DE69421133T2

DE69421133T2 - Lenkschalter, integriert in einem Bedienungshebel eines Gerätes

Info

Publication number: DE69421133T2
Application number: DE69421133T
Authority: DE
Inventors: Rex N. Johnson; Mark A. Steffen; Gregory K. Stuckey; Lynn A. Sutton
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1993-08-02
Filing date: 1994-07-28
Publication date: 2000-05-25
Anticipated expiration: 2014-07-29
Also published as: EP0637650B1; US5533590A; DE69421133D1; EP0637650A1

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Steueranordnung für einen Allradlenklader und insbesondere auf einen Werkzeugfunktionssteuerhebel mit einem integralen Schalter, der betätigt werden kann, um die Hinterräder unabhängig von den Vorderrädern zu lenken, während man den Steuerhebel bewegt.

Technischer Hintergrund

Lader werden allgemein verwendet, um Material in beschränkten Gebieten und bei schlechten Untergrundzuständen zu laden, wobei der Lader leicht manövriert und gesteuert werden muß. Um die Manövrierbarkeit zu verbessern sind Lader mit einer Allradlenkfähigkeit entwickelt worden. Die Hinterräder konnten unabhängig von den Vorderrädern oder gleichzeitig mit den Vorderrädern gelenkt werden. Ein Beispiel einer solchen Anwendung hat ein Lenkrad zum lenken der Vorderräder und einem getrennten Steuerkasten und ein Steuersystem zur Lenkung der Hinterräder. Ein Umschalter wurde innerhalb des Steuerkastens montiert. Eines der mit einem solchen System assoziierten Probleme ist, daß der getrennte Steuerkasten an der Konsole montiert wurde. Wenn der Bediener eine Hand verwendet, um das Lenkrad zu lenken, und die andere Hand, um den Schalter zu bewegen, konnten keine anderen Funktionen wie beispielsweise ein Ladevorgang ausgeführt werden. Wenn der Bediener irgendeine Ladefunktion ausführen wollte, mußte er eine der Lenksteuerungen loslassen und seine Hand zum Ladesteuerhebel bewegen. Diese Funktionen konnten nicht simultan ausgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, die oben dargelegten Probleme zu überwinden.
Weiterhin sei hingewiesen auf EP-A-0 300 774, die ein Materialhandhabungsfahrzeug mit zwei Paaren von Bodenrädern bzw. Laufrädern offenbart, die bewegbar sind, um die Lenkung des Fahrzeuges zu bewirken. Das Fahrzeug weist Sensormittel auf, die mit jedem der zwei Paare von Rädern assoziiert sind, um ein elektrisches Signal an Steuermittel zu liefern, wenn die jeweiligen Räder in einer ausgerichteten Position sind, in der ihre Drehachsen im allgemeinen senkrecht zur Längsachse des Fahrzeugs sind. Die Steuermittel weisen dabei Auswahlmittel auf, die elektrische Schaltermittel aufweisen, um dem Bediener zu ermöglichen, das einfache Lenkverfahren auszuwählen, wobei nur eines der Paare von Rädern bewegbar ist, um eine Lenkung zu bewirken, oder einen Verbundlenkbetriebszustand, in dem beide der Paare von Rädern bewegbar sind, um eine Lenkung zu bewirken. Die Steuermittel weisen weiter Mittel auf, um diesen ausgewählten Lenkbetriebszustand aufrechtzuerhalten bis ein alternativer Lenkbetriebszustand durch den Betrieb der Auswahlmittel ausgewählt wird, und die Steuermittel ein Signal von mindestens einem der Sensormittel empfangen, die mit einem der Paare von Rädern assoziiert sind.
WO-A-93/15927 offenbart einen Lenkhebel bzw. Steuerhebel zum Umschalten der Komponenten eines Gebrauchsfahrzeuges.
Um die Handhabung und die Übersicht einfacher für den Bediener zu machen, hat der Hebel einen Handgriff, der ergonomisch an eine Hand angepaßt ist. Die Schaltelemente innerhalb der Reichweite des Daumens der Hand, die den Handgriff umschließt, sind in dem mit dem Handgriff verbunden Kopf gelegen. Die Schaltelemente sind Tasten und/oder Signalelemente wie beispielsweise Leuchtdioden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Steueranordnung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 und eine Radarbeitsmaschine nach Anspruch 5 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen offenbart.

Offenbarung der Erfindung

Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung ist eine Steueranordnung zur Anwendung bei einem Fahrzeug mit einem Paar von vorderen lenkbaren Rädern, mit einem Paar von hinteren lenkbaren Rädern und einem Werkzeug geeignet, welches auf dem Fahrzeug vorgesehen ist. Mittel sind vorgesehen, um die Vorderräder zu lenken, Mittel sind vorgesehen, um das Werkzeug zu steuern, wobei die Mittel einen Hebel aufweisen. Mittel sind vorgesehen, um die Hinterräder zu lenken, wobei die Mittel eine Betätigungsvorrichtung aufweisen, die an dem Hebel befestigt ist.
Die vorliegende Erfindung sieht eine Steueranordnung für ein Fahrzeug vor, die die Mittel zur Lenkung der Hinterräder des Fahrzeuges auf dem Werkzeugsteuerhebel montiert. Bei dieser Anwendung lenkt eine Hand die Vorderrä der, während die andere Hand gleichzeitig die Werkzeugfunktion ausführt und die Hinterräder lenkt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Fahrzeugs, die die vorliegende Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine isometrische Ansicht der vorliegenden Erfindung, die die Bewegung des Hebels zeigt;
Fig. 3 ist eine diagrammartige Ansicht einer Hydrauliklenkschaltung.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Mit Bezug auf Fig. 1 weist ein Fahrzeug 10, wie beispielsweise ein Baggerlader, eine Steueranordnung 11 mit herkömmlichen ersten Lenkmitteln 12 und zweiten Lenkmitteln 14 auf, die Schaltermittel 15 (Fig. 2) aufweisen, die integral mit einer Werkzeugsteuerung 16 sind. Die Werkzeugsteuerung 16 weist einen Hebel 17 auf, der die Arbeitsfunktionen einer Arbeitsmechanismuses steuert, wie beispielsweise eines Lademechanismuses 18.
Das Fahrzeug 10 weist den Lademechanismus 18 auf, der an dem Vorderteil des Fahrzeugs 10 angebracht ist, und einen Backhoe- bzw. Baggermechanismus 20, der am Hinterteil des Fahrzeugs 10 angebracht ist. Das Fahrzeug 10 besitzt ein erstes Paar von lenkbaren Rädern 22 die als Vorderräder gezeigt sind, und ein zweites Paar von lenkbaren Rädern 24, die als Hinterräder gezeigt sind. Die ersten Lenkmit tel 12 weisen ein Lenkrad 26 auf, welches drehbar ist, um die Räder 22 in herkömmlicher Weise zu lenken.
Der Lademechanismus 18 weist einen Hubarm 28 auf, und zwar mit einem ersten Ende 30, das schwenkbar mit dem Fahrzeug 10 verbunden ist, und mit einem zweiten Ende 32, das sich davon nach vorne vor das Fahrzeug 10 erstreckt. Eine Schaufel 34 ist schwenkbar an dem zweiten Ende 32 des Hubarms 28 angebracht. Ein Hydraulikzylinder 36 ist zwischen dem Fahrzeug 10 und dem Hubarm 28 angebracht, um schwenkbar den Hubarm 28 zu bewegen. Ein Kippmechanismus 38 ist zwischen der Schaufel 34 und dem Hubarm 28 angeschlossen. Der Kippmechanismus 38 weist eine erste Verbindung 40 auf, die mit der Schaufel 34 verbunden ist, eine zweite Verbindung 42, die mit dem Hubarm 28 verbunden ist, und einen Hydraulikzylinder 44, der zwischen der Schaufel 34 und den ersten und zweiten Verbindungen 40, 42 angeschlossen ist. Der Hebel 16 kann wie durch die Linie A gezeigt gedreht werden, um den Hydraulikzylinder 36 zu steuern. Der Hebel 16 kann auch wie durch die Linie B gezeigt gedreht werden, um den Hydraulikzylinder 44 zu steuern.
Der Backhoe- bzw. Baggermechanismus 20 weist eine Auslegeranordnung 46 und eine Strebenanordnung 48 auf. Die Auslegeranordnung 46 besitzt ein erstes Ende 50, das schwenkbar an dem Fahrzeug 10 angebracht ist, und einen zweiten Endteil 52, der sich davon erstreckt. Die Strebenanordnung 48 besitzt einen ersten Endteil 54, der schwenkbar am zweiten Endteil 52 der Auslegeranordnung 46 angebracht ist, und einen zweiten Endteil 56, der sich davon erstreckt. Eine Schaufel 58 ist schwenkbar am zweiten Endteil 56 der Strebenanordnung 48 angebracht. Ein Hydraulikzylinder 59 ist zwischen dem Fahrzeug 10 und dem Ausleger 46 angeschlossen. Ein Hydraulikzylinder 60 ist zwischen der Auslegeranordnung 46 und dem ersten Endteil 54 der Strebenanordnung 48 angeschlossen. Ein Hydraulikzylinder 62 ist zwischen dem ersten Endteil der Strebenanordnung 48 und der Schaufel 58 angeschlossen.
Wie am besten in Fig. 2 gezeigt weisen die zweiten Lenkmittel 14 die Schaltmittel 15 auf. Die Schaltmittel 15 sind als ein Kippschalter 64 gezeigt, jedoch können die Schaltmittel ein Drehschalter oder irgendwelche geeigneten andere Mittel sein. Der Kippschalter kann innerhalb eines Knopfes 66 auf den Werkzeugsteuerhebel 16 positioniert sein. Der Knopf 66 sieht eine Ablage für die nicht gezeigte Hand des Bedieners vor, wenn er den Steuerhebel 16 betätigt. Der Kippschalter besitzt einen Schaft 68, der sich vom Knopf 66 erstreckt. Der Schaft 68 weist eine Steuerplatte 70 auf, die sich senkrecht zum Schaft 68 erstreckt. Der Schaft 68 und die Platte 70 bilden Betätigungsmittel 71 zur Steuerung des Kippschalters 64. Die Steuerplatte 70 weist ein Paar von Nuten 72 auf, um die Hand des Bedieners aufzunehmen. Der Kippschalter 64 besitzt einen Draht 74 zur Steuerung der Rechtslenkung und einen Draht 76 zur Steuerung der Linkslenkung.
Mit Bezug auf Fig. 3 ist eine Hydraulikschaltung 78 gezeigt, um die Räder 22 und die Räder 24 des Fahrzeugs 10 zu lenken. Das Lenkrad 26 betätigt eine Handzumeßeinheit 80 zur Lenkung des Fahrzeugs 10. Die Schaltung 78 weist einen Tank 82 auf, der als Quelle von Hydraulikströmungsmittel dient. Eine Pumpe 84 zieht das Hydraulikströmungsmittel durch eine Leitung 86 vom Tank 82. Die Auslaßseite der Pumpe 84 ist mit der Leitung 88 verbunden, die Strömungsmittel zur Handzumeßeinheit 80 und einer Leitung 90 liefert. Die Leitung 90 liefert Strömungsmittel zu einem Hinterlenkventil bzw. hinteren Lenkventil 92. Das hintere Lenkventil 92 besitzt einen ersten Elektromagneten 94, der mit dem Draht 74 verbunden ist, und einen zweiten Elektromagneten 95, der mit dem Draht 76 verbunden ist. Die Handzumeßeinheit 80 liefert Strömungsmittel an eine Leitung 96 für einen vorderen Lenkzylinder 98 oder zu einer Leitung 100 für ein Auswahlventil 102. Das Auswahlventil 102 liefert Strömungsmittel zu dem vorderen Lenkzylinder 98 durch die Leitung 104. Das Auswahlventil 102 liefert auch Strömungsmittel zu einem hinteren Lenkzylinder 106 durch eine Leitung 108 oder eine Leitung 110. Eine Leitung 112 liefert Strömungsmittel von dem hinteren Lenkventil 92 zur Leitung 108. Eine Leitung 114 liefert Strömungsmittel vom hinteren Lenkventil 92 zur Leitung 110. Eine Leitung 116 verbindet das hintere Lenkventil 92 mit dem Tank 82.

Industrielle Anwendbarkeit

Im Gebrauch der vorliegenden Erfindung lenkt der Bediener das erste Paar von Rädern 22 durch Drehung des Lenkrades 26 zur Betätigung der Handzumeßeinheit 80. Im Vorderlenkbetriebszustand ist das Auswahlventil 102 in der zentrierten Position, was es dem Strömungsmittel gestattet, zwischen der Handzumeßeinheit 80 und dem vorderen Lenkzy linder 98 zu fließen. Wenn das Lenkrad 26 im Uhrzeigersinn gedreht wird, fließt Strömungsmittel durch die Leitung 96 zu einem Ende des vorderen Lenkzylinders 98, was Strömungsmittel aus dem anderen Ende des vorderen Lenkzylinders 98 drückt. Das austretende Strömungsmittel fließt durch die Leitung 104, durch das Auswahlventil 102 und die Leitung 100 zurück zur Handzumeßeinheit 80. Wenn das Lenkrad 26 gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, wird der Strömungsmittelfluß umgekehrt.
Wenn das System in dem unabhängigen Lenkbetriebszustand ist, werden die Räder 22 genauso wie im Vorderradlenkbetriebszustand gelenkt, wie oben beschrieben. Das zweite Paar von Rädern 24 wird durch Bewegung des Kippschalters 64 gelenkt, der innerhalb des Knopfes 66 positioniert ist. Der Werkzeughebel 16 wirkt in herkömmlicher Weise, um den Lademechanismus 28 des Fahrzeugs 10 zu steuern. Wenn eine Hinterradlenkung erforderlich ist, bewegt der Bediener den Kippschalter 64, was ein elektrisches Signal durch einen der Drähte 74, 76 sendet, um das hintere bzw. Rücklenkventil 92 zu schalten. Beispielsweise wird bei einer Lenkung nach rechts hinten der Elektromagnet 94 betätigt, um das Ventil 92 zu verschieben, was es dem Strömungsmittel gestattet, durch die Leitung 112 in ein Ende des hinteren Lenkzylinders 106 zufließen, was das Strömungsmittel aus dem anderen Ende des hinteren Lenkzylinders 106 drückt. Das austretende Strömungsmittel fließt durch die Leitung 114, das hintere bzw. Rücklenkventil 92 und die Leitung 116 zum Tank 82. Wenn der Kippschalter 64 nach links bewegt wird, wird der Elektromagnet 95 betätigt, und das hintere bzw. Rücklenkventil 92 gestattet es, daß Strömungsmittel durch die Leitung 114 in das andere Ende des hinteren Lenkzylinders 106 fließt.
Im Hinblick auf das Vorangegangene ist es leicht offensichtlich, daß die Struktur der vorliegenden Erfindung eine Lenkanordnung vorsieht, bei der der Rücklenkschalter integral mit dem Ladesteuerhebel ist. Diese Anordnung gestattet es dem Bediener, eine Hand zu verwenden, um ein Lenkrad in herkömmlicher Weise zu drehen, um ein erstes Paar von Rädern zu lenken, und die andere Hand zu verwenden, um den Werkzeughebel für eine gleichzeitige Bewegung des Arbeitsmechanismuses des Fahrzeuges zu bedienen, und auch die Schaltermittel zur Lenkung des zweiten Paares von Rädern zu verwenden. Die Montage der Schaltmittel an dem Werkzeughebel wird es gestatten, daß das Fahrzeug leicht manövriert und gesteuert wird, um die Arbeitsfunktionen auszuführen, und auch um das Fahrzeug zu lenken, während der Arbeitsmechanismus gesteuert wird.
Andere Aspekte, Ziele und Vorteile der Erfindung können aus einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen erhalten werden.

Claims

1. Steueranordnung für ein Fahrzeug (10) mit einem primären Paar von lenkbaren Rädern (22), mit einem sekundären Paar von lenkbaren Rädern (24) und mit einem Arbeitswerkzeug (18), welches mit dem Fahrzeug (10) verbunden ist, wobei die Steueranordnung folgendes aufweist:

erste Mittel zum steuerbaren Lenken des primären Paares von lenkbaren Rädern 22, wobei die ersten Mittel ein Lenkrad (26) aufweisen;

zweite Mittel zum steuerbaren Lenken des zweiten Paares von lenkbaren Rädern unabhängig von der Lenkung des primären Paares von lenkbaren Rädern (22), wobei die zweiten Mittel entfernt von den ersten Lenkmitteln (26) positioniert sind; und

einen Werkzeugsteuerhebel (16) zum Steuern der Bewegung des Arbeitswerkzeuges (18), wobei die zweiten Mittel an dem Werkzeugsteuerhebel (16) montiert sind.

2. Steueranordnung nach Anspruch 1, wobei die zweiten Mittel einen Kippschalter (64) aufweisen, und wobei der Steuerhebel (16) einen Steuerknopf (66) aufweist, wobei der Kippschalter (64) innerhalb des Steuerknopfes (66) enthalten ist und Betätigungsmittel besitzt, die sich nach außen von dem Steuerknopf (66) erstrecken.

3. Steueranordnung nach Anspruch 1, wobei das Arbeitswerkzeug (18) eine Schaufel aufweist, wobei der Werkzeugsteuerhebel (16) geeignet ist, um die Schaufel unabhängig von und gleichzeitig mit den zweiten Mitteln zu manipulieren bzw. zu betätigen.

4. Steueranordnung nach Anspruch 1, wobei die zweiten Mittel einen Kippschalter (64) aufweisen.

5. Radarbeitsmaschine mit Vorder- und Hinterteilen, mit einem primären Paar von vorderen lenkbaren Rädern (22), mit einem sekundären Paar von hinteren lenkbaren Rädern (24) und mit einem Arbeitswerkzeug (18) welches mit dem vorderen Maschinenteil verbunden ist, wobei die Maschine folgendes aufweist:

erste Steuermittel zum steuerbaren Lenken des primären Paares von vorderen lenkbaren Rädern (22), wobei die ersten Mittel (12) ein Lenkrad (26) aufweisen;

zweite Steuermittel zum steuerbaren Lenken des zweiten Paares von Rädern (24) unabhängig von der Lenkung des primären Paares von lenkbaren Rädern, wobei der hintere Maschinenteil relativ zum vorderen Maschinenteil positioniert wird; und

einen Werkzeugsteuerhebel (16) zum Steuern der Bewegung des Arbeitswerkzeuges (18), wobei der Werkzeugsteuerhebel entfernt von den ersten Steuermitteln positioniert ist, und wobei die zweiten Steuermittel an dem Werkzeugsteuerhebel (16) montiert sind.