DE102006049487A1

DE102006049487A1 - Arbeitsmast, insbesondere für Großmanipulatoren und fahrbare Betonpumpen

Info

Publication number: DE102006049487A1
Application number: DE102006049487A
Authority: DE
Inventors: Stephan Dr. Gelies; Jürgen BRAUN
Original assignee: Putzmeister AG
Current assignee: Putzmeister Engineering GmbH
Priority date: 2005-10-18
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2007-04-26

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Arbeitsmast, insbesondere für Großmanipulatoren und Betonpumpen. Der Arbeitsmast (14) weist einen um eine Hochachse (13) an einem Gestell (11) drehbaren Drehkopf (21), einen um eine horizontale Knickachse (A) gegenüber dem Drehkopf (21) mittels eines Antriebsaggregats (22) begrenzt verschwenkbaren ersten Mastarm (1) und mindestens einen gegenüber einem benachbarten Mastarm mittels eines zugehörigen Antriebsaggregats (23 bis 25) entlang einer Schubachse längsverschiebbaren und/oder um eine horizontale Knickachse (B, C, D) verschwenkbaren weiteren Mastarm (2, 3, 4) auf. Weiter ist eine vorzugsweise fernbedienbare Steuerungseinrichtung für die Mastbewegung mit Hilfe von den einzelnen Antriebsaggregaten zugeordneten Stellgliedern vorgesehen. Als Stellglieder kommen vor allem Stellventile in Betracht, über welche die als Hydrozylinder ausgebildeten Antriebsaggregate (22 bis 25) angesteuert werden. An mindestens einem der Mastarme, der Schub- und/oder Knickachsen, der Hochachse (13) und/oder der Antriebsaggregate (22 bis 25) ist ein Sensor (54) zur Weg- oder Winkelmessung angeordnet. Die Steuerungseinrichtung weist eine auf Ausgangsdaten der Sensoren ansprechende Sicherheitsroutine auf. Am boden- und stangenseitigen Ende mindestens eines der als Hydrozylinder (22) ausgebildeten Antriebsaggregate sind außerdem Druck- oder Kraftsensoren (42, 44) angeordnet, während die Sicherheitsroutine einen auf die Ausgangsdaten der Druck- oder ...

Description

Die Erfindung betrifft einen Arbeitsmast der im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2 angegebenen Gattung.

Bekannte Arbeitsmaste dieser Art bestehen im Wesentlichen aus einem um eine Hochachse an einem Gestell drehbaren Drehkopf, einem ersten um eine horizontale Knickachse gegenüber dem Drehkopf mittels eines Antriebsaggregats begrenzt verschwenkbaren Mastarm und mindestens einem gegenüber einem benachbarten Mastarm mittels eines zugehörigen Antriebsaggregats entlang einer Schubachse längsverschiebbaren und/oder um eine horizontale Knickachse verschwenkbaren weiteren Mastarm. Für die Mastbewegung ist eine vorzugsweise fernbedienbare Steuerungseinrichtung vorgesehen, die den einzelnen Antriebsaggregaten zugeordnete Stellglieder aufweist. Außerdem ist mindestens ein Sensor zur Weg- oder Winkelmessung vorgesehen, der mindestens einem der Mastarme, der Schub- oder Knickachsen, der Hochachse und/oder der Antriebsaggregate zugeordnet ist. Weiter sind am boden- und/oder stangenseitigen Ende mindestens eines der als Hydrozylinder ausgebildeten Antriebsaggregate Druck- oder Kraftsensoren angeordnet. Die Ausgangsdaten des mindestens einen Sensors zur Weg- oder Winkelmessung und der Druck- und Kraftsensoren werden in einer Auswerteeinheit einer Sicherheitsroutine im Zuge einer Mastbewegung ausgewertet.

Arbeitsmaste dieser Art werden bevorzugt in Großmanipulatoren, in Autobetonpumpen mit Knick- und Teleskopmast und in fahrbaren Teleskopfördergeräten eingesetzt.

Autobetonpumpen werden üblicherweise durch einen Bediener betätigt, der über ein Fernsteuergerät sowohl für die Pumpensteuerung als auch für die Positionierung des an der Spitze des Knickmasts angeordneten Endschlauchs verantwortlich ist. Der Bediener hat dazu mehrere rotatorische Freiheitsgrade des Knickmasts über die zugehörigen Antriebsaggregate unter 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 Betätigungsvorrichtung vorgeschlagen (DE-A 43 06 127), bei der die redundanten Knickachsen des Knickmasts in jeder Drehlage des Masts unabhängig von dessen Drehachse mit einem einzigen Stellvorgang des Fernsteuerorgans gemeinsam angesteuert werden. Grundvoraussetzung für eine solche Betätigung des Knickmasts ist eine Lageregelung, zu der u. a. eine den einzelnen Mastarmen, 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 Funktionsablauf sichernd eingreift. Dazu ist es notwendig, die auftretenden Fehler sensorisch zu erkennen und zu bewerten mit dem Ziel, ungewollte Fehlerfolgen und Schäden zu vermeiden. Sicherheitseinrichtungen dieser Art wurden bereits im Zusammenhang mit der Lageregelung innerhalb des Knickmasts eingesetzt (DE-A 101 07 107), beispielsweise um den Einschaltzustand des Speiseventils, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Fahrvorgaben über die Fernbedienung, das Auftreten von weg- oder winkelbezogenen übermäßigen Regelabweichungen oder erhöhten Geschwindigkeiten derartiger Regelabweichungen sowie auf übermäßige Winkelgeschwindigkeiten ansprechen.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Sicherheitsüberwachung auf eine Überwachung der Grenzbelastungen im Hinblick auf Festigkeit und Standsicherheit auszudehnen. Dieses Problem tritt beispielsweise bei Knickmasten auf, deren Mastarme im zusammengefalteten Zustand nach Art eines Überkopf-Rollfalters gefaltet sind. Überkopf-Rollfalter haben zwar den Vorteil, dass das Entfalten des Mastpakets relativ einfach und zügig vonstatten geht. Im Gegensatz zu anderen Faltungsarten lässt sich das im Fahrzustand mit seinem ersten Mastarm auf dem Fahrgestell aufliegende Mastpaket um die Knickachse A im ersten Quadranten anheben und von dort nach dem zweiten Quadranten in den Arbeitsbereich schwenken. Beim Entfalten treten hier jedoch Probleme auf, die vor allem daher rühren, dass der erste Mastarm mit einem Hydrozylinder betätigt wird, dessen Zylinder am Mastarm und dessen Kolbenstange an einem Umlenkhebel des Drehkopfs angelenkt sind. Dies bedeutet, dass der Hydrozylinder beim Anheben des ersten Mastarms stangenseitig mit Drucköl beaufschlagt wird, so dass zur Erzeugung der hierfür notwendigen Kraft aufgrund der als Ringfläche ausgebildeten kleineren Kolbenfläche ein entsprechend hoher Druck erforderlich ist. Hinzu kommt, dass am Fixpunkt der Kolbenstange im Bereich des Kolbens Festigkeitsprobleme auftreten können. Da auf dem ersten Mastarm das gesamte übrige Mastpaket aufliegt, ist aus Festigkeitsgründen eine Entfaltungsstrategie notwendig, um den ersten Mastarm anheben zu können. Weiter ist aus geometrischen Gründen zu berücksichtigen, dass das Armpaket eines Überkopf-Rollfalters im zusammengefalteten Zustand über das Fahrerhaus hinaus reicht. Beim Anheben muss also zunächst das Armpaket freigestellt werden, damit es zu keiner Kollision mit dem Fahrerhaus kommt. Aus diesem Grund ist ein Schwenken des Restarmpakets um die Knickachse B notwendig, und zwar um einen bestimmten Winkel von beispielsweise 20°. Erst dann kann der erste Mastarm bei noch zusammengeklapptem Restarmpaket um das A-Gelenk auf einen Grenzwinkel von etwa 65° angehoben werden. In herkömmlichen Systemen befindet sich dort ein Endschalter, der im Betriebszustand unabhängig von der Stellung der übrigen Mastarme aus Gründen der Festigkeit und Standsicherheit dafür sorgt, dass der Grenzwinkel von 65° des ersten Mastarms nicht unterschritten wird. Beim Ausschwenken des Restarmpakets ist aus dem gleichen Grund zu berücksichtigen, dass auch der Mastarm 2 allenfalls vertikal ausgerichtet werden darf, was einer Winkel stellung gegenüber dem Arm 1 von ca. 155° entspricht. Auch am Mastarm 2 befindet sich ein Endschalter, der dafür sorgt, dass der Mastarm 2 im äußersten Fall senkrecht steht. Die Senkrechtstellung wird beispielsweise über einen als Quecksilberschalter ausgebildeten Neigungsschalter geschaltet. Die oberen Mastarme werden dagegen nur durch konstruktive Begrenzungen in ihrem Schwenkbereich begrenzt. Dementsprechend wird auch der Mastarm 3 mit einem Schwenkbereich von 180° im Falle eines Senkrechtstehens des Arms 2 senkrecht ausgerichtet sein.

Bei der Verwendung vorgegebener Endschalter wird als nachteilig empfunden, dass das A-Gelenk im Betriebszustand nicht unter den Winkel von 65° gefahren werden kann, was bei bestimmten Betonieraufgaben als Hindernis empfunden wird. Entsprechendes gilt auch für das B-Gelenk, da auch das Senkrechtstellen nicht immer die Idealposition für den Betoniervorgang darstellt. Diese Vorgaben haben sich als zu starr erwiesen. Sie schöpfen die Möglichkeiten der Kinematik nicht voll aus, sondern begrenzen die Mastbewegung auf eine Weise, die zwar übersichtlich, aber nicht immer praktisch ist.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Konstruktionsprinzip anzugeben, womit die starren Grenzen bei der Betätigung eines Arbeitsmasts aufgehoben und eine flexiblere Handhabung und Fahrmöglichkeit der Mastarme gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die erfindungsgemäße Lösung geht von dem Gedanken aus, dass die Sicherheitseinrichtung eine geeignete Sensorik zur laufenden Bestimmung von Lage- und Kraft-Messwerten innerhalb des Arbeitsmasts umfasst sowie eine Sicherheitsroutine aufweist, die die ermittelten Messwerte unter dem Kriterium der Einhaltung vorgegebener Grenzwerte für Festigkeit und/oder Standsicherheit des Systems zueinander in Beziehung setzt. Zusätzlich spielt dabei die Auslegung der Pumpe hinsichtlich des maximal erreichbaren Pumpendrucks eine Rolle. Da die Grenzwerte für Festigkeit und Standsicherheit maßgeblich von der augenblicklichen Mastkonfiguration und damit von den augenblicklichen Weg- und Winkelmesswerten der einzelnen Mastarme abhängen, können die für die Sicherheitsüberwachung notwendigen Grenzwerte unter Auswertung der kinematischen Verhältnisse in analytischer Form oder als Tabellen vorgegeben werden. Dementsprechend wird gemäß der Erfindung primär vorgeschlagen, dass die Sicherheitsroutine einen Datenspeicher mit einem analytisch oder in Tabellenform vorgegebenen Datenfeld aus Druck- oder Kraftgrenzwerten in Abhängigkeit von mindestens einem der Mastarme zugeordneten Weg- oder Winkelmesswerten umfasst, und dass die Auswerteeinheit einen Vergleicher aufweist, der mit Ausgangsdaten der Druck- oder Kraftsensoren und der zugehörigen Weg- oder Winkelsensoren oder daraus abgeleiteten Größen zur Durchführung eines Vergleichs mit zugeordneten Grenzwertdaten aus dem Datenfeld und zur Auslösung eines Signals bei Unter- oder Überschreiten der Grenzwertdaten beaufschlagt ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Wegsensor am zugehörigen, als Hydrozylinder ausgebildeten Antriebsaggregat des Mastarms angeordnet. Alternativ hierzu ist der Winkelsensor im Bereich der Knickachse des zugehörigen Mastarms angeordnet.

Um zusätzlich auch die Standfestigkeit in das Überwachungssystem einbeziehen zu können, was vor allem bei einer einseitigen Schmalabstützung eines den Knickmast tragenden Fahrgestells wichtig ist, wird gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass ein weiterer Weg- oder Winkelsensor am Antriebsaggregat oder an der Drehachse des Drehkopfs angeordnet ist und dass das im Datenspeicher der Sicherheitsroutine analytisch oder in Tabellenform abgelegte Datenfeld aus Druck- oder Kraftgrenzwerten zusätzlich mit den dem Drehkopf zugeordneten Weg- oder Winkelmesswerten korreliert ist.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass an den Mastarmen geodätische Winkelsensoren zur Bestimmung von den einzelnen Mastarmen zugeordneten erdfesten Winkelmesswerten angeordnet sind. Außerdem kann am Drehkopf und/oder am Gestell ein weiterer geodätischer Winkelsensor zur Messung mindestens eines dem Drehkopf oder dem Gestell zugeordneten erdfesten Winkelmesswerts vorgesehen sein. Zweckmäßig weist in diesem Fall die Softwareroutine einen Koordinatentransformator zur Umrechnung von erdfesten, mastarmbezogenen Winkelmesswerten in Knickwinkel der einzelnen Mastarme auf.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zumindest eines der Stellglieder auf das über die Sicherheitsroutine beim Überschreiten von Grenzdaten ausgelöste Signal unter Ausführung einer Sicherheitsbewegung oder eines Sicherheitsstopps anspricht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Steuerungseinrichtung einen auf die Weg- oder Winkelmessungen ansprechenden Lageregler für die Mastbewegung.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Steuerungseinrichtung einen auf die zeitabhängigen Weg- oder Winkelmesswerte und/oder auf die Druck- oder Kraftmesswerte ansprechenden Schwingungsdämpfer für die Mastarme des Verteilermasts umfasst.

Im Vorstehenden wurde die Erfindung vor allem anhand eines als Überkopf-Rollfalter ausgebildeten Betonverteilermasts erläutert. Die Erfindung ist nicht beschränkt auf diese Ausführungsvariante, sondern kann auch bei Arbeitsmasten anderer Bauart und Anwendung eingesetzt werden. Im Folgenden sind einige Beispiele hierfür aufgeführt:

– Ein Arbeitsmast, bei welchem der erste Mastarm mit Hilfe des als Hydrozylinder ausgebildeten Antriebsaggregats gegenüber dem Drehkopf um etwa 90° verschwenkbar ist. Hierzu gehören neben den als Knick- und/oder Teleskopmast ausgebildeten Betonverteilermasten auch Teleskopfördermaste für mobile Fördereinrichtungen.
– Arbeitsmaste, bei denen am Ende des ersten Mastarms ein aus mindestens einem weiteren Mastarm bestehender Mastausleger um eine horizontale Achse verschwenkbar angelenkt ist. Hierzu gehören insbesondere die als Knickmast ausgebildeten Betonverteilermaste.
– Arbeitsmaste, bei denen der erste Mastarm mit mehreren teleskopartig gegeneinander längsverschiebbaren Mastarmen verbunden ist. Hierzu gehören vor allem teleskopierbare Fördereinrichtungen für Feucht- und Trockenstoffe.
– Arbeitsmaste, bei denen am Ende der längsverschiebbaren Mastarme mindestens ein aus mehreren um horizontale Achsen gegeneinander verschwenkbaren Mastarmen zusammengesetzter Mastausleger angelenkt ist. Hierzu gehören vor allem Knickmaste, bei denen einer der Mastarme teleskopierbar ist.
– Arbeitsmaste, bei denen an mindestens einem Mastarm im Abstand von der Schwenkachse des ersten Mastarms eine Umlenkrolle angeordnet ist, über die ein Seil mit einem Aufnahmeorgan für eine bewegliche Last geführt ist, wobei an dem Seil ein Druck- oder Kraftsensor angeordnet ist, dessen Ausgang mit dem Auswerteteil der Sicherheitsroutine verbunden ist. In einem solchen Falle erlaubt die Erfindung eine Sicherheitsüberwachung des Arbeitsmasts unter Einbeziehung der an dem Seil hängenden Last.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
1 eine Seitenansicht einer Autobetonpumpe mit einem nach Art eines Überkopf-Rollfalters ausgebildeten Arbeitsmast im eingefalteten Fahrzustand;
2a bis d ein Schema einer Ausfaltstrategie eines Überkopf-Rollfalters mit herkömmlicher Sicherheitseinrichtung;
3a einen Ausschnitt aus dem Mastarm 1 eines Überkopf-Rollfalters mit Maßangaben zur Bestimmung des äußeren Momentengleichgewichts (Teilsystem 1);
3b eine Darstellung entsprechend 3a mit Maßangaben für die Bestimmung des inneren Momentengleichgewichts (Teilsystem 2);
4 einen Schnitt durch den Hydrozylinder des Mastarms 1 mit Maßangaben für die Berechnung der Zylinderkraft;
5 zwei Diagramme betreffend das Grenzmoment im Gelenk A (obere Kurve) und der zulässigen Zylinderkräfte (untere Kurve) in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Mastarms 1 um die Knickachse A;
6a einen Überkopf-Rollfalter im Betriebszustand in einer Grenzlage nach herkömmlichen Sicherheitskriterien;
6b und c den Überkopf-Rollfalter nach 6a in zulässigen Betriebspositionen nach den erfindungsgemäßen Sicherheitskriterien;
7 ein Flussdiagramm der Sicherheitsroutine;
8 einen Ausschnitt aus dem Mastarm 1 eines Standard-Betonverteilermasts mit maximalem Knickwinkel um die Knickachse A von 90°;
9 eine Seitenansicht eines Verteilermasts einer Autobetonpumpe mit teleskopierbarem Mastarm 1;
10 eine ausschnittsweise Seitenansicht eines Arbeitsmasts mit Kranfunktion;
11a und b eine Seitenansicht einer Fördereinrichtung für Feucht- oder Trockenstoffe mit Drehkopf und teleskopierbarem Arbeitsmast.
Zunächst wird die Erfindung anhand des in den 1, 2a bis d und 6a bis c dargestellten Ausführungsbeispiels einer Autobetonpumpe mit Überkopf-Rollfalter erläutert.
Die in 1, 2a bis d und 6a bis c dargestellte Autobetonpumpe 10 umfasst ein mehrachsiges Fahrgestell 11 mit einem Fahrerhaus 15, einer Dickstoffpumpe 12 sowie einem um eine fahrzeugfeste Hochachse 13 drehbaren Arbeitsmast 14 als Träger für eine nicht dargestellte Betonförderleitung. Über die Betonförderleitung wird Flüssigbeton, der in einen Aufgabebehälter 17 während des Betonierens fortlaufend eingebracht wird, zu einer vom Standort des Fahrzeugs 11 entfernt angeordneten Betonierstelle gefördert.
Der Arbeitsmast 14 besteht aus einem mittels eines hydraulischen Drehantriebs um die Hochachse 13 drehbaren Drehkopf 21 und einem an diesem schwenkbaren Knickmast 20, der auf variable Reichweite und Höhendiffe renz zwischen dem Fahrgestell 11 und der Betonierstelle kontinuierlich einstellbar ist. Der Knickmast 20 besteht bei den dargestellten Ausführungsbeispielen aus vier gelenkig miteinander verbundenen Mastarmen 1 bis 4, die um parallel zueinander und rechtwinklig zur Hochachse 13 des Drehkopfs 21 verlaufende Knickachsen A bis D schwenkbar sind. Die Knickwinkel ε₁ bis ε₄ (2d) der durch die Knickachsen A bis D gebildeten Knickgelenke und deren Anordnung zueinander sind so aufeinander abgestimmt, dass der Arbeitsmast 14 mit der aus 1 ersichtlichen, einer mehrfachen Faltung entsprechenden raumsparenden Transportkonfiguration auf dem Fahrgestell 11 ablegbar ist. Der Knickmast 20 bildet bei den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsvarianten einen Überkopf-Rollfalter, bei welchem der Mastarm 1 im zusammengefalteten Zustand unmittelbar auf dem Fahrgestell 11 aufliegt und die übrigen Mastarme 2 bis 4 schneckenförmig eingerollt sind und im eingerollten Zustand nach vorne über das Fahrerhaus 15 überstehen. Durch eine Aktivierung von Antriebsaggregaten, die bei den in 3 und 4 sowie 6a bis c gezeigten Ausführungsbeispielen als doppelt wirkende Hydrozylinder 22 bis 25 ausgebildet sind, die den Knickachsen A bis D einzeln zugeordnet sind, ist der Knickmast 20 von seiner zusammengefalteten Transportstellung in seine auseinandergefaltete Betriebsstellung entfaltbar (2a bis d). Das Auseinanderfalten des Knickmasts 20 ist nur möglich, wenn das Fahrgestell 11 mit zwei vorderen und zwei rückwärtigen Ausstellbeinen 26, 28 auf dem Untergrund 30 abgestützt ist. In beengten Baustellen ist auch eine einseitige Schmalabstützung mit den Ausstellbeinen 26, 28 möglich, die beim Ausfalten des Knickmasts 20 zur Vermeidung einer Kippgefahr zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen erfordert.
Die in den verschiedenen Ausführungsvarianten dargestellten, als Überkopf-Rollfalter ausgebildeten Knickmaste 20 haben den Vorteil, dass das Entfalten des Mastpakets relativ einfach und zügig vonstatten geht. Im Gegensatz zu anderen Faltungsarten lässt sich das Paket um die Achse A anheben und vom ersten Quadranten in den Arbeitsbereich im zweiten Quadranten schwenken. Da auf dem Mastarm 1 das gesamte übrige Mastpaket aufliegt, ist die an sich bekannte, in 2a bis d dargestellte Entfaltungsstrategie notwendig, um den Mastarm 1 anheben zu können. Dies rührt vor allem daher, dass das restliche Armpaket über das Fahrerhaus 15 hinausreicht. Beim Anheben muss daher zunächst das Armpaket im Sinne der 2a und b um die Knickachse B um ca. ε₂ = 10° bis 30° und anschließend der Arm 1 um einen entsprechenden Winkel ε₁ angehoben werden, damit es beim weiteren Verschwenken keine Kollision in diesem Bereich gibt. Um eine Überlastung zu vermeiden, muss dann der Arm 1 um die Knickachse A im Sinne der 2c auf einen Winkel ε₁ = 65° und gleichzeitig der Arm 2 auf einen Winkel > 90° angehoben werden, bevor die weiteren Mastarme im Sinne der 2c und 2d ausgefaltet werden können. Im Betriebszustand wird bei den herkömmlichen Konstruktionen der Mastarm 1 bei einem Winkel ε₁ = 65° durch einen Endschalter gesichert, während der Mastarm 2 äußerstenfalls in seine Vertikalposition gebracht werden kann (2d). Die Vertikalposition wird durch einen Neigungsschalter gesichert. Der Mastarm 3 hat bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel nur die Möglichkeit auf ε₃ = 180° geschwenkt zu werden. Deshalb wird der Mastarm 3 im Falle eines Senkrechtstehens des Arms 2 senkrecht nach oben weisen. Vor allem die in 2d eingezeichneten herkömmlichen Grenzen hinsichtlich der Schwenkwinkel ε₁ und ε₂ werden bei bestimmten Betonieraufgaben als Hindernis empfunden. Andererseits schöpfen sie die Möglichkeiten der Kinematik nicht voll aus, sondern begrenzen den Schwenkwinkel an Stellen, die zwar übersichtlich, aber nicht immer praktisch sind.
Um bei der Betätigung des Knickmasts die Möglichkeiten der Kinematik voll ausschöpfen zu können, müssen neben der Auslegung der Hydraulikpumpe hinsichtlich des zur Verfügung stehenden maximalen Pumpendrucks vor allem die Festigkeit an den kraftübertragenden Stellen der Hydrozylinder und die Standsicherheit des auf dem Untergrund 30 abgestützten Systems berücksichtigt werden. Um die Grenzkriterien hinsichtlich Festigkeit und Standsicherheit einhalten zu können, bedarf es einer geeigneten Sensorik zur Überwachung der im Bereich des Hydrozylinders 22 angreifenden Kräfte und der über den ausgefalteten Knickmast 20 am System angreifenden Drehmomente.
Das Festigkeitskriterium bezieht sich vor allem auf den der Knickachse A zugeordneten Hydrozylinder 22, dessen Zylinder 32 im Bereich der Achse 34 am Mastarm 1 angelenkt ist, während die Kolbenstange 36 im Bereich der Achse 38 an einem Umlenkhebel 50 des Drehkopfs 21 angelenkt ist. Dies bedeutet, dass der Zylinder 32 des Mastarms 1 beim Anheben stangenseitig mit Drucköl beaufschlagt wird. Aufgrund der kleinen Kolbenfläche ist dort zur Erzeugung der zum Anheben erforderlichen Zylinderkraft F_Zyl ein entsprechend höherer Druck erforderlich. Andererseits kann das Hydrauliksystem wegen des zur Verfügung stehenden Grenzdrucks von beispielsweise 380 bar nur eine bestimmte Hubkraft zur Verfügung stellen. Hinzu kommt, dass am Fixierpunkt der Kolbenstange 36 im Bereich des Kolbens 37 Festigkeitsprobleme auftreten können. Diesen Problemen wird einmal beim Ausfaltvorgang im vorstehend beschriebenen Sinne durch eine Entfaltungsstrategie gemäß 2a bis d Rechnung getragen. Um auch im Betriebszustand die Grenzen voll nutzen zu können, wird erfindungsgemäß der Druck p_S und p_B am stangenseitigen und bodenseitigen Ende des Hydrozylinders 22 mittels Drucksensoren 42, 44 überwacht und in einer Auswerteschaltung zur Bestimmung der momentanen Zylinderkraft ausgewertet:
wobei F_B und F_S die Kräfte auf der Boden- und der Stangenseite, p_B, p_S die Drücke auf der Boden- und der Stangenseite, D_B den Zylinderdurchmesser und D_S den Kolbenstangendurchmesser bedeuten.
Die Zylinderkraft F_Zyl darf aus Festigkeitsgründen einen Maximalwert F_max nicht überschreiten, der berücksichtigt, dass die Schweißnähte im Bereich des Kolbens und die Knickkräfte im Kolben und im Zylinder einer Maximalbelastung unterliegen. Durch Vergleich der gemessenen und nach Formel (1) berechneten Zylinderkraft F_Zyl mit vorgegebenen Grenzwerten kann über eine Auswerteschaltung 56 das Überschreiten der Grenzkraft überwacht und ein entsprechendes Signal 57 ausgelöst werden. Durch das Signal 57 kann beispielsweise eine Betätigung des Knickmasts unterbrochen werden.
Eine weitere Grenze stellen die über den Knickmast am Gesamtsystem angreifenden Drehmomente M dar, die sich auf die Standsicherheit auswirken können. Beim Überkopf-Rollfalter sind dies vor allem Betriebsweisen in der Nackenlage des Mastarms 1, bei der der vorstehend beschriebene Sicherheitswinkel ε₁ von 65° unterschritten wird (Pfeil 70 in 6a) und/oder bei welchem der Mastarm 2 aus seiner Vertikalposition in die Nackenlage geschwenkt wird (Pfeil 72 in 6a). Dieses Problem tritt vor allem bei der einseitigen Schmalabstützung auf, bei welcher der Knickmast 20 um die Hochachse 13 in eine gegenüber der Fahrzeuglängsachse seitliche Arbeitslage gebracht wird.
Die für die Bestimmung des Momentengleichgewichts notwendigen Kinematikelemente sind in 3a für ein äußeres Teilsystem 1 mit den Elementen Drehkopf 21, Arm-/Armpaket 1 und Druckstange 52 und für ein inneres Teilsystem 2 mit den Elementen Umlenkhebel 50, Druckstange 52 und Hydrozylinder 22 dargestellt.
Im Teilsystem 1 kann das äußere Momentengleichgewicht um die Knickachse A des Mastarms 1 wie folgt berechnet werden: Σ M (Achse A) = 0 –FDS·b + GArm·a = 0 (2) Hierbei bedeuten F_DS die an der Druckstange 52 angreifende Kraft, während G_Arm die Gewichtskraft des Armpakets bedeutet, die im Schwerpunkt 46 angreift. Die Abstände a und b definieren die das Drehmoment bestimmenden Abstände von der Knickachse A.
Aus der Formel (2) ergibt sich die Beziehung
Das innere Momentengleichgewicht für das Teilsystem 2 bestehend aus Umlenkhebel 50, Druckstange 52 und Hydrozylinder 22 ergibt sich aus 3b bezogen auf die Drehachse 48 des Umlenkhebels 50 wie folgt: Σ M (Achse 48) = 0 –FDS·c + FZyl·d = 0 (4)wobei F_DS die an der Druckstange angreifende Kraft und F_Zyl die Zylinderkraft sowie c und d die zugehörigen Abstände von der Drehachse 48 bedeuten.
Aus den Formeln (4) und (3) für die beiden Teilsysteme 1 und 2 lässt sich eine Beziehung für die Zylinderkraft F_Zyl in Abhängigkeit von der Gewichtskraft G_Arm des Armpakets und den Abstandsgrößen a bis d herleiten:
Berücksichtigt man die Abhängigkeit der Abstandsvariablen a bis d vom Knickwinkel ε₁ des Mastarms 1 und berücksichtigt man zusätzlich die aus Festigkeitsgründen maximal zulässige Zylinderkraft F_max, so erhält man eine Grenzkurve für die Zylinderkraft F_Grenz (ε₁) in kN entsprechend der Kurve 1 des Diagramms gemäß 5 in Abhängigkeit vom Armdrehwinkel (Knickwinkel) ε₁. Kurve 2 zeigt eine Grenzkurve für das zulässige Lastmoment M_Grenz (ε₁) in kNm. Der zulässige Zylinderkraftbereich ist in dem Diagramm mit F und der zulässige Lastmomentenbereich mit M bezeichnet. Dabei ist zu berücksichtigen, dass dem waagerecht stehenden Mastarm 1 der Armdrehwinkel ε₁ = 0° und dem senkrecht stehenden Mastarm 1 der Armdrehwinkel ε₁ = 90° entspricht.
Im unteren Armdrehwinkelbereich 0° bis 10° ergibt sich ein gegenüber der Maximalkraft F_max eingeschränkter Grenzbereich F_Grenz, der sich aus dem Erreichen einer Grenze für die Umlenkhebelkraft ergibt. Der Plateaubereich zwischen 10° und 50° ist durch die theoretisch maximal zulässige Zylinderkraft F_max bestimmt. Dementsprechend ergibt sich im Plateaubereich auch ein gegenüber M_max eingeschränkter zulässiger Lastmomentenbereich M_Grenz. Bei Armdrehwinkeln ε₁ oberhalb 50° ist die Zylinderkraft M_Grenz durch das theoretisch zulässige Lastmoment M_max begrenzt.
Die Kurve 1 wird in Tabellenform als Datenfeld für den Grenzwert der Zylinderkraft F_Grenz (ε₁) vorgegeben und mit einer Softwareroutine (7) mit den Messwerten F_Zyl verglichen, die sich mit Hilfe der Drucksensoren 42, 44 unter Berücksichtigung der Formel (1) ergeben und zwar in Abhängigkeit vom jeweiligen Winkelmesswert ε₁, der mit Hilfe eines der Knickachse A zugeordneten Winkel- oder Wegsensors bestimmt wird. Der Winkelmesswert kann dabei über einen an der Knickachse A angeordneten Winkelsensor 54 bestimmt werden. Grundsätzlich kann hierfür auch ein mit der Kolbenstange 36 und dem Zylinder 32 des Hydrozylinders 22 verbundener Wegsensor mit entsprechender Umrechnung der Wegdaten in Winkeldaten verwendet werden. Eine dritte Möglichkeit besteht in der Benutzung eines geodätischen Winkelsensors, der mit dem Mastarm 1 verbunden ist und dessen Messwert in einen Winkelmesswert um die Knickachse A umgerechnet werden kann.
Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung ermöglicht es also, aus den sensorischen Messwerten P_S, P_B, ε₁ und der hieraus abgeleiteten Zylinderkraft F_Zyl durch Vergleich mit den in einem Datenspeicher in Tabellenform abgelegten Grenzwerten F_Grenz (ε₁) gemäß 5 FZyl ≤ FGrenz (ε1) (6)zulässige Armkonfigurationen zu berechnen, die die kinematischen Möglichkeiten des Systems besser als bisher ausnutzen. Die vorstehend erläuterte Grenzwertüberwachung ist anhand der 7 in einem Flussdiagramm einer Sicherheitsroutine veranschaulicht. Eine weitere Verbesserung in dieser Hinsicht wird dadurch erzielt, dass entsprechende Grenzwerttabellen auch für weitere Mastarme, insbesondere den Mastarm 2, und entsprechende Sensoren im Bereich dieser Mastarme in die Sicherheitseinrichtung einbezogen werden.
Als weitere Variable kann die Drehlage des Knickmasts 20 um die Hochachse 13 hinzukommen, die vor allem im Grenzbereich der einseitigen Schmalabstützung zu einer besseren Ausnutzung des Arbeitsbereichs des Knickmasts führt.
In den 6a bis c sind als einfache Beispiele gezielte Erweiterungen des Schwenkbereichs der Mastarme 1 und 2 in Richtung der Pfeile 70, 72 (6a) angedeutet, die bei Berücksichtigung der vorstehend erläuterten Grenzwertüberwachung gegenüber den herkömmlichen, in gestrichelten Linien (6b, c) angedeuteten Grenzwinkeln erzielt werden können.
Die für die Messung der erfindungsgemäßen Druck- und Winkelwerte vorgesehenen Sensoren finden auch ihre Anwendung bei der computergesteuerten Betätigung der mehrarmigen Knickmaste 20 mit Hilfe nur eines Steuerhebels einer Fernbedienung (vgl. u. a. DE 101 07 107 A1 ) und bei der Schwingungsdämpfung von Knickmasten (vgl. u. a. DE 100 46 546 A1 ). Der im System installierten Sensorik kommt somit in den verschiedenen Bereichen der Systemsteuerung und -überwachung ein Mehrfachnutzen zu.
Im vorstehenden wurde die Erfindung anhand eines Überkopf-Rollfalters als erstes Ausführungsbeispiel ausführlich erläutert. Die der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken lassen sich auch auf eine Vielzahl weiterer Anwendungsfälle übertragen. Im Folgenden wird dies anhand der in den 8 bis 11 dargestellten Anwendungsfälle erläutert.
In 8 ist ein Ausschnitt eines Standardbetonverteilermasts dargestellt, dessen Drehwinkel ε₁ um die Knickachse A des Mastarms 1 gegenüber dem Drehkopf 21 unter 90° beträgt. Die für die Bestimmung des Momentengleichgewichts notwendigen Kinematikelemente sind in 8 in Anlehnung an 3a und an die dort angegebenen Bezugszeichen dargestellt. Für das Momentengleichgewicht ergibt sich danach die folgende Beziehung:
Berücksichtigt man, dass die Abstandsvariablen a und b vom Knickwinkel ε₁ des Mastarms 1 abhängig sind und berücksichtigt man ferner die aus Festigkeitsgründen maximal zulässige Zylinderkraft F_max, so erhält man ähnlich wie im Falle des vorstehend ausführlich erläuterten Ausführungsbeispiels für den Überkopf-Rollfalter eine Grenzkurve für die Zylinderkraft F_Grenz (ε₁) in Abhängigkeit vom Armdrehwinkel (Knickwinkel) ε₁. Weiter kann eine Grenzkurve für das zulässige Lastmoment M_Grenz(ε₁) angegeben werden. Mit diesen Kurven lässt sich eine Stabilitätsüberwachung bei der Mastbewegung im Sine der vorstehenden Ausführungen verwirklichen.
Bei dem in 9 gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Autobetonpumpe 10 mit einem Betonverteilermast, dessen Mastarm 1 um einen Schwenkwinkel ε₁ um die Knickachse A des Drehkopfs 21 verschwenkbar ist. Der Mastarm 1 besteht aus mehreren, gegeneinander teleskopierbaren Mastsegmenten 1a bis 1f, an deren Ende sich ein Knickmastausleger mit mehreren weiteren Mastarmen 2, 3, 4, 5 anschließt.
Das für die Stabilitätsüberwachung relevante Momentengleichgewicht um die Knickachse A des Mastarms 1 führt auch hier zu der Formel (7).
Berücksichtigt man die Abhängigkeit der Abstandsvariablen a und b vom Knickwinkel ε₁ des Mastarms 1 und von der Lage der übrigen Mastarme und berücksichtigt man zusätzlich die aus Festigkeitsgründen maximal zulässige Zylinderkraft F_max, so erhält man wiederum eine Grenzkurve ähnlich 5 für die Zylinderkraft F_Zyl, in Abhängigkeit vom Armdrehwinkel ε₁.
Bei dem in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ausschnittsweise ein Arbeitsmast 14 beispielsweise einer Betonpumpe dargestellt, der zugleich als Kran zum Heben einer Last fungiert. Zu diesem Zweck ist dort im Abstand b von der Knickachse A des Mastarms 1 eine Umlenkrolle 80 angeordnet, über die ein Seil 82 mit einem Aufnahmeorgan 84 für eine bewegliche Last geführt ist. Außerdem ist an dem Seil 82 ein Kraftsensor 86 zur Bestimmung der Gewichtskraft G_Last angeordnet, dessen Ausgang mit dem Auswerteteil einer Sicherheitsroutine verbunden ist. Über dieses System errechnet sich das Momentengleichgewicht um die Knickachse A des Mastarms 1 wie folgt:
Berücksichtigt man die Abhängigkeit der Abstandsvariablen a, b und c vom Winkel ε₁ des Mastarms 1 und von der Lage der übrigen Mastarme und berücksichtigt man zusätzlich die aus Festigkeitsgründen maximal zulässige Zylinderkraft F_max, erhält man auch hier eine Grenzkurve für die Zylinderkraft F_Grenz (ε₁), die eine Stabilitätsüberwachung erlaubt.
Bei dem in 11a und b gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen mobilen Bandförderer 90 mit einem an einem Drehkopf 21 angelenkten Arbeitsmast 14 mit gegeneinander teleskopierbaren Mastarmen 1a bis 1d. Der Arbeitsmast 14 ist um die Knickachse A um einen Winkel ε₁ mit Hilfe eines als Hydrozylinder 22 ausgebildeten Antriebsaggregats verschwenkbar.
Für die Bestimmung des Momentengleichgewichts sind die in 11b angegebenen Maße und Kräfte zu berücksichtigen. Hieraus errechnet sich eine Gleichgewichtsbedingung entsprechend Gleichung (7). Berücksichtigt man wiederum die Abhängigkeit der Abstandsvariablen a und b vom Knickwinkel ε₁ des Masts 14 und von der Lage der Mastarme 1a bis 1d und berücksichtigt man ferner die aus Festigkeitsgründen maximal zulässige Zylinderkraft F_max, so erhält man wiederum eine Grenzkurve für die Zylinderkraft F_Grenz (ε₁) entsprechend Kurve 1 der 5. Diese Kurve wird in Tabellenform als Datenfeld für den Grenzwert der Zylinderkraft vorgegeben und mit einer Softwareroutine entsprechend 7 mit den Messwerten F_Zyl verglichen.
Damit kann für alle Ausführungsvarianten eine zulässige Armkonfiguration des Arbeitsmasts 14 ermittelt werden, die dem Sicherheitskriterium nach Gleichung (6) entspricht.
Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung bezieht sich auf einen Arbeitsmast, insbesondere für Großmanipulatoren und Betonpumpen. Der Arbeitsmast 14 weist einen um eine Hochachse 13 an einem Gestell 11 drehbaren Drehkopf 21, einen um eine horizontale Knickachse A gegenüber dem Drehkopf 21 mittels eines Antriebsaggregats 22 begrenzt verschwenkbaren ersten Mastarm 1 und mindestens einen gegenüber einem benachbarten Mastarm mittels eines zugehörigen Antriebsaggregats 23 bis 25 entlang einer Schubachse längsverschiebbaren und/oder um eine horizontale Knickachse B, C, D verschwenkbaren weiteren Mastarm 2, 3, 4 auf. Weiter ist eine vorzugsweise fernbedienbare Steuerungseinrichtung für die Mastbewegung mit Hilfe von den einzelnen Antriebsaggregaten zugeordneten Stellgliedern vorgesehen. Als Stellglieder kommen vor allem Stellventile in Betracht, über welche die als Hydrozylinder ausgebildeten Antriebsaggregate 22 bis 25 angesteuert werden. An mindestens einem der Mastarme, der Schub- und/oder Knickachsen, der Hochachse 13 und/oder der Antriebsaggregate 22 bis 25 ist ein Sensor 54 zur Weg- oder Winkelmessung angeordnet. Die Steuerungseinrichtung weist eine auf Ausgangsdaten der Sensoren ansprechende Sicherheitsroutine auf. Am boden- und stangenseitigen Ende mindestens eines der als Hydrozylinder 22 ausgebildeten Antriebsaggregate sind außerdem Druck- oder Kraftsensoren 42, 44 angeordnet, während die Sicherheitsroutine einen auf die Ausgangsdaten der Druck- oder Kraftsensoren ansprechenden Auswerteteil 56 umfasst. Um die Kinematik bei der Knickmastbewegung besser ausnutzen zu können, umfasst die Sicherheitsroutine einen Datenspeicher zur Aufnahme eines analytisch oder in Tabellenform vorgegebenen Datenfelds aus Druck- oder Kraftgrenzwerten in Abhängigkeit von mindestens einem der Mastarme zugeordneten Weg- oder Winkelmesswerten. Die Auswerteeinheit 56 weist einen Vergleicher auf, der mit Ausgangsdaten der Druck- oder Kraftsensoren 42, 44 oder der zugehörigen Weg- oder Winkelsensoren 54 oder daraus abgeleiteten Größen zur Durchführung eines Vergleichs mit zugeordneten Grenzwertdaten aus dem Datenfeld und zur Auslösung eines Signals bei Unter- oder Überschreiten der Grenzwertdaten beaufschlagt ist.

Claims

Arbeitsmast, mit einem um eine Hochachse (13) an einem Gestell (11) drehbaren Drehkopf (21), mit mindestens drei Mastarmen (1, 2, 3, 4), die um jeweils horizontale, zueinander parallele Knickachsen (A, B, C, D) gegenüber dem Drehkopf (21) oder einem benachbarten Mastarm mittels je eines Antriebsaggregats (22 bis 25) begrenzt verschwenkbar sind, mit einer vorzugsweise fernbedienbaren Steuerungseinrichtung für die Mastbewegung mit Hilfe von den einzelnen Antriebsaggregaten (22 bis 25) zugeordneten Stellgliedern, mit mindestens einem Sensor zur Weg- oder Winkelmessung, der mindestens einem der Mastarme (1, 2, 3, 4) der Knickachsen (A, B, C, D), der Hochachse (13) und/oder der Antriebsaggregate (22 bis 25) zugeordnet ist, wobei die Steuerungseinrichtung eine auf Ausgangsdaten des mindestens einen Sensors ansprechende Sicherheitsroutine aufweist, und wobei am boden- und/oder stangenseitigen Ende mindestens eines der als Hydrozylinder ausgebildeten Antriebsaggregate Druck- oder Kraftsensoren (42, 44) angeordnet sind und die Sicherheitsroutine eine auf die Ausgangsdaten der Druck- und Kraftsensoren ansprechenden Auswerteteil (56) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsroutine einen Datenspeicher zur Aufnahme eines analytisch oder in Tabellenform vorgegebenen Datenfelds aus Druck- oder Kraftgrenzwerten (F_Grenz) in Abhängigkeit von mindestens einem der Mastarme zugeordneten Weg- oder Winkelmesswerten (ε₁) umfasst, und dass die Auswerteeinheit (56) einen Vergleicher aufweist, der mit Ausgangsdaten der Druck- oder Kraftsensoren (42, 44) und der zugehörigen Weg- oder Winkelsensoren (54) oder daraus abgeleiteten Größen (F_Zyl) zur Durchführung eines Vergleichs mit zugeordneten Grenzwertdaten (F_Grenz) aus dem Datenfeld und zur Auslösung eines Signals (57) bei Unter- oder Überschreiten der Grenzwertdaten beaufschlagt ist.
Arbeitsmast mit einem um eine Hochachse (13) an einem Gestell (11) drehbaren Drehkopf (21), mit einem um eine horizontale Knickachse (A) gegenüber dem Drehkopf (21) mittels eines Antriebsaggregats begrenzt verschwenkbaren ersten Mastarm (1), mit mindestens einem gegenüber jeweils einem benachbarten Mastarm mittels eines zugehörigen Antriebsaggregats entlang einer Schubachse längsverschiebbaren und/oder um eine horizontale Knickachse (B, C, D) verschwenkbaren weiteren Mastarm (2, 3, 4), mit einer vorzugsweise fernbedienbaren Steuerungseinrichtung für die Mastbewegung mit Hilfe von den einzelnen Antriebsaggregaten zugeordneten Stellgliedern, mit mindestens einem Sensor zur Weg- oder Winkelmessung, der mindestens einem der Mastarme, der Schub- und/oder Knickachsen, der Hochachse (13) und/oder der Antriebsaggregate zugeordnet ist, wobei die Steuerungseinrichtung eine auf Ausgangsdaten des mindestens einen Sensors ansprechende Sicherheitsroutine aufweist, und wobei am boden- und/oder stangenseitigen Ende mindestens eines der als Hydrozylinder ausgebildeten Antriebsaggregate Druck- oder Kraftsensoren angeordnet sind und die Sicherheitsroutine eine auf die Ausgangsdaten der Druck- und Kraftsensoren ansprechende Auswerteeinheit (56) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsroutine einen Datenspeicher zur Aufnahme eines analytisch oder in Tabellenform vorgegebenen Datenfelds aus Druck- oder Kraftgrenzwerten (F_Grenz) in Abhängigkeit von mindestens einem der Mastarme zugeordneten Weg- oder Winkelmesswerten (ε₁) umfasst, und dass die Auswerteeinheit (56) einen Vergleicher aufweist, der mit Ausgangsdaten der Druck- oder Kraftsensoren (42, 44) und der zugehörigen Weg- oder Winkelsensoren (54) oder daraus abgeleiteten Größen (F_Zyl) zur Durchführung eines Vergleichs mit zugeordneten Grenzwertdaten (F_Grenz) aus dem Datenfeld und zur Auslösung eines Signals (57) bei Unter- oder Überschreiten der Grenzwertdaten beaufschlagt ist.
Arbeitsmast nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Mastarm (1) mit Hilfe des als Hydrozylinder ausgebildeten Antriebsaggregats (22) gegenüber dem Drehkopf (21) um etwa 90° verschwenkbar ist.
Arbeitsmast nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des ersten Mastarms (1) ein aus mindestens einem weiteren Mastarm (2, 3, 4) bestehender Mastausleger um eine horizontale Knickachse (B, C. D) verschwenkbar angelenkt ist.
Arbeitsmast nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Mastarm (1) mit mehreren teleskopartig gegeneinander, längsverschiebbaren Mastarmen (1a bis 1f) verbunden ist.
Arbeitsmast nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des letzten längsverschiebbaren Mastarms (1f) mindestens ein aus mehreren um horizontale Knickachsen (B bis E) gegeneinander verschwenkbaren Mastarmen (2 bis 5) zusammengesetzter Mastausleger angelenkt ist.
Arbeitsmast nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem Mastarm im Abstand von der Knickachse (A) des ersten Mastarms (1) eine Umlenkrolle (80) angeordnet ist, über die ein Seil (82) mit einem Aufnahmeorgan (84) für eine bewegliche Last geführt ist, und dass an dem Seil (82) ein Druck- oder Kraftsensor (86) angeordnet ist, dessen Ausgang mit dem Auswerteteil (56) der Sicherheitsroutine verbunden ist.
Arbeitsmast nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Winkelsensor (54) an der Knickachse (A) des zugehörigen Mastarms (1) angeordnet ist.
Arbeitsmast nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wegsensor am zugehörigen als Hydrozylinder (22 bis 25) ausgebildeten Antriebsaggregat des Mastarms (1 bis 4) angeordnet ist.
Arbeitsmast nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Weg- oder Winkelsensor am Antriebsaggregat oder im Bereich der Hochachse (13) des Drehkopfs (21) angeordnet ist und dass das im Datenspeicher der Sicherheitsroutine analytisch oder in Tabellenform abgelegte Datenfeld aus Druck- oder Kraftgrenzwerten (F_Grenz) zusätzlich mit den dem Drehkopf zugeordneten Weg- oder Winkelmesswerten korreliert ist.
Arbeitsmast nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Stellglieder auf das über die Sicherheitsroutine beim Überschreiten von Grenzdaten ausgelöste Signal unter Ausführung einer Sicherheitsbewegung oder eines Sicherheitsstopps anspricht.
Arbeitsmast nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung einen auf die Weg- oder Winkelmessdaten ansprechenden Lageregler für die Mastbewegung umfasst.
Arbeitsmast nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem der Mastarme ein geodätischer Winkelsensor zur Durchführung der mastarmbezogenen Weg- oder Winkelmessungen angeordnet ist.
Arbeitsmast nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein am Drehkopf (21) angeordneter geodätischer Winkelsensor zur Messung eines dem Drehkopf zugeordneten erdfesten Winkelmesswerts vorgesehen ist.
Arbeitsmast nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich mindestens ein am Gestell (11) angeordneter geodätischer Winkelsensor zur Messung mindestens eines dem Gestell zugeordneten erdfesten Winkelmesswerts vorgesehen ist.
Arbeitsmast nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die geodätischen Winkelsensoren als auf die Gravitation der Erde ansprechende Neigungswinkelgeber ausgebildet sind.
Arbeitsmast nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung eine Softwareroutine zur Umrechnung von erdfesten mastarmbezogenen Winkelmesswerten in Knickwinkel (ε_i) aufweist.
Arbeitsmast nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung einen auf die zeitabhängigen Weg- oder Winkelmesswerte und/oder auf die Druck- oder Kraftmesswerte ansprechenden Schwingungsdämpfer für die Mastarme des Verteilermasts umfasst.