeiten mit einer Anhangevorrichtung, z.B. Front-Anhangevorrichtung, üblich, bei der ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder benotigt wird, beispielsweise bei Arbeiten mit einem Frontpacker. Ein Frontpacker muss, um eine ideale Wirkung zu bekommen, mit einem bestimmten Druck gegen den Boden gedruckt werden. Üblicherweise benutzt eine Bedienperson ein Druck- Manometer, nach dem sie sich beim Absenken der Front-Anhangevorrichtung richtet, bis der gewünschte Druck (Auflagedruck) erreicht ist. Danach wird der Hydraulikzylinder hydraulisch blockiert bzw. festgestellt. Bei unebenem Gelände schwankt der Auflagedruck des Arbeitsgeräts entsprechend, so dass ein gleichbleibendes Arbeitsergebnis nicht gewahrleistet ist.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, eine hydraulische Hubeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welches die vorgenannten Probleme überwunden werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemaß durch die Lehre der Patentansprüche 1 und 14 gelost. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteranspruchen hervor.
Erfindungsgemaß wird eine hydraulische Hubeinrichtung der eingangs genannten Art derart ausgebildet, dass ein mit dem Hydraulikzylinder verbundener Drucksensor und ein Auswahlinstrument zur Auswahl von wenigstens einem Drucksteuerprogramm für den Hydraulikzylinder vorgesehen sind, wobei das Steuerventil durch ein von der Steuereinheit generiertes Steuersignal ansteuerbar ist, welches in Abhängigkeit von der Auswahl des Drucksteuerprogramms und/oder von einem vom Drucksensor gelieferten Drucksignal und/oder von dem Stellsignal der Bedienperson generierbar ist. Die Bedienperson kann bei Inbetriebnahme der Hubeinrichtung durch ein Auswahlinstrument, beispielsweise einem digitalen Eingabe- und Anzeigemodul, vorgeben, welches Drucksteuerprogramm aktiviert werden soll. Es können mehrere Drucksteuerprogramme in der elektronischen Steuereinheit hinterlegt bzw. implementiert sein, die unterschiedliche Vorgaben für die Generierung des durch die elektronische Steuerung generierten Steuersignals für das hydraulische Steuerventil vorsehen. So können beispielsweise je nach Auswahl des Drucksteuerprogramms Steueralgorithmen in Gang gesetzt werden, die in Abhängigkeit von einem durch den Drucksensor gelieferten Druckwert unterschiedliche Steuersignale für das hydraulische Steuerventil generieren. Ferner können auch nur Stellsignale von der Bedienperson, die beispielsweise durch einen Steuerhebel (Joystick) eingegeben werden, berücksichtigt werden. Das Drucksteuerprogramm kann jedoch auch vorsehen, dass eine Kombination der durch die Bedienperson eingegebenen Stellsignale und der von dem Drucksensor gelieferten Druckwerte zur Generierung des Steuersignals für das hydraulische Steuerventil herangezogen werden. In Abhängigkeit der von dem Drucksensor gelieferten Druckwerten kann beispielsweise durch einen durch die Bedienperson vorgebbaren oder durch einen in der elektronischen Steuereinheit hinterlegten Druckzielwert bzw. Druckregelwert ein geschlossener Regelkreis geschaffen werden, so dass beispielsweise ein im Hydraulikzylinder herrschender Druck, durch entsprechende Ansteuerung des hydraulischen Steuerventils bzw. durch Generierung eines entsprechenden Steuersignals für das hydraulische Steuerventil, auf den in der elektronischen Steuereinheit vorgegebenen bzw. hinterlegten Druckzielwert bzw. Druckregelwert eingestellt wird. Eine erfindungsgemaße Hubeinrichtung kann selbstverständlich auch mit zwei oder mehr Hydraulikzylindern betrieben werden, die vorzugsweise in einer Parallelschaltung angeordnet sind.
Vorzugsweise ist der Hydraulikzylinder mit einem zum Anheben und Absenken eines Arbeitsgerätes vorgesehenen Hubgestange verbunden und weist jeweils eine zum Einfahren und Ausfahren des Hydraulikzylinders mit Druck beaufschlagbare Kammer auf, wobei ein Einfahren oder Ausfahren des Hydraulikzylinders mit einem Anheben oder Absenken des Hubgestanges einhergeht. Es kann somit vorgesehen sein, dass der Hydraulikzylinder mit einem als Ladearm oder eine Schwinge ausgebildeten Hubgestange verbunden ist, welches ein als Schaufel oder Ladegabel etc. Ausgebildetes Arbeitsgerät tragt. Andere Ausbildungen des Hubgestanges, beispielsweise ein Frontlader, eine Anhangevorrichtung (beispielsweise eine Front- oder Heck-Anhangevorrichtung) oder ein Anbaugestange für ein Anhange- oder Anbaugerat sind ebenfalls möglich. Ebenso sind andere Ausbildungen eines Arbeitsgeräts denkbar und sollen hiermit erfasst sein, beispielsweise jegliche Art von Erntvorsatzen, Mahvorsatzen, Bodenbearbeitungswerkzeugen, Frontladerwerkzeugen, Baumaschinenwerkzeugen etc.. Das Hubgestange ist derart mit dem Hydraulikzylinder gekoppelt, dass durch Betatigen, also hydraulisches Druckbeaufschlagen des Hydraulikzylinders, ein Anheben oder Absenken des Hubgestanges und damit des Arbeitsgeräts ausgelost wird. Dabei hangt es von der mechanischen Anordnung ab, welche der beiden Kammern des Hydraulikzylinders zum Anheben oder Senken des Hubgestanges druckbeaufschlagbar ist.
Der Drucksensor ist vorzugsweise mit der zum Absenken des Hubgestanges beaufschlagbaren Kammer hydraulisch verbunden. Somit liefert der Drucksensor Druckwerte, die sich in der zum Absenken des Hubgestanges mit Druck zu beaufschlagenden Kammer einstellen. Über den oben erwähnten geschlossenen Regelkreis kann damit beispielsweise ein voreingestellter oder vorgegebener Druckzielwert in der Kammer von der elektronischen Steuereinheit eingestellt und geregelt bzw. konstant gehalten werden, so dass ein Hubgestange bzw. ein Arbeitswerkzeug mit diesem konstant gehaltenen Druck auf den Boden gedruckt bzw. abgesenkt wird. Hierbei kann auch drucklos gearbeitet werden, indem ein voreingestellter Druckzielwert von 0 bar vorgegeben bzw. voreingestellt ist. Dies wurde dann einer Funktion eines einseitig wirkenden Hydraulikzylinders gleichkommen, da die zum Absenken mit Druck beaufschlagbare Kammer drucklos gehalten wird. Selbstverständlich ist eine analoge Vorgehensweise, sowohl für die druckbeaufschlagte (Druckzielwert > 0 bar) als auch für die drucklose (Druckzielwert = 0 bar) Variante auch für die zum Anheben mit Druck zu beaufschlagende Kammer möglich.
Vorzugsweise ist das Steuerventil ein als Proportionalventil ausgebildetes 4/4 Wegeventil. Andere Ventile oder Ventilkombinationen, beispielsweise synchron geschaltete 2/2 Wegeventile, oder andere Kombinationen, die eine vergleichbare Steuerung des Hydraulikflusses erlauben, sind ebenfalls einsetzbar. Hierbei ist es auch denkbar, ein 4/3 Wegeventil einzusetzen, wobei beispielsweise eine erste Schaltstellung des Steuerventils die eine Kammer des Hydraulikzylinders, eine zweite Schaltstellung die andere Kammer des Hydraulikzylinders mit der Hydraulikpumpe verbindet und eine dritte Schaltstellung beide Kammern von der Hydraulikpumpe trennt. Auf eine vierte Schaltstellung, beispielsweise einer Schwimmstellung, bei der beide Kammern miteinander verbunden werden, wird bei der Verwendung eines 4/3 Wegeventils verzichtet. Eine derartige Schwimmstellung kann aber auch, wie im Folgenden Beschrieben, mit einer entsprechenden elektronischen Regelung elektronisch realisiert werden.
Die elektronische Steuereinheit ist derart ausgebildet bzw. konfiguriert, dass ein erstes in ihr implementiertes Drucksteuerprogramm bzw. ein erster Steueralgorithmus vorsieht, dass ein Steuersignal generiert wird, mit dem die zum Absenken des Hubgestanges beaufschlagbare Kammer drucklos gehalten wird. Der Druck in dieser Kammer wird somit auf 0 bar geregelt, indem die von dem Drucksensor gelieferten Druckwerte die elektronische Steuerung veranlassen ein entsprechendes Steuersignal bzw. Druckkorrektursignal zu generieren, falls der in der zum Absenken des Hubgestanges beaufschlagbaren Kammer ermittelte Druckwert von 0 bar abweicht. Eine derartige Regelung kommt einer sogenannten „Schwimmstellung" gleich, da sich das Arbeitsgerät bzw. das Hubgestange ungehindert nach oben bewegen kann und somit eventuellen Unebenheiten auf dem zu bearbeitenden Boden oder Untergrund nahezu ungehindert folgen kann, wobei lediglich die Gewichtskraft des Hubgestanges und des Arbeitsgeräts auf den Boden bzw. Untergrund wirkt.
Die elektronische Steuereinheit kann ferner derart ausgebildet bzw. konfiguriert sein, dass ein zweites in ihr implementiertes Drucksteuerprogramm bzw. ein zweiter Steueralgorithmus vorsieht, dass ein Steuersignal generiert wird, mit dem die zum Absenken des Hubgestanges beaufschlagbare Kammer auf einen vorgebbaren Druckwert (Druckzielwert) gehalten wird. Ein entsprechender Druckwert bzw. Druckzielwert oder Druckregelwert kann vorzugsweise von der Bedienperson über das Auswahlinstrument vorgegeben werden, indem die Bedienperson den Druckzielwert eingibt. Die Eingabe erfolgt beispielsweise über ein in dem Auswahlinstrument vorgesehenes Eingabemodul. Der Druckzielwert kann jedoch auch in einer Voreinstellung bereits in der Steuereinheit hinterlegt bzw. implementiert sein und beispielsweise durch ein Steuerprogramm (Steueralgorithmus) vorgegeben werden. Der Druck in dieser Kammer wird somit auf den voreingestellten oder eingegebenen Druckzielwert geregelt, indem die von dem Drucksensor gelieferten Druckwerte die elektronische Steuerung veranlassen ein entsprechendes Steuersignal bzw. Druckkorrektursignal zu generieren, falls der in der zum Absenken des Hubgestanges beaufschlagbaren Kammer ermittelte Druckwert von dem Druckzielwert abweicht. Eine derartige Regelung kommt einer „Schwimmstellung mit Auflagedruck" gleich, da sich das Arbeitsgerät bzw. das Hubgestange nur entgegen des in der Kammer herrschenden Drucks nach oben bewegen kann. So kann das Arbeitsgerät bzw. das Hubgestange eventuellen Unebenheiten auf dem zu bearbeitenden Boden oder Untergrund nur unter Einfluss der durch den vorgegebenen bzw. eingegebenen Druckzielwert, der einen gewissen Auflagedruck erzeugt, und der Gewichtskraft entgegen gebrachten Kraft folgen, wobei bei einem ebenen Untergrund ein gleichmaßiger Auflagedruck ausgeübt wird und der Druck in der Kammer gemäß dem Druckzielwert konstant bleibt, bei Auftreten einer nach oben gerichteten Bodenwelle der Druck in der Kammer und damit auch der ausgeübte Auflagedruck ansteigt und durch die elektronische Steuereinheit automatisch gemäß dem Druckzielwert heruntergeregelt wird und bei Auftreten einer nach unten gerichteten Bodenwelle der Druck in der Kammer und damit der Auflagedruck absinkt und durch die elektronische Steuereinheit automatisch gemäß dem Druckzielwert heraufgeregelt wird.
Vorzugsweise ist die elektronische Steuereinheit ferner derart ausgebildet bzw. konfiguriert, dass ein drittes in ihr implementiertes Drucksteuerprogramm bzw. ein dritter Steueralgorithmus vorsieht, ein Steuersignal generierbar ist, mit dem der Druck in der zum Absenken des Hubgestanges beaufschlagbaren Kammer und in der zum Anheben des Hubgestanges beaufschlagbaren Kammer variabel ist. Diese Drucksteuerprogrammierung sieht somit keine Begrenzung bzw. Regelung des Drucks in der zum Absenken des Hubgestanges mit Druck beaufschlagbaren Kammer vor, sondern erlaubt eine automatische Steuerung des Hydraulikzylinders entsprechend der von der Bedienperson über das Betatigungsmittel eingegebenen Stellsignale. Dieses dritte Drucksteuerprogramm entspricht einem üblicherweise installierten Drucksteuerprogramm, bei dem das Hubgestange bzw. die Hubeinrichtung rein gemäß der durch die Bedienperson eingegebenen Steuerbefehle betrieben bzw. gesteuert wird, bei dem also automatisch eine Umsetzung der von der Bedienperson am Betatigungsmittel (Joystick) eingegebenen Stellsignale auf die Betätigung des Hydraulikzylinders zu Anheben oder Absenken des Hubgestanges erfolgt. Vorzugsweise kann ferner vorgesehen sein, dass das dritte Drucksteuerungsprogramm priorisiert wird, derart dass, wenn die elektronische Steuereinheit gemäß einer der anderen ausgewählten Drucksteuerprogramme operiert bzw. ihre Steuersignale generiert, ein automatisches Umschalten in das dritte Drucksteuerprogramm erfolgt, sobald das Betatigungsmittel von der Bedienperson betätigt wird, d. h. sobald ein Stellsignal von der Bedienperson eingegeben und erwünscht wird. Dies hat den Vorteil, dass die Bedienperson nicht erst über das Auswahlinstrument das automatische, dritte Drucksteuerungsprogramm starten muss.
Vorzugsweise ist das Steuerventil elektromagnetisch mittels elektromagnetischer Spulen betatigbar, wobei in einer anderen Ausfuhrungsform auch eine Betätigung auf elektromechanische Weise erfolgen kann, beispielsweise durch einen Elektromotor. In beiden Fallen werden entsprechende Steuersignale von der elektronischen Steuereinheit generiert, die entweder die elektromagnetischen Spulen oder den Elektromotor entsprechend ansteuern. Als Elektromotor können beispielsweise Schrittmotoren oder Spindelmotoren eingesetzt werden, die an das Steuerventil gekoppelt sind, gegebenenfalls über ein mit dem Steuerventil verbundenes Übersetzungsgetriebe. Ferner kann die Ansteuerung bzw. Betätigung des Proportionalsteuerventils direkt wirkend oder über eine Pilotstufe erfolgen.
Die Ausbildung des Hubgestanges und des Arbeitsgeräts ist in zahlreichen Varianten denkbar, von denen einige im Folgenden genannt werden, wobei alle genannten Varianten unter die erfindungsgemaße hydraulische Hubeinrichtung fallen. Beispielsweise ist das Hubgestange als Anhangevorrichtung für ein Front- oder Heckarbeitsgerat für ein landwirtschaftliches Fahrzeug, insbesondere als Dreipunkanhangevorrichtung, ausgebildet, wobei eine derartige Dreipunktanhangevorrichtung sowohl vorn am Fahrzeug als auch hinten am Fahrzeug vorgesehen sein kann. Als Arbeitsgerät kommen alle möglichen landwirtschaftlichen Anhängegeräte, wie z. B. Bodenbearbeitungsgeräte oder Mahgerate oder dergleichen in Frage. So können beispielsweise Grubberarbeiten oder Pflugarbeiten unter Anwendung des ersten oder zweiten Drucksteuerprogramms durchgeführt werden, so dass eine Schwimmstellung für das Arbeitsgerät erzielt oder ein gewisser Auflagedruck auf den zu bearbeitenden Boden ausgeübt wird. Ferner kann das Hubgestange auch als Frontlader für ein landwirtschaftliches Fahrzeug, insbesondere für einen Traktor, ausgebildet sein, wobei der Frontlader beispielsweise mit einem Arbeitsgerät in Form einer Schaufel bestuckt ist. So können beispielsweise mit der Schaufel Planierarbeiten in Schwimmstellung oder unter Ausübung eines Auflagedrucks auf den Boden ausgeführt werden. Ferner kann das Hubgestange als Anbaugestange eines Vorsatzes für ein landwirtschaftliches Fahrzeug, insbesondere für eine Erntemaschine, ausgebildet sein, wobei das Anbaugestange beispielsweise mit einem Erntegebiss oder Mahvorsatz als Erntevorsatz bzw. Arbeitsgerät bestuckt sein kann. Hierbei kann beispielsweise die erste Drucksteuerung zum Einsatz kommen, so dass der Erntevorsatz in „Schwimmstellung" den Bodenkonturen folgen kann und beispielsweise bei einer auftretenden Bodenwelle nicht beschädigt wird. Ebenso ist es denkbar, die Hubeinrichtung an einer Baumaschine einzusetzen, wobei das Hubgestange als Laderschwinge, beispielsweise für einen Radlader oder eine Planierraupe, ausgebildet ist. Auch hier eignen sich alle der drei genannten Drucksteuerprogramme, die je nach Arbeitseinsatz der Steuerung des Steuerventils zu Grunde gelegt sein können. Es ist aber auch die Anwendung auf andere industrielle Nutzfahrzeuge, die hier in diesem Umfang nicht genannt sind denkbar.
Ein auf die erfindungsgemaße hydraulische Hubeinrichtung für ein industrielles Nutzfahrzeugs, insbesondere Baumaschine oder landwirtschaftliches Fahrzeug, wie Radlader oder Schlepper, ausgerichtetes Verfahren sieht vor, mit einer Hydraulikquelle, einem Hydraulikreservoir, einem doppeltwirkenden Hydraulikzylinder, einem Betatigungsmittel zur Eingabe eines Stellsignals durch eine Bedienperson, einer elektronischen Steuereinheit, und einem hydraulischen Steuerventil zur Ansteuerung des Hydraulikzylinders, wobei das Steuerventil von der elektronischen Steuereinheit ansteuerbar ist, eine elektrohydraulische Steuerung zu realisieren, in der ein Drucksensor und ein Auswahlinstrument zur Auswahl von wenigstens einem Drucksteuerprogramm für den Hydraulikzylinder vorgesehen sind und das Steuerventil durch ein von der Steuereinheit generiertes Steuersignal angesteuert wird, welches in Abhängigkeit von der Auswahl des Drucksteuerprogramms und/oder von einem vom Drucksensor gelieferten Drucksignal und/oder von dem Stellsignal der Bedienperson generiert wird.
Ferner sieht das Verfahren vor, dass der Hydraulikzylinder mit einem zum Anheben und Absenken eines Arbeitsgerätes vorgesehenen Hubgestange verbunden ist und jeweils eine zum Einfahren und Ausfahren des Hydraulikzylinders mit Druck beaufschlagbare Kammer aufweist, wobei ein Einfahren oder Ausfahren des Hydraulikzylinders mit einem Anheben oder Absenken des Hubgestanges einhergeht.
Das Verfahren umfasst ferner, dass durch die Steuereinheit mit einem ersten Drucksteuerprogramm ein Steuersignal generiert wird, mit dem der Druck in der zum Absenken des Hubgestanges beaufschlagbaren Kammer auf Null bar gehalten wird.
In einem zweiten Drucksteuerprogramm wird ein Steuersignal generiert, mit dem der Druck in der zum Absenken des Hubgestanges beaufschlagbaren Kammer auf einen konstanten, durch das Auswahlinstrument vorgebbaren Druckwert gehalten wird.
Ferner wird in einem dritten Drucksteuerprogramm ein Steuersignal generiert, mit dem der Druck in der zum Absenken des Hubgestanges beaufschlagbaren Kammer und in der zum Anheben des Hubgestanges beaufschlagbaren Kammer variierbar ist.
Wie schon erwähnt, ist die erfindungsgemaße hydraulische Hubeinrichtung auf viele Arten von industriellen Nutzfahrzeugen, wie z.B. Traktoren, Erntemaschinen, Forstmaschinen oder Baumaschinen, anwendbar bzw. für den Einsatz an solchen industriellen Nutzfahrzeugen geeignet.
Anhand der Zeichnung, die ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung zeigt, werden nachfolgend die Erfindung sowie weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung naher beschrieben und erläutert .
Es zeigt: Fig. 1 einen schematischen Schaltplan einer erfindungsgemaßen hydraulischen Hubeinrichtung mit elektromagnetisch betatigbarem Steuerventil,
Fig. 2 einen schematischen Schaltplan einer erfindungsgemaßen hydraulischen Hubeinrichtung mit elektromechanisch betatigbarem Steuerventil,
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Traktors mit einer erfindungsgemaßen hydraulischen Hubeinrichtung in Form eines Frontladers,
Fig. 4 eine Seitenansicht eines Traktors mit einer erfindungsgemaßen hydraulischen Hubeinrichtung in Form einer Anhangevorrichtung für ein Anhängegerät,
Fig. 5 eine Seitenansicht eines Radladers mit einer erfindungsgemaßen hydraulischen Hubeinrichtung in Form einer Laderschwinge,
Fig. 6 eine Seitenansicht einer Erntemaschine mit einer erfindungsgemaßen hydraulischen Hubeinrichtung in Form eines Anbaugestanges für einen Erntevorsatz und
Fig. 7 ein Verfahrensschema für eine erfindungsgemaße Hubeinrichtung in Form eines Blockdiagramms.
In den Figuren 1 und 2 sind eine erfindungsgemaße hydraulische Hubeinrichtung 10 schematisch dargestellt. Die hydraulische Hubeinrichtung 10 umfasst eine als Hydraulikpumpe ausgebildete Hydraulikquelle 12, ein als Hydrauliktank ausgebildetes Hydraulikreservoir 14, einen hydraulisch betatigbaren Aktuator 16 in Form eines doppeltwirkenden Hydraulikzylinders 18 mit einem Kolben 19, ein elektronisch steuerbares Steuerventil 20, eine elektronische Steuereinheit, einen Drucksensor 24, ein Auswahlinstrument 26 und ein Betatigungsmittel 28 in Form eines Stellhebels oder Joysticks. Ferner umfasst die Hubeinrichtung 10 ein Hubgestange 30.
Die Hydraulikpumpe 12 versorgt die hydraulische Hubeinrichtung mit Hydraulikflussigkeit, die aus dem Hydraulikreservoir 14 gefordert wird. Der Hydraulikzylinder 18 doppeltwirkend ausgebildet, d. h. er weist zwei mit Druck beaufschlagbare Kammern 32, 34 auf, wobei eine Kammer 32 kolbenbodenseitig und die andere Kammer 34 kolbenstangenseitig ausgebildet ist. Das Hubgestange 30 umfasst einen Lenker 36, der über ein Schwenklager 38 an einer geeigneten Anschlussstelle an einem Fahrzeug 40 (siehe Figuren 3 bis 6) befestigt ist. Der Lenker 36 ist hier exemplarisch als einfache Schwenklenker dargestellt, der mit der Kolbenstangenseite des Hydraulikzylinders 18 verbunden ist. Das Hubgestange 30 kann vielerlei Arten von Lenkern 36 oder Lenkeranordnungen darstellen, die an einem industriellen bzw. landwirtschaftlichen oder bauwirtschaftlichen Fahrzeug 40 Anwendung finden, wie in den Figuren 3 bis 6 exemplarisch dargestellt ist. So kann der Lenker 36 als Teil eines Frontladers 42 an einem Schlepper 44, einer Anhangevorrichtung 46 an einem Schlepper 44, einer Laderschwinge 48 eines Radladers 50, einer Anbauvorrichtung 52 für einen Erntevorsatz 54 einer Erntemaschine 56 und vieles mehr sein. Der Lenker 36 kann anstatt kolbenstangenseitig auch kolbenbodenseitig mit dem Hydraulikzylinder 18 verbunden sein.
In den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausfuhrungsbeispielen ist der Lenker 36 kolbenstangenseitig mit dem Hydraulikzylinder 18 derart verbunden, dass eine von unten auf den Lenker 36 wirkende Kraft F den Kolben 19 in Richtung der kolbenbodenseitigen Kammer 32 bewegt und dort eine Druckerhohung erzeugt. Anders herum, ein in der kolbenbodenseitigen Kammer 32 eingestellter Druck resultiert in eine den Lenker 36 nach unten druckende Anpresskraft, die wiederum einen entsprechende Auflagedruck für das Hubgestange 30 bzw. für ein an das Hubgestange 30 gekoppeltes Arbeitsgerät erzeugt .
Um den Druck in der kolbenbodenseitigen Kammer 32 zu überwachen bzw. regeln zu können, ist diese Kammer 32 mit dem Drucksensor 24 hydraulisch verbunden. Das Steuerventil 20 ist als Proportionalventil mit vier Schaltstellungen (4/4 Wegeventil) ausgebildet, wobei in der ersten Schaltstellung (oberste Schaltstellung des Steuerventils 20 aus Figur 1 oder 2) die Pumpe 12 mit der Kammer 34 und das Reservoir 14 mit der Kammer 32 verbunden ist, in der zweiten Schaltstellung (zweitoberste Schaltstellung des Steuerventils 20 aus Figur 1 oder 2) alle hydraulischen Verbindungen zu den Kammern 32, 34 geschlossen sind, in der dritten Schaltstellung (Schaltstellung des Steuerventils 20 wie abgebildet in Figur 1 oder 2) die Pumpe 12 mit der Kammer 32 und das Reservoir 14 mit der Kammer 34 verbunden ist und in der vierten Schaltstellung (unterste Schaltstellung des Steuerventils 20 aus Figur 1 oder 2) beide Kammern 32, 34 mit dm Reservoir 14 verbunden sind, wobei hiermit eine herkömmliche Schwimmstellung geschaltet ist. Das Steuerventil 20 verfugt über einen Proportionalventilschieber 58, durch den eine Feinabstimmung der einzelnen Schaltstellungen erfolgen kann, so dass ein Hydraulikzufluss oder Hydraulikabfluss in eine bzw. aus eine Kammer 32, 34 im Rahmen einer der zur Verfugung stehenden Schalstellungen entsprechend fein abgestimmt erfolgen kann.
Zur Steuerung des hydraulischen Steuerventils 20 ist dieses mit der elektronischen Steuereinheit 22 elektronisch verbunden. Ferner ist die elektronische Steuereinheit 22 elektronisch mit dem Auswahlinstrument 26, dem Betatigungsmittel 28 und dem Drucksensor 24 verbunden.
In der ersten Schaltstellung wird Hydraulikol von der Pumpe 12 in die Kammer 34 gefordert. Gleichzeitig wird die Kammer 32 mit dem Reservoir 14 verbunden. Es erfolgt ein Anheben des Hubgestanges 30. In der zweiten Schaltstellung sind die Kammern 32, 34 geschlossen, so dass ein Halten des Hubgestanges 30 erzielt wird. In der dritten Schaltstellung wird Hydraulikol von der Pumpe 12 in die Kammer 32 gefordert. Gleichzeitig wird die Kammer 34 mit dem Reservoir 14 verbunden. Es erfolgt ein Absenken bzw. Andrucken des Hubgestanges 30 in Richtung des Bodens. Je nach Stellung des Proportionalschiebers 58 innerhalb der Schaltstellungen wird ein entsprechend starkes oder leichtes Anheben bzw. Absenken erzielt.
Das Betatigungsmittel 28 dient zur Eingabe von Steuerbefehlen durch die Bedienperson, die über das Betatigungsmittel 28 ein Anheben, Absenken oder Halten des Hubgestanges 30 aus initiiert. Ferner kann eine zusatzliche Funktion derart vorgesehen sein, dass die Bedienperson auch eine Schwimmstellung (vierte Schaltstellung) über das Betatigungsmittel 28 eingeben kann. Vorzugsweise ist das Betatigungsmittel 28 in einer Kabine 60 des Fahrzeugs 40 angeordnet. Das Betatigungsmittel 28 ist vorzugsweise als Steuerhebel ausgebildet, wobei durch Betatigen des Steuerhebels ein entsprechender Steuerbefehl an die elektronische Steuereinheit 22 gegeben wird, die dann ein entsprechendes Steuersignal für das Steuerventil 20 generiert . Die Umsetzung eines durch die Bedienperson eingegebenen Steuerbefehls erfolgt durch in der Steuereinheit 22 hinterlegte bzw. implementierte Steuerprogramme . Je nach Vorgabe des Steuerprogramms werden elektronische Sensorsignale oder weitere durch das Auswahlinstrument 26 vorgegebene Steuergroßen bei der Generierung des Steuersignals für das Steuerventil 20 berücksichtigt. Das hydraulische Steuerventil 20 ist bei dem in Figur 1 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel als elektromagnetisch steuerbares Steuerventil 20 ausgebildet, wobei Magnetspulen 62 durch die von der elektronischen Steuereinheit 22 generierten Steuersignale angeregt werden, um den Proportionalventilschieber 58 des Steuerventils 20 entsprechend zu bewegen. Um eine fail-safe Funktion zu gewahrleisten, sind Stellfedern 64 vorgesehen, die bei einem Stromausfall das Steuerventil 20 automatisch in die zweite (geschlossene) Schaltstellung bewegen.
In einer alternativen Ausfuhrungs form, wie sie in Figur 2 dargestellt ist, ist das hydraulische Steuerventil 20 als elektromechanisch steuerbares Steuerventil 20 ausgebildet. Hierzu ist ein Stellmotor 66 vorgesehen, der mit dem Proportionalschieber 58 des Steuerventils 20 verbunden ist und entsprechend der von der elektronischen Steuereinheit 22 generierten Steuersignale den Proportionalschieber 58 verschiebt. Der Stellmotor 66 ist beispielsweise über eine Spindel 68 mit dem Proportionalschieber 58 verbunden und als Schrittmotor ausgebildet. Alle weiteren Komponenten und Funktionsweisen der in Figur 2 dargestellten Ausfuhrungsform gleichen denen in Figur 1.
Die in Figur 1 und 2 schematisch dargestellte hydraulische Hubeinrichtung kann über mehrere Steuerprogramme betrieben werden, wobei die Auswahl eines Steuerprogramms durch die Bedienperson über das Auswahlinstrument 26 erfolgen kann. Wie in Figur 7 dargestellt ist, stehen drei Steuerprogramme zur Verfugung, die beispielhaft als Drucksteuerprogramme „Nulldruck", „Druckvorgabe" und "Manuell" benannt wurden. Je nach Auswahl des Drucksteuerprogramms, werden die von dem Drucksensor 24 gelieferten Signale in der elektronischen Steuereinheit 22 bei der Generierung des Steuersignals für das Steuerventil 20 berücksichtigt.
Bei der Auswahl „Nulldruck" wird der elektronischen Steuereinheit 22 beispielsweise automatisch eine Regelgroße „0 bar" als Druckzielwert vorgegeben, wobei die elektronische Steuereinheit 22 derart das Steuerventil 20 ansteuert, dass der Druck in der kolbenbodenseitigen Kammer 32 auf Null bar geregelt wird. Dazu werden bei der Generierung der Steuersignale die von dem Drucksensor 24 gelieferten Druckwerte, die den Druck in der Kammer 32 wiedergeben, und der vorgegebene Druckzielwert (0 bar) herangezogen. Die Steuersignale werden dann entsprechend der Differenz des vom Drucksensor 24 gelieferten Druckwerts der kolbenbodenseitigen Kammer 32 zu dem vorgegeben Druckzielwert berechnet bzw. generiert. Als Ergebnis dieses
Drucksteuerprogramms wird der Druck in der kolbenbodenseitigen Kammer 32 auf 0 bar gehalten, so dass funktional gesehen der doppeltwirkende Hydraulikzylinder 18 als einseitig wirkender Hydraulikzylinder 18 betreibbar ist bzw. der Kolben sich stets frei in Richtung der kolbenbodenseitigen Kammer 32 bewegen kann. Je nach Ausbildung und Anordnung des Hubgestanges 30 und der Art der Anwendung kann das Betreiben des Hydraulikzylinders 18 funktional auch entgegen gesetzt erfolgen, so dass der Druck in der kolbenstangenseitigen Kammer 34 geregelt wird.
Bei der Auswahl „Druckvorgabe" erfolgt die Vorgabe eines Druckzielwerts durch die Bedienperson, wobei die Eingabe des Druckzielwerts ebenfalls über das Auswahlinstrument 26 erfolgen kann. Der elektronischen Steuereinheit 22 wird durch Eingabe des Druckzielwerts eine entsprechende Regelgroße vorgegeben, wobei die elektronische Steuereinheit 22 derart das Steuerventil 20 ansteuert, dass der Druck in der kolbenbodenseitigen Kammer 32 entsprechend auf den eingegebenen Druckzielwert geregelt wird. Dazu werden bei der Generierung der Steuersignale ebenfalls die von dem Drucksensor 24 gelieferten Druckwerte, die den Druck in der Kammer 32 wiedergeben, und der vorgegebene Druckzielwert herangezogen, mit dem unterschied, dass hier der Druckzielwert von 0 bar verschieden ist. Die Steuersignale werden dann entsprechend der Differenz des vom Drucksensor 24 gelieferten Druckwerts der kolbenbodenseitigen Kammer 32 zu dem vorgegeben Druckzielwert berechnet bzw. generiert. Als Ergebnis dieses Drucksteuerprogramms wird der Druck in der kolbenbodenseitigen Kammer 32 auf den eingegebenen bzw. durch die Bedienperson vorgegebenen Druckzielwert gehalten, so dass funktional gesehen der doppeltwirkende Hydraulikzylinder 18 stets einen dem vorgegebenen Druckzielwert entsprechenden Auflagedruck auf das Hubgestange 30 ausübt bzw. ein mit dem Hubgestange 30 verbundenes Arbeitsgerät mit einem dem Druckzielwert entsprechenden Auflagedruck betrieben wird. Je nach Ausbildung und Anordnung des Hubgestanges 30 und der Art der Anwendung kann das Betreiben des Hydraulikzylinders 18 funktional auch entgegen gesetzt erfolgen, so dass der Druck in der kolbenstangenseitigen Kammer 34 geregelt wird.
Bei der Auswahl "Manuell" erfolgt keine Vorgabe eines Druckzielwerts . Der elektronischen Steuereinheit 22 wird durch Betätigung des Betatigungsmittels 28 durch die Bedienperson vorgegeben, ob eine Druckzunahme in der kolbenbodenseitigen Kammer 32 (Absenken) oder eine Druckzunahme in der kolbenstangenseitigen Kammer 34 (Anheben) erfolgen soll . Die Steuersignale werden dann in Abhängigkeit von der Betätigung des Betatigungsmittels 28 durch die Bedienperson berechnet bzw. generiert. Als Ergebnis dieses Drucksteuerprogramms wird der Druck in der kolbenbodenseitigen Kammer 32 bzw. in der kolbenstangenseitigen Kammer 34 auf bekannte bzw. herkömmliche Weise durch die Bedienperson vorgegeben bzw. der Hydraulikzylinder in Abhängigkeit von den Signalen, die von dem Betatigungsmittel 28 geliefert werden, gesteuert.
Ferner kann die Bedienperson durch eine entsprechende Aktivierung „Schwimmstellung" am Auswahlinstrument 26 manuell eine Schwimmstellung für den Hydraulikzylinder 28 einstellen, so dass von der elektronischen Steuereinheit 22 automatisch ein entsprechendes Steuersignal generiert wird, welches das Steuerventil 20 in die vierte Stellung schaltet.
Der Unterschied zwischen der geregelten Schwimmstellung mit „Nulldruck" und der einstellbaren, ungeregelten bzw. drucklosen Schwimmstellung (vierte Schaltstellung des Schaltventils) besteht darin, dass bei der geregelten Schwimmstellung mit „Nulldruck" ein Halten des Hubgestanges 30 durch Aufbauen eines Drucks in der kolbenringseitigen Kammer 34 des Hydraulikzylinders möglich ist. Bei der ungeregelten Schwimmstellung sind beide Kammern 32, 34 drucklos.
In dem in Figur 7 dargestellten Verfahrensablauf wird zunächst über einen Aktivierungsschalter das Auswahlinstrument 26 aktiviert (100) . Durch die Bedienperson kann eine Eingabe erfolgen, ob eine Schwimmstellung (vierte Schaltstellung des Schaltventils 20) geschaltet werden soll (102) . Es folgt die Auswahl des Drucksteuerprogramms durch die Bedienperson (104) . Entsprechend der Auswahl des Drucksteuerprogramms (106, 108, 110) wird das entsprechende Steuerprogramm gestartet (114, 116, 118) , wobei gegebenenfalls eine Druckzielwertabfrage (112) an die Bedienperson erfolgt. Gemäß den von der Bedienperson eingegebenen Stellsignalen (124) werden Steuersignale (126) erzeugt, die außer in Abhängigkeit von den Stellsignalen, entsprechend der Auswahl des Drucksteuerprogramms auch in Abhängigkeit von den vorgegebenen Druckzielwerten (vorgegebener Druckzielwert von 0 bar für „Nulldruck" und vorgegebener Druckzielwert entsprechend Eingabe für „Druckvorgabe") und den gemessenen Druckwerten am Hydraulikzylinder (18) generiert werden (126) . Je nach Steuersignal erfolgt eine Betätigung des Hydraulikzylinders (128) . Je nach Drucksteuerprogramm werden neue Druckwerte abgerufen (122, 120) und bei der Generierung eines neuen Steuersignals (126) berücksichtigt. Das dritte Drucksteuerungsprogramm „Manuell" kann derart geschaltet werden (beispielsweise durch vorherige Eingabe eines Aktivierungssignals für diese Maßnahme) , dass wenn die elektronische Steuereinheit 22 gemäß einer der anderen ausgewählten Drucksteuerprogramme operiert bzw. ihre Steuersignale generiert, ein automatisches Umschalten in das dritte Drucksteuerprogramm „Manuell" erfolgt, sobald das Betatigungsmittel 28 von der Bedienperson betätigt wird, d. h. sobald ein Stellsignal von der Bedienperson eingegeben und erwünscht wird. Gleiches kann erfolgen, falls zuvor die Schwimmstellung ausgewählt wurde. Dies hat den Vorteil, dass die Bedienperson nicht erst über das Auswahlinstrument 26 das manuelle, dritte Drucksteuerungsprogramm starten muss, sondern durch einfaches Betatigen des Betatigungsmittels 28 in die „manuelle" Steuerung geschaltet wird. Es wurde aber auch bedeuten, dass innerhalb des ersten und zweiten Drucksteuerprogramms bei jeder Korrektur des Hydraulikzylinders 18 stets in das dritte Drucksteuerprogramm geschaltet werden wurde.
Es kann daher vorgesehen sein (beispielsweise durch vorherige Eingabe eines Aktivierungssignals für diese Maßnahme) , dass eine Überlappung oder Kombination der Drucksteuerung „Manuell" mit der Drucksteuerung „Nulldruck" oder „Druckvorgabe" erfolgen kann, so dass beispielsweise ein Verstellen des Hydraulikzylinders durch die Bedienperson erfolgen kann, ohne dass auf die Druckregelung verzichtet wird. So kann beispielsweise im Drucksteuerprogramm „Nulldruck" das Hubgestange 30 angehoben werden, wahrend der Druck in der kolbenseitigen Kammer 32 auf 0 bar geregelt wird. Ebenfalls kann im Drucksteuerprogramm „Druckvorgabe" der Hydraulikzylinder 18 durch Stellsignale von der Bedienperson angehoben und abgesenkt werden, wahrend eine Druckregelung der kolbenseitigen Kammer 32 erfolg, wobei in diesem Fall ein Absenken nur im Rahmen des eingegebenen Druckzielwertes erfolgen kann, da der Druckzielwert aufgrund der Regelung nicht überschritten wird.
Ferner ist es auch denkbar (beispielsweise durch vorherige Eingabe eines Aktivierungssignals für diese Maßnahme) , vorzusehen, dass bei Aktivierung des „manuellen" Drucksteuerprogramms aufgrund der Betätigung des Betatigungsmittels 28, ein Ruckschalten in das zuvor ausgewählte Drucksteuerprogramm vorgesehen ist, sobald eine Betätigung des Betatigungsmittel 28 wieder ausbleibt. Dies hatte den Vorteil, dass Korrekturen des Hydraulikzylinders 18 ohne parallel durchgeführte Druckregelung erfolgen können und das eigentliche Drucksteuerprogramm, welches durch die Bedienperson zuvor ausgewählt wurde, nach der Korrektur beibehalten werden wurde. Wie oben beschrieben, können verschiedene Drucksteuerprogramme aktiviert bzw. ausgewählt werden, die es erlauben, die Hubeinrichtung 10 auf verschiedene Art und Weise zu betreiben bzw. die Drucksteuerung für den mit der Hubvorrichtung 30 verbundenen Hydraulikzylinder 18 auf verschiedene Anwendungen anzupassen. Darüber hinaus sind verschiedene Kombinationen bzw. Maßnahmen für die auswahlbaren Drucksteuerprogramme vorgebbar bzw. über das Auswahlinstrument auswahlbar.
Anhand der Figuren 3 bis 6 werden im Folgenden einige Anwendungen bzw. Ausfuhrungsbeispiele für die oben im Detail dargestellte erfindungsgemaße hydraulische Hubeinrichtung beschrieben.
Figur 3 zeigt einen Schlepper 44 mit einer erfindungsgemaßen Hubeinrichtung 10, wobei der Hydraulikzylinder 18 zum Heben und Senken eines als Frontlader 42 ausgebildeten Hubgestanges 30 eingesetzt wird. Der Frontlader 42 ist mit einem Arbeitsgerät bzw. Arbeitswerkzeug 70 in Form einer Ladeschaufel 72 bestuckt, wobei auch andere Arbeitswerkzeuge 70 an den Frontlader 42 gekoppelt sein können. Die elektronische Steuereinheit 22 sowie das Auswahlinstrument 26 und das Betatigungsmittel 28 sind im Bereich der Kabine 60 angeordnet. Alle weiteren Komponenten sind hier nicht zeichnerisch dargestellt. Eine erfindungsgemaße Hubeinrichtung 10 eignet sich hierbei insbesondere dazu, Laderarbeiten auszufuhren, wie beispielsweise das Planieren eines Bodens vorzunehmen, wobei ein voreinstellbarer Auflagedruck durch Einstellen des Drucksteuerprogramms „Druckvorgabe" für die Ladeschaufel 72 eingestellt werden kann oder beispielsweise durch Auswahlen des Drucksteuerprogramms „Nulldruck" in einer „Nulldruck" geregelten Schwimmstellungsfunktion oder durch Einstellen der ungeregelten Schwimmstellung bzw. in einer drucklosen Schwimmstellungsfunktion gearbeitet werden kann.
Figur 4 zeigt einen Schlepper 44 mit einer erfindungsgemaßen Hubeinrichtung 10, wobei der Hydraulikzylinder 18 zum Heben und Senken eines als Anhangevorrichtung 46 ausgebildeten Hubgestanges 30 eingesetzt wird. Die Anhangevorrichtung 46 ist mit einem Arbeitsgerät bzw. Arbeitswerkzeug 70 in Form einer Packerwalze 76 bestuckt, wobei auch andere Arbeitswerkzeuge 70 an die Anhangevorrichtung 46 gekoppelt sein können. Die Anhangevorrichtung 46 ist vorzugsweise als Dreipunkt-Anhangevorrichtung oder Dreipunkthydraulik ausgebildet, wobei eine Ankopplung an das Fahrzeug 40 bzw. an den Schlepper 44 frontseitig oder, wie dargestellt, heckseitig möglich ist. Die elektronische Steuereinheit 22 sowie das Auswahlinstrument 26 und das Betatigungsmittel 28 sind im Bereich der Kabine 60 angeordnet. Alle weiteren Komponenten sind hier nicht zeichnerisch dargestellt. Eine erfindungsgemaße Hubeinrichtung 10 eignet sich hierbei insbesondere dazu,
Bodenbearbeitungsarbeiten vorzunehmen, wie beispielsweise das Walzen eines Ackerbodens, wobei ein voreinstellbarer Auflagedruck; durch Einstellen des Drucksteuerprogramms „Druckvorgabe" für das Arbeitsgerät 70 (Packerwalze) eingestellt werden kann.
Figur 5 zeigt einen Radlader 50 mit einer erfindungsgemaßen Hubeinrichtung 10, wobei der Hydraulikzylinder 18 zum Heben und Senken eines als Schwinge 48 ausgebildeten Hubgestanges 30 eingesetzt wird. Der Radlader 50 ist mit einem Arbeitsgerät bzw. Arbeitswerkzeug 70 in Form einer Erdschaufel 78 bestuckt, wobei auch andere Arbeitswerkzeuge 70 an den Radlader 50 gekoppelt sein können. Die elektronische Steuereinheit 22 sowie das Auswahlinstrument 26 und das Betatigungsmittel 28 sind im Bereich der Kabine 60 angeordnet. Alle weiteren Komponenten sind hier nicht zeichnerisch dargestellt. Eine erfindungsgemaße Hubeinrichtung 10 eignet sich hierbei insbesondere dazu, Erdarbeiten auszufuhren, wie beispielsweise das Planieren eines Bodens vorzunehmen, wobei ein voreinstellbarer Auflagedruck durch Einstellen des Drucksteuerprogramms „Druckvorgabe" für die Erdschaufel 78 eingestellt werden kann oder beispielsweise durch Auswahlen des Drucksteuerprogramms „Nulldruck" in einer „Nulldruck" geregelten Schwimmstellungsfunktion oder durch Einstellen der ungeregelten Schwimmstellung bzw. in einer drucklosen Schwimmstellungsfunktion gearbeitet werden kann.
Figur 6 zeigt eine Erntemaschine 56 in Form eines Mähdreschers mit einer erfindungsgemaßen Hubeinrichtung 10, wobei der Hydraulikzylinder 18 zum Heben und Senken eines als Anbauvorrichtung 52 ausgebildeten Hubgestanges 30 eingesetzt wird. Die Erntemaschine 56 ist mit einem Arbeitsgerät bzw. Arbeitswerkzeug 70 in Form eines Erntevorsatzes 54 bestuckt, wobei auch andere Arbeitswerkzeuge 70 an die Erntemaschine 56 gekoppelt sein können. Die elektronische Steuereinheit 22 sowie das Auswahlinstrument 26 und das Betatigungsmittel 28 sind im Bereich der Kabine 60 angeordnet. Alle weiteren Komponenten sind hier nicht zeichnerisch dargestellt. Die Erntemaschine 56 ist exemplarisch als Mähdrescher 80 mit einem Schneidwerk 82 ausgebildet. Es können jedoch auch andere Arten von Erntemaschinen 56 mit einer erfindungsgemaßen Hubeinrichtung 10 versehen sein, beispielsweise ein mit einem Mais-Schneidwerk bestückter Feldhäcksler.
Auch wenn die Erfindung lediglich anhand einiger Ausfuhrungsbeispiele beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann im Lichte der vorstehenden Beschreibung sowie der Zeichnung viele verschiedenartige Alternativen, Modifikationen und Varianten, die unter die vorliegende Erfindung fallen.

Claims

Patentansprüche
1. Hydraulische Hubeinrichtung (10) für ein industrielles Nutzfahrzeug
(40) , insbesondere Baumaschine oder landwirtschaftliches Fahrzeug, mit einer Hydraulikquelle (12), einem Hydraulikreservoir (14), wenigstens einem Hydraulikzylinder (18), einem Betatigungsmittel (28) zur Eingabe eines Stellsignals durch eine Bedienperson, einer elektronischen Steuereinheit (22) und einem hydraulischen Steuerventil (20) zur Ansteuerung des Hydraulikzylinders (18) , wobei das Steuerventil (20) von der elektronischen Steuereinheit (22) ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Hydraulikzylinder (18) verbundener Drucksensor (24) und ein Auswahlinstrument (26) zur Auswahl von wenigstens einem Drucksteuerprogramm für den Hydraulikzylinder (18) vorgesehen sind, wobei das Steuerventil (20) durch ein von der Steuereinheit (22) generiertes Steuersignal ansteuerbar ist, welches in Abhängigkeit von der Auswahl des Drucksteuerprogramms und/oder von einem vom Drucksensor (24) gelieferten Drucksignal und/oder von dem Stellsignal der Bedienperson generierbar ist.
2. Hydraulische Hubeinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hubgestange (30) zum Anheben und Absenken eines Arbeitsgerätes (70) vorgesehen ist und der Hydraulikzylinder (18) mit dem vorgesehenen Hubgestange (30) verbunden ist und jeweils eine zum Einfahren und Ausfahren des Hydraulikzylinders (18) mit Druck beaufschlagbare Kammer (32, 34) aufweist, wobei ein Einfahren oder Ausfahren des Hydraulikzylinders (18) mit einem Anheben oder Absenken des Hubgestanges (30) einhergeht.
3. Hydraulische Hubeinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (24) mit der zum Absenken des Hubgestanges (30) beaufschlagbaren Kammer (32) hydraulisch verbunden ist.
4. Hydraulische Hubeinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (20) ein als Proportionalventil ausgebildetes 4/4- oder 4/3-Wegeventil ist.
5. Hydraulische Hubeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (22) derart ausgebildet ist, dass mit einem ersten Drucksteuerprogramm ein Steuersignal generierbar ist, mit dem die zum Absenken des Hubgestanges (30) beaufschlagbare Kammer (32) drucklos gehalten wird.
6. Hydraulische Hubeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (22) derart ausgebildet ist, dass mit einem zweiten Drucksteuerprogramm ein Steuersignal generierbar ist, mit dem der Druck in der zum Absenken des Hubgestanges (30) beaufschlagbaren Kammer (32) auf einen durch das Auswahlinstrument (26) vorgebbaren Druckwert gehalten wird.
7. Hydraulische Hubeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (22) derart ausgebildet ist, dass mit einem dritten Drucksteuerprogramm ein Steuersignal generierbar ist, mit dem der Druck in der zum Absenken des Hubgestanges (30) beaufschlagbaren Kammer (32) und in der zum Anheben des Hubgestanges (30) beaufschlagbaren Kammer (34) variabel ist.
8. Hydraulische Hubeinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (20) elektromagnetisch mittels elektromagnetischer Spulen (62) betatigbar ist.
9. Hydraulische Hubeinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (20) elektromechanisch mittels eines Stellmotors (66) betatigbar ist.
10. Hydraulische Hubeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubgestange (30) als Anhangevorrichtung 46, insbesondere Dreipunkthydraulik für ein Front- oder Heckarbeitsgerat ausgebildet ist.
11. Hydraulische Hubeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubgestange (30) als Frontlader
(42) für ein landwirtschaftliches Fahrzeug, insbesondere für einen Schlepper (44) oder Traktor, ausgebildet ist.
12. Hydraulische Hubeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubgestange (30) als Anbaugestange
(52) für einen Erntevorsatz (54) eines landwirtschaftliches Fahrzeugs, insbesondere einer Erntemaschine (56), ausgebildet ist.
13. Hydraulische Hubeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubgestange (30) als Laderschwinge
(48) für eine Baumaschine, insbesondere für einen Radlader (50) oder eine Planierraupe, ausgebildet ist.
14. Verfahren zur Ansteuerung einer hydraulischen Hubeinrichtung (10) für ein industrielles Nutzfahrzeugs (40) , insbesondere Baumaschine oder landwirtschaftliches Fahrzeug, mit einer Hydraulikquelle (12), einem Hydraulikreservoir (14), einem doppeltwirkenden Hydraulikzylinder
(18) , einem Betatigungsmittel (28) zur Eingabe eines Stellsignals durch eine Bedienperson, einer elektronischen Steuereinheit (22), und einem hydraulischen Steuerventil (20) zur Ansteuerung des Hydraulikzylinders (18) , wobei das Steuerventil (20) von der elektronischen Steuereinheit (22) ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor (24) und ein Auswahlinstrument
(26) zur Auswahl von wenigstens einem Drucksteuerprogramm für den Hydraulikzylinder (18) vorgesehen sind, wobei das Steuerventil (20) durch ein von der Steuereinheit (22) generiertes Steuersignal angesteuert wird, welches in Abhängigkeit von der Auswahl des Drucksteuerprogramms und/oder von einem vom Drucksensor (24) gelieferten Drucksignal und/oder von dem Stellsignal der Bedienperson generiert wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der
Hydraulikzylinder (18) mit einem zum Anheben und Absenken eines Arbeitsgerätes (70) vorgesehenen Hubgestange (30) verbunden ist und jeweils eine zum Einfahren und Ausfahren des Hydraulikzylinders (18) mit Druck beaufschlagbare Kammer (32, 34) aufweist, wobei ein Einfahren oder Ausfahren des Hydraulikzylinders (18) mit einem Anheben oder Absenken des Hubgestanges (30) einhergeht.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuereinheit (22) mit einem ersten Drucksteuerprogramm ein Steuersignal generiert wird, mit dem der Druck in der zum Absenken des Hubgestanges (30) beaufschlagbaren Kammer (32) auf Null bar gehalten wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuereinheit (22) mit einem zweiten Drucksteuerprogramm ein Steuersignal generiert wird, mit dem der Druck in der zum Absenken des Hubgestanges (30) beaufschlagbaren Kammer (32) auf einen konstanten, durch das Auswahlinstrument (26) vorgebbaren Druckwert gehalten wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuereinheit (22) mit einem dritten Drucksteuerprogramm ein Steuersignal generiert wird, mit dem der Druck in der zum Absenken des Hubgestanges (30) beaufschlagbaren Kammer (32) und in der zum Anheben des Hubgestanges (30) beaufschlagbaren Kammer (34) variierbar ist.
19. Industrielles Nutzfahrzeug (40), insbesondere Baumaschine oder landwirtschaftliches Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutzfahrzeug (40) eine hydraulische Hubeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweist.
20. Baumaschine, insbesondere Radlader (50) oder Planierraupe, dadurch gekennzeichnet, dass die Baumaschine eine hydraulische Hubeinrichtung
(10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder 13 aufweist.
21. Landwirtschaftliches Fahrzeug, insbesondere Schlepper (44) oder Erntemaschine (56) , dadurch gekennzeichnet, dass das landwirtschaftliche Fahrzeug eine hydraulische Hubeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist.
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