DE102015222485A1

DE102015222485A1 - Method for lifting height and / or swivel angle limitation of an excavator

Info

Publication number: DE102015222485A1
Application number: DE102015222485.6A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Hirschmann Automation and Control GmbH
Current assignee: Wika Mobile Control & Co Kg De GmbH
Priority date: 2014-11-13
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2016-05-19
Also published as: WO2016075306A1

Abstract

Verfahren zur Hubhöhen- und/oder Schwenkwinkelbegrenzung eines Baggers (1), der einen fahrbaren Unterwagen (2) und einen darauf angeordneten drehbaren Oberwagen (5) aufweist, wobei an dem Oberwagen (5) schwenkbar ein Grundelement (6) eines Auslegers und an dem Grundelement (6) zumindest ein weiteres Element, insbesondere ein Mittelelement (7), des Auslegers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Winkelsensors (10) ein Anstellwinkel des Grundelementes (6) und mittels eines Winkelsensors (11) ein Anstellwinkel des zumindest einen weiteren Elementes erfasst wird, wobei unter Berücksichtigung der erfassten Anstellwinkel und der Länge der Elemente ein höchster Punkt (16) des Baggers (1) bestimmt wird.A method for Hubhöhen- and / or swivel angle limiting an excavator (1) having a movable undercarriage (2) and a rotatable superstructure (5) arranged thereon, wherein on the upper carriage (5) pivotally a basic element (6) of a boom and on the Base element (6) at least one further element, in particular a central element (7), the cantilever is arranged, characterized in that by means of an angle sensor (10) an angle of the base element (6) and by means of an angle sensor (11) an angle of at least one another element is detected, wherein, taking into account the detected angle of attack and the length of the elements, a highest point (16) of the excavator (1) is determined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hubhöhen- und/oder Schwenkwinkelbegrenzung eines Baggers sowie einen Bagger nach den Merkmalen des jeweiligen Oberbegriffes der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to a method for Hubhöhen- and / or Schwenkwinkelbegrenzung an excavator and an excavator according to the features of the respective preamble of the independent claims.

Bagger, die einen fahrbaren Unterwagen und einen darauf angeordneten drehbaren Oberwagen aufweisen, wobei an dem Oberwagen schwenkbar ein Grundelement eines Auslegers und an dem Grundelement zumindest ein weiteres Element, insbesondere ein Mittelelement, des Auslegers angeordnet ist, sind bekannt.Excavators, which have a movable undercarriage and a rotatable superstructure arranged thereon, wherein a basic element of a cantilever and on the base element at least one further element, in particular a central element of the cantilever is pivotally arranged on the superstructure, are known.

Diese Bagger sind mobil und werden beispielsweise auf Rädern oder Ketten bewegt. Wenn an ihrem Einsatzort angekommen sind, können sie aufgrund der Schwenkbewegung des Auslegers und gegebenenfalls einer Rotation des Oberwagens, an dem der Ausleger angeordnet ist, in einem bestimmten Arbeitsraum ihre Arbeit verrichten. Oftmals kann jedoch aufgrund der örtlichen Gegebenheiten dieser grundsätzlich maximal zur Verfügung stehende Arbeitsraum nicht ausgenutzt werden. Dies kann z. B. daran liegen, dass in einem Teil des möglichen Arbeitsraumes sich Gegenstände (wie z. B. Häuser, Bäume, Oberleitungen, Mauern, Fahrzeuge oder dergleichen) befinden. Es ist aber auch denkbar, dass ein Bagger mit einem Gleisfahrwerk auf Gleisschienen eingesetzt wird und parallel zu den Gleisschienen weitere Gleisschienen vorhanden sind, wo während der Arbeit des Baggers Züge verkehren können. Daher würde es ein sehr großes Sicherheitsrisiko darstellen, wenn der Bediener des Baggers den Ausleger in einen Bereich des maximalen Arbeitsraumes bewegt, in den der Ausleger grundsätzlich nicht hinein bewegt werden darf aufgrund des bestehenden Sicherheitsrisikos.These excavators are mobile and are moved on wheels or chains, for example. When they have arrived at their place of use, they can do their work in a certain working space due to the pivotal movement of the boom and optionally a rotation of the superstructure on which the boom is arranged. Often, however, can not be exploited due to the local conditions of this generally maximum available work space. This can be z. This may be due, for example, to objects (such as houses, trees, overhead lines, walls, vehicles or the like) being located in a part of the possible working space. But it is also conceivable that an excavator with a track chassis is used on track rails and parallel to the track rails more track rails are available, where trains can operate during the work of the excavator. Therefore, if the operator of the excavator moves the boom to an area of maximum working space into which the boom can not be moved, due to the existing security risk, it would pose a very great safety risk.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Hubhöhen- und/oder Schwenkwinkelbegrenzung eines Baggers und einen Bagger selber bereitzustellen, mit dem die eingangs geschilderten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll sichergestellt werden, dass der Bagger in einem Teilbereich des maximal möglichen Arbeitsraumes arbeiten kann und während seiner Arbeiten ein Eindringen in den nicht-zulässigen Teil des Arbeitsraumes wirksam verhindert wird.The invention is therefore an object of the invention to provide a method for Hubhöhen- and / or swivel angle limitation of an excavator and an excavator itself, with the above-described disadvantages are avoided. In particular, it should be ensured that the excavator can work in a subregion of the maximum possible working space and during its work, penetration into the non-permissible part of the working space is effectively prevented.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmal der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mittels eines Winkelsensors ein Anstellwinkel des Grundelements und mittels eines weiteren Winkelsensors ein Anstellwinkel des zumindest einen weiteren Elementes erfasst wird, wobei unter Berücksichtigung der erfassten Anstellwinkel und der Länge der Elemente ein höchster Punkt des Baggers bestimmt wird. Da der Anlenkpunkt des Auslegers an dem Oberwagen und somit der Abstand dieses Punktes zu dem Aufstellboden des Baggers bekannt ist, kann aus den erfassten Anstellwinkeln in Kombination mit der bekannten Höhe des Anlenkpunktes des Auslegers an dem Oberwagen ein maximal höchster Punkt bestimmt werden. Wenn dieser bestimmte höchste Punkt, den der Bagger mit seinem Ausleger bzw. mit seinen Elementen seines Auslegers erreichen kann, noch unterhalb einer unkritischen Ebene liegt, wird das Arbeiten des Baggers bis zu diesem höchsten maximal möglichen Punkt zugelassen. Wird jedoch festgesellt, dass der maximal mögliche höchste erfasste Punkt oberhalb einer vorgegebenen Ebene auf bestimmter Höhe liegt und es somit möglich wäre, dass ein Teil des Auslegers über diese Ebene hinaus in einen kritischen Raum schwenkt, wird der Betrieb des Baggers nur bis zu dem maximal zulässigen höchsten Punkt begrenzt. Damit ist sichergestellt, dass eine Ebene oberhalb des Baggers definiert ist, unterhalb derer ein unkritischer Betrieb des Baggers möglich ist, wobei gleichzeitig verhindert wird, dass Elemente des Auslegers des Baggers oberhalb dieser festgelegten Ebene in einen sicherheitskritischen Raum eindringen. Hierzu wird in vorteilhafter Weise der Anstellwinkel der Ausleger berücksichtigt. Ebenso wird dabei die Aufstellhöhe des Baggers berücksichtigt, so dass dann durch die ermittelte oder bekannte Höhe des Anlenkpunktes des Auslegers an dem Oberwagen und der Berücksichtigung der jeweiligen Anstellwinkel der jeweiligen Elemente und deren bekannte Länge der maximal höchste Punkt berechnet werden kann. Ist dieser höchste Punkt errechnet bzw. ermittelt worden, kann verglichen werden, ob er unterhalb oder oberhalb einer vordefinierten Ebene oberhalb des Baggers liegt, wobei diese Ebene oberhalb des Baggers im Raum eine Art virtuelle Decke vorgibt, wobei sicherzustellen ist, dass der Bagger mit seinem Ausleger diese virtuelle Decke nach oben hin nicht durchstößt, um zu verhindern, dass er in einen sicherheitskritischen Bereich eindringt. Gleichzeitig ist sicherzustellen, dass der Betrieb des Baggers nur bis hin zu dieser virtuellen Decke ermöglicht wird, um eben die geschilderten Sicherheitsrisiken auszuschließen.This object is solved by the feature of the independent claims. With regard to the method, the invention provides that by means of an angle sensor, an angle of attack of the base element and by means of a further angle sensor an angle of at least one further element is detected, taking into account the detected angle and the length of the elements a highest point of the excavator is determined. Since the articulation point of the boom on the superstructure and thus the distance of this point to the floor of the excavator is known, a maximum highest point can be determined from the detected angles of attack in combination with the known height of the articulation point of the boom on the superstructure. If this particular highest point, which the excavator can reach with its boom or with its elements of its boom, is still below an uncritical level, the working of the excavator is permitted up to this highest possible maximum point. However, if it is determined that the maximum possible highest detected point above a given level is at a certain height and thus it would be possible for a portion of the boom to pivot beyond that level into a critical space, the excavator will operate only up to the maximum limited to the maximum permissible point. This ensures that a level above the excavator is defined, below which a non-critical operation of the excavator is possible, while preventing that elements of the boom of the excavator penetrate above this specified level in a safety-critical space. For this purpose, the angle of attack of the boom is taken into account in an advantageous manner. Likewise, the installation height of the excavator is taken into account, so that then the maximum or maximum point can be calculated by the determined or known height of the articulation point of the boom on the superstructure and the consideration of the respective angle of attack of the respective elements and their known length. If this highest point has been calculated or determined, can be compared, whether it is below or above a predefined level above the excavator, this level above the excavator in the room pretending a kind of virtual ceiling, making sure that the excavator with his Boom does not pierce this virtual ceiling up to prevent it from entering a safety-critical area. At the same time it must be ensured that the operation of the excavator is only made possible up to this virtual blanket, in order to exclude just the described safety risks.

Das gleiche Verfahren kann nicht nur bezüglich einer Ebene oberhalb des Baggers angewendet werden, sondern unter Berücksichtigung der Drehung des Oberwagens auch nur auf einen seitliche virtuelle Wand und/oder die seitliche virtuelle Wand neben dem Bagger und der virtuellen Decke oberhalb des Baggers eingesetzt werden. Hierzu wird in vorteilhafter Weise mittels eines Rotationssensors eine Verschwenkung des Oberwagens gegenüber dem Unterwagen erfasst und bei der Bestimmung der virtuellen seitlichen Wand berücksichtigt. Wird mittels des Rotationssensors und auch unter Berücksichtigung der Anstellwinkel der Elements des Auslegers sowie deren bekannter Länge und auch unter Berücksichtigung der Kreisbahn, auf der sich der Anlenkpunkt des Auslegers an dem Oberwagen bewegt, festgestellt, dass zumindest ein Teil des Baggers, insbesondere das vorderste Ende des Auslegers, die vorher definierte virtuelle seitliche Wand (und/oder dabei auch möglicherweise die vorher definierte virtuelle Decke des Baggers) durchstößt, kann ein weiterer Betrieb des Baggers in diesem Bereich dahinter nicht zugelassenen werden, weil es sich um einen sicherheitskritischen Bereich handelt. Das bedeutet, dass dann, wenn die virtuelle Decke oberhalb des Baggers und/oder die seitliche Wand neben dem Bagger definiert worden sind und sich aus der Erfassung der Anstellwinkel der Elements des Auslegers und/oder der Rotation des Oberwagens, die mittels des Rotationssensors festgestellt wird, ergibt, dass eine Bewegung des Oberwagens zu einem Bewegen eines Elementes des Baggers in einen Bereich oberhalb der virtuellen Decke und/oder seitlich neben der virtuellen Wand führt, dann wird diese Bewegung in diesen unzulässigen Raum hinein sofort unterbunden oder ein Warnsignal abgegeben oder beides.The same method can not only be applied to a plane above the excavator, but, taking into account the rotation of the superstructure, can also be used only on a lateral virtual wall and / or the lateral virtual wall adjacent to the excavator and the virtual blanket above the excavator. For this purpose, a pivoting of the upper carriage relative to the lower carriage is detected in an advantageous manner by means of a rotation sensor and taken into account in the determination of the virtual lateral wall. Is by means of the rotation sensor and also taking into account the angle of attack of the elements of the boom As well as their known length and also taking into account the circular path on which moves the articulation point of the boom on the superstructure, found that at least a portion of the excavator, in particular the foremost end of the boom, the previously defined virtual lateral wall (and / or possibly also the previously defined virtual ceiling of the excavator) penetrates, a further operation of the excavator in this area behind it can not be approved because it is a safety-critical area. This means that when the virtual ceiling above the excavator and / or the side wall adjacent to the excavator have been defined and from the detection of the angle of attack of the element of the boom and / or the rotation of the upper carriage, which is detected by means of the rotation sensor indicates that movement of the upper carriage results in moving an element of the excavator into an area above the virtual ceiling and / or laterally adjacent to the virtual wall, then that movement into that improper space is immediately inhibited or a warning signal is issued, or both.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben, wobei die weiteren Verfahrensschritte aus den Unteransprüchen im Folgenden im Zusammenhang mit der Figurenbeschreibung näher erläutert werden.Further advantageous embodiments of the method according to the invention are specified in the subclaims, wherein the further method steps from the subclaims are explained in more detail below in connection with the description of the figures.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Hubhöhen- und/oder Schwenkwinkelbegrenzung eines Baggers wird anhand einer Prinzipdarstellung eines Baggers in 1 näher erläutert.The inventive method for Hubhöhen- and / or Schwenkwinkelbegrenzung an excavator is based on a schematic diagram of an excavator in 1 explained in more detail.

1 zeigt einen Bagger 1, der in an sich bekannter Weise einen Unterwagen 2 mit daran angeordneten angetriebenen Rädern 3 aufweist. Anstelle der Räder 3 können auch ein Kettenantrieb bzw. ein Gleisfahrwerk eingesetzt werden. Während der Arbeit des Baggers 1 kann, muss aber nicht, ein Abstützelement 4, möglicherweise auch zwei oder vier Abstützelemente 4, in Betrieb genommen werden. Der Betrieb der Abstützelemente 4 hat, sofern sie vorhanden sind und eingesetzt werden, eine Auswirkung auf die maximal mögliche Höhe des Baggers 1, worauf später noch eingegangen wird. 1 shows an excavator 1 , who in a known manner an undercarriage 2 with driven wheels arranged thereon 3 having. Instead of the wheels 3 can also be used a chain drive or a track chassis. During the work of the excavator 1 may, but need not, a support element 4 , possibly also two or four support elements 4 to be put into operation. The operation of the support elements 4 has, if they are present and used, an effect on the maximum possible height of the excavator 1 , which will be discussed later.

Weiterhin weist der Bagger 1 in an sich bekannter Weise einen Oberwagen 5 auf, in dem z. B. eine Kabine für den Baggerfahrer, ein Antrieb, Hydraulikmittel und dergleichen untergebracht sind. An diesen Oberwagen 5 ist ein Grundelement 6 schwenkbar angeordnet. Am Ende dieses Grundelementes 6 ist zumindest ein weiteres Element, insbesondere ein Mittelelement 7, schwenkbar angeordnet. Am Ende des weiteren Elementes kann ein Arbeitswerkzeug angeordnet sein. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 weist der Ausleger des Baggers 1 am Ende des Mittelelementes 7 einen Löffelstiel 8 auf, an dessen Ende wiederum ein betätigbarer Löffel 9 (Baggerschaufel) angeordnet ist. Es sei darauf hingewiesen, dass dieser Ausgestaltung des Auslegers, wie sie in 1 dargestellt ist, lediglich beispielhaft ist und die Anzahl der Elemente und die Art des Arbeitswerkzeuges variieren kann.Furthermore, the excavator points 1 in known manner a superstructure 5 on, in the z. B. a cabin for the excavator driver, a drive, hydraulic means and the like are housed. At this superstructure 5 is a basic element 6 arranged pivotally. At the end of this basic element 6 is at least one more element, in particular a middle element 7 , hinged. At the end of the further element, a working tool can be arranged. In the embodiment according to 1 points the boom of the excavator 1 at the end of the middle element 7 a dipperstick 8th on, at the end turn an operable spoon 9 (Excavator bucket) is arranged. It should be noted that this embodiment of the cantilever, as in 1 is merely exemplary and the number of elements and the type of work tool can vary.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind ein Winkelsensor 10 vorhanden, der einen Anstellwinkel des Grundelementes 6 in Bezug auf den Boden, auf dem der Bagger 1 aufgestellt ist, bzw. beispielsweise die Oberfläche des Unterwagens 2 sowie ein weiterer Winkelsensor 11 vorhanden, der den Anstellwinkel des Mittelelementes 7 in Bezug auf das Grundelement 6 ermittelt. Am Ende des Löffelstieles 8 ist ein Näherungssensor 12 als zusätzliche Sicherungseinrichtung vorhanden. Besonders bevorzugt sind auch ein weiterer Winkelsensor (nicht dargestellt) sowie ein weiterer Winkelsensor (ebenfalls nicht dargestellt) am Ende des Löffelstieles 8 vorhanden. Mittels dieser beiden weiteren Winkelsensoren können auch die Auslenkung des Löffelstieles 8 in Bezug auf die Aufstellfläche des Baggers 1 bzw. des Mittelelementes 7 und mit dem am Ende des Löffelstieles 8 angeordneten Winkelsensors der Anstellwinkel des Arbeitswerkzeuges, insbesondere des Löffels 9, in Bezug auf den Löffelstiel 8 bzw. in Bezug auf die Aufstellfläche des Baggers 1 ermittelt werden.To carry out the method according to the invention are an angle sensor 10 present, the angle of attack of the basic element 6 in relation to the ground on which the excavator 1 is set up, or for example the surface of the undercarriage 2 as well as another angle sensor 11 present, the angle of attack of the central element 7 in terms of the primitive 6 determined. At the end of the dipperstick 8th is a proximity sensor 12 as an additional security device available. Also preferred are a further angle sensor (not shown) and a further angle sensor (also not shown) at the end of the dipper stick 8th available. By means of these two other angle sensors can also be the deflection of the dipperstick 8th in relation to the footprint of the excavator 1 or the middle element 7 and with that at the end of the dipperstick 8th arranged angle sensor of the angle of attack of the working tool, in particular the spoon 9 , in relation to the dipperstick 8th or in relation to the footprint of the excavator 1 be determined.

Die vorstehend beschriebenen Winkelsensoren werden dazu benötigt, um unter Berücksichtigung der bekannten Längen L1 des Grundelementes 5, L2 des Mittelelementes 7 sowie L3 des Löffelstieles 8 und auch unter Berücksichtigung der maximal möglichen Erstreckung des Arbeitswerkzeuges, insbesondere des Löffels 9, sowie unter Berücksichtigung der Höhe des Anlenkpunktes des Grundelementes 6 an dem Oberwagen 5 (Höhe = BASE) die maximal mögliche Erstreckung des äußersten Punktes des Auslegers mit seinem Arbeitswerkzeug zu bestimmen. Dies ist für das Verfahren zur Schwenkwinkelbegrenzung erforderlich.The angle sensors described above are required to take into account the known lengths L1 of the base element 5 , L2 of the middle element 7 and L3 of the dipper stick 8th and also taking into account the maximum possible extent of the working tool, in particular the spoon 9 , And taking into account the height of the articulation point of the base element 6 on the superstructure 5 (Height = BASE) to determine the maximum possible extension of the outermost point of the boom with his working tool. This is required for the swing angle limiting method.

Soll alternativ oder ergänzend dazu auch eine Hubhöhenbegrenzung erfolgen, wird hierfür beispielsweise ein Rotationssensor 13 eingesetzt, der die rotatorische Bewegung des Oberwagens 5 in Bezug auf den Unterwagen 2 erfasst.If, alternatively or in addition to this, a lift height limitation also takes place, a rotation sensor, for example, will be used for this purpose 13 used, the rotational movement of the superstructure 5 in terms of the undercarriage 2 detected.

Zur Steuerung bzw. Regelung und Begrenzung der Bewegung des Baggers 1 (um zu verhindern, dass Elemente des Baggers 1 in unzulässige Bereiche eindringen) ist auch eine Steuereinheit 14 vorhanden, die mit einer Anzeigeeinheit 15 und im Regelfall mit einer Eingabeeinheit (nicht dargestellt) ausgerüstet ist.To control or limit the movement of the excavator 1 (to prevent elements of the excavator 1 penetrate into impermissible areas) is also a control unit 14 present with a display unit 15 and is usually equipped with an input unit (not shown).

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Hubhöhenbegrenzung wird anhand der 1 und an anhand eines dort dargestellten höchsten Punktes 16 im Folgenden erläutert. The inventive method for Hubhöhenbegrenzung is based on the 1 and on based on a highest point shown there 16 explained below.

Wird der Anstellwinkel des Grundelementes 6 und/oder der Anstellwinkel des Mittelelementes 7 und/oder der Anstellwinkel des Löffelstieles 8 verändert und/oder auch der Anstellwinkel des Arbeitswerkzeuges, insbesondere des Löffels 9, verändert, genauso wie möglicherweise die Höhe der Aufstellung des Baggers 1 durch Betätigung des Abstützelementes 4, können aufgrund der Erfassung der Anstellwinkel und der bekannten oder gemessenen Höhe des Baggers 1 über seiner Aufstellfläche ein höchster Punkt 16 bestimmt werden. Dieser höchste Punkt 16 liegt in einer Ebene oberhalb des Baggers, wobei die Bewegung der Elemente des Baggers in der Steuereinheit 14 so vorgegeben wird, dass die Bewegung des Baggers 1 bzw. seiner Elemente nur maximal bis zu dieser Ebene, in dem der höchste Punkt 16 liegt, möglich ist, obwohl eine Bewegung der Elemente über diese Ebene hinaus möglich wäre (aufgrund der Konstruktion des Baggers 1) oder das der Baggers 1 mit seinen Elementes so konstruiert ist, dass selbst bei maximal möglichen Anstellwinkeln und maximal möglicher Höhe das äußere Ende des Auslegers (oder möglicherweise auch ein Zwischenbereich) diese Ebene, in dem der höchste Punkt 16 liegt, nicht überschritten werden kann.Will the angle of attack of the primitive 6 and / or the angle of attack of the central element 7 and / or the angle of attack of the dipperstick 8th changed and / or the angle of attack of the working tool, in particular the spoon 9 , altered, as well as possibly the height of the construction of the excavator 1 by actuation of the support element 4 , due to the detection of the angle of attack and the known or measured height of the excavator 1 above its footprint a highest point 16 be determined. This highest point 16 lies in a plane above the excavator, whereby the movement of the elements of the excavator in the control unit 14 so specified that the movement of the excavator 1 or its elements only maximum up to this level, in which the highest point 16 is possible, although a movement of the elements beyond this level would be possible (due to the construction of the excavator 1 ) or the excavator 1 is constructed with its elements so that even at maximum possible angles of attack and maximum possible height the outer end of the cantilever (or possibly also an intermediate area) this plane in which the highest point 16 is, can not be exceeded.

Während des Betriebes des Baggers 1 kann es sein, dass diese Ebene (virtuelle Decke) oberhalb des Baggers, in dem höchste Punkt 16 liegt, die maximal zulässige Arbeitshöhe begrenzt, unterhalb der kein Sicherheitsrisiko beim Arbeiten mit dem Bagger 1 besteht. In diesem Fall wären keine weiteren Sicherungsmaßnahmen erforderlich. Liegt diese virtuelle Decke jedoch in einem Raum, in dem sich z. B. sicherheitskritische Einrichtungen (wie z. B. eine elektrische Oberleitung oberhalb von Gleisen) befindet, ist es erforderlich, die Höhe der Ebene, in der sich der höchste Punkt 16 befindet, zu begrenzen. Diese Höhe kann über die Eingabeeinheit der Steuereinheit 14 vorgegeben werden. Mittels der Sensorik, die beschrieben an dem Bagger 1 vorhanden ist, kann dann jederzeit festgestellt werden, ob ein Teil insbesondere des Auslegers des Baggers 1 die jetzt begrenzte Ebene (virtuelle Decke), die unterhalb der sicherheitskritischen Ebene liegt, überschreiten würde. Wird also bei Betrachtung der 1 festgestellt, dass die Ebene, in die der höchste Punkt 16 liegt und die eine sicherheitskritische Ebene darstellt (die unterhalb der maximal möglichen Arbeitshöhe des Baggers 1 liegen wird) festgestellt, dass sich ein Teil des Baggers 1, insbesondere ein Teil des Auslegers und wiederum insbesondere das am Ende des Auslegers angeordnete Arbeitswerkzeug nicht nur dieser Begrenzungsebene nährt, sondern diese auch durchstoßen würde, wird der weitere Betrieb des Baggers in diesen bei Betrachtung der 1 oberhalb der Ebene mit dem höchsten Punkt 16 liegenden Raum verhindert. Hierbei wird in vorteilhafter Weise eine sich aus der Betätigung zumindest des einen Abstützelementes 4 zusätzlich ergebende Höhe bei der Bestimmung des höchsten Punktes 16 berücksichtigt. Das bedeutet, dass die Höhe BASE des Anlenkpunktes des Grundelementes 6 an dem Oberwagen 4 sich verändern kann (weil z. B. das Abstützelement 4, aber auch ein Gleisfahrwerk oder dergleichen betätigt wird) berücksichtigt wird.During operation of the excavator 1 It may be that this level (virtual ceiling) above the excavator, in the highest point 16 the maximum permitted working height is limited, below which there is no safety risk when working with the excavator 1 consists. In this case, no further safeguards would be required. However, this virtual ceiling is in a room in which z. For example, if safety-critical equipment (such as an overhead electrical overhead line above tracks) is located, it is necessary to maintain the height of the plane in which the highest point is located 16 is located, limit. This height can be via the input unit of the control unit 14 be specified. By means of the sensors described on the excavator 1 is present, can then be determined at any time, whether a part in particular of the boom of the excavator 1 the now limited level (virtual ceiling) that lies below the safety-critical level. So when looking at the 1 found that the plane into which the highest point 16 which represents a safety-critical level (below the maximum possible working height of the excavator 1 will lie) found that part of the excavator 1 , In particular, a part of the boom and in turn in particular the working tool arranged at the end of the boom not only nourishes this boundary plane, but would also pierce it, the further operation of the excavator in these in consideration of 1 above the level with the highest point 16 lying space prevented. Here, in an advantageous manner, from the actuation of at least one support element 4 additional resulting height in determining the highest point 16 considered. This means that the height BASE of the articulation point of the basic element 6 on the superstructure 4 can change (because, for example, the support element 4 , but also a track chassis or the like is actuated) is taken into account.

Wie vorstehend beschrieben kann alternativ oder ergänzend zu der Hubhöhenbegrenzung auch eine Schwenkwinkelbegrenzung durchgeführt werden. Hierzu wird mittels des Rotationssensors eine Verschwenkung des Oberwagens 5 gegenüber dem Unterwagen 2 erfasst und dann eine weitere Verschwenkung unterbunden, wenn zumindest ein Teil des Oberwagens 5, insbesondere ein Element des Auslegers oder das Arbeitswerkzeug am Ende des Auslegers diese vorher bestimmte und über die Steuereinheit 15 vorgegebene virtuelle seitliche Wand durchstoßen würde. Wird also mittels der Sensorik des Baggers 1 festgestellt, dass eine solche vorgegebene virtuelle Wand, hinter der sich ein sicherheitskritischer Raum befindet, durchstoßen, wird entweder der weitere Betrieb des Baggers 1 unterbunden (vorzugsweise eine Weiterverschwenkung des Oberwagens 5 gestoppt) oder es kann auch ein Warnhinweis gegeben werden oder beides erfolgen.As described above, as an alternative or in addition to the lifting height limitation, a pivot angle limitation can also be carried out. For this purpose, by means of the rotation sensor, a pivoting of the upper carriage 5 opposite the undercarriage 2 recorded and then prevented further pivoting, if at least part of the superstructure 5 , In particular, an element of the boom or the working tool at the end of the boom this predetermined and the control unit 15 predetermined virtual lateral wall would pierce. Will be so by means of the sensors of the excavator 1 it has been found that such a predetermined virtual wall, behind which a safety-critical space is located, pierces either the further operation of the excavator 1 prevented (preferably a Weiterverschwenkung the upper carriage 5 stopped) or it can also be given a warning or both.

Außerdem kann es erforderlich sein, auch eine Neigung des Baggers 1 gegenüber seiner Aufstellfläche zu erfassen, da dies ebenfalls einen Einfluss auf die Hubhöhe bzw. die Verschwenkung des Baggers 1 in Richtung der virtuellen Decke oder der virtuellen Wand hat. Ist, wie beispielsweise in 1 dargestellt, nur am vorderen Ende des Unterwagens 2 ein Abstützelement 4 oder seitlich zwei Abstützelemente 4 angeordnet, kann es durchaus passieren, dass durch Betätigung dieses zumindest einen im vorderen Bereich des Unterwagens 2 angeordneten Abstützelementes 4 der Unterwagen 2 nicht nur schräg angestellt wird, sondern dies auch einen Einfluss auf die Höhe BASE hat. Auch dies kann ich vorteilhafter Weise zur Bestimmung des höchsten Punktes 16 oder eines nicht dargestellten maximal möglichen seitlichen Punktes bei der Bewegung des Baggers 1 berücksichtigt werden.In addition, it may be necessary, also an inclination of the excavator 1 To capture his footprint, as this also has an influence on the lifting height and the pivoting of the excavator 1 towards the virtual ceiling or the virtual wall. Is, such as in 1 shown, only at the front end of the undercarriage 2 a support element 4 or laterally two support elements 4 arranged, it can happen that by operating this at least one in the front area of the undercarriage 2 arranged support element 4 the undercarriage 2 not only obliquely, but also has an impact on the height of BASE. Again, I can advantageously do this to determine the highest point 16 or a not shown maximum possible lateral point in the movement of the excavator 1 be taken into account.

Zur Klarstellung sei noch einmal darauf verwiesen, dass der höchste Punkt 16, wie er in 1 dargestellt ist, in einer Ebene oberhalb des Baggers 1 liegt. Dieser höchste Punkt 16 muss nicht zwangsweise auf einer Gerade liegen, die durch die Längsachse oder eine Achse parallel zu der Längsachse gebildet ist, sondern kann auch seitlich neben diesen Achsen liegen. Dies ist dann der Fall, wenn der Oberwagen 3 gegenüber dem Unterwagen 2 verschwenkt wurde. Ist dieser höchste Punkt 16 der maximal erreichbare Punkt, den der Ausleger des Baggers aufgrund seiner konstruktiven Gegebenheiten und unter Berücksichtigung der Verwendung des Arbeitswerkzeuges maximal erreichen kann und liegt ein sicherheitskritischer Raum oberhalb dieses höchsten Punktes 16, besteht kein Sicherheitsrisiko, da aufgrund der konstruktiven Gegebenheiten des Baggers 1 sichergestellt ist, dass keines seiner Elemente diesen sicherheitskritischen Raum erreichen kann. Liegt jedoch die Ebene, in der sich der höchste Punkt 16 befindet, in einem sicherheitskritischen Raum (also liegt die Ebene, in der sich der höchste Punkt 16 befindet, darunter) wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Hubhöhenbegrenzung sichergestellt, dass aufgrund der Sensorik des Baggers 1 jederzeit die Höhen der einzelnen Elemente des Auslegers unter Berücksichtigung ihrer biometrischen Erstreckungen (insbesondere Länge) bekannt sind und daraus der gerade dann eingenommene höchste Punkt berechnet werden kann, wobei dieser dann berechnete gerade eingenommen höchste Punkt mit der Ebene verglichen wird, ab deren Überschreitung ein Sicherheitsrisiko besteht. Liegt der gerade dann berechnete und eingenommene höchste Punkt des Baggers 1 unterhalb dieser vorgegebenen virtuellen Decke, wird der Betrieb weiter ermöglicht, während er bei Überschreiten dieser virtuellen Decke in einen sicherheitskritischen Bereich hinein unterbunden wird oder ein Warnsignal gegeben wird oder beides.To clarify, it should be pointed out again that the highest point 16 as he is in 1 is shown, in a plane above the excavator 1 lies. This highest point 16 does not necessarily lie on a straight line formed by the longitudinal axis or an axis parallel to the longitudinal axis, but may also lie laterally next to these axes. This is the case when the superstructure 3 opposite the undercarriage 2 was pivoted. Is this highest point 16 the maximum achievable point that the boom of the excavator can reach a maximum due to its structural conditions and taking into account the use of the working tool and is a safety-critical space above this highest point 16 , there is no safety risk, because of the constructional conditions of the excavator 1 It is ensured that none of its elements can reach this safety-critical space. However, lies the plane in which the highest point 16 is located in a safety-critical space (that is, the level where the highest point lies 16 is, underneath) is ensured with the inventive method for Hubhöhenbegrenzung that due to the sensors of the excavator 1 at any time the heights of the individual elements of the cantilever are known taking into account their biometric expansions (in particular length) and from this the highest point just then taken can be calculated, whereby this then calculated just taken highest point is compared with the plane, beyond which a security risk consists. Is the calculated and taken highest point of the excavator 1 below this predetermined virtual ceiling, the operation is further enabled, while it is suppressed when this virtual blanket is exceeded in a safety-critical area inside or a warning signal is given or both.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Baggerexcavator
22: Unterwagenundercarriage
33: Räderbikes
44: Abstützelementsupporting
55: Oberwagensuperstructure
66: Grundelementbasic element
77: Mittelelementmiddle element
88th: Löffelstieldipper
99: Löffelspoon
1010: Winkelsensorangle sensor
1111: Winkelsensorangle sensor
1212: NäherungssensorProximity sensor
1313: Rotationssensorrotation sensor
1414: Steuereinheitcontrol unit
1515: Anzeigeeinheitdisplay unit
1616: Höchster PunktThe highest point

Claims

Method for lifting height and / or swivel angle limitation of an excavator ( 1 ), which has a mobile undercarriage ( 2 ) and a rotatable superstructure ( 5 ), wherein on the superstructure ( 5 ) a basic element ( 6 ) of a cantilever and on the basic element ( 6 ) at least one further element, in particular a middle element ( 7 ), the jib is arranged, characterized in that by means of an angle sensor ( 10 ) an angle of attack of the basic element ( 6 ) and by means of an angle sensor ( 11 ) an angle of incidence of the at least one further element is detected, taking into account the detected angle of attack and the length of the elements a highest point ( 16 ) of the excavator ( 1 ) is determined.

Method for lifting height and / or swivel angle limitation of an excavator ( 1 ) according to claim 1, characterized in that one of the actuation of at least one support element ( 4 ) additionally resulting height in determining the highest point ( 16 ) is taken into account.

Method for lifting height and / or swivel angle limitation of an excavator ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that a from the operation of a track chassis of the excavator ( 1 ) additionally resulting height in determining the highest point ( 16 ) is taken into account.

Method for lifting height and / or swivel angle limitation of an excavator ( 1 ) according to claim 1, 2 or 3, characterized in that on the middle element ( 7 ) a dipper stick ( 8th ) and in determining the highest point ( 16 ) detected by means of an angle sensor angle of attack of the dipper stick ( 8th ) with respect to the middle element ( 7 ) and the length of the dipper stick ( 8th ) is taken into account.

Method for lifting height and / or swivel angle limitation of an excavator ( 1 ) according to claim 4, characterized in that on the dipper stick ( 8th ) a working tool, in particular a spoon ( 9 ) and in determining the highest point ( 16 ) The detected by a sensor alignment of the working tool with respect to the dipper stick ( 8th ) and the length of the working tool is taken into account.

Method for lifting height and / or swivel angle limitation of an excavator ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that by means of a rotation sensor ( 13 ) a pivoting of the upper carriage ( 5 ) opposite the undercarriage ( 2 ) is detected.

Method for lifting height and / or swivel angle limitation of an excavator ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that by means of a tilt sensor, an inclination of the upper carriage ( 5 ) opposite the undercarriage ( 2 ) and / or a slope of the undercarriage ( 2 ) is detected relative to its footprint.

Method for lifting height and / or swivel angle limitation of an excavator ( 1 ) according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that a highest permissible point ( 16 ) and when the highest permissible point is exceeded ( 16 ) by the construction of the excavator ( 1 ) its continued operation above this highest permissible point ( 16 ) is prohibited.

Method for lifting height and / or swivel angle limitation of an excavator ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a lateral maximum permissible range is specified and when the laterally maximum permissible range is exceeded by the construction of the excavator ( 1 ) his further operation beyond this maximum lateral allowable range is prevented.

Excavator ( 1 ), characterized in that the excavator ( 1 ) is adapted and designed to carry out the method for Hubhöhen- and / or swivel angle limitation according to one of the preceding claims.