DE102021107139A1

DE102021107139A1 - Betriebsüberwachung für ein Dickstofffördersystem

Info

Publication number: DE102021107139A1
Application number: DE102021107139.9A
Authority: DE
Inventors: Ansgar Müller
Original assignee: Putzmeister Engineering GmbH
Current assignee: Putzmeister Engineering GmbH
Priority date: 2021-03-23
Filing date: 2021-03-23
Publication date: 2022-09-29
Also published as: WO2022200275A3; JP2024511946A; WO2022200275A2; EP4314444A2; KR20230159433A; CN117321276A

Abstract

Offenbart wird unter anderem ein Dickstoffverteilermast (18) zum Verteilen eines mittels einer Dickstoffpumpe (16) zu fördernden Dickstoffs, mit einem um eine vertikale Achse mit einer maximalen Drehgeschwindigkeit drehbaren Drehwerk (19), einer Mastanordnung (40) mit zumindest einem ersten Mastarm (41) und einen zweiten Mastarm (42), wobei der erste Mastarm (41) an einem proximalen Ende der Mastanordnung (40) mit dem Drehwerk (19) verbunden ist, und wobei die Mastarme (41, 42) jeweils einen maximalen Arbeitsbereich aufweisen, einer sich über die Mastanordnung (40) erstreckenden Förderleitung (17), die ein mit einem Ausgang (28) einer Dickstoffpumpe verbindbares proximales Ende und ein distales Ende umfasst, wobei das distale Ende der Förderleitung (17) an einem distalen Ende der Mastanordnung (40) in einen Endschlauch (45) übergeht, einer Empfangseinheit (11) zum Empfangen zumindest einer Betriebsinformation, einer Verarbeitungseinheit (12) zum Bestimmen eines momentan zulässigen Arbeitsbereichs jeweils des ersten Mastarms (41) und des zweiten Mastarms (42) und/oder zum Bestimmen einer momentan zulässigen Drehwerksgeschwindigkeit, jeweils abhängig von der zumindest einen empfangenen Betriebsinformation, und einer Steuereinheit (13) zum Begrenzen des Arbeitsbereichs des entsprechenden Mastarms (41, 42) auf den jeweiligen momentan zulässigen Arbeitsbereich, falls einer der bestimmten momentan zulässigen Arbeitsbereiche des ersten Mastarms (41) und des zweiten Mastarms (42) kleiner oder gleich dem jeweiligen maximalen Arbeitsbereich ist, und/oder zum Begrenzen der Drehgeschwindigkeit des Drehwerks (19), falls die bestimmte momentan zulässige Drehgeschwindigkeit kleiner oder gleich der maximalen Drehgeschwindigkeit ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dickstoffverteilermast, eine Dickstoffpumpe und ein Dickstofffördersystem.
Aus dem Stand der Technik sind gattungsgemäße Dickstoffverteilermasten, Dickstoffpumpen und Dickstofffördersysteme bekannt. Diese sind typischerweise für die Förderung einer spezifischen Art von Dickstoff, zum Beispiel mit einer bestimmten Dichte, ausgelegt, sodass bei einer Förderung von schwereren, sprich dichteren, Dickstoffe mit dafür nicht ausgelegten Dickstoffverteilermasten, Dickstoffpumpen und Dickstofffördersystemen Überbelastungen und Beschädigungen von Komponenten des Dickstoffverteilermasts und der Dickstoffpumpe drohen. Dies kann zum Beispiel bei Überschreiten eines für die Mastarme des Dickstoffverteilermasts vorgesehenen Arbeitsbereichs der Fall sein. Bei Verwendung mit einem Unterbau, wie im Falle einer Autobetonpumpe, besteht darüber hinaus die Gefahr des Umkippens und damit verbunden ein erheblicher Schaden für das gesamte System. Ebenso können bei der Förderung von schwereren Dickstoffen hohe Drehgeschwindigkeiten bei der Drehung eines typischerweise mit der Mastanordnung eines Dickstoffverteilermasts verbundenen Drehwerks zu Überbelastungen insbesondere von Komponenten des Dickstoffverteilermasts führen. Gleiches gilt für zu hohe Pump- und Umschaltgeschwindigkeiten von Kernpumpe und S-Rohr als üblichen Komponenten einer Dickstoffpumpe.
Auch können veränderliche Außenbedingungen, wie zum Beispiel der Einfluss von Wind, während der Förderung eines Dickstoffs dazu führen, dass Auslegungsgrenzen von Komponenten des Dickstoffverteilermasts und de Dickstoffpumpe überschritten werden. Um dem Rechnung zu tragen, werden üblicherweise großzügige konservative Toleranzbereiche bei der Auslegung vorgesehen, sodass bei Verwendung unter typischen Bedingungen der Betrieb der Komponenten ohne Notwendigkeit eingeschränkt ist.
Eine flexible und situationsangepasste Verwendung eines Dickstoffverteilermasts und einer Dickstoffpumpe für unterschiedlich schwere - auch schwerere als der Auslegung entsprechende - Dickstoffe ist daher nicht ohne weiteres möglich. Zur Förderung solcher besonders schweren Dickstoffe wird daher regelmäßig auf per Kran zu hievende Kübel zurückgegriffen. Alternativ kann der Dickstoffverteilermast anwendungsspezifisch mechanisch umgebaut und mit einer kürzeren Mastanordnung versehen werden, was allerdings aufwändig ist und den maximalen Arbeitsbereich des Dickstoffverteilermasts dauerhaft einschränkt.
Ebenso ist der Betrieb von Dickstoffverteilermasten und Dickstoffpumpen bei der Förderung besonders schwerer Dickstoffe oder bei veränderlichen Außenbedingungen, bei dem die Standsicherheit des gesamten Dickstofffördersystems an ihre Grenze gerät, problematisch. Eine Berücksichtigung dieser Grenze findet üblicherweise nicht automatisiert durch das Dickstofffördersystem statt, sondern kann allenfalls vom Benutzer erkannt werden, was wiederum von dessen Erfahrung abhängt. Für die Förderung eines Dickstoffs, der schwerer ist als der für die Förderung durch das Dickstofffördersystem vorgesehene Dickstoff, ist die Standsicherheit beim Betrieb des Dickstofffördersystems daher grundsätzlich nicht verlässlich gewährleistet. In der Regel ist daher eine solche Förderung überschwerer Dickstoffe untersagt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, vor dem Hintergrund der voranstehend genannten Probleme einen verbesserten Dickstoffverteilermast, eine verbesserte Dickstoffpumpe und ein verbessertes Dickstofffördersystem bereitzustellen.
Die erfindungsmäße Lösung liegt in den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß der Erfindung wird ein Dickstoffverteilermast zum Verteilen eines mittels einer Dickstoffpumpe zu fördernden Dickstoffs offenbart, mit einem um eine vertikale Achse mit einer maximalen Drehgeschwindigkeit drehbaren Drehwerk, einer Mastanordnung mit zumindest einem ersten Mastarm und einen zweiten Mastarm, wobei der erste Mastarm an einem proximalen Ende der Mastanordnung mit dem Drehwerk verbunden ist, und wobei die Mastarme jeweils einen maximalen Arbeitsbereich aufweisen, einer sich über die Mastanordnung erstreckenden Förderleitung, die ein mit einem Ausgang einer Dickstoffpumpe verbindbares proximales Ende und ein distales Ende umfasst, wobei das distale Ende der Förderleitung an einem distalen Ende der Mastanordnung in einen Endschlauch übergeht, einer Empfangseinheit zum Empfangen zumindest einer Betriebsinformation, einer Verarbeitungseinheit zum Bestimmen eines momentan zulässigen Arbeitsbereichs jeweils des ersten Mastarms und des zweiten Mastarms und/oder zum Bestimmen einer momentan zulässigen Drehwerksgeschwindigkeit, jeweils abhängig von der zumindest einen empfangenen Betriebsinformation, und einer Steuereinheit zum Begrenzen des Arbeitsbereichs des entsprechenden Mastarms auf den jeweiligen momentan zulässigen Arbeitsbereich, falls einer der bestimmten momentan zulässigen Arbeitsbereiche des ersten Mastarms und des zweiten Mastarms kleiner als der jeweilige maximale Arbeitsbereich ist, und/oder zum Begrenzen der Drehgeschwindigkeit des Drehwerks, falls die bestimmte momentan zulässige Drehgeschwindigkeit kleiner als die maximale Drehgeschwindigkeit ist.
Gemäß der Erfindung wird zudem eine Dickstoffpumpe zum Fördern eines Dickstoffs durch eine Förderleitung eines Dickstoffverteilermasts offenbart, mit einer Kernpumpe in Doppelkolbenbauart, die eine maximale Pumpgeschwindigkeit aufweist, einem mit einer maximalen Umschaltgeschwindigkeit umschaltbaren S-Rohr, das ein an einem Ausgang der Dickstoffpumpe angeordnetes Ende aufweist, das mit einer Förderleitung verbindbar ist, einer Empfangseinheit zum Empfangen zumindest einer Betriebsinformation, einer Verarbeitungseinheit zum Bestimmen einer momentan zulässigen Pumpgeschwindigkeit und/oder zum Bestimmen einer momentan zulässigen Umschaltgeschwindigkeit, jeweils abhängig von der zumindest einen empfangenen Betriebsinformation, und einer Steuereinheit zum Begrenzen der Pumpgeschwindigkeit auf die momentan zulässige Pumpgeschwindigkeit, falls die bestimmte momentan zulässige Pumpgeschwindigkeit kleiner als die maximale Pumpgeschwindigkeit ist, und/oder zum Begrenzen der Umschaltgeschwindigkeit, falls die bestimmte momentan zulässige Umschaltgeschwindigkeit kleiner als die maximale Umschaltgeschwindigkeit ist. Anstelle der Pumpgeschwindigkeit kann auch eine Pumpfrequenz und anstelle der Umschaltgeschwindigkeit eine Umschaltfrequenz betrachtet werden. Typischerweise gleichen sich dann die Werte von Pumpfrequenz und Umschaltfrequenz.
Erfindungsgemäß wird des weiteren ein Dickstofffördersystem offenbart, mit einem Dickstoffverteilermast zum Verteilen eines zu fördernden Dickstoffs, einer Dickstoffpumpe zum Fördern des Dickstoffs durch eine Förderleitung des Dickstoffverteilermasts, und einem Unterbau, an dem der Dickstoffverteilermast und die Dickstoffpumpe angeordnet sind, der Unterbau umfassend: ein Stützwerk zur Abstützung des Unterbaus, wobei das Stützwerk einen Standsicherheitsbereich mit einer ersten Schwelle und mit einer durch einen maximalen Standsicherheitsparameter definierten Obergrenze aufweist, eine Empfangseinheit zum Empfangen zumindest einer Betriebsinformation, eine Verarbeitungseinheit zum Bestimmen eines momentanen Standsicherheitsparameters, abhängig von der zumindest einen empfangenen Betriebsinformation, und zum Bestimmen eines zukünftig zu erwartenden Standsicherheitsparameters, abhängig von der zumindest einen empfangenen Betriebsinformation und zumindest einer Prognoseinformation, die charakteristisch für eine prognostizierte Änderung des Standsicherheitsparameters nach ordnungsgemäßen Betrieb zumindest einer Komponente des Dickstoffverteilermasts und/oder der Dickstoffpumpe ist, und eine Steuereinheit zum Steuern eines Betriebsparameters zumindest einer Komponente des Dickstoffverteilermasts und/oder der Dickstoffpumpe, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, den Betriebsparameter derart zu steuern, dass, falls der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter oberhalb der ersten Schwelle liegt und der bestimmte zukünftig zu erwartende Standsicherheitsparameter näher an dem maximalen Standsicherheitsparameter als der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter liegt, der Betrieb der Komponente mit einer verringerten Geschwindigkeit erfolgt.
Der erfindungsgemäße Dickstoffverteilermast und die erfindungsgemäße Dickstoffpumpe können auf einem stationären oder einem mobilen Unterbau angeordnet sein. Der Unterbau des erfindungsgemäßen Dickstofffördersystems kann ebenso mobil oder stationär sein. Der erfindungsgemäße Dickstoffverteilermast, die erfindungsgemäße Dickstoffpumpe und das erfindungsgemäße Dickstofffördersystem sind beispielsweise als eine Autobetonpumpe ausgebildet.
Bei der Erfindung handelt es sich um eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung eines Dickstoffverteilermasts, einer Dickstoffpumpe und eines Dickstofffördersystems, mit einer dynamischen und situationsabhängigen Ermittlung zulässiger Betriebsparameter der beteiligten Komponenten in Echtzeit. Auf diese Weise können die einzelnen betrachteten Komponenten jeweils bis zu einem zulässigen Betriebsparameter ordnungsgemäß betrieben werden, sodass es möglich wird, Dickstoffförderung auch in Szenarien einzusetzen, bei denen eine sichere und effiziente Verwendung von üblichen Dickstofffördersystemen und ohne Gefahr einer Beschädigung der Dickstofffördersysteme gar nicht oder nur durch aufwändige Art und Weise, zum Beispiel durch Montagearbeiten, möglich ist. Dabei werden sowohl Komponenten des Dickstoffverteilermasts als auch der Dickstoffpumpe berücksichtigt. Beispielsweise sind Einsatzszenarien typisch, bei denen die Mastanordnung mehr Lastmoment erzeugen kann, als der Unterbau aufnehmen kann. Für diesen Fall kann dann vorliegend der Arbeitsbereich jedes einzelnen Mastarms der Mastanordnung so begrenzt werden, dass die Standsicherheit des gesamten Systems dennoch gewahrt bleibt. Eine Überbelastung einzelner Komponenten kann vermieden werden. Auch werden so Dickstofffördersysteme für spezialisierte Anwendungen ermöglicht, bei denen zum Beispiel die Mastanordnung zwar hoch reichen aber nicht voll gestreckt verwendet werden kann, und wofür ein kleinerer Unterbau genügt. Dadurch kann das Dickstofffördersystem kompakter und leichter ausgebildet werden. Die Erfindung macht sich überdies zu Nutze, dass die wirkenden Kräfte bei einer reduzierten Geschwindigkeit der Komponenten geringer sind. So kann durch die planvolle Verringerung der Geschwindigkeit, beispielsweise um einen vorgegebenen Faktor, stufenweise oder abhängig von der verbleibenden Standsicherheit, bereits bei Annäherung an die Obergrenze der Standsicherheit in Randlagen, sprich unter extremen Einsatzbedingungen nahe der maximalen Standsicherheit, die Komponenten auch in diesen Randlagen möglichst effizient und mit möglichst großem Aktionsumfang und -Intensität genutzt werden.
So kann mittels der Erfindung eine Dickstoffförderung auch auf Baustellen, auf denen Schwerbeton gefördert werden soll, erfolgen. Auch kann ein sicherer Betrieb, insbesondere in Randlagen nahe der Obergrenze der Standsicherheit, mit über eine Auslegelast hinausgehenden Lasten, beispielsweise einer entsprechend hohen Last des Endschlauchs (z.B. über 200 kg), stattfinden. Ebenso kann ein besonders langer Endschlauch verwendet werden. Im gleichen Zug können einen sicheren Betrieb beeinflussende Faktoren wie die Windgeschwindigkeit oder eine maximale Bodenbelastbarkeit berücksichtigt werden, sodass bei Bedarf der Betrieb einer oder mehrerer Komponenten eingeschränkt wird. Dies eröffnet der Benutzung von Dickstofffördersystem neue Verwendungsfelder. Auch ist eine Verwendung des Dickstofffördersystems mit zusätzlichen Lasten, entsprechend einer Kranfunktion, ohne weiteres möglich.
Nachfolgend seien zunächst einige Begriffe erläutert:

Dickstoff ist ein Oberbegriff für schwer förderbare Medien. Bei dem Dickstoff kann es sich beispielsweise um einen Stoff mit grobkörnigen Bestandteilen, einen Stoff mit aggressiven Bestandteilen oder Ähnliches handeln. Der Dickstoff kann auch ein Schüttgut sein. In einer Ausführungsform ist der Dickstoff Frischbeton. Frischbeton kann Körner bis zu einer Größe von mehr als 30 mm enthalten, bindet ab, bildet Ablagerungen in Toträumen und ist aus diesen Gründen schwierig zu fördern. In einer weiteren Ausführungsform ist der Dickstoff Schwerbeton mit einer Dichte von mehr als 2300 kg/m³.

Als Komponenten eines Dickstoffverteilermasts oder einer Dickstoffpumpe sollen insbesondere solche Elemente verstanden werden, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen aufgeführt sind. Beispielhaft seien Drehwerk und Mastarm beim Dickstoffverteilermast sowie Kernpumpe und S-Rohr bei der Dickstoffpumpe genannt. Die Komponenten sollen Betriebsparameter aufweisen, anhand derer ein Betrieb der jeweiligen Komponente erfolgen soll. Betriebsparameter können zum Beispiel eine Drehgeschwindigkeit des Drehwerks, eine Manipulationsgeschwindigkeit eines Mastarmgelenks, eine Betriebsgeschwindigkeit eines Aktuators eines Mastarms, eine Pumpgeschwindigkeit oder eine Pumpfrequenz der Kernpumpe oder auch eine Umschaltgeschwindigkeit oder eine Umschaltfrequenz des S-Rohrs sein.
Das Drehwerk ist um eine vertikale Achse, zum Beispiel eine zentrale Achse des Drehwerks, drehbar, beispielsweise um 360 Grad. Das Drehwerk kann zumindest einen Aktuator umfassen, wie zum Beispiel einen Hydraulik-, oder Pneumatikzylinder oder einen elektromechanischer Aktuator oder eine Kombination mehrerer, auch unterschiedlicher Typen von Aktuatoren, mit dem es seine Stellung gegenüber dem Unterbau rotatorisch verändern kann. Typischerweise umfasst das Drehwerk dazu einen Hydraulikmotor und ein Ritzel mit Planetengetriebe.
Die Mastanordnung umfasst zumindest zwei, kann aber auch drei, vier oder fünf Mastarme umfassen. Typischerweise umfasst die Mastanordnung drei bis sieben Mastarme. Der erste Mastarm ist dabei an seinem proximalen Ende mit dem Drehwerk und an seinem distalen Ende an dem proximalen Ende eines benachbarten Mastarms verbunden. Die weiteren Mastarme sind aneinandergereiht, und jeweils an ihrem proximalen Ende mit einem distalen Ende des benachbarten Mastarms verbunden. Das distale Ende der Mastanordnung entspricht dabei dem distalen Ende des letztgereihten Mastarms, der zudem keine weitere Verbindung an seinem distalen Ende aufweist.
Die Mastarme sind dabei innerhalb der Mastanordnung jeweils über ein Mastgelenk so miteinander verbunden, dass sie zumindest, zum Beispiel ausschließlich, in einer Dimension zumindest unabhängig von den übrigen Mastarmen bewegbar sind. Jedem Mastarm ist dabei das Mastgelenk an seinem proximalen Ende zugeordnet.
Der erste Mastarm ist über sein Mastgelenk derart mit dem Drehwerk verbunden, dass bei einer Drehung des Drehwerks um dessen vertikale Achse auch der erste Mastarm, in Ausführungsformen auch die gesamte Mastanordnung, um diese Achse gedreht wird. Beispielsweise ist der Mastarm so an dem Drehwerk befestigt, dass er, zum Beispiel ausschließlich, in vertikaler Richtung unabhängig vom Drehwerk bewegt und beispielsweise über sein Mastgelenk rotiert werden kann. Denkbar ist auch, dass ein Mastarm eine Teleskopfunktionalität aufweist und entlang seiner Längsachse teleskopartig und stufenlos verlänger- oder verkürzbar ist. Ein Mastarm ist zum Beispiel so verstellbar, dass zumindest das distale Ende des Mastarms zumindest in eine der drei Raumrichtungen (x-, y- und z-Richtung) bewegbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann ein Mastarm um seine Längsachse rotierbar sein. Beispielsweise umfasst ein Mastarm zumindest einen Aktuator für sein Mastgelenk, wie zum Beispiel einen Hydraulik-, oder Pneumatikzylinder oder einen elektromechanischer Aktuator oder eine Kombination mehrerer, auch unterschiedlicher Typen von Aktuatoren, mit dem er seine Lage gegenüber zumindest einem anderen Mastarm, insbesondere dem am proximalen Ende verbundenen Mastarm, verändern kann. Die Aktuatoren können zum Beispiel dazu eingerichtet sein, den Mastarm um eine horizontale Achse, die zum Beispiel durch sein Mastarmgelenk verläuft, rotatorisch zu verschwenken und/oder in eine, in zwei oder in alle Raumrichtungen translatorisch zu bewegen. Alternativ oder zusätzlich kann der Mastarm weitere Aktuatoren aufweisen, mittels derer er, zum Beispiel teleskopartig, verlängert oder verkürzt oder rotiert werden kann.
Jeder Mastarm weist dabei einen maximalen Arbeitsbereich auf, innerhalb dessen er sich bewegen kann. Für einen Mastarm kann ein Öffnungswinkel zwischen seiner Längsachse und der Längsachse des am proximalen Ende befestigten Mastarms definiert werden, wobei dieser Öffnungswinkel dem Öffnungswinkel seines Mastgelenks entspricht. Der Öffnungswinkel kann zum Beispiel durch den Vergleich von Neigungswinkeln der jeweiligen Mastarme bestimmt werden. Der Neigungswinkel eines Mastarms kann dabei mittels eines Neigungssensors erfasst werden. Im Falle des ersten Mastarms kann ein solcher maximaler oder minimaler Öffnungswinkel seines Mastgelenks zwischen seiner Längsachse und einer Ebene senkrecht zur vertikalen Achse des Drehwerks vorgesehen sein. Denkbar ist auch, dass alternativ oder zusätzlich eine maximale horizontale und/oder vertikale Distanz jeweils zwischen den proximalen und distalen Enden der Mastarme als maximaler Arbeitsbereich vorgesehen ist, innerhalb derer der jeweilige Mastarm bewegt werden darf. Zum Beispiel sind für die einzelnen Mastarme einer Mastanordnung oder für die Mastanordnung insgesamt jeweils spezifische maximale Arbeitsbereiche vorgegeben.
Die Förderleitung des Dickstoffverteilermasts kann an den Mastarmen befestigt sein. Beispielsweise ist die Förderleitung zumindest am distalen Ende der Mastanordnung an einem Mastarm verbunden. Dieser Ort der Befestigung entspricht dann dem Lastanhängepunkt. Unter dem Übergehen der Förderleitung in einen Endschlauch an einem distalen Ende der Mastanordnung soll verstanden werden, dass die Förderleitung über die Mastanordnung hinausgeht und mit dem Endschlauch einen Bereich aufweist, der keine Befestigung mit der Mastanordnung aufweist. Entsprechend kann der Endschlauch frei am distalen Ende der Mastanordnung hängen. Endschlauch und Förderleitung können dabei gesondert oder einstückig und so ausgebildet sein, dass der zu fördernde Dickstoff möglichst verlustarm aus der Förderleitung in den Endschlauch gefördert wird. Zusätzlich kann der Endschlauch ein Endschlauchquetschventil zur Steuerung des Dickstoffdurchflusses aufweisen.
Der Dickstoffverteilermast, die Dickstoffpumpe und das Dickstofffördersystem umfassen jeweils Mittel zur Ausführung oder Steuerung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Mittel umfassen insbesondere die Empfangseinheit, die Verarbeitungseinheit und die Steuereinheit und können als jeweils separate oder in verschiedenen Kombinationen zusammengefasste Hardware- und/oder Software-Komponenten ausgebildet sein. Die Mittel umfassen beispielsweise mindestens einen Speicher mit Programmanweisungen eines Computerprogramms und mindestens einen Prozessor, ausgebildet zum Ausführen von Programmanweisungen aus dem mindestens einen Speicher.
Die Empfangseinheit von Dickstoffverteilermast, Dickstoffpumpe und Dickstofffördersystem ist jeweils dazu eingerichtet, zumindest eine Betriebsinformation zu empfangen. Die Betriebsinformation ist indikativ für eine Eigenschaft einer Vielzahl von möglichen Eigenschaften von Dickstoffverteilermast, Dickstoffpumpe und Dickstofffördersystem oder deren Komponenten und repräsentativ für diese Eigenschaft. Eine Betriebsinformation soll sich somit einer Komponente zuordnen lassen können. Eine solche Eigenschaft kann, wie auch Betriebsparameter, beispielsweise durch eine Messgröße charakterisiert werden. Es kann sich um Eigenschaften handeln, die bereits vor oder erst nach einem Beginn des Förderns zu Tage treten. Beispielsweise kann das Empfangen einer Betriebsinformation durch ein Messen einer für diese Betriebsinformation charakteristischen Messgröße erfolgen. Ebenso kann die von der Empfangseinheit empfangene Betriebsinformation vorgeben oder Ergebnis einer vorgeschalteten Berechnung sein, in die zum Beispiel ihrerseits eine oder mehrere Messgrößen eingegangen sind. Es ist denkbar eine solche vorgeschaltete Berechnung direkt vor Ort in einer entsprechend eingerichteten Einheit des Dickstoffverteilermasts, der Dickstoffpumpe und des Dickstofffördersystems erfolgt, sie kann aber auch extern, zum Beispiel auf einer Servervorrichtung erfolgt sein, und die so berechnete Betriebsinformation dann von der Empfangseinheit empfangen werden.
Die Verarbeitungseinheit von Dickstoffverteilermast, Dickstoffpumpe und Dickstofffördersystem soll jeweils als eingerichtet zum Bestimmen momentan zulässiger Arbeitsbereiche, momentan zulässiger Betriebsparameter und/oder eines momentanen und eines zukünftig zu erwartenden Standsicherheitsparameters verstanden werden. Dies soll zumindest teilweise abhängig von, insbesondere sämtlichen, empfangenen Betriebsinformationen erfolgen. Dazu kann sie zum Beispiel Zugriff auf die von den Empfangseinheiten empfangenen Informationen haben und einen momentan zulässigen Arbeitsbereich, einen momentan zulässigen Betriebsparameter und/oder einen momentanen und einen zukünftig zu erwartenden Standsicherheitsparameter abhängig von den empfangenen Betriebsinformationen unter Berücksichtigung vorgegebener und als konstant angenommenen Eigenschaften von Komponenten des Dickstoffverteilermasts, der Dickstoffpumpe und/oder des Dickstofffördersystems, wie deren Masse oder deren räumliche Ausdehnung, berechnen. Zur Bestimmung des zukünftig zu erwartenden Standsicherheitsparameters ist zumindest die Verarbeitungseinheit des Dickstofffördersystems dazu ausgebildet, die Berechnung einer Prognoseinformation vorzunehmen, die charakteristisch für eine prognostizierte Änderung des Standsicherheitsparameters nach ordnungsgemäßen Betrieb einer oder mehrerer Komponenten des Dickstoffverteilermasts und/oder der Dickstoffpumpe ist. Beispielsweise kann für die Berechnung der Prognoseinformation angenommen werden, dass der Betriebszustand der übrigen Komponenten im Prognosezeitraum, zum Beispiel 1 Sekunde, 2 Sekunden oder 3 Sekunden, unverändert bleibt. Unter einem unveränderten Betriebszustand ist zum Beispiel in erster Näherung ein solcher Betriebszustand zu verstehen, der ohne Empfang eines weiteren Steuersignals im Prognosezeitraum beibehalten wird. Alternativ oder zusätzlich kann zur Berechnung der Prognoseinformation auf gespeicherte Vorgabe- oder Erfahrungswerte zurückgegriffen werden. Anhand der so bestimmten Prognoseinformation kann die Verarbeitungseinheit einen Trend für die betrachtete Standsicherheit ermitteln, der zusätzlich zur jeweils aktuellen Betriebsinformation bei der durch die Steuereinheit vorzunehmenden Steuerung berücksichtigt werden kann.
Die Steuereinheit von Dickstoffverteilermast, Dickstoffpumpe und Dickstofffördersystem umfasst jeweils entsprechende Mittel, um einen Arbeitsbereich oder einen Betriebsparameter einer Komponente auf einen momentan zulässigen Arbeitsbereich oder eine momentan zulässigen Betriebsparameter zu begrenzen. Die jeweilige Steuereinheit kann zusätzlich oder alternativ auch Mittel umfassen, einen Betriebsparameter einer Komponente auf einen momentan zulässigen Betriebsparameter zu begrenzen, falls ein von einer Verarbeitungseinheit bestimmter momentaner Standsicherheitsparameter kleiner als ein, zum Beispiel vorgegebener, maximaler Standsicherheitsparameter ist. Unter dem Begrenzen des Arbeitsbereichs einer oder mehrerer Komponenten soll verstanden werden, dass ein Betriebsparameter der jeweiligen Komponente begrenzt und ein Betreiben der Komponente gemäß dem begrenzten Betriebsparameter bewirkt wird. So kann der jeweilige Betriebsparameter auf einen abhängig von der bestimmten Betriebsinformation oder dem bestimmten Standsicherheitsparameter noch zulässigen Aktionsumfang, eine noch zulässige Aktionsgeschwindigkeit oder eine noch zulässige Aktionsfrequenz der Komponente beschränkt werden. Insbesondere wird der Betrieb der Komponente außerhalb des zulässigen Arbeitsbereichs unterbunden. Dabei sind der Aktionsumfang, die Aktionsgeschwindigkeit oder die Aktionsfrequenz nach dem Begrenzen kleiner als der jeweils für die Komponente grundsätzlich vorgesehene maximale Aktionsumfang, die grundsätzlich vorgesehene maximale Aktionsintensität und die grundsätzlich vorgesehene maximale Aktionsfrequenz. Beispielsweise kann die Steuereinheit für den Arbeitsbereich eines Mastarms eine momentan zulässige Obergrenze bestimmen und der Betrieb des Dickstoffverteilermasts derart bewirkt werden, dass der Mastarm jeweils nur unterhalb der bestimmten Obergrenze ausgelenkt wird. Entsprechend kann dann beispielsweise verhindert werden, dass der Öffnungswinkel oder die Aktuatorkraft des Mastarms eine entsprechend bestimmte Grenze überschreitet. Dazu kann der jeweilige Aktuator zum Beispiel ein entsprechend geeignetes Steuersignal erhalten, das von der Steuereinheit ausgegeben wird. Beispielsweise kann die Steuereinheit so die Auslenkung eines Mastarms durch einen Aktuator begrenzen. Dadurch können Überbelastungen von Komponenten des Dickstoffverteilermasts oder ein Standsicherheitsverlust des Dickstofffördersystems sowie jeweils damit einhergehende Beschädigungen vermieden werden.
Die jeweiligen Empfangseinheiten, Verarbeitungseinheiten und Steuereinheiten von Dickstoffverteilermast, Dickstoffpumpe und Dickstofffördersystem können analog oder sogar identisch ausgebildet sein. Es kann sich dabei jeweils um unterschiedliche Empfangseinheiten, Verarbeitungseinheiten und Steuereinheiten handeln, es ist aber auch denkbar, dass die Empfangseinheiten, Verarbeitungseinheiten und Steuereinheiten von Dickstoffverteilermast, Dickstoffpumpe und Dickstofffördersystem jeweils als Module einer Gesamteinheit ausgebildet sind. Eine solche Gesamteinheit kann dann räumlich zusammengefasst in einem speziellen Bereich eines einen Dickstoffverteilermast und eine Dickstoffpumpe umfassenden Dickstofffördersystems angeordnet sein.
Die Dickstoffpumpe kann eine Kernpumpe mit zwei, beispielsweise genau zwei, Förderzylindern umfassen. Es wird dann abwechselnd vom ersten auf den zweiten Förderzylinder und vom zweiten auf den ersten Förderzylinder umgeschaltet. Zwischen den Förderzylindern kann ein S-Rohrzyklisch umgeschaltet werden. Ferner kann ein Zusatzzylinder so eingerichtet sein, dass er jeden der Übergänge überbrückt.
Bei dem S-Rohr handelt es sich um einen bewegbaren Rohrabschnitt, mit dem die Förderzylinder wechselweise mit dem Auslass der Dickstoffpumpe verbunden werden. Der Rohrabschnitt und der Zusatzzylinder können Elemente einer Baueinheit sein, die lösbar mit der Dickstoffpumpe verbunden ist. Dadurch kann die Wartung und Reinigung der Dickstoffpumpe erleichtert werden.
Bei dem Unterbau handelt es sich um ein Grundgerüst, zum Beispiel ein Fahrgestell, an dem ein Dickstoffverteilermast und/oder eine Dickstoffpumpe angeordnet werden können. Beispielsweise sind Dickstoffverteilermast und/oder Dickstoffpumpe an dem Unterbau befestigt. Der Unterbau kann stationär, zum Beispiel als Plattform) oder mobil (zum Beispiel als Fahrzeug) ausgebildet sein. Der Unterbau kann ein Stützwerk zur Abstützung umfassen. Sind an solch einem Unterbau ein Dickstoffverteilermast und eine Dickstoffpumpe angeordnet, so kann das gesamte Dickstofffördersystem abgestützt und dessen Standsicherheit während des Betriebs verbessert werden.
Die Standsicherheit des Stützwerks, und damit des gesamten Dickstofffördersystems, ist umso höher, je größer der Abstand der Wirkungslinie, die sämtliche auf das Dickstofffördersystem wirkenden Kräfte berücksichtigt, von den Kippkanten der Aufstandsfläche ist. Eine verlässliche Aussage über die Standsicherheit kann aber schon bei Zugrundelegung einer Wirkungslinie getroffen werden, die zumindest die auf das Dickstofffördersystem wirkende Gewichtskraft berücksichtigt. Je mehr der tatsächlich wirkenden Kräfte in der Wirkungslinie berücksichtigt werden, desto präziser kann diese Aussage getroffen werden. Daher kann die Standsicherheit des Dickstofffördersystems besonders vorteilhaft durch einen den Abstand der Wirkungslinie von den Kippkanten der Aufstandsfläche repräsentierenden Standsicherheitsparameter charakterisiert werden. Der Standsicherheitsparameter befindet sich innerhalb eines vorgegebenen oder dynamisch bestimmbaren Standsicherheitsbereichs, innerhalb welchem der Abstand der Wirkungslinie von jeder der Kippkanten größer als oder gleich Null ist, vorzugsweise wird dabei noch eine Sicherheitsreserve berücksichtigt. Innerhalb des Standsicherheitsbereichs ist die Standsicherheit des Stützwerks und damit des Dickstofffördersystems gegeben. Die Obergrenze des Standsicherheitsbereichs wird durch einen maximalen Standsicherheitsparameter definiert. Der maximale Standsicherheitsparameter liegt dann vor, wenn der Abstand der Wirkungslinie von einer der Kippkanten Null ist. Entsprechend nimmt der Abstand der Wirkungslinie von zumindest einer der Kippkanten mit zunehmendem Standsicherheitsparameter ab. Oberhalb der Obergrenze ist der Abstand kleiner als Null und die Standsicherheit nicht mehr gegeben. Es ist denkbar, dass ein Standsicherheitsbereich für jede Betriebssituation des Dickstofffördersystems vorgegeben oder bestimmbar ist, zum Beispiel unter Berücksichtigung konstant angenommener Eigenschaften der zu berücksichtigenden Komponenten des Dickstofffördersystems. Beispielsweise kann dazu für jede mögliche Anordnung des Stützwerks, zum Beispiel durch eine bestimmte Aufstellung von Stützbeinen, eine Aufstandsfläche vorgegeben oder bestimmbar sein. Der Standsicherheitsbereich umfasst ferner eine erste und optional auch eine zweite Schwelle. Zum Beispiel kann die zweite Schwelle näher an dem maximalen Standsicherheitsparameter und damit näher an der Obergrenze der Standsicherheit liegen als die erste. Entsprechend kommt es während der Auslenkung einer Mastanordnung eines Dickstoffverteilermasts hin zu Randlagen aufgrund der dadurch auf das Stützwerk wirkenden Momente erst zu einer Überschreitung der ersten Schwelle, dann der zweiten Schwelle, und danach der Obergrenze.
Der Abstand der Wirkungslinie von einer der Kippkanten sowie die Lage der Wirkungslinie sind jeweils zumindest von der Gewichtskraft des Dickstofffördersystems abhängig und können zum Beispiel von der Verarbeitungseinheit berechnet werden. Die Lage der Wirkungslinie kann vertikale und horizontale Richtungskomponenten aufweisen, und von Wirkungsrichtungen und /oder Beträgen mehrerer Kräfte abhängen. Beispielsweise können eine oder mehrere dabei zu berücksichtigende Kräfte vorgegeben oder von einem Benutzer (z.B. mittels einer geeigneten Benutzerschnittstelle) auswählbar sein. Wird zum Beispiel nur die Gewichtskraft eines Dickstofffördersystems berücksichtigt, dann entspricht die Wirkungslinie einer durch den Gesamtschwerpunkt verlaufenden Lotlinie. Die Lage der Wirkungslinie gleicht dann der Lage der Lotlinie. Ist die Lage der Wirkungslinie zusätzlich von einer Kraft abhängig, die eine horizontale Komponente aufweist, wie zum Beispiel eine auf das Dickstofffördersystem seitlich einwirkende Windkraft, dann umfasst die Lage der Wirkungslinie auch zumindest eine horizontale Komponente, und ihre Lage ist ungleich der Lotlinie. Es ist denkbar, dass die Lage der Wirkungslinie auf eine solche Weise von einer oder mehreren weiteren Kräften abhängig ist, dass die Verarbeitungseinheit die Lage, vorzugsweise nur, bei Eintreffen einer oder mehrerer spezifischer Bedingungen, zum Beispiel oberhalb einer beim Betrieb des Dickstofffördersystems vorherrschenden Windstärke, stufenweise, zum Beispiel um jeweils einen vorgegebenen Betrag in eine vorgegebene Richtung, anpassen kann. Es ist auch denkbar, dass die Lage der Wirkungslinie von den Wirkungsrichtungen und/oder Beträgen einer oder mehrerer, vorzugsweise sämtlicher, von der Empfangseinheit empfangenen und für Kräfte indikativen Betriebsinformationen abhängt.
Beispielsweise kann der Standsicherheitsbereich als eine Distanzreserve beschrieben werden, die einen minimalen Wert aufweist, bei dessen Überschreiten die Standsicherheit des Stützwerks nicht mehr gegeben ist. So kann jede Bewegung einer Komponente zu einer Abnahme, beispielsweise bei einer Auslenkung eines Mastarms eines Dickstoffverteilermasts in distaler Richtung, oder einer Zunahme, wiederum beispielsweise bei einer Auslenkung eines Mastarms in proximaler Richtung, der Distanzreserve führen. Ist die Distanzreserve aufgebraucht, so liegt ein maximaler Standsicherheitsparameter vor und die Obergrenze des Standsicherheitsbereichs ist erreicht. Erfolgt der Betrieb der betrachteten Komponente dahingehend, dass zu erwarten ist, dass die Distanzreserve zunimmt, so kann ein solcher Betrieb, gegebenenfalls mit reduzierter Geschwindigkeit, erfolgen.
Unter einem ordnungsgemäßen Betrieb einer Komponente ist ein solcher Betrieb zu verstehen, wie er für die Komponente grundsätzlich und fachüblich vorgesehen und wofür die Komponente bei typischerweise vorherrschenden Bedingungen ausgelegt ist. Beispielsweise ist bei einem ordnungsgemäßen Betrieb einer Komponente eine spezifische Betriebsgeschwindigkeit der Komponente vorgesehen.
In Ausführungsformen von Dickstoffverteilermast, Dickstoffpumpe und Dickstofffördersystem ist die Betriebsinformation indikativ für ein Gelenkmoment eines Mastarms, für eine Zylinderkraft eines Mastarms, und/oder für einen Öffnungswinkel eines Mastarms.
Bei dem Gelenkmoment eines Mastarms handelt es sich um das auf dessen Mastgelenk wirkende Moment. Dieses stellt ein Moment dar, das unter anderem abhängig ist von dem Gesamtgewicht der Mastanordnung, von Windlasten, vom Gewicht des zu fördernden Dickstoffs oder auch von dem am distalen Ende des ersten Mastarms der Mastanordnung wirkenden Gewicht, entsprechend einer Mastspitzenlast. Das Gelenkmoment kann beispielsweise durch Messung einer in einem Aktuator des jeweiligen Mastarms wirkenden Zylinderkraft oder eines im Aktuator des Mastarms wirkenden Zylinderdrucks in Verbindung mit einer oder mehreren anderen Messungen, wie zum Beispiel einer Messung des jeweiligen Gelenkwinkels, auf das Gelenkmoment geschlossen werden. Beispielsweise kann das Gelenkmoment eines Mastarms mittels einer Übertragungsfunktion aus einer Zylinderkraft und einem Gelenkwinkel des Mastgelenks des jeweiligen Mastarms berechnet werden. Der Öffnungswinkel kann zum Beispiel durch den Vergleich von Neigungswinkeln benachbarter Mastarme ermittelt werden.
Dabei kann die Verarbeitungseinheit eingerichtet sein, ein Lastmoment basierend auf für die Gelenkmomente sämtlicher Mastarme indikativen erfassten Betriebsinformationen zu berechnen, und den momentan zulässigen Arbeitsbereichs jeweils des ersten Mastarms und des zweiten Mastarms, die momentan zulässige Drehwerksgeschwindigkeit, die momentan zulässige Pumpgeschwindigkeit, die momentan zulässige Umschaltgeschwindigkeit, den momentanen Standsicherheitsparameter und/oder den zukünftig zu erwartenden Standsicherheitsparameter jeweils abhängig von dem berechneten Lastmoment zu bestimmen. Unter Berücksichtigung der jeweiligen Neigungswinkel der Mastarme kann die Verarbeitungseinheit auf diese Weise eine besonders präzise Bestimmung des Standsicherheitsparameters in Echtzeit vornehmen.
Zusätzlich kann die Verarbeitungseinheit eingerichtet sein, den momentan zulässigen Arbeitsbereichs jeweils des ersten Mastarms und des zweiten Mastarms, die momentan zulässige Drehwerksgeschwindigkeit, die momentan zulässige Pumpgeschwindigkeit, die momentan zulässige Umschaltgeschwindigkeit, den momentanen Standsicherheitsparameter und/oder den zukünftig zu erwartenden Standsicherheitsparameter jeweils abhängig von einer Betriebsinformation zu bestimmen, die indikativ ist für ein momentan zulässiges theoretisch maximales Lastmoment.
Darüber hinaus kann die Betriebsinformation indikativ sein für einen Typ des zu fördernden Dickstoffs, eine Dichte des zu fördernden Dickstoffs, eine Last des Endschlauchs und/oder einen Typ des Endschlauchs. Die Betriebsinformationen kann ebenso indikativ sein für einen Neigungswinkel des Dickstofffördersystems, einen Neigungswinkel zumindest eines Mastarms, eine Aktuatorkraft eines Aktuators eines Mastarms oder eine Betriebsgeschwindigkeit eines Aktuators eines Mastarms.
Insbesondere ist denkbar, dass die Empfangseinheit eingerichtet ist, eine für den Typ des Endschlauchs charakteristische Betriebsinformation mittels Auslesen eines entsprechenden RFID-Tags des Endschlauchs zu empfangen. Unter dem Typ eines Dickstoffs soll beispielsweise die materielle Zusammensetzung oder die Viskosität des zu fördernden Dickstoffs verstanden werden. Bei dem Neigungswinkel eines Mastarms kann es sich um einen absoluten Neigungswinkel, das heißt um einen Winkel, der die Lage des Mastarms gegenüber der Lotrichtung, handeln oder um einen relativen Neigungswinkel, das heißt um einen Differenzwinkel zwischen Neigungswinkeln zweier, insbesondere benachbarter, Mastarme.
Die Berücksichtigung dieser Eigenschaften bei der Bestimmung von Betriebsparametern des Dickstoffverteilermasts und/oder der Dickstoffpumpe und/oder von Standsicherheitsparameters des Dickstofffördersystems erlaubt deren sichere und effiziente Nutzung bei der Förderung von schwereren Dickstoffen. Wird von der Empfangseinheit beispielsweise eine Betriebsinformation empfangen, die charakteristisch ist für eine besonders hohe Zylinderkraft, kann die Verarbeitungseinheit für diesen Mastarms einen momentan zulässigen Arbeitsbereich bestimmen, der kleiner ist als der maximale Arbeitsbereich, wodurch eine Überbelastung des Mastarms oder auch des Dickstoffverteilermasts insgesamt vermieden werden können. Gleiches gilt hinsichtlich einer gegebenenfalls damit verknüpften Verschlechterung der Standsicherheit. Dies kann zum Beispiel bei einer besonders hohen Endschlauchlast aufgrund eines überlangen Endschlauchs der Fall sein, oder auch bei der Förderung von Schwerbeton.
Aber auch bei einem Betrieb des Dickstoffverteilermasts, der Dickstoffpumpe oder des Dickstofffördersystems gemäß deren planmäßiger Auslegung kann die Bestimmung eines momentan zulässigen Arbeitsbereichs erfolgen, der kleiner ist als der maximale Arbeitsbereich. Ebenso können in diesem Fall auch Standsicherheitsparameter bestimmt werden, die oberhalb der ersten Schwelle liegen. Mit Vorteil ist die Betriebsinformation daher indikativ für eine zu erwartende, insbesondere maximale, Windgeschwindigkeit oder eine maximale Bodenbelastbarkeit. Dadurch kann für den Betrieb von Dickstoffverteilermast und Dickstoffpumpe auf eine zu erwartende veränderliche Windstärke oder auch eine individuelle Bodenbeschaffung eingegangen und die momentan zulässigen Betriebsparameter entsprechend angepasst werden. Eine geringe zu erwartende maximale Windgeschwindigkeit oder ein fester Boden kann dabei die Bestimmung von weitreichenderen und umfangreicheren Betriebsparametern erlauben als es bei starkem Wind oder einem losen Untergrund der Fall wäre. Werden entsprechende Betriebsinformationen von der Empfangseinheit empfangen, kann die Verarbeitungseinheit trotz des eigentlich mit maximalen Arbeitsbereichen der Mastarme förderbaren Dickstoffs einen geringeren als den maximalen momentan zulässigen Arbeitsbereich für einen oder mehrere der Mastarme bestimmen.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Betriebsinformation indikativ für eine Position eines Lastanhängepunkts und/oder für ein Lastgewicht. Als Position eines Lastanhängepunkts soll zum Beispiel ein horizontaler Abstand von der vertikalen Achse des Drehwerks verstanden werden. Das Lastgewicht soll die am Lastanhängepunkt wirkende Gewichtskraft bezeichnen.
Anhand dieser Eigenschaften können die Betriebsparameter und die Standsicherheitsparameter individuell und passgenau für den jeweils zu fördernden Dickstoff und dessen, beispielsweise materialbedingte, Eigenschaften bestimmt werden.
Weitere beispielhafte Betriebsinformationen sind indikativ für Gewichte aller Mastarme mit befüllter Förderleitung und/oder mit unbefüllter Förderleitung, für Positionen der Schwerpunkte aller Mastarme, für Gewichte von Zusatzlasten, für Position von Zusatzgewichtanhängepunkten, für auf die Mastarme wirkende Windkräfte, für Positionen der Windflächenschwerpunkte aller Mastarme, für ein Gewicht des Unterbaus, für eine Position des Schwerpunkte des Unterbaus, für Positionen der Aufstellflächen der Stützbeine im eingefahrenen und/oder im ausgefahrenen Zustand, und/oder für Beinkräfte.
Darüber hinaus kann die Verarbeitungseinheit für den Dickstoffverteilermast alternativ oder zusätzlich eine momentan zulässige Drehwerksgeschwindigkeit des Drehwerks bestimmen, was ebenfalls abhängig von der von der Empfangseinheit empfangenen Betriebsinformation erfolgt. Beispielsweise kann die Zylinderkraft eines Mastgelenks eines Mastarms aufgrund der Drehung des Drehwerks fliehkraftbedingt signifikant anwachsen, sodass eine Beschädigung des Mastarms droht. Wird nun eine für eine solch hohe Zylinderkraft indikative Betriebsinformation von der Empfangseinheit empfangen, so kann die Verarbeitungseinheit die momentan zulässige Drehwerksgeschwindigkeit geringer als die maximale Drehwerksgeschwindigkeit bestimmen. In diesem Fall begrenzt die Steuereinheit die Drehgeschwindigkeit des Drehwerks auf die von der Verarbeitungseinheit bestimmte momentan zulässige Drehgeschwindigkeit.
In einer Ausführungsform umfasst die Mastanordnung einen weiteren Mastarm. Insgesamt beläuft sich die Zahl der Mastarme der Mastanordnung dann auf drei. Es ist auch denkbar, dass zwei oder drei weitere Mastarme in der Mastanordnung vorgesehen sind, wobei die Mastanordnung dann vier oder fünf Mastarme umfasst.
Mit zusätzlichen Mastarmen lässt der maximale Aktionsumfang des Dickstoffverteilermasts auf einfache Art und Weise vergrößert. Insbesondere bei der Implementierung von Knickgelenken zur Verbindung der einzelnen Mastarme miteinander kann gleichzeitig die Bauart der Mastanordnung weiterhin besonders kompakt ausfallen.
Optional kann die Verarbeitungseinheit zum Bestimmen eines momentan zulässigen Arbeitsbereichs jeweils für den, vorzugsweise jeden, weiteren Mastarm abhängig von der zumindest einen empfangenen Betriebsinformation eingerichtet sein, wobei die Steuereinheit des weiteren zum Begrenzen auf den jeweiligen momentan zulässigen Arbeitsbereich eingerichtet ist, falls einer der bestimmten momentan zulässigen Arbeitsbereiche der weiteren Mastarme kleiner ist als der jeweilige maximale Arbeitsbereich des entsprechenden Mastarms ist.
Auf diese Weise kann der weitere Mastarm bei der Bestimmung des momentan zulässigen Arbeitsbereichs Berücksichtigung finden. Entsprechend kann dann gegebenenfalls auch der momentan zulässige Arbeitsbereich des weiteren Mastarms durch die Steuereinheit begrenzt werden.
Mit Vorteil sind sowohl das Drehwerk und ein erster Mastarm der Mastanordnung als auch jeweils zwei der Mastarme jeweils über ein Knickgelenk miteinander verbunden, wobei die Verarbeitungseinheit des weiteren dazu eingerichtet ist, den momentan zulässigen Arbeitsbereichs eines Mastarms anhand des Festlegens eines momentan zulässigen Öffnungswinkels des Knickgelenks an einem proximalen Ende des Mastarms zu bestimmen. Außerdem kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, den Arbeitsbereich anhand eines Einschränkens der Verschwenkbarkeit des Mastarms auf den momentan zulässigen Öffnungswinkel zu begrenzen. Darüber hinaus ist denkbar, dass sämtliche Knickgelenke zueinander parallele Knickachsen aufweisen. Ferner können die Knickgelenke jeweils einen maximalen Öffnungswinkel von 120 Grad, vorzugsweise von 150 Grad, und besonders vorzugsweise von 180 Grad aufweisen. Es sind aber auch Öffnungswinkel zwischen 180 Grad und 235 Grad, bis zu 270 Grad oder bis zu 360 Grad denkbar.
Dies stellt eine besonders einfach umsetzbare und funktionale Ausführung der Verbindung zwischen Mastarmen bzw. zwischen Mastarm und Drehwerk dar, bei der nichtsdestotrotz ein großer Aktionsumfang für den Dickstoffverteilermast gewahrt bleibt und die Positionierung des Lastanhängepunkts in allen Raumrichtungen innerhalb des Aktionsumfangs beliebig erfolgen kann.
In einer Ausführungsform des Dickstofffördersystems ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, den Betriebsparameter derart zu steuern, dass, falls der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter oberhalb der ersten Schwelle liegt und der bestimmte zukünftig zu erwartende Standsicherheitsparameter entfernter von dem maximalen Standsicherheitsparameter als der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter liegt, der Betrieb der Komponente mit unveränderter Geschwindigkeit erfolgt.
Vorzugsweise umfasst der Standsicherheitsbereich des Stützwerks eine zweite Schwelle, die näher an dem maximalen Standsicherheitsparameter liegt als die erste Schwelle, wobei die Steuereinheit des weiteren dazu eingerichtet ist, den Betriebsparameter derart zu steuern, dass, falls der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter oberhalb der zweiten Schwelle liegt und der bestimmte zukünftig zu erwartende Standsicherheitsparameter näher an dem maximalen Standsicherheitsparameter als der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter liegt, ein ordnungsgemäßer Betrieb der Komponente eingestellt wird.
Zusätzlich kann die Steuereinheit des weiteren dazu eingerichtet sein, den Betriebsparameter derart zu steuern, dass, falls der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter oberhalb der zweiten Schwelle liegt und der bestimmte zukünftig zu erwartende Standsicherheitsparameter entfernter von dem maximalen Standsicherheitsparameter als der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter liegt, der Betrieb der Komponente mit einer verringerten Geschwindigkeit erfolgt.
Obwohl bei einem Betrieb in Randlage die Standsicherheit gefährdet sein kann, kann durch die Berücksichtigung der zu erwartenden Änderung des Standsicherheitsparameters bei einer zu erwartenden Verbesserung der Standsicherheit dennoch ein ordnungsgemäßer Betrieb erfolgen. Dies kann optional zumindest für den Standsicherheitsbereich zwischen einer ersten und einer zweiten Schwelle gelten. Liegt der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter oberhalb der zweiten Schwelle, und somit noch näher an der Obergrenze der Standsicherheit, so kann der ordnungsgemäße Betrieb bei einer zu erwartenden Verbesserung nicht vollständig eingestellt, sondern der Betrieb der Komponente mit einer verringerten Geschwindigkeit erfolgen. So kann in bestimmten Fällen eine Fortsetzung des Betriebs trotz eines Agierens in nächster Nähe der Obergrenze des Standsicherheitsbereichs ermöglicht werden, sodass sich das Dickstofffördersystem in Randlagen noch effektiver einsetzen lässt.
Zusätzlich kann die Steuereinheit in einer Ausführungsform des Dickstofffördersystems eingerichtet sein, eine Signalausgabe zu bewirken, abhängig von dem bestimmten momentanen Standsicherheitsparameter und dem bestimmten zukünftig zu erwartenden Standsicherheitsparameter.
Beispielsweise kann eine erste Signalausgabe bewirkt werden, falls der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter oberhalb der zweiten Schwelle liegt und der bestimmte zukünftig zu erwartende Standsicherheitsparameter näher an dem maximalen Standsicherheitsparameter als der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter liegt und/oder eine zweite Signalausgabe bewirkt werden, falls der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter oberhalb der ersten Schwelle liegt und der bestimmte zukünftig zu erwartende Standsicherheitsparameter entfernter von dem maximalen Standsicherheitsparameter als der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter liegt, und/oder eine dritte Signalausgabe bewirkt werden, falls der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter oberhalb der zweiten Schwelle liegt und der bestimmte zukünftig zu erwartende Standsicherheitsparameter entfernter von dem maximalen Standsicherheitsparameter als der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter liegt.
So kann die Steuereinheit eine entsprechende Signalausgabe an einer geeigneten Benutzerschnittstelle des Dickstofffördersystems bewirken, zum Beispiel in Form einer Anzeige, insbesondere in Form der Helligkeit eines beleuchteten Bedienelements einer Komponente des Dickstofffördersystems. Auch ist eine entsprechende Anzeige mit einem größenveränderlichen Beleuchtungsfeld möglich. Dabei ist denkbar, dass die erste Signalausgabe eine maximale Helligkeit bzw. Größe, die zweite Signalausgabe eine reduzierte Helligkeit bzw. Größe und/oder die dritte Signalausgabe eine minimale Helligkeit bzw. Größe bewirkt. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass eine Signalausgabe in Form eines akustischen (z.B. als Warnton) oder haptischen Signals (z.B. eine Vibration des Bedienelements) bewirkt wird. Auf diese Weise kann die Benutzerfreundlichkeit des Dickstofffördersystems weiter erhöht werden.
Vorteilhafterweise ist das Ausmaß der Verringerung der Geschwindigkeit abhängig von der Betriebsgeschwindigkeit der Komponente. Es ist denkbar, dass das Ausmaß des weiteren davon abhängt, wie groß der Abstand des zukünftig zu erwartenden Standsicherheitsparameters vom maximalen Standsicherheitsparameter ist. Beispielsweise kann vorgegeben sein, dass das Ausmaß der Verringerung der Geschwindigkeit mit geringer werdendem Abstand zunimmt, zum Beispiel linear oder quadratisch.
Auf diese Weise kann situationsadäquat auf eine schnelle oder langsame Veränderung der Standsicherheit des Dickstofffördersystems reagiert werden.
Vorzugsweise ist die Verarbeitungseinheit eingerichtet, den zukünftig zu erwartenden Standsicherheitsparameter abhängig von einer Prognoseinformation, die charakteristisch für eine prognostizierte Änderung der Betriebsinformation nach ordnungsgemäßen Betrieb mehrerer, vorzugsweise sämtlicher, Komponenten des Dickstoffverteilermasts und/oder der Dickstoffpumpe ist, zu bestimmen.
Hierbei werden bei der Bestimmung des zukünftig zu erwartenden Standsicherheitsparameters prognostizierte Auswirkungen des Betriebs nicht nur einer, sondern mehrerer Komponenten berücksichtigt. Beispielsweise können dazu auch mehrere zukünftig zu erwartende Teilbereichsparameter, die zum Beispiel jeweils den Abstand zu einer der Kippkanten des Dickstofffördersystems charakterisieren, bestimmt werden, und der zukünftig zu erwartende Standsicherheitsparameter aus den bestimmten Teilbereichsparameter ausgewählt werden. Zum Beispiel kann dabei derjenige Teilbereichsparameter ausgewählt werden, der dem maximalen Standsicherheitsparameter am nächsten kommt. Insbesondere können dabei Beinkräfte, ein auf das Drehwerk wirkendes Moment oder auch, vorzugsweise sämtliche, Lastmomente der Mastarme berücksichtigt werden. Dies erlaubt eine noch aussagekräftigere Abschätzung des zu erwartenden Standsicherheitsparameters und somit einen noch effektiveren und sichereren Betrieb des Dickstofffördersystems in Randlagen.
In einer Ausführungsform wird als prognostizierte Änderung des Standsicherheitsparameters ein den Standsicherheitsparameter größtmöglich vergrößernder Einfluss der Komponente angenommen.
Dies ermöglicht eine besonders einfache konservative Abschätzung der Prognoseinformation, bei der auf aufwändige Berechnungen verzichtet werden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann die Prognoseinformation unter Berücksichtigung eines von der Steuereinheit für den ordnungsgemäßen Betrieb in einem Prognosezeitraum auszugebenden Steuersignals berechnet werden.
So ist denkbar, dass vorgegeben ist, dass die Steuereinheit im Rahmen des ordnungsgemäßen Betriebs des Dickstofffördersystems ein oder mehrere Steuersignale ausgeben wird. Beispielsweise kann dies aufgrund einer Anforderung an das Dickstofffördersystem nach einer spezifischen Steuerung des Dickstofffördersystems, zum Beispiel eines oder mehrerer Aktuatoren des Dickstofffördersystems, erfolgen. Eine solche Anforderung kann zum Beispiel an der Empfangseinheit, zum Beispiel durch Benutzereingabe an einer geeigneten Benutzerschnittstelle (z.B. durch eine Joystickbewegung an einem Handsteuergerät), des Dickstofffördersystems empfangen werden. Auf diese Weise kann auch die Ausgabe von Steuersignalen durch die Steuereinheit beim Bestimmen des zukünftig zu erwartenden Standsicherheitsparameters berücksichtigt werden. In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Stützwerk ferner zumindest ein horizontal und vertikal verfahrbares Stützbein. Ein Stützbein eines Dickstofffördersystems stellt eine Komponente des Stützwerks dar, die der Erhöhung der Standsicherheit des Dickstofffördersystems dient. Der Einfluss des Stützwerks auf die Standsicherheit ist dabei insbesondere von einer individuellen Anordnung und Aufstellung von Stützbeinen abhängig. Dazu ist das Stützbein auf einem Untergrund mit einem Abstützteller abstützbar. Üblicherweise sind bei einem Stützwerk vier Stützbeine vorgesehen. Weiter optional ist dabei die Empfangseinheit zum Empfangen einer Betriebsinformation eingerichtet, die indikativ ist für ein Drehmoment eines um eine vertikale Achse drehbaren Drehwerks des Dickstoffverteilermasts, eine horizontale Beinkraft des zumindest einen Stützbeins oder eine vertikale Beinkraft des zumindest einen Stützbeins.
Unter einer horizontalen oder vertikalen Beinkraft soll eine auf ein Stützbein wirkende horizontale oder vertikale Kraft verstanden werden. Durch die Berücksichtigung der genannten Eigenschaften bei der Bestimmung des momentanen Standsicherheitsparameters wie auch des zukünftig zu erwartenden Standsicherheitsparameters kann besonders zuverlässig auf die Standsicherheit des Stützwerks, und zusätzlich auch auf die statische Belastung, geschlossen werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Verarbeitungseinheit des Dickstofffördersystem dazu eingerichtet, eine momentane Lage des Gesamtschwerpunkts des Dickstofffördersystem aus einer Mehrzahl von empfangenen Betriebsinformationen zu berechnen, und den Standsicherheitsparameter abhängig von der berechneten momentanen Lage des Gesamtschwerpunkts zu bestimmen. Beispielsweise kann die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet sein, den jeweiligen Abstand einer Wirkungslinie zumindest einer auf das Dickstofffördersystem wirkenden Kraft von den Kippkanten der Aufstandsfläche zu berechnen, und den Standsicherheitsparameter abhängig von dem berechneten Abstand zu bestimmen, wobei die zumindest eine auf das Dickstofffördersystem wirkende Kraft eine an der momentanen Lage des Gesamtschwerpunkts des Dickstofffördersystem wirkende Gewichtskraft des Dickstofffördersystems umfasst.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die jeweilige Empfangseinheit von Dickstoffverteilermast, Dickstoffpumpe oder Dickstofffördersystem eine Sensoreinheit zum Erfassen einer Betriebsinformation, eine Kommunikationsschnittstelle zum Erfassen einer Betriebsinformation, oder eine Benutzerschnittstelle zum Erfassen einer Betriebsinformation.
Durch Verwendung einer Sensoreinheit kann die Empfangseinheit Betriebsinformationen selbsttätig und unabhängig von einer Benutzereingabe erfassen. Die Sensoreinheit kann einen oder mehrere Sensoren gleichen oder unterschiedlichen Typs umfassen. Beispielhafte Sensoren sind Kraft- und Drucksensoren (z.B. zum Erfassen einer Zylinderkraft eines Mastgelenks eines Mastarms, einer auf einen Aktuator eines Mastarms wirkenden Kraft oder der Last des Endschlauchs), Positionssensoren (z.B. Sensoren eines satellitengestützten Positionssystems wie GPS, GLONASS oder Galileo), Lagesensoren (z.B. Wasserwaagen oder Neigungssensorik zum Erfassen eines Neigungswinkels eines Mastarms), elektrische Sensoren (z.B. Induktionssensoren), optische Sensoren (z.B. Lasersensoren oder 2D-Scanner zum Erfassen des Typs des zu fördernden Dickstoffs) oder akustische Sensoren (z.B. Ultraschallsensoren zum Erfassen der Dichte des zu fördernden Dickstoffs oder Schwingungssensoren). Auch eine Windmess- und Vorhersageeinrichtung zum Bestimmen einer zu erwartenden Windgeschwindigkeit stellt einen geeigneten Sensor dar. Gleichermaßen kann eine Betriebsinformation auch durch ein Zusammenwirken mehrerer Sensoren der Sensoreinheit erfasst werden.
Alternativ oder zusätzlich kann die jeweilige Empfangseinheit auch ein oder mehrere (z.B. drahtlose) Kommunikationsschnittstellen umfassen, durch die (z.B. extern) erfasste Betriebsinformationen von der Empfangseinheit auf fachmännisch bekanntem Wege empfangen werden.
Ist eine Benutzerschnittstelle zum Erfassen von Betriebsinformationen vorgesehen, so kann diese beispielhaft als zumindest eine Taste, ein Tastenfeld, eine Tastatur, eine Maus, eine Anzeigeeinheit (z.B. ein Display), ein Mikrofon, eine berührungsempfindliche Anzeigeeinheit (z.B. ein Touchscreen), eine Kamera und/oder eine berührungsempfindliche Oberfläche (z.B. ein Touchpad) ausgebildet sein. Zum Beispiel erfolgt das Empfangen der Betriebsinformation durch ein Erfassen einer Benutzereingabe an der Benutzerschnittstelle.
Ferner wird ein weiteres erfindungsgemäßes Dickstofffördersystem offenbart, das einen erfindungsgemäßen Dickstoffverteilermast, eine erfindungsgemäße Dickstoffpumpe und/oder ein erfindungsgemäßes Dickstofffördersystem umfasst. Zur näheren Erläuterung wird auf obige Beschreibung verwiesen. Auch dieses weitere erfindungsgemäße Dickstofffördersystem kann beispielhaft als eine Autopumpe ausgeführt sein.
Darüber hinaus wird ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Dickstoffverteilermasts mit einem um eine vertikale Achse mit einer maximalen Drehgeschwindigkeit drehbaren Drehwerk, einer Mastanordnung mit zumindest einem ersten Mastarm und einen zweiten Mastarm, wobei der erste Mastarm an einem proximalen Ende der Mastanordnung mit dem Drehwerk verbunden ist, und wobei die Mastarme jeweils einen maximalen Arbeitsbereich aufweisen, einer sich über die Mastanordnung erstreckenden Förderleitung, die ein mit einem Ausgang einer Dickstoffpumpe verbindbares proximales Ende und ein distales Ende umfasst, wobei das distale Ende der Förderleitung an einem distalen Ende der Mastanordnung in einen Endschlauch übergeht, sowie mit einer Empfangseinheit, einer Verarbeitungseinheit und einer Steuereinheit offenbart, das Verfahren umfassend die Schritte: Empfangen, durch die Empfangseinheit, zumindest einer Betriebsinformation; Bestimmen, durch die Verarbeitungseinheit, eines momentan zulässigen Arbeitsbereichs jeweils des ersten Mastarms und des zweiten Mastarms und/oder Bestimmen, durch die Verarbeitungseinheit, einer momentan zulässigen Drehwerksgeschwindigkeit, jeweils abhängig von der zumindest einen empfangenen Betriebsinformation; und Begrenzen, durch die Steuereinheit, des Arbeitsbereichs des entsprechenden Mastarms auf den jeweiligen momentan zulässigen Arbeitsbereich, falls einer der bestimmten momentan zulässigen Arbeitsbereiche des ersten Mastarms und des zweiten Mastarms als der jeweilige maximale Arbeitsbereich ist; und/oder Begrenzen, durch die Steuereinheit, der Drehgeschwindigkeit des Drehwerks, falls die bestimmte momentan zulässige Drehgeschwindigkeit kleiner als die maximale Drehgeschwindigkeit ist.
Ebenfalls wird ein Verfahren zum Betreiben einer Dickstoffpumpe mit einer Kernpumpe in Doppelkolbenbauart, die eine maximale Pumpgeschwindigkeit aufweist, einem mit einer maximalen Umschaltgeschwindigkeit umschaltbaren S-Rohr, das ein an einem Ausgang der Dickstoffpumpe angeordnetes Ende aufweist, das mit einer Förderleitung verbindbar ist, sowie mit einer Empfangseinheit, einer Verarbeitungseinheit und einer Steuereinheit offenbart, das Verfahren umfassend die Schritte: Empfangen, durch die Empfangseinheit, zumindest einer Betriebsinformation; Bestimmen, durch die Verarbeitungseinheit, einer momentan zulässigen Pumpgeschwindigkeit und/oder Bestimmen, durch die Verarbeitungseinheit, einer momentan zulässigen Umschaltgeschwindigkeit, jeweils abhängig von der zumindest einen empfangenen Betriebsinformation; und Begrenzen, durch die Steuereinheit, der Pumpgeschwindigkeit auf die momentan zulässige Pumpgeschwindigkeit, falls die bestimmte momentan zulässige Pumpgeschwindigkeit kleiner als die maximale Pumpgeschwindigkeit ist, und/oder Begrenzen, durch die Steuereinheit, der Umschaltgeschwindigkeit, falls die bestimmte momentan zulässige Umschaltgeschwindigkeit kleiner als die maximale Umschaltgeschwindigkeit ist. Anstelle der Pumpgeschwindigkeit kann auch eine Pumpfrequenz und anstelle der Umschaltgeschwindigkeit eine Umschaltfrequenz betrachtet werden.
Des weiteren wird ein Verfahren zum Betreiben eines Dickstofffördersystems mit einem Dickstoffverteilermast, einer Dickstoffpumpe, und einem Unterbau, an dem der Dickstoffverteilermast und die Dickstoffpumpe anordenbar sind, wobei der Unterbau ein Stützwerk zur Abstützung des Unterbaus umfasst, und wobei das Stützwerk einen Standsicherheitsbereich mit einer ersten Schwelle und mit einer durch einen maximalen Standsicherheitsparameter definierten Obergrenze aufweist, sowie mit einer Empfangseinheit, einer Verarbeitungseinheit und einer Steuereinheit offenbart, das Verfahren umfassend die Schritte: Empfangen, durch die Empfangseinheit, zumindest einer Betriebsinformation; Bestimmen, durch die Verarbeitungseinheit, eines momentanen Standsicherheitsparameters, abhängig von der zumindest einen empfangenen Betriebsinformation; Bestimmen, durch die Verarbeitungseinheit, eines zukünftig zu erwartenden Standsicherheitsparameters, abhängig von der zumindest einen empfangenen Betriebsinformation und einer Prognoseinformation, die charakteristisch für eine prognostizierte Änderung des Standsicherheitsparameters nach ordnungsgemäßen Betrieb zumindest einer Komponente des Dickstoffverteilermasts und/oder der Dickstoffpumpe ist; und Steuern, durch die Steuereinheit, eines Betriebsparameters zumindest einer Komponente des Dickstoffverteilermasts und/oder der Dickstoffpumpe, derart, dass, falls der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter oberhalb der ersten Schwelle liegt und der bestimmte zukünftig zu erwartende Standsicherheitsparameter näher an dem maximalen Standsicherheitsparameter als der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter liegt, der Betrieb der Komponente mit einer verringerten Geschwindigkeit erfolgt.
Zur näheren Erläuterung weiterer vorteilhafter Weiterbildungen der Verfahren wird auf die vorstehend beschriebenen Weiterbildungen des Dickstoffverteilermasts, der Dickstoffpumpe und des Dickstofffördersystems Bezug genommen.
Offenbart wird ebenso ein Computerprogramm mit Programmanweisungen, einen Prozessor zur Ausführung und/oder Steuerung zumindest eines der offenbarten Verfahren zu veranlassen, wenn das Computerprogramm auf dem Prozessor ausgeführt wird. Das offenbarte Computerprogramm ist beispielsweise auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen und Ausgestaltungen sind lediglich als beispielhaft zu verstehen und sollen die vorliegende Erfindung in keiner Weise einschränken.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand von vorteilhaften Ausführungsformen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Dickstoffverteilermasts;
2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Dickstoffpumpe; und
3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Dickstofffördersystems.

In 1 ist ein Dickstoffverteilermast 18 zum Verteilen eines mittels einer Dickstoffpumpe zu fördernden Dickstoffs gezeigt, mit einem Drehwerk 19, einer Mastanordnung 40 und einer Förderleitung 17.
Die Mastanordnung 40 umfasst einen ersten Mastarm 41, einen zweiten Mastarm 42 sowie einen ersten weiteren Mastarm 43 und einen zweiten weiteren Mastarm 44. Dabei entspricht das proximale Ende des ersten Mastarms 41 dem proximalen Ende der Mastanordnung 40 und das distale Ende des zweiten Mastarms 42 dem distalen Ende der Mastanordnung 40. Das Drehwerk 19 soll um eine vertikale Achse, sprich um eine Achse in der Bildebene, mit einer maximalen Drehgeschwindigkeit drehbar sein.
Mit dem Drehwerk 19 ist der erste Mastarm 41 über ein Mastarmgelenk am proximalen Ende des ersten Mastarms 41 verbunden. Die Verbindung über das Mastarmgelenk ist dabei als eine Befestigung mittels Knickgelenk ausgebildet. Der erste weitere Mastarm 43 ist über ein ebenfalls als ein Knickgelenk ausgebildetes Mastarmgelenk an seinem proximalen Ende mit dem distalen Ende des ersten Mastarms 41 verbunden. Entsprechend folgt der zweite weitere Mastarm 44, der auf die gleiche Weise über ein Knickgelenk mit dem ersten weiteren Mastarm 43 verbunden ist. Der zweite Mastarm 42 ist über ein Knickgelenk an seinem proximalen Ende mit dem distalen Ende des zweiten weiteren Mastarms 44 verbunden.
Jeder der Mastarme 41, 42, 43, 44 der Mastanordnung 40 weist dabei einen Arbeitsbereich auf. Im Beispiel der 1, in dem die einzelnen Mastarme jeweils über ein Knickgelenk an ihrem proximalen Ende miteinander bzw. mit dem Drehwerk 19 verbunden sind, wird der maximale Arbeitsbereich jedes Mastarms als dessen minimaler oder maximaler Öffnungswinkel charakterisiert. Beispielhaft ist der Öffnungswinkel 47 des zweiten Mastarms 42 eingezeichnet, der als derjenige Winkel definiert sein soll, der von der Längsachse des Mastarms 42 und der Längsachse des an dessen proximalen Ende verbundenen Mastarms 44 eingeschlossen wird. Der maximale Arbeitsbereich des zweiten Mastarms 42 entspricht dann im vorliegenden Beispiel einem Öffnungswinkel 47 von 180°. Auf gleiche Weise sind auch für jeden der übrigen Mastarme jeweils ein (maximaler) Öffnungswinkel und somit auch ein (maximaler) Arbeitsbereich definiert. Im Falle des ersten Mastarms 41 soll der Öffnungswinkel dabei als derjenige Winkel verstanden werden, der von der Längsachse des Mastarms 41 und einer Ebene senkrecht zur vertikalen Achse des Drehwerks 19 eingeschlossen wird.
Ferner ist gestrichelt ein Unterbau 30 dargestellt, an dem der Dickstoffverteilermast 18 angeordnet ist. Der Unterbau 30 ist dabei beispielhaft auf einem punktiert angedeuteten Fahrzeug 33 angeordnet.
Die Förderleitung 17 weist ein proximales Ende auf, das mit einer Dickstoffpumpe (nicht dargestellt) verbunden ist, und erstreckt sich ausgehend vom Unterbau 30, entlang des Drehwerks 19, und vom proximalen Ende der Mastanordnung 40 bis hin zu deren distalem Ende. Dort geht die Förderleitung 17 in einen Endschlauch 45 über. Der Ort des Übergangs gibt dabei einen Lastanhängepunkt 46 vor, an dem die Mastanordnung 40 zum Beispiel zusätzlich eine Öse aufweisen kann.
Darüber hinaus weist der Dickstoffverteilermast 18 eine Empfangseinheit 11, eine Verarbeitungseinheit 12 und eine Steuereinheit 13 auf.
Die Empfangseinheit 11 umfasst dabei eine Sensoreinheit mit mehreren, jeweils in den Mastgelenken der Mastarme 41, 42, 43, 44 angeordneten Sensoren. Entsprechend ist die Empfangseinheit 11 ausgebildet, zumindest eine Betriebsinformation von der Sensoreinheit zu empfangen. Im Beispiel der 1 sollen die Sensoren als jeweils ausgebildet verstanden werden, eine Betriebsinformation in Form der Zylinderkraft des Mastgelenks des jeweiligen Mastarms zu erfassen.
Abhängig von dieser empfangenen Betriebsinformation bestimmt die Verarbeitungseinheit 12 für jeden der Mastarme 41, 42, 43, 44 jeweils einen momentan zulässigen Arbeitsbereich. Dieser jeweils bestimmte momentan zulässige Arbeitsbereich ist dabei als ein momentan zulässiger Öffnungswinkel definiert. Der momentan zulässige Öffnungswinkel kann dabei einem Winkel kleiner gleich dem maximalen Öffnungswinkel entsprechen.
Wird von der Empfangseinheit 11 eine Betriebsinformation empfangen, die charakteristisch ist für eine besonders hohe Zylinderkraft, bestimmt die Verarbeitungseinheit 12 den momentan zulässigen Öffnungswinkel, und damit den momentan zulässigen Arbeitsbereich, kleiner als den maximalen Öffnungswinkel. Dies erfolgt beispielsweise, um eine Überbelastung des zweiten Mastarms 42 oder auch des Dickstoffverteilermasts 18 insgesamt zu vermeiden. So ein Szenario kann zum Beispiel bei einer besonders hohen, im Lastanhängepunkt 46 anliegenden Last des Endschlauchs 45 eintreten, was bei der Förderung von Schwerbeton oder auch bei der Füllung hoher Schalungen regelmäßig gegeben ist.
Aber auch bei einem Betrieb des Dickstoffverteilermasts 18 gemäß dessen planmäßiger Auslegung kann die Bestimmung eines momentan zulässigen Arbeitsbereichs erfolgen, der kleiner ist als der maximale Arbeitsbereich. Dies kann beispielsweise bei widrigen Außenbedingungen wie starkem Wind oder unbefestigtem Boden der Fall sein. Werden entsprechende Betriebsinformationen von der Empfangseinheit 11 empfangen, beispielsweise durch Erfassen einer Benutzereingabe an einer Benutzerschnittstelle der Empfangseinheit 11, kann die Verarbeitungseinheit 12 trotz des eigentlich mit maximalen Arbeitsbereichen der Mastarme förderbaren Dickstoffs einen geringeren als den maximalen momentan zulässigen Arbeitsbereich bestimmen.
Bestimmt die Verarbeitungseinheit 12 einen momentan zulässigen Arbeitsbereich eines Mastarms kleiner als den maximalen Arbeitsbereich, begrenzt die Steuereinheit 13 den Arbeitsbereich des entsprechenden Mastarms auf den bestimmten momentan zulässigen Arbeitsbereich, und im vorliegenden Beispiel somit auf einen momentan zulässigen Öffnungswinkel der kleiner ist als der maximale Öffnungswinkel. In diesem Fall wird eine Auslenkung des entsprechenden Mastarms durch den Dickstoffverteilermast 18, beispielsweise durch entsprechende Aktuatoren des Dickstoffverteilermasts 18 nicht vorgenommen, und zum Beispiel auf ein Steuersignal der Steuereinheit 13 hin unterbunden.
Ist der von der Verarbeitungseinheit 12 bestimmte, momentan zulässige Öffnungswinkel des entsprechenden Mastarms gleich oder größer dessen maximalem Öffnungswinkel, so wird der Arbeitsbereich des Mastarms nicht begrenzt und dessen Auslenkung nicht eingestellt. Dies kann zum Beispiel bei der Förderung gemäß der planmäßigen Auslegung des Dickstoffverteilermasts 18 gegeben sein.
Darüber hinaus bestimmt die Verarbeitungseinheit 12 im vorliegenden Beispiel zusätzlich eine momentan zulässige Drehwerksgeschwindigkeit, was ebenfalls abhängig von der von der Empfangseinheit 11 empfangenen Betriebsinformation, zum Beispiel von der von den Sensoren der Sensoreinheit erfassten Zylinderkräfte, erfolgt. Hierbei kann der Fall eintreten dass eine momentan zulässige Drehgeschwindigkeit des Drehwerks 19 geringer ist als die maximale, im ordnungsgemäßen Betrieb verwendete Drehgeschwindigkeit. Beispielsweise kann die Zylinderkraft des zweiten Mastarms 42 in dessen Mastarmgelenk 47 aufgrund der Drehung des Drehwerks 19 fliehkraftbedingt signifikant anwachsen, sodass eine Beschädigung des zweiten Mastarms 42 droht. Wird nun eine solche hohe Zylinderkraft von Sensoren der Empfangseinheit 11 erfasst, so kann die Verarbeitungseinheit 12 die momentan zulässige Drehwerksgeschwindigkeit geringer als die maximale Drehwerksgeschwindigkeit bestimmen. In diesem Fall begrenzt die Steuereinheit 13 die Drehgeschwindigkeit des Drehwerks 19 auf die von der Verarbeitungseinheit 12 bestimmte momentan zulässige Drehgeschwindigkeit.
2 zeigt eine Dickstoffpumpe 16 zum Fördern eines Dickstoffs. Die Dickstoffpumpe 16 umfasst eine Kernpumpe 15 in Doppelkolbenbauart und ein umschaltbares S-Rohr 24. Dabei weist die Kernpumpe 15 eine maximale Pumpgeschwindigkeit und das S-Rohr 24 eine maximale Umschaltgeschwindigkeit, mit der das eine Ende des S-Rohrs 24 zwischen den beiden Kolben der Kernpumpe hin und her geschaltet wird, auf. An einem Ausgang 28 der Dickstoffpumpe 16 ist das andere Ende des S-Rohrs 24 mit einer Förderleitung 17 eines nicht gezeigten Dickstoffverteilermasts verbunden. Ferner umfasst die Dickstoffpumpe 16 eine Empfangseinheit 11, eine Verarbeitungseinheit 12 und eine Steuereinheit 13.
Im vorliegenden Beispiel umfasst die Empfangseinheit 11 eine Benutzerschnittstelle, zum Beispiel eine berührungsempfindliche Anzeigeeinheit, mittels welcher eine Betriebsinformation in Form einer Benutzereingabe erfasst werden kann. Beispielsweise kann ein Benutzer den Typ des zu fördernden Dickstoffs eingeben, und die Empfangsseite 11 eine entsprechende Betriebsinformation empfangen.
Abhängig von der von der Empfangseinheit 11 empfangenen Betriebsinformation, vorliegend also einer Information über den Typ des führenden Dickstoffs, bestimmt die Verarbeitungseinheit 12 eine momentan zulässige, beispielsweise für die Förderung von Dickstoff des vorliegenden Typs (maximal) vorgesehene, Pumpgeschwindigkeit sowie eine momentan zulässige Umschaltgeschwindigkeit, die zum Beispiel ebenfalls für die Förderung von Dickstoff des vorliegenden Typs (maximal) vorgesehen sein kann.
Insbesondere können die so bestimmte momentan zulässige Pumpgeschwindigkeit wie auch die so bestimmte momentan zulässige Umschaltgeschwindigkeit kleiner sein als eine maximale Pumpgeschwindigkeit der Kernpumpe 15 und eine maximale Umschaltgeschwindigkeit des S-Rohrs 24. Ist dies bei dem gewählten Beispiel des bestimmten Typs des zu fördernden Dickstoff der Fall, dann begrenzt die Steuereinheit 13 die Pumpgeschwindigkeit der Kernpumpe 15 auf die bestimmte momentan zulässige Pumpgeschwindigkeit und die Umschaltgeschwindigkeit des S-Rohrs 24 auf die bestimmte momentan zulässige Umschaltgeschwindigkeit.
Auf diese Weise können zum Beispiel bei der Förderung eines Dickstoff eines bestimmten Typs potentielle Überlastungen von Komponenten der Dickstoffpumpe 16 oder auch eines Dickstoffverteilermasts 18 berücksichtigt werden. So ist beispielsweise denkbar, dass bei der Förderung eines besonders hochviskosen Dickstoffs die Kernpumpe 15 nicht mit der maximalen Pumpgeschwindigkeit und das S-Rohr 24 auch nicht mit der maximalen Umschaltgeschwindigkeit betrieben werden dürfen, um Beschädigungen der Dickstoffpumpe 16 zu vermeiden. Gleichermaßen ist denkbar, dass im Falle eines besonders dichten und somit schweren Dickstoffs die Kernpumpe 15 ebenso wenig mit der maximalen Pumpgeschwindigkeit und das S-Rohr 24 ebenso wenig mit der maximalen Umschaltgeschwindigkeit betrieben werden dürfen, da sonst durch die Förderung des Dickstoffs entlang der Förderleitung die jeweiligen Lastmomente der Mastarme so groß werden würden, dass Überlastungen des Dickstoffverteilermasts 18 drohen.
In 3 ist ein Dickstofffördersystem 10 gezeigt, das einen Unterbau 30 umfasst, an dem ein Dickstoffverteilermasts 18 und eine Dickstoffpumpe 16 angeordnet sind. Der Unterbau 30 ist wiederum beispielhaft als auf einem Fahrzeug 33 angeordnet dargestellt. Als übliche Komponenten des Dickstoffverteilermasts 18 sind ferner eine Förderleitung 17 und ein Drehwerk 19 beispielhaft dargestellt.
Der Unterbau 30 umfasst ein Stützwerk 31 mit Stützbeinen 32 zur Abstützung des Unterbaus 30. Für das Stützwerk 31 ist, beispielhaft unter Berücksichtigung der Aufstellung der Stützbeine 32, ein Standsicherheitsbereich vorgegeben, der eine erste Schwelle und eine zweite Schwelle und eine Obergrenze aufweist, wobei die Obergrenze durch einen maximalen Standsicherheitsparameter definiert ist. Ebenfalls sind eine Empfangseinheit 11, eine Verarbeitungseinheit 12 und eine Steuereinheit 13 im Unterbau 30 vorgesehen.
Die Empfangseinheit 11 ist eingerichtet zum Empfangen mehrerer Betriebsinformationen, die beispielhaft jeweils repräsentativ für eine horizontale und eine vertikale Beinkraft jedes der Stützbeine 32 sind. Dazu weist die Empfangseinheit 11 eine Sensoreinheit auf, die über entsprechende Sensoren in den Stützbeinen 32 zum Erfassen der jeweiligen Beinkraft verfügt.
Abhängig von diesen so von der Empfangseinheit 11 empfangenen Betriebsinformationen bestimmt die Verarbeitungseinheit 12 einen momentanen Standsicherheitsparameter, der die momentane Standsicherheit des Stützwerks sowie auch dessen mechanische Belastbarkeit charakterisiert. Darüber hinaus bestimmt die Verarbeitungseinheit 12 auch einen zukünftig zu erwartenden Standsicherheitsparameter abhängig von Prognoseinformationen, die jeweils charakteristisch für eine prognostizierte Änderung des Standsicherheitsparameters nach ordnungsgemäßem Betrieb einer oder mehrerer Komponenten des Dickstoffverteilermasts 18 und der Dickstoffpumpe 16 ist. Beispielhaft kann es sich bei den im Rahmen der Bestimmung der Prognoseinformation betrachteten Komponenten um Mastarme oder ein Drehwerk 19 des Dickstoffverteilermasts 18, um eine Kernpumpe oder ein S-Rohr der Dickstoffpumpe 16 handeln.
Die Steuereinheit 13 ist dazu eingerichtet, einen Betriebsparameter der betrachteten Komponente von Dickstoffverteilermast 18 und/oder Dickstoffpumpe 16 zu steuern. Handelt es sich bei der Komponente um einen Mastarm des Dickstoffverteilermasts 18, so ist der Betriebsparameter beispielsweise charakteristisch für die Manipulationsgeschwindigkeit ä des Knickgelenks des entsprechenden Mastarmgelenks. Die im ordnungsgemäßen Betrieb verwendete Manipulationsgeschwindigkeit ä kann beispielsweise +2°/s entsprechen. Ist die betrachtete Komponente zum Beispiel ein Drehwerk des Dickstoffverteilermasts 18, so kann es sich bei dem Betriebsparameter um die Drehgeschwindigkeit φ̇ handeln, die maximal +6°/s beträgt.
Tritt nun der Fall ein, dass der von der Verarbeitungseinheit 12 bestimmte momentane Standsicherheitsparameter oberhalb der ersten Schwelle innerhalb des Standsicherheitsbereichs liegt, und dass der bestimmte zukünftig zu erwartende Standsicherheitsparameter näher an dem maximalen Standsicherheitsparameter liegt, sprich dass sich der Trend der Standsicherheit bei ordnungsgemäßen Betrieb der betrachteten Komponente weiter verschlechtern wird, so steuert die Steuereinheit 13 Betriebsparameter der jeweiligen Komponente dahingehend, dass der Betrieb der Komponente mit einer verringerten Geschwindigkeit erfolgt. Im erwähnten Beispiel des Mastarms würde demnach die Manipulationsgeschwindigkeit ä des Knickgelenks und/oder die Drehgeschwindigkeit φ̇ durch die Steuereinheit 13 auf eine reduzierte Manipulationsgeschwindigkeit α̇_red < α̇ bzw. Drehgeschwindigkeit φ̇_red. < φ̇ verringert werden. Bei einer Beschreibung des Standsicherheitsbereichs als Distanzreserve kommt es in diesem Fall zu einer Abnahme der Distanzreserve.
Wenn nun jedoch bei einer Überschreitung der ersten Schwelle durch den von der Verarbeitungseinheit 12 bestimmten momentanen Standsicherheitsparameter der gleichermaßen bestimmte zukünftig zu erwartende Standsicherheitsparameter entfernter von der maximalen Standsicherheitsparameter liegt, sprich dass sich der Trend der Standsicherheit bei ordnungsgemäßen Betrieb der betrachteten Komponente verbessern wird, so kann die Steuereinheit 13 Betriebsparameter der Komponente dahingehend steuern, dass der Betrieb der Komponente mit unveränderter Geschwindigkeit erfolgt. Die Manipulationsgeschwindigkeit α̇ des Knickgelenks und/oder die Drehgeschwindigkeit φ̇ würde in diesem Fall von der Steuereinheit 13 nicht verringert werden. Hierbei würde es bei der Beschreibung des Standsicherheitsbereichs als Distanzreserve zu einer Zunahme der Distanzreserve kommen.
Liegt der von der Verarbeitungseinheit 12 bestimmte momentane Standsicherheitsparameter bereits oberhalb der zweiten Schwelle, also bereits näher an einer Obergrenze der Standsicherheit, und liegt der bestimmte zukünftig zu erwartende Sicherheitsparameter weiterhin näher an dem maximalen Standsicherheitsparameter, so steuert die Steuereinheit 13 die Komponente dahingehend, dass der ordnungsgemäße Betrieb der Komponente eingestellt wird. In skizzierten Beispiel würde also eine weitere Manipulation des Knickgelenks und/oder eine Drehung des Drehwerks nicht vorgenommen (α̇ = 0, φ̇ = 0), und zum Beispiel auf ein Steuersignal der Steuereinheit 13 hin unterbunden werden. Eine Distanzreserve würde sich nicht verändern.
Allerdings kann die Steuereinheit 13 bei Überschreiten der zweiten Schwelle durch den von der Verarbeitungseinheit 12 bestimmten momentanen Standsicherheitsparameter und bei einer von dem maximalen Standsicherheitsparameter entfernteren Lage des ebenfalls von der Verarbeitungseinheit 12 bestimmten zukünftig zu erwartenden Sicherheitsparameter in der Weise steuern, dass der Betrieb der betrachteten Komponente mit verringerter Geschwindigkeit erfolgt. Dementsprechend könnte eine Manipulation des Knickgelenks und/oder eine Drehung des Drehwerks trotz Überschreiten der zweiten Schwelle und somit einem Betrieb nahe an einer kritischen Standsicherheit, obschon mit einer geringeren Geschwindigkeit α̇_red < α̇, φ_̇red < φ̇, dennoch erfolgen. Eine langsame Zunahme der Distanzreserve wäre die Folge.
Beispielhaft soll eine Komponente des Dickstofffördersystems 10 über ein als dreiachsigen Joystick ausgebildetes Bedienelement mit beleuchteten Anzeigen, die jeweils eine der sechs Bewegungsrichtungen des Joysticks repräsentieren, bedienbar sein. Da der Betrieb von Komponenten des Dickstofffördersystems 10 und damit eine Änderung einer oder mehrerer Betriebsinformationen als Folge einer Bedienung des Joysticks in einer Bewegungsrichtung durch einen Benutzer anzunehmen ist, ist die Bestimmung des zukünftig zu erwartenden Standsicherheitsparameters auch von einer solchen Bedienung abhängig.
Beispielsweise kann dann die Helligkeit der jeweiligen Anzeigen für jene Bewegungsrichtungen, für die die Steuereinheit 13 Betriebsparameter der jeweiligen Komponente dahingehend ansteuert, dass der Betrieb der Komponente mit einer verringerten Geschwindigkeit erfolgt, reduziert werden. Im Gegensatz dazu kann die Helligkeit der jeweiligen Anzeigen für solche Bewegungsrichtungen, für die die Steuereinheit 13 Betriebsparameter der Komponente dahingehend steuern, dass der Betrieb der Komponente mit unveränderter Geschwindigkeit erfolgt, maximal sein. Schließlich kann die Helligkeit derjenigen Anzeigen für die Bewegungsrichtungen, für die die Steuereinheit 13 den Betrieb der Komponente einstellt, minimal sein.
Die in dieser Spezifikation beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und die diesbezüglich jeweils angeführten optionalen Merkmale und Eigenschaften sollen auch in allen Kombinationen miteinander offenbart verstanden werden. Insbesondere soll auch die Beschreibung eines von einer Ausführungsform umfassten Merkmals - sofern nicht explizit gegenteilig erklärt - vorliegend nicht so verstanden werden, dass das Merkmal für die Funktion der Ausführungsform unerlässlich oder wesentlich ist.

Claims

Dickstoffverteilermast (18) zum Verteilen eines mittels einer Dickstoffpumpe zu fördernden Dickstoffs, mit - einem um eine vertikale Achse mit einer maximalen Drehgeschwindigkeit drehbaren Drehwerk (19), - einer Mastanordnung (40) mit zumindest einem ersten Mastarm (41) und einen zweiten Mastarm (42), wobei der erste Mastarm (41) an einem proximalen Ende der Mastanordnung (40) mit dem Drehwerk (19) verbunden ist, und wobei die Mastarme (41, 42) jeweils einen maximalen Arbeitsbereich aufweisen, - einer sich über die Mastanordnung (40) erstreckenden Förderleitung (17), die ein mit einem Ausgang (28) einer Dickstoffpumpe verbindbares proximales Ende und ein distales Ende umfasst, wobei das distale Ende der Förderleitung (17) an einem distalen Ende der Mastanordnung (40) in einen Endschlauch (45) übergeht, - einer Empfangseinheit (11) zum Empfangen zumindest einer Betriebsinformation, - einer Verarbeitungseinheit (12) zum Bestimmen eines momentan zulässigen Arbeitsbereichs jeweils des ersten Mastarms (41) und des zweiten Mastarms (42) und/oder zum Bestimmen einer momentan zulässigen Drehwerksgeschwindigkeit, jeweils abhängig von der zumindest einen empfangenen Betriebsinformation, und - einer Steuereinheit (13) zum Begrenzen des Arbeitsbereichs des entsprechenden Mastarms (41, 42) auf den jeweiligen momentan zulässigen Arbeitsbereich, falls einer der bestimmten momentan zulässigen Arbeitsbereiche des ersten Mastarms (41) und des zweiten Mastarms (42) kleiner als der jeweilige maximale Arbeitsbereich ist, und/oder zum Begrenzen der Drehgeschwindigkeit des Drehwerks (19), falls die bestimmte momentan zulässige Drehgeschwindigkeit kleiner als die maximale Drehgeschwindigkeit ist.
Dickstoffverteilermast (18) gemäß Anspruch 1, wobei die Mastanordnung (40) einen weiteren Mastarm (43, 44), vorzugsweise zwei weitere Mastarme, umfasst.
Dickstoffverteilermast (18) gemäß Anspruch 2, wobei die Verarbeitungseinheit (12) des weiteren zum Bestimmen eines momentan zulässigen Arbeitsbereichs jeweils für den, vorzugsweise jeden, weiteren Mastarm (43, 44) abhängig von der zumindest einen empfangenen Betriebsinformation eingerichtet ist, und wobei die Steuereinheit (13) des weiteren zum Begrenzen auf den jeweiligen momentan zulässigen Arbeitsbereich eingerichtet ist, falls einer der bestimmten momentan zulässigen Arbeitsbereiche der weiteren Mastarme (43, 44) kleiner als der jeweilige maximale Arbeitsbereich des Arbeitsbereichs des entsprechenden Mastarms (43, 44) ist.
Dickstoffverteilermast (18) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei sowohl das Drehwerk (19) und ein erster Mastarm (41) der Mastanordnung (40) als auch jeweils zwei der Mastarme (41, 42, 43, 44) jeweils über ein Knickgelenk miteinander verbunden sind, und wobei die Verarbeitungseinheit (12) des weiteren dazu eingerichtet ist, den momentan zulässigen Arbeitsbereichs eines Mastarms (41, 42, 43, 44) anhand des Festlegens eines momentan zulässigen Öffnungswinkels des Knickgelenks an einem proximalen Ende des Mastarms (41, 42, 43, 44) zu bestimmen.
Dickstoffverteilermast (18) gemäß Anspruch 4, wobei die Steuereinheit (13) des weiteren dazu eingerichtet ist, den Arbeitsbereich anhand eines Einschränkens der Verschwenkbarkeit des Mastarms (41, 42, 43, 44) auf den momentan zulässigen Öffnungswinkel zu begrenzen.
Dickstoffpumpe (16) zum Fördern eines Dickstoffs durch eine Förderleitung (17) eines Dickstoffverteilermasts (18), mit - einer Kernpumpe (15) in Doppelkolbenbauart, die eine maximale Pumpgeschwindigkeit aufweist, - einem mit einer maximalen Umschaltgeschwindigkeit umschaltbaren S-Rohr (24), das ein an einem Ausgang (28) der Dickstoffpumpe (16) angeordnetes Ende aufweist, das mit einer Förderleitung (17) verbindbar ist, - einer Empfangseinheit (11) zum Empfangen zumindest einer Betriebsinformation, - einer Verarbeitungseinheit (12) zum Bestimmen einer momentan zulässigen Pumpgeschwindigkeit und/oder zum Bestimmen einer momentan zulässigen Umschaltgeschwindigkeit, jeweils abhängig von der zumindest einen empfangenen Betriebsinformation, und - einer Steuereinheit (13) zum Begrenzen der Pumpgeschwindigkeit auf die momentan zulässige Pumpgeschwindigkeit, falls die bestimmte momentan zulässige Pumpgeschwindigkeit kleiner als die maximale Pumpgeschwindigkeit ist, und/oder zum Begrenzen der Umschaltgeschwindigkeit, falls die bestimmte momentan zulässige Umschaltgeschwindigkeit kleiner als die maximale Umschaltgeschwindigkeit ist.
Dickstofffördersystem (10), mit - einem Dickstoffverteilermast zum Verteilen eines zu fördernden Dickstoffs, - einer Dickstoffpumpe zum Fördern des Dickstoffs durch eine Förderleitung (17) des Dickstoffverteilermasts, und - einem Unterbau (30), an dem der Dickstoffverteilermast und die Dickstoffpumpe angeordnet sind, der Unterbau (30) umfassend: o ein Stützwerk (31) zur Abstützung des Unterbaus (30), wobei das Stützwerk (31) einen Standsicherheitsbereich mit einer ersten Schwelle und mit einer durch einen maximalen Standsicherheitsparameter definierten Obergrenze aufweist, o eine Empfangseinheit (11) zum Empfangen zumindest einer Betriebsinformation, o eine Verarbeitungseinheit (12) zum Bestimmen eines momentanen Standsicherheitsparameters, abhängig von der zumindest einen empfangenen Betriebsinformation, und zum Bestimmen eines zukünftig zu erwartenden Standsicherheitsparameters, abhängig von der zumindest einen empfangenen Betriebsinformation und zumindest einer Prognoseinformation, die charakteristisch für eine prognostizierte Änderung des Standsicherheitsparameters nach ordnungsgemäßen Betrieb zumindest einer Komponente des Dickstoffverteilermasts und/oder der Dickstoffpumpe ist, und o eine Steuereinheit (13) zum Steuern eines Betriebsparameters zumindest einer Komponente des Dickstoffverteilermasts und/oder der Dickstoffpumpe, ■ wobei die Steuereinheit (13) eingerichtet ist, den Betriebsparameter derart zu steuern, dass, falls der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter oberhalb der ersten Schwelle liegt und der bestimmte zukünftig zu erwartende Standsicherheitsparameter näher an dem maximalen Standsicherheitsparameter als der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter liegt, der Betrieb der Komponente mit einer verringerten Geschwindigkeit erfolgt.
Dickstofffördersystem (10) gemäß Anspruch 7, wobei die Steuereinheit (13) des weiteren dazu eingerichtet ist, den Betriebsparameter derart zu steuern, dass, falls der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter oberhalb der ersten Schwelle liegt und der bestimmte zukünftig zu erwartende Standsicherheitsparameter entfernter von dem maximalen Standsicherheitsparameter als der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter liegt, der Betrieb der Komponente mit unveränderter Geschwindigkeit erfolgt.
Dickstofffördersystem (10) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei der Standsicherheitsbereich des Stützwerks (31) eine zweite Schwelle, die näher an dem maximalen Standsicherheitsparameter liegt als die erste Schwelle, umfasst, und wobei die Steuereinheit (13) des weiteren dazu eingerichtet ist, den Betriebsparameter derart zu steuern, dass, falls der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter oberhalb der zweiten Schwelle liegt und der bestimmte zukünftig zu erwartende Standsicherheitsparameter näher an dem maximalen Standsicherheitsparameter als der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter liegt, ein ordnungsgemäßer Betrieb der Komponente eingestellt wird.
Dickstofffördersystem (10) gemäß Anspruch 9, wobei die Steuereinheit (13) des weiteren dazu eingerichtet ist, den Betriebsparameter derart zu steuern, dass, falls der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter oberhalb der zweiten Schwelle liegt und der bestimmte zukünftig zu erwartende Standsicherheitsparameter entfernter von dem maximalen Standsicherheitsparameter als der bestimmte momentane Standsicherheitsparameter liegt, der Betrieb der Komponente mit einer verringerten Geschwindigkeit erfolgt.
Dickstofffördersystem (10) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei das Ausmaß der Verringerung der Geschwindigkeit abhängig von der Betriebsgeschwindigkeit der Komponente ist.
Dickstofffördersystem (10) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei es sich bei dem Betriebsparameter zumindest einer Komponente des Dickstoffverteilermasts und/oder der Dickstoffpumpe um - eine Drehgeschwindigkeit eines um eine vertikale Achse drehbaren Drehwerks des Dickstoffverteilermasts, - eine Manipulationsgeschwindigkeit eines Mastarmgelenks des Dickstoffverteilermasts, - eine Betriebsgeschwindigkeit eines Aktuators eines Mastarms des Dickstoffverteilermasts, - eine Pumpgeschwindigkeit oder eine Pumpfrequenz einer Kernpumpe (15) der Dickstoffpumpe, und/oder - eine Umschaltgeschwindigkeit oder eine Umschaltfrequenz eines umschaltbaren S-Rohrs (24) der Dickstoffpumpe handelt.
Dickstofffördersystem (10) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei die Verarbeitungseinheit (12) eingerichtet ist, den zukünftig zu erwartenden Standsicherheitsparameter abhängig von einer Prognoseinformation, die charakteristisch für eine prognostizierten Änderung der Betriebsinformation nach ordnungsgemäßen Betrieb mehrerer, vorzugsweise sämtlicher, Komponenten des Dickstoffverteilermasts und/oder der Dickstoffpumpe ist, zu bestimmen.
Dickstofffördersystem (10) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei als prognostizierte Änderung des Standsicherheitsparameters ein den Standsicherheitsparameter größtmöglich vergrößernder Einfluss der Komponente angenommen wird.
Dickstofffördersystem (10) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 14, wobei die Prognoseinformation unter Berücksichtigung eines von der Steuereinheit für den ordnungsgemäßen Betrieb in einem Prognosezeitraum auszugebenden Steuersignals berechnet wird.
Dickstoffverteilermast (18), Dickstoffpumpe (16) oder Dickstofffördersystem (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die jeweilige Empfangseinheit (11) zum Empfangen einer Betriebsinformation eingerichtet ist, die indikativ ist für ein Gelenkmoment eines Mastarms (41, 42, 43, 44), für eine Zylinderkraft eines Mastarms (41, 42, 43, 44) und/oder für einen Öffnungswinkel eines Mastgelenks (47).
Dickstoffverteilermast (18), Dickstoffpumpe (16) oder Dickstofffördersystem (10) gemäß Anspruch 16, wobei die Verarbeitungseinheit (12) eingerichtet ist, ein Lastmoment basierend auf für die Gelenkmomente sämtlicher Mastarme (41) indikativen erfassten Betriebsinformationen zu berechnen, und den momentan zulässigen Arbeitsbereichs jeweils des ersten Mastarms (41) und des zweiten Mastarms (42), die momentan zulässige Drehwerksgeschwindigkeit, die momentan zulässige Pumpgeschwindigkeit, die momentan zulässige Umschaltgeschwindigkeit, den momentanen Standsicherheitsparameter und/oder den zukünftig zu erwartenden Standsicherheitsparameter jeweils abhängig von dem berechneten Lastmoment zu bestimmen.
Dickstoffverteilermast (18), Dickstoffpumpe (16) oder Dickstofffördersystem (10) gemäß Anspruch 17, wobei die Verarbeitungseinheit (12) eingerichtet ist, den momentan zulässigen Arbeitsbereichs jeweils des ersten Mastarms (41) und des zweiten Mastarms (42), die momentan zulässige Drehwerksgeschwindigkeit, die momentan zulässige Pumpgeschwindigkeit, die momentan zulässige Umschaltgeschwindigkeit, den momentanen Standsicherheitsparameter und/oder den zukünftig zu erwartenden Standsicherheitsparameter jeweils abhängig von einer Betriebsinformation zu bestimmen, die indikativ ist für ein momentan zulässiges theoretisch maximales Lastmoment.
Dickstoffverteilermast (18), Dickstoffpumpe (16) oder Dickstofffördersystem (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die jeweilige Empfangseinheit (11) zum Empfangen einer Betriebsinformation eingerichtet ist, die indikativ ist für eine der folgenden Eigenschaften: - ein Typ des zu fördernden Dickstoffs, - eine Dichte des zu fördernden Dickstoffs, - eine Last des Endschlauchs (45), und - ein Typ des Endschlauchs (45).
Dickstoffverteilermast (18), Dickstoffpumpe (16) oder Dickstofffördersystem (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die jeweilige Empfangseinheit (11) zum Empfangen einer Betriebsinformation eingerichtet ist, die indikativ ist für eine zu erwartende, insbesondere maximale, Windgeschwindigkeit.
Dickstoffverteilermast (18), Dickstoffpumpe (16) oder Dickstofffördersystem (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die jeweilige Empfangseinheit (11) zum Empfangen einer Betriebsinformation eingerichtet ist, die indikativ ist für eine maximale Bodenbelastbarkeit.
Dickstoffverteilermast (18), Dickstoffpumpe (16) oder Dickstofffördersystem (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die jeweilige Empfangseinheit (11) zum Empfangen einer Betriebsinformation eingerichtet ist, die indikativ ist für eine Position eines Lastanhängepunkts (46) und/oder für ein Lastgewicht.
Dickstoffverteilermast (18) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, der als Betonverteilermast ausgebildet ist oder Dickstoffpumpe (16) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, die als Betonpumpe ausgebildet ist.
Dickstofffördersystem (10) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 22, das Stützwerk (31) ferner umfassend zumindest ein horizontal und vertikal verfahrbares Stützbein (32), und wobei die Empfangseinheit (11) zum Empfangen einer Betriebsinformation eingerichtet ist, die indikativ ist für eine der folgenden Eigenschaften: - ein Drehmoment eines um eine vertikale Achse drehbaren Drehwerks des Dickstoffverteilermasts, - eine horizontale Beinkraft des zumindest einen Stützbeins (32), und - eine vertikale Beinkraft des zumindest einen Stützbeins (32) .
Dickstoffverteilermast (18), Dickstoffpumpe (16) oder Dickstofffördersystem (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die jeweilige Empfangseinheit (11) des weiteren umfasst: - eine Sensoreinheit zum Erfassen einer Betriebsinformation, - eine Kommunikationsschnittstelle zum Erfassen einer Betriebsinformation, oder - eine Benutzerschnittstelle zum Erfassen einer Betriebsinformation.
Dickstofffördersystem, mit - einem Unterbau (30), an dem ein Dickstoffverteilermast (18) und eine Dickstoffpumpe (16) anordenbar sind, sowie o einem Dickstoffverteilermast (18) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, und/oder o einer Dickstoffpumpe (16) gemäß einem der vorherigen Ansprüche.
Dickstofffördersystem (10) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 25, wobei der Dickstoffverteilermast (18) gemäß einem der vorherigen Ansprüche ausgebildet ist, und/oder wobei die Dickstoffpumpe (16) gemäß einem der vorherigen Ansprüche ausgebildet ist.
Dickstofffördersystem (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Unterbau (30) auf einem Fahrzeug (33) angeordnet ist.