-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Füllvolumens eines Betriebsmittelbehälters eines Hebefahrzeugs. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Hebefahrzeug mit einer Steuereinrichtung, die zur Durchführung des Verfahrens zur Ermittlung des Füllvolumens eingerichtet ist.
-
Ein Hebefahrzeug benötigt grundsätzlich für seine Funktion unterschiedliche Betriebsmittel, wie beispielsweise Kraftstoff, Hydraulikflüssigkeit, Getriebeöl oder sonstige Schmiermittel, die am Hebefahrzeug in Betriebsmittelbehältern an vielen Stellen, und insbesondere auch an beweglichen Teilen, vorgehalten werden. Das Füllvolumen von derartigen Betriebsmittelbehältern wird mittels eines Füllstandsensors gemessen. Auch ist der Füllstand eines Betriebsmittelbehälters insbesondere für Öl häufig mittels eines Schauglases optisch kontrollierbar. Unterschreitet der Füllstand einen vorgegebenen Sollwert, so kann das Hebefahrzeug oder zumindest der Betriebsteil, der das betreffende Betriebsmittel benötigt, nicht mehr in Betrieb genommen werden. Zumindest besteht die Gefahr eines Betriebsschadens.
-
Ein typischer Öltank eines Mobilkrans hat beispielsweise bei einem Tankvolumen von etwa 1.000 Liter eine Grundfläche von 0,5 m × 0,5 m. Eine Neigung des Betriebsmittelbehälters gegenüber der Horizontalen, wie sie bei typischen Einsatzbedingungen eines Hebefahrzeugs häufig auftritt, führt damit unerwünscht zu einer Fehlmessung des Füllstandes, da der Füllstandsensor in der Regel nicht zentral sondern auf einer bestimmten Seite des Betriebsmittelbehälters angeordnet ist. Gleiches gilt auch für ein Schauglas oder für eine manuelle Messung des Füllstands mittels eines Peilstabs. Der angezeigte oder ausgegebene Füllstand korreliert dann jedoch nicht mehr mit dem tatsächlichen Füllvolumen des Betriebsmittelbehälters, so dass Fehlbedienungen des Hebefahrzeugs nicht ausgeschlossen sind.
-
Um bei Hebefahrzeugen ein Füllvolumen eines Betriebsmittelbehälters ermitteln zu können, ist es daher derzeit erforderlich, dass sich das Hebefahrzeug oder das den Betriebsmittelbehälter umfassende Betriebsteil in einer waagerecht ausgerichteten und/oder explizit vorgegebenen Sollposition befindet. In dieser Sollposition ist es dann für einen Nutzer des Hebefahrzeugs möglich, den Füllstand des Betriebsmittelbehälters mittels eines Peilstabes, mittels eines Schauglases, mittels eines Schwimmers oder mittels eines sonstigen Füllstandsensors abzulesen bzw. zu ermitteln. Aus dem dann erhaltenen Füllstand wird dann aufgrund der bekannten und insbesondere waagerechten Sollposition korrekt auf das tatsächliche Füllvolumen geschlossen.
-
Die Ausrichtung des Hebefahrzeugs in eine vorgegebene Sollposition ist aufwändig und kostet Zeit. Gegebenenfalls muss zur Ermittlung des Füllstands für jeden Betriebsmittelbehälter abhängig von dessen jeweils konkreter Lage und Anordnung eine andere Sollposition eingenommen bzw. angefahren werden. Im laufenden Betrieb oder bei einer von der Sollposition abweichenden Betriebsposition des Hebefahrzeugs ist eine zuverlässige Ermittlung oder Kontrolle des Füllstandes nicht möglich. Aus dem ermittelten Füllstand kann nicht korrekt auf das tatsächliche Füllvolumen geschlossen werden.
-
Aus der
DE 10 2014 000 235 A1 ist ein Lastkraftwagen mit einem auf einer Ladefläche angeordneten Flüssigkeitstank zu entnehmen. Der Füllstand einer Flüssigkeit darin wird durch einen Füllstandssensor unter Berücksichtigung der Messwerte eines Neigungssensors für den Lastkraftwagen ermittelt.
-
In verlgeichbarer Weise ist aus der
US 2014/A10 318 236 A1 ein Baufahrzeug zu entnehmen, bei dem die Füllstandshöhe eines Öls ebenfalls unter Berücksichtigung der Neigung des Fahrzeuges ermittelt wird.
-
Aus der
DE 25 07 476 A1 ist eine Einrichtung zum Ausgleich der Achslasten eines Autokrans zu entnehmen, die mehrere Flüssigkeitsbehälter aufweist und bei der der Ausgleich der Achslasten durch Umpumpen der Flüssigkeiten in den Behältern erfolgt.
-
Weiterhin ist aus der
DE 28 39 419 A1 ein Autokran mit einer Drehwinkelmesseinrichtung zu entnehmen, welche auch eine Neigung des Autokrans berücksichtigt.
-
In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt der vorliegenden Erfindung die Problemstellung zugrunde, ein Verfahren zur Ermittlung eines Füllvolumens eines Betriebsmittelbehälters eines Hebefahrzeugs anzugeben, das die genannten Nachteile überwindet. Weiter soll ein entsprechend ausgestattetes Hebefahrzeug angegeben werden.
-
Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Ermittlung eines Füllvolumens eines Betriebsmittelbehälters eines Hebefahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Dabei wird ein Füllstand des Betriebsmittelbehälters mit einem Füllstandsensor gemessen, wobei eine Neigung des Hebefahrzeugs und/oder eines Betriebsteils des Hebefahrzeugs mit einem Neigungssensor gemessen wird und wobei aus dem gemessenen Füllstand und der gemessenen Neigung das tatsächliche Füllvolumen des Betriebsmittelbehälters ermittelt wird.
-
Mit anderen Worten wird bei einem Hebefahrzeug der Füllstand eines Betriebsmittels in einem Betriebsmittelbehälter wie üblich mit einem Füllstandsensor gemessen. Zusätzlich wird die jeweilige Neigung des Hebefahrzeugs oder eines Betriebsteils des Hebefahrzeugs mit einem Neigungssensor bestimmt. Aus dem gemessenen Füllstand und aus der gemessenen Neigung wird dann das tatsächliche Füllvolumen des Betriebsmittelbehälters ermittelt.
-
Dabei nimmt die Erfindung Bezug darauf, dass bei einem Hebefahrzeug oftmals bereits ein Neigungssensor eingebaut ist, der beispielsweise zur Überwachung von Betriebszuständen dient. Beispielsweise ist für einen Kran oder für einen Mobilkran zur Aufnahme einer bestimmten Traglast zur Gewährleistung eines sicheren Betriebszustands nur eine bestimmte Neigung überhaupt zulässig. Der Neigungssensor ist dann beispielsweise vorgesehen, um eine insbesondere waagerechte Ausrichtung des Hebefahrzeugs vor Ort zu bestimmen. Auch werden bei modernen Kranen Neigungssensoren zur automatischen Erfassung von aktuellen Betriebszuständen, wie z. B. dem Neigungsgrad des Kranauslegers, herangezogen. Gegebenenfalls wird der weitere Betrieb unterbunden, wenn Abweichungen von einem vorgegebenen Sollwert festgestellt werden. Der ohnehin bekannte Wert der aktuellen Neigung wird dann zu einer Korrektur des Messwertes eines Füllstandsensors herangezogen. Mit der durch das Signal des Neigungssensors bekannten Neigung wird aus dem vom Füllstandsensor erfassten Messwert auf das tatsächliche Füllvolumen geschlossen. Eine bezüglich des Betriebsmittelbehälters horizontale Sollposition des Hebefahrzeugs oder des Betriebsteils, an dem der Betriebsmittelbehälter angeordnet ist, braucht zu einer korrekten Ermittlung des Füllvolumens nicht mehr aufwändig eingenommen zu werden. Eine korrekte Ermittlung des Füllvolumens in einem Betriebsmittelbehälter ist während des laufenden Betriebs des Hebefahrzeugs ermöglicht. Insbesondere kann auch eine fehlerhafte Warnmeldung über ein zu niedriges Füllvolumen bei einer Neigung des Hebefahrzeugs weitestgehend vermieden werden.
-
Bevorzugt werden der Füllstandsensor und der Neigungssensor messtechnisch ausgelesen und aus den ausgelesenen Messwerten das Füllvolumen des Betriebsmittelbehälters von einer Steuereinrichtung ermittelt. Alternativ sind auch eine manuelle Bestimmung der Messwerte und deren Eingabe durch einen Bediener in die Steuereinrichtung möglich, die ihrerseits dann auf das korrekte Füllvolumen schließt.
-
Bei dem Hebefahrzeug handelt es sich bevorzugt um einen Kran, um einen Mobilkran, um eine Arbeitsbühne oder um eine Hubarbeitsbühne.
-
Erfindungsgemäß wird das Füllvolumen eines an einem drehbaren Oberwagen des Hebefahrzeugs angeordneten Betriebsmittelbehälters ermittelt. Bevorzugt ist hierbei auch der Neigungssensor am Oberwagen angeordnet, so dass die Neigung des Oberwagens unabhängig von seiner Drehung korrekt ermittelt wird. Unter einem Oberwagen wird der Teil des Hebefahrzeugs verstanden, der eine Hebevorrichtung umfasst.
-
Die Anordnung des Neigungssensors am Oberwagen ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Erfindungsgemäß wird zusätzlich ein Drehwinkel des Oberwagens mit einem Drehwinkelsensor gemessen und der gemessene Drehwinkel zur Ermittlung des Füllvolumens herangezogen. Aus dem vom Drehwinkelsensor gemessenen Wert des aktuellen Drehwinkels wird unter Bezugnahme auf die vom Neigungssensor ermittelte Neigung auf die konkrete Ausrichtung des Oberwagens gegenüber der Horizontalen geschlossen. Somit wird das Füllvolumen eines am Oberwagen angeordneten Betriebsmittelbehälters korrekt ermittelt. Der Neigungssensor muss in diesem Fall nicht am Oberwagen platziert sein, sondern ist beispielsweise am Unterwagen angeordnet. Unabhängig davon, ob der Unterwagen und damit die Drehachse des Oberwagens gegenüber der Vertikalen geneigt ist, wird das tatsächliche Füllvolumen bestimmt.
-
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird das Füllvolumen eines an einem Unterwagen des Hebefahrzeugs angeordneten Betriebsmittelbehälters ermittelt. Bevorzugt ist dabei der Neigungssensor am Unterwagen angeordnet, so dass die konkrete Neigung des Unterwagens, und damit des Hebefahrzeugs als solchem, direkt gemessen wird. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Unter einem Unterwagen wird hierbei insbesondere der Teil des Hebefahrzeugs verstanden, der zum Antrieb eingerichtet ist, und der die Hebevorrichtung als solche trägt.
-
Vorteilhafterweise wird das Füllvolumen des Betriebsmittelbehälters vor Aufnahme eines Betriebs des Hebefahrzeugs ermittelt. Hierdurch wird sichergestellt, dass alle erforderlichen Betriebsmittel in der notwendigen Menge zur Verfügung stehen bzw. diese im Bedarfsfall vor Inbetriebnahme ergänzt werden können.
-
Zweckmäßiger Weise wird das Füllvolumen des Betriebsmittelbehälters während des Betriebs des Hebefahrzeugs fortlaufend ermittelt. Durch die fortlaufende Ermittlung ist gewährleistet, dass das jeweilige Betriebsmittel in der erforderlichen Menge zur Verfügung steht. Dies ist besonders vorteilhaft bei Betriebsmitteln, die verbraucht werden, wie beispielsweise Kraftstoff, oder für das Erkennen einer Störung bzw. eines Lecks in einem Betriebsmittelkreislauf.
-
In einer weiteren Ausgestaltung wird das ermittelte Füllvolumen des Betriebsmittelbehälters angezeigt. Durch die Anzeige des Füllvolumens ist eine einfache Kontrolle oder Überwachung des Betriebsmittels möglich.
-
Vorteilhafterweise wird, sofern das ermittelte Füllvolumen des Betriebsmittelbehälters unter einem vorgegebenen Grenzwert liegt, eine Warnung ausgegeben. Für bestimmte Arbeitsschritte ist eine Mindestmenge des Betriebsmittels, beispielsweise Hydrauliköl, erforderlich, die als Grenzwert vorgegeben wird. Fällt das Füllvolumen unter den Grenzwert, wird die Warnung ausgegeben, um eine mögliche Gefährdung auszuschließen. Bevorzugt wird die Warnung mit einem akustischen und/oder optischen Signal ausgegeben.
-
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung wird, sofern das ermittelte Füllvolumen des Betriebsmittelbehälters unter einem vorgegebenen Grenzwert liegt, ein das Betriebsmittel erfordernder Betrieb des Hebefahrzeugs automatisch unterbunden. Hierdurch wird die Betriebssicherheit des Hebefahrzeugs gewährleistet.
-
Die zweitgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Hebefahrzeug, insbesondere durch einen Mobilkran mit den Merkmalen des Anspruchs 8.
-
Die für das entsprechende Verfahren und deren Weiterbildungen genannten Vorteile können hierbei auf das Hebefahrzeug sinngemäß übertragen werden. Der drehbare Oberwagen trägt beispielsweise einen teleskopierbaren Kranausleger. Der Neigungssensor ist an einem Unterwagen, an einem Oberwagen oder an einem beweglichen Betriebsteil des Hebefahrzeugs angeordnet.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung und der nachstehenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt die einzige 1 eine schematische Darstellung eines Hebefahrzeugs in Form eines Mobilkrans.
-
Das dargestellte Hebefahrzeug 10 weist einen fahrbaren Unterwagen 18 auf, der eine Hebevorrichtung 30 trägt. Auf dem Unterwagen 18 ist als drehbarer Aufsatz ein Oberwagen 20 montiert, der die Hebevorrichtung 30 trägt. Die Hebevorrichtung 30 ist ein Bestandteil des Oberwagens 20.
-
Beispiele für ein Hebefahrzeug 10 sind ein Mobilkran 26, wie in 1 dargestellt, eine Hubarbeitsbühne oder ein Flurförderfahrzeug. Im Fall des Mobilkrans 26 ist die Hebevorrichtung 30 beispielsweise als ein teleskopierbarer Kranausleger ausgebildet. Im Fall der Hubarbeitsbühne ist die Hebevorrichtung 30 insbesondere ein Auslegersystem mit einer beweglichen Arbeitsbühne.
-
Für den Betrieb des Hebefahrzeugs 10 sind unterschiedliche Betriebsmittel, wie zum Beispiel Kraftstoff, Hydraulikflüssigkeit, Getriebeöl, Schmieröl oder andere Schmiermittel erforderlich, die in entsprechenden Betriebsmittelbehältern 12 am Hebefahrzeug 10 vorgehalten werden. Die Betriebsmittelbehälter 12 sind sowohl am Unterwagen 18 als auch am Oberwagen 20 angeordnet. Ein derartiger Betriebsmittelbehälter 12 kann beispielsweise ein Kraftstofftank, eine Ölwanne oder ein Behälter für Hydraulikflüssigkeit sein. Insbesondere können Betriebsmittelbehälter 12 für Schmiermittel an motorgetriebenen Seilwinden vorgesehen sein, Vor einem Einsatz oder zumindest in regelmäßigen Abständen wird üblicherweise von einem Bediener des Hebefahrzeugs 10 überprüft, ob alle Betriebsmittel in ausreichender Menge vorhanden sind. Damit dies verlässlich möglich ist, muss bislang das Hebefahrzeug 10 aufwändig in eine vorgegebene und insbesondere waagerechte Sollposition gebracht werden.
-
Im Unterschied hierzu wird vorliegend als technische Neuerung zu einer Bestimmung des Füllvolumens in einem Betriebsmittelbehälter 12 in einem beliebigen Betriebszustand des Hebefahrzeugs 10 der aktuelle Füllstand mit einem Füllstandsensor 14 und eine aktuelle Neigung des Hebefahrzeugs 10 oder eines den Betriebsmittelbehälter umfassenden Betriebsteils, wie z. B. des Oberwagens 20 oder des Kranauslegers 30, mit einem entsprechenden Neigungssensor 16 gemessen.
-
Beispielsweise wird hierfür ein am Unterwagen 18 befindlicher Neigungssensor 16 verwendet. Mit diesem Neigungssensor 16 wird bisher die waagerechte Ausrichtung des Hebefahrzeugs 10 für einen Vorort-Einsatz überprüft. Jedoch ist bevorzugt auch ein Neigungssensor 16 am Oberwagen 20 oder am Kranausleger 30 eingesetzt.
-
Aus dem Messwert für den Füllstand und dem Messwert für die Neigung wird das Füllvolumen des Betriebsmittelbehälters 12 ermittelt. Dies ist möglich, da bei bekannter Neigung des Betriebsmittelbehälters 12 der an bestimmten Ort ermittelte Füllstand korrigiert werden kann. Es wird also jeweils das tatsächliche Füllvolumen bestimmt. Bevorzugt ist die Neigung hierzu als ein Winkel bestimmt.
-
Für Betriebsmittelbehälter 12, die am Oberwagen 20 angeordnet sind, wirkt sich eine Drehung des Oberwagens 20 um eine nicht vertikal ausgerichtete Drehachse auf die jeweilige Neigung des Betriebsmittelbehälters 12 aus. Die Neigung des Oberwagens 20 bzw. des dort angeordneten Betriebsmittelbehälters 12 entspricht dann nicht in jeder Lage der Neigung des Unterwagens 18. Mit einem am Oberwagen 20 angeordneten Drehwinkelsensor 22 wird jedoch in diesem Fall beispielsweise ein der Drehung des Oberwagens 20 entsprechender Drehwinkel gemessen. Dieser Drehwinkel wird neben dem Füllstand und der Neigung des Hebefahrzeugs 10 oder des Unterwagens 18 zur Ermittlung des Füllstandes des Betriebsmittelbehälters 12 herangezogen.
-
Die Füllstandsensoren 14, die Neigungssensoren 16 und der Drehwinkelsensor 22 sind mit einer Steuereinrichtung 24 verbunden. Die Verbindung 32 kann leitungsgebunden sein. Alternativ ist die Verbindung 32 leitungsfrei bzw. drahtlos, bevorzugt mittels eines elektromagnetischen oder optischen Datenaustausches ausgebildet. Aus den Sensordaten errechnet die Steuereinrichtung 24 das tatsächliche Füllvolumen der Betriebsmittelbehälter 12.
-
Das ermittelte Füllvolumen wird jeweils angezeigt, beispielsweise auf einer Anzeige 34 eines Betriebsstandes 36, wie einem Display. Die Füllvolumina der unterschiedlichen Betriebsmittelbehälter 12 können einzeln, in Funktionsgruppen zusammengefasst oder alle auf einmal angezeigt werden. Werden die Füllvolumina aller Betriebsmittelbehälter 12 auf einmal angezeigt, ist eine rasche Überprüfung aller Betriebsmittel möglich.
-
Wird ein unzureichendes Füllvolumen in einem Betriebsmittelbehälters 12 ermittelt, wird eine optische und/oder akustische Warnung ausgegeben, beispielsweise in dem Betriebsstand 36.
-
Bei einem sicherheitsrelevanten Betriebsmittel, das nicht in ausreichender Menge zur Verfügung steht, wird eine Betätigung des betroffenen Betriebsteils des Hebefahrzeugs 10 durch die Steuereinrichtung 24 unterbunden.
