(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機械用の工具アタッチメント（１００；１００、３００）であって、油圧アクチュエータ（１、２）を装備すると共に、少なくとも１個のロックプランジャ（１０５）を備え、工具（２００）とのロック連動のために構成されたロックプランジャ手段と、アクチュエータ（１、２）へ油圧媒体を供給するための油圧媒体供給手段（３、４、５）とを備える工具アッタチメントにおいて、
油圧媒体供給手段（３、４、５）は、アクチュエータ（１）に供給される油圧媒体の体積を測定するように構成された測定デバイス（８、９、１０）を装備している
ことを特徴とする、工具アタッチメント。
【請求項２】
前記油圧媒体供給手段（３、４、５）が供給ライン（５）を備え、前記測定デバイス（８、９、１０）が供給ライン（５）を通る流量を測定するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の工具アタッチメント。
【請求項３】
前記測定デバイス（８、９、１０）が、供給ライン（５）中の狭窄部と前記狭窄部（８）の各側方に設けられた圧力センサ（９、１０）とを備えることを特徴とする、請求項２に記載の工具アタッチメント。
【請求項４】
前記測定デバイスが計算ユニット（８０）を備え、前記計算ユニット（８０）は、各圧力センサ（９、１０）からの信号（８１、９１）を受信するように構成され、圧力センサ（９、１０）によって検知された圧力レベルに対して供給ライン（５）を通る流速を定義するアルゴリズムを備え、油圧媒体の供給量の計算のために流速を積分する積分アルゴリズムをさらに備えた計算プログラムを装備することを特徴とする、請求項３に記載の工具アタッチメント。
【請求項５】
前記測定デバイス（８、９、１０）がインジケータ（８３）に信号接続されることを特徴とする、請求項４に記載の工具アタッチメント。
【請求項６】
前記インジケータ（８３）が規定の測定体積を超えたときに警報信号（８５、８６）を作動させるように構成されていることを特徴とする、請求項５に記載の工具アタッチメント。
【請求項７】
前記ロックプランジャ手段において、各ロックプランジャ（１０５）が、工具アタッチメント（１００；１００，３００）に工具（２００）が締付けられるときに工具（２００）の本体（２０３）に対して当接するように構成された当接面（１０６）を装備するを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の工具アタッチメント。
【請求項８】
前記工具アタッチメント（１００；１００、３００）が、前記ロックプランジャ手段のアクチュエータ（１、２）または前記油圧連結手段（５７、５８）のいずれかに前記供給ライン（５）を選択的に接続するために、前記工具（２００）およびバルブ手段（５５、５６）への接続のための油圧連結手段（５７，５８）を備えることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の工具アタッチメント。
【請求項９】
前記工具アタッチメント（１００、３００）が前記作業機械（４００）への永久取付けのために構成された第１の部分（１００）と前記第１の部分（１００）に着脱自在に接続するために構成された第２の部分（３００）とを備え、前記第１の部分（１００）は、第１の油圧アクチュエータ（１）を装備して前記第２の部分（３００）とのロック連動のために構成された第１のロックプランジャ手段（１０５）を備え、前記第２の部分（３００）は、第２の油圧アクチュエータ（１ａ）を装備して前記工具（２００）とのロック連動のために構成された第２のロックプランジャ手段を備え、前記油圧媒体供給手段（３、４、５）が第１（１）ならびに第２（１ａ）のアクチュエータへの油圧媒体の供給のために構成され、前記測定デバイス（８、９、１０）がそれぞれ１台のアクチュエータ（１、１ａ）に供給された油圧媒体の体積を測定するために構成されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の工具アタッチメント。
【請求項１０】
各ロックプランジャ手段が同時に同じ方向に変位可能な少なくとも２個の並列ロックプランジャ（１０５）を備えることと、各アクチュエータ（１、２）が、油圧連結手段（５７、６７）を前記ロックプランジャ（１０５）と並行に、且つ前記ロックプランジャ（１０５）と同じ方向に変位させるようにも構成されていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の工具アタッチメント。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の工具アタッチメント（１００；１００、３００）を備える作業機械（４００）。
【請求項１２】
工具を前記工具アタッチメントに取付けるための、請求項１から１０のいずれか１項に記載の工具アタッチメントの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、作業機械用の工具アタッチメントであって、油圧アクチュエータを装備し、工具とのロック連動のために構成されたロックプランジャ手段、および油圧媒体をアクチュエータに供給するための油圧媒体供給手段を備える工具アタッチメントに関するものである。
【０００２】
本発明は、本発明による工具アタッチメントを装備した作業機械にも関する。
本発明の第２の態様において、本発明は発明された工具アタッチメントの使用に関する。
【背景技術】
【０００３】
過去数十年の間、ホイールローダ、マテリアルハンドラおよび他の種類の機械などの作業機械に関連するバケットおよび工具を迅速に交換するための工具アタッチメントシステムの使用は、欧州の市場の大半においては当然のことになってきている。同様に開発は、運転者が運転室を離れて、単純なレバーの動作によりアタッチメントのロック機構を固定または解除する単純な機械的ソリューションから、運転者が単に運転室のボタンを押すだけでアタッチメントのロック機構を作動させるロックシリンダを調節する、油圧ソリューションへと素早い進化を遂げている。ごく近年に、全自動工具アタッチメントシステムも市場へ進出を果たしている。ここで機械式バケットと油圧式バケットの連結および切り離しは、運転室から直接、全自動で行われる。油圧ホースおよび電気ケーブルも自動で接続される。
【０００４】
したがってＥＰ  ６０２  １６５において、このようなシステムならびにこれに含まれる工具アタッチメントおよび作業工具が開示されている。ＥＰ  ６０２  １６５で開示されたシステムでは、工具アタッチメントおよび作業工具の接続、締付けならびに油圧系と電気系との相互接続は、運転者が作業機械の自分の席を離れることなく行えるという事実によって、極めて多くの利点をもたらしている。
【０００５】
大半の工具アタッチメントシステムは、工具アタッチメントが「捕捉側」と固定側とを有するという原則に基づく。機械設計で２方向から連結および固定することができる対称ブラケットアタッチメントは別として、大半の工具ブラケットは同じ捕捉側および固定側を有する。アタッチメントの捕捉側は、工具をピックアップして、所定位置に向けて、次にロックドエルまたはロックリップの形のロック機構によって工具をロックして、工具ブラケットのロック状態に入る。ロック機構は、アタッチメントの連結方向か本方向に対して９０度水平方向のいずれかに延伸する。工具ブラケットは、工具アタッチメントに接続されている作業工具の一部である。
【０００６】
ＥＰ  ６０２  １６５によって開示されたシステムでは、ロックシステムは、バー要素、工具ブラケットのそれぞれの側方のいわゆるブラケットピンならびに工具アタッチメントの２個の、それぞれＵ字形およびＬ字形のグリップから成る。相互に連結されると、Ｕ字形グリップは爪形の捕捉手段として作用して、工具ブラケットの対応する側のブラケットピンに跨るようにされ、ブラケットピンはグリップ手段を構成している。次に工具アタッチメントおよび作業工具は、Ｕ字形グリップが跨ったブラケットピンの周囲で相互に、他方のブラケットピンがＬグリップに当接する位置に向けられる。同じ位置において、ロックプランジャはＬ字形グリップ中に押出され、Ｌグリップと共に他方のブラケットピンを包囲する。これにより作業工具は、工具アタッチメントに締付けられる。ロック動作が実行されるのと同時に、工具アタッチメントの油圧連結ユニットは、作業工具の対応する油圧連結ユニットとの組合せ連結のために移動される。
【０００７】
ＥＰ  ６０２  １６５に開示された組合せ連結および他の同様のシステムにおいて、正確な組合せ連結を保証する点で問題が発生し得る。
さらにＷＯ  ２００４／０７２３８７によれば、工具を工具アタッチメントと組合せて連結するときの安全性が改善されたシステムは既知である。
【０００８】
システムは、センサ手段と、検知手段とを備え、検知手段は、センサ手段から検知手段への情報の伝送のために構成されている。センサ手段は、工具アタッチメントおよび作業工具の一方に構成された少なくとも１個のセンサユニットを有する。検知手段は、これらの他方に構成された少なくとも１個の検知ユニットを有する。このシステムにより、安全性の改善が達成されるが、苛酷かつ不潔な環境では比較的感度の高い構成要素の存在が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許公報ＥＰ  ６０２  １６５号
【特許文献２】国際特許出願公開公報ＷＯ  ２００４／０７２３８７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
工具と工具アタッチメントとのこの種の組合せ連結に関する固有の問題は、１個または複数のロックプランジャが他方のブラケットピン、すなわちロックのためにロックプランジャと連動する工具の要素に対して正しく位置するようになるかどうかを判断できる可能性である。
【００１１】
ロックプランジャがロックのために作動されるときに誤った方向を向けられた場合、ロックが達成されないリスクがある。ある誤配置では、これによりロックプランジャがブラケットピンに突き当るようになる。しかし通常、誤配置が比較的小さい問題であるのは、作業機械の運転者がこれを監視することが容易なためである。他の誤配置では、ロックプランジャがブラケットピンの誤った側に到達することがある。運転者がこれを検出することがより困難な理由は、ロックプランジャが駆動ストロークにていずれの障害物にも遭遇しておらず、これを目視できるようにするための視界が、通常は不明瞭であるためである。運転者が次に、工具が正しく装着されたと考えて工具を上昇させると、工具が緩んだときに事故のリスクがある。
【００１２】
本発明の目的は、この問題を克服して、簡単な方法でこの種の誤った組合せ連結のリスクを排除または少なくとも低減することである。
【発明を解決するための手段】
【００１３】
本発明により、説明された目的は、前置きとして挙げた種類の工具アタッチメントが、アクチュエータに供給される油圧媒体の体積を測定するよう構成された測定デバイスを油圧供給手段が装備するという特別な特徴を有するという事実によって実現される。
【００１４】
プランジャ手段のストローク長は通常、そのアクチュエータに供給された油圧媒体の体積に正比例するため、体積の測定によってロックプランジャ手段が変位された距離の指標が与えられる。正確な締付けに相当するストローク長を表す体積を容易に決定することができる。
【００１５】
これより小さい体積は、ロックプランジャ手段がたとえば、ロックプランジャ手段がロックが行われる間に連動するブラケットピンに突き当たるその外端によって、ロック位置への到達が防止されていることを示す。本状態は、明らかに運転者の位置を視覚的に決定することは比較的容易であり、よって多くの場合で体積測定を介して検出するためにはあまり重要でない。
【００１６】
正確なストローク長に相当する体積よりも大きい体積は、ロックプランジャ手段の移動が大きすぎたことを示す。ロック動作の間のロックプランジャ手段が位置ずれを起こして、ロック連動が提供される工具のブラケットピンの誤った側にロックプランジャ手段が到達する場合に、起こり得る。ロックプランジャ手段が誤った側に到達した場合、そのアクチュエータがその端位置に到達する前にプランジャ手段の動作を停止させるものは通常はなく、またはそうでない場合は、プランジャ手段の動作は、正確なロック位置の場合よりも後で動作を停止する障害物によって停止される。これにより油圧媒体の供給体積の測定は、正確なロック位置に対応する体積よりも大きい体積を示し、それにより本状態が存在することを通知する。このことが最も深刻な状態となる理由は、運転室から視覚的に監視することが困難な点にある。
【００１７】
したがってこの種の誤接続を明確に示す本発明の工具アタッチメントによって、誤った接続での継続運転を回避できるようになる。接続プロセスは中断およびやり直しが可能である。これにより事故のリスクが大幅に回避される。本指標を得るための本発明の技法は、極めて単純かつ信頼性が高く、加えて、本発明が通常使用される環境で多い泥などの侵入に対して比較的影響を受けにくい。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態によれば、油圧媒体供給手段は供給ラインを備え、測定デバイスは供給ラインを通る流量を測定するように構成されている。
このようにして測定デバイスの構成は、測定デバイスが供給ラインを通る流量を測定できるように、アクチュエータに供給される油圧媒体の体積を決定するための単純で信頼性の高い方法である。
【００１９】
追加の好ましい実施形態によれば、測定デバイスは、供給ラインにおける狭窄部と、狭窄部のそれぞれの側方における圧力センサとを備える。
圧力センサによって、狭窄部にわたる圧力低下に関するデータが得られる。圧力低下に基づいて、ベルヌーイの等式を利用することによって、狭窄部を通じる流量およびその中に供給される油圧液の体積を単純な方法で計算することができる。
【００２０】
圧力低下に対する流量の計算は、供給ラインの寸法に対して狭窄部が小さくなるほど、より正確になる。しかし詰まりのリスクによって、狭窄部の寸法の下限が設定される。好適には、狭窄部は、０．５から１．５ｍｍの直径および０．５から２ｍｍの間隔の長さに相当する流路面積を有する。本範囲では、いわゆる液圧絞りが生成され、これにより流量計算が非常に正確になる。
【００２１】
追加の好ましい実施形態によれば、測定デバイスは、各圧力センサからの信号を受信するように構成され、圧力センサによって検知された圧力レベルに対して供給ラインを通る体積速度を定義するアルゴリズムおよび油圧媒体の供給量の計算のために体積流速を積分する積分アルゴリズムを備えた計算プログラムを装備した計算ユニットを備える。
【００２２】
測定デバイスが検知された圧力レベルを流量レベルに関する情報に十分に変換するように予めプログラムされているという事実により、示された流量体積が正確であることが保証される。これにより圧力レベルの誤った取扱いによるミスのリスクが除去される。
【００２３】
追加の実施形態によれば、測定デバイスは、インジケータと信号接続されている。
これにより、記録された情報は機械の運転者に提示され、必要な場合に迅速な措置を講じることができる。好適には、インジケータは運転者が容易に接近できる場所に、たとえば作業機械の運転室に位置する。
【００２４】
追加の好ましい実施形態によれば、インジケータは、規定の測定体積を超えたときに警報信号を作動させるように構成されている。
本実施形態によれば、測定から十分な措置までの完璧な連鎖が完成される。運転者は、測定値の中断を気にする必要なく、ＯＫ（可）またはｎｏｔ  ＯＫ（不可）の形で結果を与えられる。警報信号は、ディスプレイ上に音声信号として、またはその組合せとして与えられる。
【００２５】
追加の好ましい実施形態によれば、ロックプランジャ手段は、工具が工具アタッチメントに締付けられるときに、各ロックプランジャが工具本体に対して適用されるように構成された当接面を装備することを備える。ロックプランジャの当接面が当接する本体は、好適には捕捉側のブラケットピンである。当接によって、ロックプランジャの動作の明らかな停止が行われ、これにより正確なロッキングでのロックプランジャ位置の明白な基準が生成され、これはロック動作の間にもたらされた体積が関連し得る基準体積を表す。このようにして、ロックプランジャの変位が大きすぎたか否かを判断することが容易になる。
【００２６】
追加の好ましい実施形態によれば、工具アタッチメントは、工具への接続のための油圧連結手段およびロックプランジャ手段のアクチュエータまたは油圧連結手段のいずれかへの供給ラインの選択的接続を行うためのバルブ手段を備える。
【００２７】
このようなバルブ手段により、ロックならびに工具の操作に同じ油圧媒体供給を使用することが可能となり、このことは単純化および費用の節約を意味する。可逆性バルブ手段により、工具アタッチメントへの油圧ラインは、ロック機構の操作および作業工具の操作の２つの機能を果たすことができる。これにより、油圧ライン手段に必要な油圧ラインの数が減少され、例として、ラインの数は４つから２つに減少され得る。このことはクレーンアームに沿った油圧ラインの走行範囲ならびにスイベル流路の数を減少させるので、アセンブリはより単純になり、これによりさらに安価となる。
【００２８】
これは測定デバイスと共に、取扱い上の大きな安全性と最小限のライン取回しを兼ね備えたトータルソリューションをもたらしている。
追加の好ましい実施形態によれば、工具アタッチメントは、作業機械への永久取付けのために構成された第１の部分と、第１の部分に着脱自在に接続するために構成された第２の部分とを備え、第１の部分は、第１の油圧アクチュエータを装備して、第２の部分とのロック連動するように構成された第１のロックプランジャ手段を備え、第２の部分は、第２の油圧アクチュエータを装備して、工具とのロック連動のために構成された第２のロックプランジャ手段を備え、油圧媒体供給手段は、第１ならびに第２のアクチュエータへの油圧媒体の供給のために構成され、測定デバイスは、それぞれ１台のアクチュエータに供給された油圧媒体の体積を測定するために構成されている。
【００２９】
作業機械が取扱うことを目的とする多くの工具は、優れた可動性を必要とし、とりわけ工具は回転可能および傾斜可能であるべきである。ゆえにこのような機能は概して、いわゆるチルトローテータの工具アタッチメントに組み込まれている。ある作業運転において、またはある一定の工具については、これらの要件は課せられない。代わりに、利用可能な最大動力が興味の対象となっている。この理由のために、回転および傾斜の機能を作業機械のアームと工具との間の独立したアダプタユニットに割当てることで、工具を本ユニットと連結するまたは連結しない選択肢が得られるため好都合である。
【００３０】
したがって、この場合、工具アタッチメントは２つの部分から成り、第１の部分は作業機械のアームに永久接続され、第２の部分はチルトローテータである。
次に、作業機械のアームとチルトローテータとの、ならびにチルトローテータと工具との相互接続において、正確な連結を容易に確立できることが重要である。このことは測定デバイスがこの両方の接続をチェックする本実施形態によって保証される。本発明によるチェック機能によって与えられる単純さが本接続において特に価値があるのは、保証されるべきことが２つの相互接続であり、チルトローテータによって他方の相互接続が運転者に同じ直接的な感覚を伝達しないためである。
【００３１】
追加の好ましい実施形態によれば、ロックプランジャ手段は、同時に同じ方向に変位可能な少なくとも２個の並列ロックプランジャを備え、アクチュエータは、油圧連結手段をロックプランジャと並行に、およびロックプランジャと同じ方向に変位させるようにも構成されている。
【００３２】
２個以上のロックプランジャは大きな連結安全性をもたらし、このようにして油圧部品のロック動作および相互接続動作の協調により、迅速かつ安全な接続がもたらされる。本発明による測定デバイスは、このような設計に適用するために特に適切である。しかし本発明は、他の方法で、たとえば反対方向に構成された、および油圧相互接続方向に対して交差方向に配列されたプランジャにも適用可能であることが認識されるべきである。
【００３３】
上記の好ましい実施形態は、請求項１に従属する請求項で定義される。追加の好ましい実施形態は当然、上記の好ましい実施形態の実現可能なすべての組合せから成り得ることが強調されるべきである。
【００３４】
本発明は、本発明による特に本発明の好ましい実施形態のいずれかによる工具アタッチメントを備える作業機械にも関する。
本発明は、工具を特に工具アタッチメントの好ましい実施形態のいずれかによる工具アタッチメントに取付けるための、本発明の工具アタッチメントの使用にさらに関する。
【００３５】
本発明の作業機械および本発明の使用は、本発明の工具およびその好ましい実施形態と同様の相当する種類の利点、ならびに上で説明された利点をもたらしている。
本発明は、後述する本発明の実施形態の例の詳細な説明によって、添付図面を参照してより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１の相対位置における工具アタッチメントおよび作業工具の透視図である。
【図２】第２の相対位置における、図１の構成要素の透視図である。
【図３】第３の相対位置における、図１の構成要素の透視図である。
【図４】工具および工具アタッチメントの正確な組合せ連結を示す。
【図５】誤った組合せ連結の第１の例を示す。
【図６】誤った組合せ連結の第２の例を示す。
【図７】本発明による測定デバイスを表す油圧図である。
【図８】図７の測定デバイスの詳細を表す。
【図９】本発明の第２の実施形態の例を表す油圧図である。
【図１０】別の動作状態を表す図９の油圧図の詳細である。
【図１１】本発明の第３の実施形態の例による工具アタッチメントである。
【図１２】追加の実施形態の例による測定デバイスを表す図である。
【図１３】本発明による工具アタッチメントを装備した作業機械を図式的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１から３において、工具アタッチメントおよび作業工具の組合せ連結のための、公知のシステムが記載されている。したがってこれらの図に示されているものおよびこれに関連する説明は、例として言及したＥＰ  ６０２  １６５で開示され、ここで引用されているような従来技術に含まれる。
【００３８】
したがって図１のシステムは、工具アタッチメント１００および作業工具２００から成る。工具アタッチメント１００は作業機械に搭載されるものであるが、作業機械は図示されていない。作業工具２００は、工具アタッチメント１００と組合せて連結され、異なる種類の作業工具のための標準化設計の部品である工具ブラケット２０１を備える。作業工具の作用部品は図に示されていない。これは異なる目的において異なる形で形成されている。したがってシステムによって、異なる種類の作業を目的とする作業工具を機械の工具アタッチメント１００に接続することができる。
【００３９】
工具アタッチメントは、図の右側の捕捉側１０２および図の左側の固定側１０３によって形成されている接続部品１０１を有する。捕捉側１０２は２個のＵ字形外形の凹部１０４を有し、その一方のみが図示されている。固定側１０３はＬ字形外形を有し、これから２個のロックプランジャ１０５が突出して、Ｌ字形外形と共にＵ字形外形を形成するように構成されている。図１において、ロックプランジャは突出位置で示されている。
【００４０】
図１に見られるように、ロックプランジャは、接続部品１０１の固定側１０３のＬ字形外形と共に、ロックが行われる間にブラケットピン２０３に当接する下部１０６を装備している。したがって下部１０６は、ブラケットピンに当接させるための当接面である。
【００４１】
作業工具２００の工具ブラケット２０１は、工具アタッチメントの捕捉側１０２と連動するように構成された第１のブラケットピン２０２および工具アタッチメントの固定側１０３と連動するように構成された第２のブラケットピン２０３を装備している。または各ブラケットピンは、代替的に工具ブラケットの各側方端部の短ピン基部と代えられることがある。
【００４２】
工具アタッチメントが作業工具と組合せて連結されるときに、工具アタッチメントは図２に示すような捕捉位置まで移動される。このことは、工具アタッチメントのＵ外形１０４が作業工具の第１のブラケットピン２０２を跨ぐようにさせていることを意味する。したがって本位置において、該ブラケットピン２０２はＵ外形の下部またはほぼそのような位置に当接している。工具アタッチメント１００は、図に見られるように、同じ位置で上に傾けられている。角度位置は本段階では特に重要ではなく、したがって工具アタッチメントと作業工具との間の角度は、ある間隔内のいずれかの角度である。
【００４３】
次のステップは、図２に示す位置から、工具アタッチメント１００および作業工具２００を相互に、工具アタッチメント１００が作業工具に面して内側に向く方向に向けることである。このことは挿入位置のロックプランジャによって行われるので、第２のブラケットピン２０３がＬ外形の所定位置に達する程度に工具アタッチメントを方向転換することができる。構成要素が配置されると、締付けの準備は完了である。このことは第２のブラケットピン２０３がＬ外形１０３の間にロックされるように突出させたロックプランジャ１０５によって行われ、ロックプランジャ１５はこの２つの位置の間で油圧により作動される。
【００４４】
図３では、構成要素が締付け位置で示されている。工具アタッチメントは、作業工具上に構成された対応のユニットと組合せ連結される多数の油圧連結ユニットおよび電気連結ユニットを装備している。連結ユニットは、それぞれのユニットの連結傾斜路上に構成されている。工具アタッチメントの連結傾斜路は、ロックプランジャを動作させる油圧シリンダによって傾斜路が動作されるような方法で搭載される。図３では、作業工具の連結傾斜路２０４の裏側が見えるが、その前側は工具アタッチメントの連結傾斜路と同様に隠されている。したがって、ロックプランジャの突出は、連結ユニットの組合せ連結と同時に行われる。本発明は当然、これが同時に行われる設計に限定されない。
【００４５】
本発明は、ロックプランジャが図１から３のような工具アタッチメントの長手方向に操作される設計にも限定されない。したがってロックプランジャは、これらが本方向に対して垂直に、すなわち第１のブラケットピン２０２に対して平行に移動されるように構成され得る。このような場合、ロックプランジャは、工具ブラケットの側面ピースの開口に突入し得る。ロックプランジャの動作の他の構成も当然、本発明の範囲内で実現可能である。
【００４６】
同様に捕捉手段は爪様要素に、すなわち工具アタッチメントのＵ外形とは異なるように形成され得て、グリップ手段はバー要素に、すなわち作業工具のブラケットピンとは異なるように形成され得る。したがって、作業工具は、例えば、工具アタッチメントの補完手段との連動のために爪様フックを装備し得る。
【００４７】
組合せ連結の重要な段階は、工具アタッチメント１００が図２に示す位置から、図４に示す組合せ連結位置に方向変換されるときである。正確な位置調整では、組合せ連結位置のロックプランジャ１０５は、ロックプランジャが突出したときに、第２のブラケットピン２０３の下、すなわちその内部に到達するように位置調整するべきである。
【００４８】
誤った位置調整では、ロックプランジャ１０５は、ロックプランジャの外端が第２のブラケットピン２０３に突き当たるように、またはロックプランジャが第２のブラケットピンの上側、すなわち外側に到達する。これにより、工具上昇時に、工具２００は工具アタッチメント１００から緩み、このことは事故のリスクを意味する。
【００４９】
以下では、本発明がこのような誤った位置調整を検知して、位置調整を修正する処置を講じる方法について記載する。原理は、締付け動作が行われるときのプランジャのストローク動作の長さを検知することである。すなわちストローク長は、上述の位置調整に対して異なるようになる。
【００５０】
図４に示すように位置調整が正確であるとき、ストローク動作によってロックプランジャ１０５はブラケットピン２０３を過ぎて各ロックプランジャ１０５の当接面１０６がブラケットピンに当接する位置まで移動され、これでロックプランジャの連続動作が停止され、これにより正確なソリューションにおけるストローク長の基準が定義される。
【００５１】
図５に示すように、ロックプランジャ１０５の外端がブラケットピン２０３に当接するような位置調整の場合、ロックプランジャの移動は早期段階で停止され、すなわちストローク長は基準長よりはるかに短くなり、この種の誤った位置調整が示される。大半の場合、運転者が誤った当接を目視で認知することは極めて簡単であることは事実であるため、本発明は通常、この指標のためにはあまり重要ではない。
【００５２】
他方、図６に示すようにロックプランジャ１０５がブラケットピン２０３の外側に到達する場合、このような誤った位置調整は、検知が困難であり得る。このような位置調整では、ロックプランジャ１０５の動作は、アクチュエータを構成する油圧シリンダのストローク長が許す限り継続するストローク動作なしに、ブラケットピン２０３に突き当たるロックプランジャの当接面１０６によって停止されない。この場合、ストローク長は基準長より長くなり、これによりこの種の誤った位置調整の指標である。
【００５３】
プランジャのストローク長は、アクチュエータの油圧シリンダに供給される油圧液の体積と正比例する。
図７は、図１のロックプランジャ１０５のアクチュエータを示す。アクチュエータは２個の油圧シリンダ１から成り、その各プランジャロッド２はそれぞれのロックプランジャ１０５と接続されている。油圧媒体供給手段はタンク３、ポンプ４、供給ライン５、および戻りライン６を備える。反転バルブ７は、ポンプ４を供給ライン５または戻りライン６のいずれかと接続する。反転バルブ７の表示された位置では、ポンプは供給ライン５と接続されている。油圧液、通常、油は供給ラインからそれぞれの分岐ライン５１へ、それぞれの逆止めバルブ５２を介して油圧シリンダ１の各圧力側に分配される。戻りライン６はそれぞれの分岐ライン６１を介して、油圧シリンダ１の各戻り側に接続される。
【００５４】
供給ライン５には測定デバイスが構成される。測定デバイスは、狭窄部８ならびに第１の圧力センサ９および第２の圧力センサ１０から成る。ポンプ４が油圧シリンダ１のそれぞれの圧力側に供給ラインを通じて油を圧送するとき、狭窄部８は圧力低下を引き起こし、圧力低下は圧力センサ９、１０によって記録される。これにより、図８に関連してさらに詳細に説明される方法での、油圧シリンダ１に供給される体積の決定が可能になる。
【００５５】
狭窄部８はいわゆる縁の鋭い狭窄部であるため、狭窄部を通じる流量は油の粘度とは独立するように、いわゆる液圧絞りになる。狭窄部流路は、貫通穴８９が設けられている壁８８から成る。上流側では、貫通穴８９は平面壁に開口しているので、壁に対する面積変化は貫通穴８９の端部にてただちに行われる。下流側では、貫通穴はより平滑な面積変化で開口し得る。この種類の狭窄部を使用すると、流量は、狭窄部にわたる圧力低下、油の密度および定数Ｃｄのみに依存することになる。流れの方向は矢印によって示されている。
【００５６】
ベルヌーイの等式から得られる狭窄部を通る流量は、下の式に従って計算され、下で定義される条件の下にて高い精度まで有効である。
【００５７】
【数１】
0005537659.tif 000002
式中、Ｑ＝流量（ｌ／秒）
Ｃｄ＝流量係数、すなわちＣｖ×Ｃｃ
Ａ＝断面積
ρ＝油の密度
Ｐ１、Ｐ２＝狭窄部前後の圧力（ＭＰａ）
式は、狭窄部前後の流速が狭窄部オリフィスにおける速度と比較して無視できる、すなわちφｄ＜φＤという条件、および流れの方向の狭窄部の長さＬが他の寸法と比較して無視できるという条件で有効である。１５から４０ｃｓｔの粘度範囲内の鉱油タイプでは、流量係数はＣｄ＝０．６５から０．７０に設定することができる。
【００５８】
２個の圧力センサ９、１０によりＰ１およびＰ２を測定することによって、供給ライン５を通じる瞬間流速Ｑの直接の値が得られる。ストローク移動の間の時間積分、すなわちΣＱｄｔは、結果として供給された油の体積および、それによるストローク長の尺度を直接与える。下の表では、本発明の工具アタッチメントの異なるサイズの多数のモデルについて、興味深いデータが示されている。すべてのモデルにおいて、ロックは２個のロックプランジャによって行われ、アクチュエータは２個のシリンダを有する。
【００５９】
体積のロックにより、プランジャによって正確なロック位置がとられたときに供給される油圧液の体積が参照される。体積空ストロークは、シリンダの完全変位によって表され、ロック位置が誤っている場合に成立するため、ロックプランジャはブラケットピンの外側にまで到達し、ここでプランジャ動作はいずれの障害物とも接触しない。
【００６０】
【表１】
0005537659.tif 000003
最も右側の列に見られるように、体積とストローク長の差はロック位置と空位置との間、すなわち誤った位置調整において顕著である。差はモデルサイズに応じて４．３から１６．７％の間で変化する。示された測定方法によるこの差は、誤差範囲は数パーセントであるため、正確なまたは誤った状態が存在する場合に信頼性のある情報が得られるのに十分な広い範囲による。
【００６１】
図９および１０は、反転バルブロックシリンダまたは油圧連結のいずれかに油圧油を誘導するように構成されている、本発明の第２の実施形態の例を示す。
図９は、油圧部品が連結されて作業工具をロックするときの位置を示す。バルブ板１０９には、２個の切換バルブ５５、５６が構成されている。各バルブの進入側は、油圧動力源３からそれぞれの油圧ライン５、６に接続されている。各バルブ５５、５６は、油圧連結ユニット５７、６７または油圧シリンダ１６ａ、１６ｂのいずれの出口側の接続のために、２つの異なる位置に切換えることができる；示された位置では、油圧ライン２４ａ、２４ｂは油圧シリンダ１に接続される。工具アタッチメント２００および作業工具が先に記載したような正確な位置に位置調整されているとき、図１から３に関連して記載されるように、供給ライン５がバルブ５５および油圧シリンダライン５３を介して加圧されるので、プランジャは図において、これにより一方ではロックプランジャ２をロック位置中に突出させるように、および他方では連結傾斜路１０４の連結ユニット５７、６７を工具ブラケットに構成された連結傾斜路２０４の連結ユニット５８、６８と接続させるように上方に変位される。
【００６２】
ロックの工程が達成されると、バルブ５５、５６は図１０に示す位置に切換えられる。ロックプランジャは、ここでは、ロック位置にあり、連結傾斜路１０４、２０４の連結ユニット５７、６７、５８、６８は組合せ連結される。これによりライン５、６は、作業工具の油圧部品にバルブ５７、６７、５８、６８を介して接続される。これにより、作業工具は動作状態にある。各油圧連結ライン５６、６６の間にロック中に加圧される油圧シリンダライン５３への接合ライン５９、６９が構成されている。各接合ライン５９、６９には、逆止めバルブが構成されている。これらはそれぞれの油圧連結ラインから該油圧シリンダラインへの流れは許容されるが、逆方向は許容されないような方法で方向付けられている。これにより、油圧シリンダの圧力が低下する傾向にあるときに、油圧連結ライン５６、５７のいずれか一方から加圧された油圧油が油圧シリンダライン５３中に圧入可能であるという事実により、圧力の各油圧シリンダの圧力側の維持が動作中も保証される。これによりこのバイパス機能はロックブロックを構成する。
【００６３】
例えば工具の交換のために作業工具が工具アタッチメントから離脱されるとき、バルブは図５に示す位置まで切換えられ、ロックプランジャは各油圧シリンダの反対側（図の上側）が逆転バルブ７によって加圧されるという事実により退避される（図７を参照）。同時に、連結傾斜路１０４、２０４は相互に切り離される。
【００６４】
図７に関連して記載されている測定デバイス８、９、１０は、油圧シリンダライン５３である供給ラインの一部に構成されている。
図１１は、本発明による追加の実施形態の例の概略図である。この場合、工具アタッチメントは第１の部分１００および第２の部分３００から成る。第１の部分１００は作業機械４０１のアームと永久に接続されており、図１に示す工具アタッチメント１００として形成される。
【００６５】
第２の部分３００は、第１の部分１００から容易に開放可能に接続され、第１の部分１００との連結を意図した側では、図１の工具２００の工具ブラケットに相当する連結ブラケットを用いて形成される。部分１００、３００の組合せ連結は、図１から３に関連して記載されるような相当する方法で行われる。
【００６６】
第２の部分３００は、工具２００との組合せ連結のための工具連結側をさらに有する。組合せ連結側は図１に示す工具アタッチメントと同じ方法で形成され、工具との組合せ連結は対応する方法で行われる。
【００６７】
第２の部分３００との組合せ連結のための第１の部分の構成要素は原則として、工具２００との組合せ連結のための第２の部分３００の構成要素と同一である。したがって工具２００は、第１の部分１００に直接または第２の部分３００経由のいずれかで作業機械に適用することができる。
【００６８】
第２の部分３００は、工具２００を回転および傾斜させる機能を有するいわゆるチルトロータである。これはこれらの機能が工具に必要なときに連結される。これらの機能が必要とされないとき、たとえば利用可能な動力すべてが工具に利用されることが望まれる場合には、これを取り外すことができる。
【００６９】
供給ライン５は、第１の部分１００の油圧シリンダにそのロックプランジャの動作のために、ならびに第２の部分３００の油圧シリンダにそのロックプランジャの動作のために接続可能である。測定デバイス８、９、１０は、チルトロータ３００の第１の部分１００への接続および工具２００のチルトロータ３００への接続の両方を点検するために利用される。好適なバルブシステム（図示せず）は、測定デバイス８、９、１０をそれぞれのロックプランジャの点検のために割当て、点検機能がチルトロータ３００のシリンダに接続されているときに、第１の部分のシリンダ１にて圧力が維持されるようにする。
【００７０】
図１２は、測定デバイスが圧力センサ８、９からの情報を処理および転送する追加の構成要素を含む、実施形態の例を示す図である。
各圧力センサ８、９は、それぞれの信号ライン８１、９１を介して、検出された圧力の値に基づいて供給ラインを通じる瞬間流量を計算するようにプログラムされた計算ユニット８０に接続されている。各圧力センサはさらに、アクチュエータの油圧シリンダに供給された油の総体積を計算するための時間積分機能をさらに装備している。計算ユニットには、正確な接続時の体積の基準データ、および正確な接続が行われた否かを判断するために必要とされる他の情報を含むデータも格納されている。
【００７１】
計算ユニット８０によって処理された情報は、信号ライン８２を介して、作業機械の運転室に好適に構成されているインジケータ８３に供給される。インジケータ８３は、関連データを表示するディスプレイ８４、ならびにたとえば警報灯８５および／または警報器８６などの警報ユニットを含有し得る。
【００７２】
インジケータ８３に関連して、運転者からの命令、たとえば計算ユニットへのそのパラメータおよびアルゴリズムに影響を及ぼす制御信号のためのならびにインジケータ８３への信号の表示方式の選択のための入力を構成することが可能である。
【００７３】
図１３は、本発明による工具アタッチメントを装備した作業機械４００を示す。
【図１】
0005537659.tif 000004
【図２】
0005537659.tif 000005
【図３】
0005537659.tif 000006
【図４】
0005537659.tif 000007
【図５】
0005537659.tif 000008
【図６】
0005537659.tif 000009
【図７】
0005537659.tif 000010
【図８】
0005537659.tif 000011
【図９】
0005537659.tif 000012
【図１０】
0005537659.tif 000013
【図１１】
0005537659.tif 000014
【図１２】
0005537659.tif 000015
【図１３】
0005537659.tif 000016