DE10116407A1 - Vorrichtung zur Betätigung eines Knickmasts insbesondere für Betonpumpen - Google Patents
Vorrichtung zur Betätigung eines Knickmasts insbesondere für BetonpumpenInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Sicherheitsüberwachung eines Knickmasts (22), insbesondere eines Betonverteilermasts, dessen Mastsegmente (23 bis 27) über ein Fernsteuergerät (50) und eine auf dessen Fernsteuersignale ansprechende Steuereinrichtung (62) unter Verwendung einer rechnergestützten Schaltungsanordnung (80) ansteuerbar sind. Die Sicherheitsüberwachung erfolgt dadurch, daß die Steuereinrichtung (62) ein Unterbrecherelement (112, 112') aufweist, das bei Nullstellung der Fernsteuerorgane (52) des Fernsteuergeräts (50) über ein Verzögerungsglied (116) die Verbindung zu den Steuereingängen der den Antriebsaggregaten und/oder Speiseaggregaten (98, 100) für deren Energie- oder Druckölzufuhr zugeordneten Stellglieder (92, 94) unterbricht.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung eines an einem Mast
bock angelenkten Knickmasts, insbesondere eines Betonverteilermasts, wel
cher Mastbock mit einem vorzugsweise hydraulisch betätigbaren Antriebs
aggregat verdrehbar ist und welcher Knickmast mindestens drei Mastseg
mente aufweist, die um zur Drehachse des Mastbocks senkrechte, zueinan
der parallele Knickachsen gegenüber dem Mastbock oder einem benach
barten Mastsegment mittels je eines vorzugsweise hydraulisch betätigbaren
Antriebsaggregat begrenzt verschwenkbar sind, mit einer Steuereinrichtung
für die Mastbewegung mit Hilfe von den einzelnen Antriebsaggregaten
und/oder einem Speiseaggregat für deren Energie- oder Druckölzufuhr zu
geordneten Stellgliedern, und mit einem mit einer Eingangsstufe der Steuer
einrichtung kommunizierenden Fernsteuergerät, das mindestens ein von
Hand in jeweils mindestens einer Hauptstellrichtung durch eine Nullstellung
hindurch hin- und herverstellbares und dabei ein Fernsteuersignal abgeben
des Fernsteuerorgan sowie weitere ein Fernsteuersignal abgebende Schalt
organe aufweist, wobei die Steuereinrichtung eine über die Eingangsstufe
mit den Informationen der Fernsteuersignale beaufschlagbare rechnerge
stützte erste Schaltungsanordnung aufweist, die ausgangsseitig mit Steuer
eingängen der Stellglieder verbunden ist.
Autobetonpumpen werden üblicherweise durch einen Bediener betätigt, der
über das Fernsteuergerät sowohl für die Pumpensteuerung als auch für die
Positionierung des an der Spitze des Knickmasts angeordneten End
schlauchs verantwortlich ist. Der Bediener hat dazu mehrere rotatorische
Freiheitsgrade des Knickmasts über die zugehörigen Antriebsaggregate un
ter Bewegung des Knickmasts im nicht strukturierten dreidimensionalen Arbeitsraum
bei Beachtung der Baustellenrandbedingungen zu betätigen. Um
die Handhabung in dieser Hinsicht zu erleichtern, wurde bereits eine Betäti
gungsvorrichtung vorgeschlagen (DE-A-43 06 127), bei der die redundanten
Knickachsen des Knickmasts in jeder Drehlage des Mastbocks unabhängig
von dessen Drehachse mit einem einzigen Stellvorgang des Fernsteueror
gans gemeinsam angesteuert werden. Dabei führt der Knickmast eine für
den Bediener anschauliche Streck- und Verkürzungsbewegung aus, wobei
die Höhe der Mastspitze zusätzlich konstant gehalten werden kann. Um dies
zu ermöglichen, weist dort die Steuereinrichtung einen über das Fernsteuer
organ ansteuerbaren, rechnerunterstützten Koordinatentransformator für die
Antriebsaggregate auf. Grundvoraussetzung für eine solche Betätigung des
Knickmasts ist eine Lageregelung, zu der u. a. eine den einzelnen Mastar
men, Knickachsen und/oder Antriebsaggregaten zugeordnete Sensorik zur
Weg- oder Winkelmessung gehört. Da Störungen in technischen Systemen
dieser Art, die sowohl mechanische als auch elektronische und hydraulische
Komponenten umfassen, nicht vollständig auszuschließen sind, bedarf es
einer Sicherheitsüberwachung, die den Bediener warnt und in den Funkti
onsablauf sichernd eingreift.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte
Vorrichtung zur Betätigung des Knickmasts dahingehend zu verbessern, daß
auch bei einer rechnergestützten Umsetzung der Fernsteuersignale in Be
wegungsabläufe ein sicherer, vom Bediener kontrollierbarer Bewegungsab
lauf des Knickmasts gewährleistet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Anspruch 1 angegebene Merkmals
kombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun
gen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Der erfindungsgemäßen Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei
Handhabungssystemen mit teilautomatisch oder automatisch betätigten
Komponenten Vorkehrungen getroffen werden müssen, die verhindern, daß
fehlerhafte Automatikabläufe auftreten können. Um dies zu erreichen, wird
gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Steuereinrichtung ein Unter
brecherelement aufweist, das bei Nullstellung des mindestens einen Fern
steuerorgans die Verbindung zu den Steuereingängen, der den Antriebsag
gregaten und/oder dem Speiseaggregat für deren Energie- oder Druckölzu
fuhr zugeordneten Stellgliedern unterbricht. Die Fernsteuerorgane sind
zweckmäßig als am Fernsteuergerät angeordnete Steuerhebel (Joysticks)
ausgebildet, während das Unterbrecherelement auf die durch Nullstellungs
kontakte der Steuerhebel ausgelösten Fernsteuersignale anspricht. Wenn
sich die Nullstellung der Fernsteuerorgane auch bei deren Loslassen ein
stellt, sorgen die erfindungsgemäßen Maßnahmen dafür, daß eine Knick
mastbewegung nur dann erfolgt, wenn diese bewußt vom Bediener ausge
löst wird. Dies gilt sowohl für den Fall, daß die erste Schaltungsanordnung
einen rechnerunterstützten Lageregler für die redundanten Knickachsen mit
zugehörigen Weg- oder Winkelgebern und/oder eine rechnergestützte
Dämpfungseinrichtung mit zugehörigen Druckaufnehmern an den hydrauli
schen Arbeitsaggregaten aufweist. In beiden Fällen könnte es ohne das er
findungsgemäße Unterbrecherelement bei Reglerfehlern zu unerwünschten,
sicherheitsrelevanten Knickmastbewegungen kommen. Da bei jeder elektro
nischen Regelung Verzögerungen im Sinne von Schleppfehlern auftreten, ist
es von Vorteil, wenn das Unterbrecherelement über ein Verzögerungsglied
ansteuerbar ist. Das Verzögerungsglied kann dabei als Verzögerungsrelais
ausgebildet sein. Die Zeitkonstante des Verzögerungsglieds sollte an den
Schleppabstand des Regelkreises angepaßt werden. Im Falle der Lagere
gelung und Dämpfung der Mastsegmente ist die Zeitkonstante zweckmäßig
kleiner 3 Sekunden und liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,2 bis 1,5
Sekunden.
Im Pumpbetrieb einer Betonpumpe wird der Knickmast oft nicht bewegt. Das
Fernsteuerorgan für die Knickmastbewegung befindet sich daher in Nullstellung,
so daß die Antriebsaggregate über das Unterbrecherelement außer
Betrieb gesetzt sind. Da andererseits der Knickmast seiner Konstruktion
nach ein elastisch schwingungsfähiges System ist, das zu Eigenschwingun
gen anregbar ist, kann es durch den pulsierenden Betrieb der Betonpume
und die hieraus resultierende periodische Beschleunigung und Verzögerung
der durch die Förderleitung gedrängten Betonsäule zu einer unerwünschten
Schwingungsanregung des Knickmasts kommen, die beispielsweise durch
eine aktive Mastbedämpfung unterdrückt werden kann. Die aktive Mastbe
dämpfung erfordert eine Relativbewegung der Mastsegmente, die der
Schwingungsanregung entgegengerichtet ist. Um trotz Nullstellung der Fern
steuerorgane eine aktive Schwingungsbedämpfung zu ermöglichen, wird
gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß
die Steuereinrichtung ein Schaltelement aufweist, das bei Betätigung eines
vorgegebenen Tastorgans das Unterbrecherelement und/oder dessen Ver
zögerungsglied überbrückt. Mit dieser Maßnahme kann der Bediener durch
Betätigen des Tastorgans bewußt eine aktive Mastbedämpfung einleiten.
Da das Fernsteuergerät ohnehin je ein Tastorgan für das Einschalten und
Ausschalten des Antriebsmotors für die Hydraulikpumpen umfaßt, bietet es
sich an, das Tastorgan für den Motorstart mit einem zusätzlichen Schließ
kontakt für die Überbrückung des Unterbrecherelements und damit die
Mastbedämpfung zu bestücken. Der eigentliche Schließkontakt befindet sich
dabei in der Steuereinrichtung und wird über ein Tastorgan im Fernsteuerge
rät durch ein entsprechendes Fernsteuersignal ausgelöst.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die
erste Schaltungsanordnung einen rechnerunterstützten Koordinatentrans
formator auf, über den in einer ersten Hauptstellrichtung eines der Fern
steuerorgane die Antriebsaggregate der redundanten Knickachsen der
Mastsegmente unter Ausführung einer Streck- oder Verkürzungsbewegung
des Knickmasts nach Maßgabe einer vorgegebenen Weg-Schwenk-
Charakteristik und in einer zweiten Hauptstellrichtung das Antriebsaggregat
des Mastbocks betätigbar sind.
Eine erhöhte Betriebszuverlässigkeit läßt sich dadurch erzielen, daß die
Steuereinrichtung eine mit der Eingangsstufe verbundene zweite Schal
tungsanordnung aufweist, die ausgangsseitig mit den Steuereingängen der
Stellglieder verbunden ist und dabei jeder Hauptstellrichtung der Fernsteuer
organe eines der Antriebsaggregate zuordnet. Eine bevorzugte Ausgestal
tung der Erfindung sieht hierbei vor, daß beide Schaltungsanordnungen mit
einander kompatible ausgangsseitige Steckplätze für den Anschluß eines zu
den Steuereingängen der Stellglieder führenden Kabelbaums aufweisen. Auf
diese Weise ist es durch einfaches Umstecken des Kabelbaums möglich,
den Knickmast entweder konventionell unter Betätigung der einzelnen Mast
segmente über jeweils eine Hauptstellrichtung der Fernsteuerorgane zu be
tätigen (zweite Schaltungsanordnung) oder über eine intelligente computer
gestützte Elektronik (erste Schaltungsanordnung). Beide Schaltungsanord
nungen weisen eine gemeinsame Eingangsstufe auf, die beispielsweise ei
nen Funkempfänger für den Empfang der vom Fernsteuergerät ausgesand
ten Fernsteuersignale aufweist. Die Eingangsstufe kann über einen Daten
bus, insbesondere einen CAN-Bus zur Übertragung der digitalisierten Fern
steuersignale mit der ersten Schaltungsanordnung verbunden sein.
Zur weiteren Erhöhung der Betriebssicherheit wird gemäß einer bevorzugten
Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Antriebsaggregate als
doppeltwirkende Hydrozylinder oder als Hydromotoren ausgebildet sind, daß
das Speiseaggregat als Speiseventil für die gemeinsame Druckölzufuhr zu
den Antriebsaggregaten ausgebildet ist, das über die Steuereinrichtung mit
tels eines elektromagnetischen Stellglieds betätigbar ist, und daß das Unter
brecherelement als in der Zuleitung des Stellglieds angeordneter, vorzugs
weise über das Verzögerungsglied ansteuerbarer Schaltkontakt ausgebildet
ist.
Vorteilhafterweise ist das Speiseventil Bestandteil eines über das Fernsteu
ergerät ansteuerbaren Wechselbetriebsventils für die wahlweise Ansteue
rung der Mastbewegung oder einer Fahrwerkabstützung. Die Steuereinrich
tung weist dabei zweckmäßig ein Unterbrecherelement auf, das bei Um
schaltung des Wechselbetriebsventils auf Fahrwerksabstützung vorzugswei
se über das Verzögerungsglied die Verbindung zu den Steuereingängen der
den Antriebsaggregaten für die Mastbewegung und/oder ein Speiseaggregat
für deren Energie- und Druckölzufuhr zugeordneten Stellgliedern unterbricht.
Die Steuereinrichtung weist ferner zweckmäßig ein Unterbrecherelement auf,
das bei Nullstellung des mindestens einen Fernsteuerorgans oder bei An
steuerung der Mastbewegung die Verbindung zu Steuereingängen der den
Antriebsaggregaten für die Fahrwerkabstützung und/oder eines Speiseag
gregats für deren Energie- oder Druckölzufuhr zugeordneten Stellgliedern
unterbricht.
Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung wird vorteilhafterweise in ei
ner Autobetonpumpe mit Knickmast und elektronischer Steuerung der Mast
bewegung verwendet.
Die Fernsteuerorgane sind bevorzugt als Steuerhebel in einem Funkfern
steuergerät ausgebildet. Grundsätzlich ist es möglich, auch einen an der
Spitze des Knickmasts angeordneten Endschlauch als Fernsteuerorgan zu
benutzen, wobei die über die Auslenkung des Endschlauchs beispielsweise
über einen Neigungsgeber ausgelösten Fernsteuersignale in einem Koordi
natengeber der ersten Schaltungsanordnung in Anweisungen für die Knick
mastbewegung umsetzbar sind. Die weiteren, ein Fernsteuersignal abge
benden Schalt- oder Tastorgane, und dabei insbesondere das die Mastbe
dämpfung auslösende Tastorgan können dabei an einem mit dem End
schlauch verbundenen Fernsteuergerät angeordnet sein.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schemati
scher Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Autobetonpumpe mit zusammengelegtem
Knickmast;
Fig. 2 die Autobetonpumpe nach Fig. 1 mit Knickmast in Arbeitsstellung;
Fig. 3 ein schematischer Stromlaufplan einer Vorrichtung zur Betätigung
des Knickmasts und der Fahrwerkabstützung mit Sicherheitsschal
tung.
Die Autobetonpumpe 10 umfaßt ein Transportfahrzeug 11, eine z. B. als
Zweizylinderkolbenpumpe ausgebildete Dickstoffpumpe 12 sowie einen um
eine fahrzeugfeste Hochachse 13 drehbaren Betonverteilermast 14 als Trä
ger für eine Betonförderleitung 16. Über die Betonförderleitung 16 wird Flüs
sigbeton, der in einen Aufgabebehälter 17 während des Betonierens fortlau
fend eingebracht wird, zu einer von dem Standort des Fahrzeugs 11 entfernt
angeordneten Betonierstelle 18 gefördert.
Der Verteilermast 14 besteht aus einem mittels eines hydraulischen Drehan
triebs 19 um die Hochachse 13 drehbaren Mastbock 21 und einem an die
sem schwenkbaren Knickmast 22, der auf variable Reichweite r und Höhen
differenz h zwischen dem Fahrzeug 11 und der Betonierstelle 18 kontinuier
lich einstellbar ist. Der Knickmast 22 besteht bei dem dargestellten Ausfüh
rungsbeispiel aus fünf gelenkig miteinander verbundenen Mastsegmenten
23 bis 27, die um parallel zueinander und rechtwinklig zur Hochachse 13 des
Mastbocks 21 verlaufende Achsen 28 bis 32 schwenkbar sind. Die Knickwin
kel ε1 bis ε5 (Fig. 2) der durch die Knickachsen 28 bis 32 gebildeten Knick
gelenke und deren Anordnung zueinander sind so aufeinander abgestimmt,
daß der Knickmast 22 mit der aus Fig. 1 ersichtlichen, einer mehrfachen
Faltung entsprechenden raumsparenden Transportkonfiguration auf dem
Fahrzeug 11 ablegbar ist. Durch eine Aktivierung von Antriebsaggregaten 34
bis 38 die den Knickachsen 28 bis 32 einzeln zugeordnet sind, ist der
Knickmast 22 in unterschiedlichen Distanzen r und/oder Höhendifferenzen h
zwischen der Betonierstelle 18 und dem Fahrzeugstandort entfaltbar (Fig. 2).
Der Bediener steuert mittels eines drahtlosen Fernsteuergeräts 50 die Mast
bewegung, durch die die Mastspitze 33 mit dem Endschlauch 43 über den
zu betonierenden Bereich hinweggeführt wird. Der Endschlauch 43 hat eine
typische Länge von 3 bis 4 m und kann wegen seiner gelenkigen Aufhän
gung im Bereich der Mastspitze 33 und aufgrund seiner Eigenflexibilität mit
seinem Austrittsende von einem Schlauchmann in einer günstigen Position
zur Betonierstelle 18 gehalten werden.
Das Fahrzeug ist mittels einer aus vorderen und rückwärtigen Stützbeinen
40, 42 bestehenden Fahrwerkabstützung am Standort des Fahrzeugs unter
Abheben der Räder auf dem Boden 44 abstützbar. Die Stützbeine 40, 42 sind
mit Hilfe nicht dargestellter hydraulischer Antriebsaggregate aus der in Fig. 1
dargestellten Transportstellung in die in Fig. 2 gezeigte Abstützstellung am
Fahrzeug ausfahrbar. Der Bediener verwendet dazu ebenfalls das Fernsteu
ergerät 50, das auch für die Steuerung der Mastbewegung und des Pum
penbetriebs bestimmt ist.
Das Fernsteuergerät 50 enthält bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwei
als Steuerhebel ausgebildeten Fernsteuerorgane 52, 54, die in drei Haupt
stellrichtungen unter Abgabe von Fernsteuersignalen hin- und herverstellt
werden können. Die Fernsteuersignale werden über eine Funkstrecke 56
zum fahrzeugfesten Funkempfänger 58 übertragen, der in der Eingangsstufe
60 einer Steuereinrichtung 62 integriert ist. Das Fernsteuergerät 50 enthält
eine Reihe weiterer Schaltorgane 64, 66, 66', bei deren Betätigung über die
Funkstrecke 56 weitere Funksignale zum Funkempfänger 58 übertragen
werden. Ein erstes Schaltorgan 64 ist dabei als Wahlschalter zur wahlweisen
Freigabe der Stützbeine (Leitung 74) und der Mastbewegung (Leitung 76)
mit neutraler Mittelstellung ausgebildet, auf dessen Fernsteuersignale der
Schalter 68 in der Eingangsstufe 60 der Steuereinrichtung 62 anspricht. Auf
die Fernsteuersignale der Tastorgane 66, 66' spricht der in der Eingangsstufe
60 befindliche Wechselschalter 70 an, über den bei Betätigen des Tastor
gans 66 über die Leitung 72 der Motor für den Antrieb der Hydraulikpumpen
gestartet wird. In der Nullstellung der Fernsteuerorgane 52, 54 wird vom
Fernsteuergerät jeweils ein Fernsteuersignal ausgelöst, das in der Ein
gangsstufe die Öffnung eines Nullstellungskontakts 78 in der Mastfreigabe
leitung 76 auslösen.
Die Steuereinrichtung 62 umfaßt bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
eine erste Schaltungsanordnung 80 und eine zweite Schaltungsanordnung
82 die unabhängig voneinander geeignet sind, die im Funkempfänger 58
ankommenden und in der Eingangsstufe 60 in Form elektrischer Signale an
stehenden Fernsteuersignale so zu verknüpfen, daß je nach Bedarf die An
triebsaggregate der Fahrwerksabstützung 40, 42 und des Verteilermasts 14
sowie der Betonpumpe elektrisch angesteuert werden. Die beiden Schal
tungsanordnungen 80, 82 weisen zu diesem Zweck kompatible Steckplätze
84, 84' auf, auf die wahlweise der mit einem passenden Stecker versehene
Kabelbaum 86, der zu den Steuereingängen der Stellglieder für die Antrieb
saggregate führt, aufsteckbar ist. Die Steckplätze 84, 84' sind in Fig. 3 ver
einfacht dargestellt. Sie zeigen lediglich die Steckkontakte 88, 90 für die An
steuerung des Stellglieds 92 für die Stützbeinfreigabe und des Stellglieds 94
für die Mastfreigabe mit dem zugehörigen Massekontakt 96. Über die Stell
glieder 92, 94 werden die Speiseventile 98, 100 für die gemeinsame Drucköl
zufuhr zu den Antriebsaggregaten der Stützbeine 40, 42 bzw. der Mastseg
mente 23 bis 27 und des Drehwerks 19 elektromagnetisch geöffnet und ge
schlossen. Die Speiseventile 98, 100 sind eingangsseitig an die Druckleitung
einer Hydraulikpumpe angeschlossen und sind Bestandteil eines Wechselbetriebsventils.
Weiter sind in Fig. 3 die Vielfachkontakte 102 für die An
steuerung der Stellglieder der Antriebsaggregate 19, 34 bis 38 für die Mast
bewegung angedeutet.
Die zweite Schaltungsanordnung 82 enthält eine Verknüpfungsschaltung
104, in der die in der Eingangsstufe in elektrische Signale umgesetzten
Fernsteuersignale auf galvanischem Wege in Ausgangssignale umgesetzt
werden, die über den Steckplatz 84' auf den Kabelbaum 86 übertragen wer
den. Insbesondere werden in der Verknüpfungsschaltung 104 die bei Mast
freigabe über den Wahlschalter 68 über die Steuerhebel 50, 52 ausgelösten
Fernsteuersignale individuell auf die den Hauptstellrichtungen der Steuerhe
bel zugeordneten Antriebsaggregate 19, 34 bis 38 des Verteilermasts umge
setzt. Die Einzelachsenbetätigung hat zwar den Vorteil, daß die einzelnen
Mastsegmente individuell in jede beliebige, nur durch ihren Schwenkbereich
begrenzte Lage gebracht werden können. Jeder Achse des Knickmasts und
des Mastbocks ist dabei eine Hauptstellrichtung der Fernsteuerorgane zuge
ordnet, so daß vor allem bei Vorhandensein von mehr als drei Mastseg
menten die Betätigung unübersichtlich wird. Der Bediener muß stets sowohl
die betätigten Achsen als auch den Endschlauch im Auge behalten, um das
Risiko von unkontrollierten Bewegungen im Endschlauch und damit eine
Gefährdung des Baustellenpersonals zu vermeiden.
Mit der Schaltungsanordnung 80 ist es möglich, die Handhabungen bei der
Bewegung des Knickmasts in dieser Hinsicht wesentlich zu erleichtern. Die
Schaltungsanordnung 80 weist zu diesem Zweck eine rechnergestützte Ver
knüpfungsschaltung 106 auf, mit welcher die über einen Datenbus 108 von
der Eingangsstufe 60 übertragenen Fernsteuersignale mit einem vorgege
benen Algorithmus miteinander verknüpft und in dieser Form auf den Steck
platz 84 zur Ansteuerung der Stellglieder ausgegeben werden. Die Ver
knüpfungsschaltung 106 umfaßt u. a. einen rechnerunterstützten Koordina
tentransformator, der u. a. die in der DE-A-43 06 127 beschriebenen Eigenschaften
aufweist. Über den Koordinatentransformator werden die in einer
ersten Hauptstellung des Fernsteuerorgans 52 erzeugten Fernsteuersignale
die Antriebsaggregate 34 bis 38 der redundanten Knickachsen 28 bis 32 der
Mastsegmente 23 bis 27 unter Ausführung einer Streck- oder Verkürzungs
bewegung des Knickmasts nach Maßgabe einer vorgegebenen Weg-
Schwenk-Charakteristik und in einer zweiten Hauptstellrichtung das Antriebs
aggregat 19 des Mastbocks 21 angesteuert. In einer dritten Hauptstellrich
tung sind die Antriebsaggregate 34 bis 38 der Knickachsen 28 bis 32 unab
hängig unter Ausführung einer Hub- und Senkbewegung der Mastspitze 33
betätigbar. Dazu gehört, daß die Weg-Schwenk-Charakteristik im Koordina
tentransformator nach Maßgabe von an den einzelnen Mastsegmenten an
greifenden lastabhängigen Biege- und Torsionsmomenten modifiziert wird.
Da diese Verknüpfung nur im Rahmen einer Lageregelung zu genauen Er
gebnissen führt, sind an den einzelnen Achsen der Knicksegmente zusätz
lich Weg- oder Winkelmessungen erforderlich, die in der Verknüpfungs
schaltung 106 ausgewertet werden. Die Verknüpfungsschaltung 106 kann
zusätzlich zur Mastbedämpfung eingesetzt werden. Dazu bedarf es einer
zusätzlichen Regelung unter Berücksichtigung gemessener Schwingungspa
rameter.
Die zum Teil automatisch ablaufenden Regelvorgänge in der Verknüpfungs
schaltung 106 sind bei einem Manipulator insofern problematisch, als Stö
rungen in der Elektronik oder im Meßsystem zu unkontrollierten Bewegungs
abläufen führen könnten. Mit den folgenden Sicherheitsvorkehrungen soll
dieses Problem gelöst werden:
In der zum Mastkontakt 90 des Wechselbetriebsventils 98, 100 auf dem Steckplatz 84 führenden Ausgangsleitung 110 befindet sich ein Relaiskon takt 112', der zu dem Relais 112 in der Schaltungsanordnung 80 gehört. Das Relais 112 kann einmal über einen Kontakt im Tastorgan 66 im Fernsteuer gerät über den Wechselschalter 70, die Leitung 72 und die Diodenstrecke 114 in der Steuereinrichtung 62 angesteuert werden. Dem Schalter 66 kommt dabei die Funktion einer Zustimmungstaste zu, über die der Relais kontakt 112' geschlossen wird. Außerdem ist das Zustimmungsrelais 112 über einen Schließkontakt 116' des Verzögerungsrelais 116 angeordnet, das hinter dem Nullstellungskontakt 78 über die von der Eingangsstufe 60 kom mende Mastfreigabeleitung 76 ansteuerbar ist. Das Verzögerungsrelais 116 fällt mit einer einstellbaren Zeitkonstante von 0,2 bis 3 s ab, wenn der Wahl schalter 68 von der Mastfreigabe in Richtung Stützbeinfreigabe umgeschal tet wird oder wenn der Kontakt 78 im Falle der Nullstellung des Fernsteuer organs 52 geöffnet wird. Aufgrund des Zustimmungsrelais 112 ist eine Mast betätigung daher nur möglich, wenn der Wahlschalter 68 zur Mastfreigabe auf die Leitung 76 geschaltet ist und das für die Mastbetätigung relevante Fernsteuerorgan 52 zumindest in einer Hauptrichtung aus der Nullstellung herausbewegt ist. Die Verzögerung beim Abfallen des Relais 116 ist so ein gestellt, daß die Mastbetätigung nicht abrupt unterbrochen wird und ein zu vor stattgefundener Regelvorgang in der Verknüpfungsschaltung 106 abge schlossen ist. Bei unbewegtem Knickmast, beispielsweise während eines Pumpvorgangs, kann durch Betätigung der Zustimmungstaste 66 der Re laiskontakt 112' in seine Schließstellung gebracht werden. Damit ist es mög lich, über die Verknüpfungsschaltung 106 eine aktive Schwingungsdämpfung auszulösen.
In der zum Mastkontakt 90 des Wechselbetriebsventils 98, 100 auf dem Steckplatz 84 führenden Ausgangsleitung 110 befindet sich ein Relaiskon takt 112', der zu dem Relais 112 in der Schaltungsanordnung 80 gehört. Das Relais 112 kann einmal über einen Kontakt im Tastorgan 66 im Fernsteuer gerät über den Wechselschalter 70, die Leitung 72 und die Diodenstrecke 114 in der Steuereinrichtung 62 angesteuert werden. Dem Schalter 66 kommt dabei die Funktion einer Zustimmungstaste zu, über die der Relais kontakt 112' geschlossen wird. Außerdem ist das Zustimmungsrelais 112 über einen Schließkontakt 116' des Verzögerungsrelais 116 angeordnet, das hinter dem Nullstellungskontakt 78 über die von der Eingangsstufe 60 kom mende Mastfreigabeleitung 76 ansteuerbar ist. Das Verzögerungsrelais 116 fällt mit einer einstellbaren Zeitkonstante von 0,2 bis 3 s ab, wenn der Wahl schalter 68 von der Mastfreigabe in Richtung Stützbeinfreigabe umgeschal tet wird oder wenn der Kontakt 78 im Falle der Nullstellung des Fernsteuer organs 52 geöffnet wird. Aufgrund des Zustimmungsrelais 112 ist eine Mast betätigung daher nur möglich, wenn der Wahlschalter 68 zur Mastfreigabe auf die Leitung 76 geschaltet ist und das für die Mastbetätigung relevante Fernsteuerorgan 52 zumindest in einer Hauptrichtung aus der Nullstellung herausbewegt ist. Die Verzögerung beim Abfallen des Relais 116 ist so ein gestellt, daß die Mastbetätigung nicht abrupt unterbrochen wird und ein zu vor stattgefundener Regelvorgang in der Verknüpfungsschaltung 106 abge schlossen ist. Bei unbewegtem Knickmast, beispielsweise während eines Pumpvorgangs, kann durch Betätigung der Zustimmungstaste 66 der Re laiskontakt 112' in seine Schließstellung gebracht werden. Damit ist es mög lich, über die Verknüpfungsschaltung 106 eine aktive Schwingungsdämpfung auszulösen.
In der Ausgangsleitung 120 für die Stützbeinfreigabe im Wechselbetriebs
ventil 98 befindet sich ebenfalls ein Relaiskontakt 122', der zu einem Relais
122 gehört. Das Relais 122 wird über die von der Eingangsstufe 60 kom
mende Stützbeinfreigabeleitung 74 angesteuert, wenn der Wahlschalter
64, 68 in seine Stützbeinfreigabestellung gelangt. In diesem Fall wird über die
Ausgangsleitung 120 das Stellglied 92 angesteuert und über das Speiseven
til 98 die Antriebsaggregate der Stützbeine 40, 42 mit Drucköl beaufschlagt.
Die Relais 112 und 122 haben jeweils einen weiteren zwangsgeführten
Kontakt 112", 122" in der Aktivierungsleitung zu dem Notaus-Relais 124. Die
se Maßnahme dient insofern der Sicherheit, als bei einem Hängenbleiben
der Kontakte 112', 122' das Notaus-Relais 124 mit seinen Kontakten
124', 124" nicht mehr aktiviert werden kann. Dabei ist zu berücksichtigen,
daß bei jeder Inbetriebnahme der Steuereinrichtung 62 zunächst die Not
ausschaltung 124 aktiviert werden muß, damit die Speiseventile 98, 100 des
Wechselbetriebsventils mit Spannung beaufschlagt werden können. Hierbei
handelt es sich um eine Reset-Funktion, bei der für die akustische Quittie
rung zugleich die Hupe betätigt wird.
Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung bezieht sich auf
eine Vorrichtung zur Sicherheitsüberwachung eines Knickmasts 22 insbe
sondere eines Betonverteilermasts, dessen Mastsegmente 23 bis 27 über
ein Fernsteuergerät 50 und eine auf dessen Fernsteuersignale ansprechen
de Steuereinrichtung 62 unter Verwendung einer rechnergestützten Schal
tungsanordnung 80 ansteuerbar sind. Die Sicherheitsüberwachung erfolgt
dadurch, daß die Steuereinrichtung 62 ein Unterbrecherelement 112, 112'
aufweist, das bei Nullstellung der Fernsteuerorgane 52 des Fernsteuergeräts
50 über ein Verzögerungsglied 116 die Verbindung zu den Steuereingängen
der den Antriebsaggregaten und/oder den Speiseaggregaten 98, 100 für de
ren Energie- oder Druckölzufuhr zugeordneten Stellglieder 92, 94 unterbricht.
Claims (16)
1. Vorrichtung zur Betätigung eines an einem Mastbock (21) angelenkten
Knickmasts (22), insbesondere eines Betonverteilermasts, welcher
Mastbock (21) mit einem vorzugsweise hydraulisch betätigbaren An
triebsaggregat verdrehbar ist und welcher Knickmast (22) mindestens
drei Mastsegmente (23 bis 27) aufweist, die um zur Drehachse (13) des
Mastbocks (21) senkrechte, zueinander parallele Knickachsen (28 bis
32) gegenüber dem Mastbock (21) oder einem benachbarten Mast
segment mittels je eines vorzugsweise hydraulisch betätigbaren An
triebsaggregats (34 bis 38) begrenzt verschwenkbar sind, mit einer
Steuereinrichtung (62) für die Mastbewegung mit Hilfe von den einzel
nen Antriebsaggregaten und/oder einem Speiseaggregat (100) für de
ren Energie- oder Druckölzufuhr zugeordneten Stellgliedern (94), und
mit einem mit einer Eingangsstufe (60) der Steuereinrichtung (62)
kommunizierenden Fernsteuergerät (50), das mindestens ein von Hand
in jeweils mindestens einer Hauptstellrichtung durch eine Nullstellung
hindurch hin- und herverstellbares und dabei ein Fernsteuersignal ab
gebendes Fernsteuerorgan (52, 54) sowie weitere ein Fernsteuersignal
abgebende Schalt- oder Tastorgane (64, 66, 66') aufweist, wobei die
Steuereinrichtung (62) eine über die Eingangsstufe (60) mit den Infor
mationen der Fernsteuersignale beaufschlagbare rechnergestützte er
ste Schaltungsanordnung (80) aufweist, die ausgangsseitig mit Steuer
eingängen (88, 90) der Stellglieder (92, 94) verbunden ist, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (62) ein Unterbrecherelement
(112, 112') aufweist, das bei Nullstellung des mindestens einen Fern
steuerorgans (52) die Verbindung zu den Steuereingängen (90) der
den Antriebsaggregaten und/oder dem Speiseaggregat (100) für die
Energie- oder Druckölzufuhr zugeordneten Stellglieder (94) unterbricht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste
Schaltungsanordnung (80) einen rechnergestützten Lagerregler für die
redundanten Knickachsen (28 bis 32) mit zugehörigen Weg- oder Win
kelgebern und/oder eine rechnergestützte Dämpfungseinrichtung mit
zugehörigen Druckaufnehmern an den hydraulischen Antriebsaggre
gaten (34 bis 38) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Unterbrecherelement (112, 112') über ein Verzögerungsglied
(116, 116') ansteuerbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ver
zögerungsglied als Verzögerungsrelais (116, 116') ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verzögerungsglied eine Zeitkonstante kleiner 3 Sekunden, vor
zugsweise von 0,2 bis 1,5 Sekunden aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß das mindestens eine Fernsteuerorgan (52, 54) als am
Fernsteuergerät (50) angeordneter Steuerhebel ausgebildet ist, und
daß das Unterbrecherelement auf die durch mindestens einen Null
stellungskontakt des Steuerhebels ausgelösten Fernsteuersignale an
spricht.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die erste Schaltungsanordnung (80) einen rechnerge
stützten Koordinatentransformator aufweist, über den in einer ersten
Hauptstellrichtung des mindestens einen Fernsteuerorgans (52) die
Antriebsaggregate (34 bis 38) der redundanten Knickachsen (28 bis 32)
der Mastsegmente (23 bis 27) unter Ausführung einer Streck- oder
Verkürzungsbewegung des Knickmasts (22) nach Maßgabe einer vor
gegebenen Weg-Schwenk-Charakteristik und in einer zweiten Haupt
stellrichtung das Antriebsaggregat (19) des Mastbocks (21) betätigbar
sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuereinrichtung (62) eine mit der Eingangsstufe
(60) verbundene zweite Schaltungsanordnung (82) aufweist, die aus
gangsseitig mit den Steuereingängen der Stellglieder verbunden ist und
dabei jeder Hauptstellrichtung der Fernsteuerorgane (52, 54) eines der
Antriebsaggregate (19, 34 bis 38) zugeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beide
Schaltungsanordnungen (80, 82) miteinander kompatible ausgangssei
tige Steckplätze (84, 84') für den Anschluß eines zu den Steuereingän
gen (88, 90) der Stellglieder (92, 94) führenden Kabelbaums aufweisen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Schaltungsanordnungen (80, 82) eine gemeinsame Ein
gangsstufe (60) aufweisen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Eingangsstufe (60) einen Funkempfänger (58) für den Empfang der
vom Fernsteuergerät (50) ausgesandten Fernsteuersignale aufweist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Eingangsstufe (60) der Steuereinrichtung (62) über
einen vorzugsweise als CAN-Bus ausgebildeten Datenbus zur Übertra
gung der den Fernsteuersignalen zugeordneten Daten mit der ersten
Schaltungsanordnung (80) verbunden ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Antriebsaggregate (19, 34 bis 38) als doppeltwirken
de Hydrozylinder oder Hydromotoren ausgebildet sind, daß das Spei
seaggregat (98, 100) als Speiseventil für die gemeinsame Druckölzufuhr
zu den Antriebsaggregaten ausgebildet ist, das über die Steuereinrich
tung (62) mittels eines elektromagnetischen Stellglieds (92, 94) betätig
bar ist, und daß das Unterbrecherelement (112, 112', 122, 122') als in der
Zuleitung des Stellglieds (92, 94) angeordneter, vorzugsweise über das
Verzögerungsglied (116) ansteuerbarer Schaltkontakt (112', 122') aus
gebildet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das
Speiseventil (98, 100) Bestandteil eines über das Fernsteuergerät (50)
ansteuerbaren Wechselbetriebsventils für die wahlweise Ansteuerung
der Mastbewegung oder einer Fahrwerkabstützung (40, 42) ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuereinrichtung (62) ein Unterbrecherelement (98) aufweist, das bei
Nullstellung des mindestens einen Fernsteuerorgans (52, 54) oder bei
Ansteuerung der Mastbewegung die Verbindung zu Steuereingängen
der den Antriebsaggregaten für düe Fahrwerksabstützung (40, 42)
und/oder eines Speiseventils (98) zu deren Energie- oder Druckölzu
fuhr zugeordneten Stellgliedern (92) unterbricht.
16. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 in
einer Autobetonpumpe mit Knickmast und elektronischer Steuerung der
Mastbewegung.
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