DE19503895A1 - Mobile concrete pumping unit with segmented delivery arm - Google Patents
Mobile concrete pumping unit with segmented delivery armInfo
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- E04G21/0445—Devices for both conveying and distributing with distribution hose with booms
- E04G21/0454—Devices for both conveying and distributing with distribution hose with booms with boom vibration damper mechanisms
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Betonpumpe mit einem als Träger für eine Förderleitung dienenden Verteilermast, der einen aus mehreren Segmenten bestehenden, als Knickarm ausgebildeten Ausleger hat und mit den weite ren, im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten, gattungsbestimmenden Merkmalen.The invention relates to a concrete pump with a Carrier for a distribution boom serving a delivery line, the one consisting of several segments, as Has articulated boom and with the wide ren, mentioned in the preamble of claim 1, generic characteristics.
Bei stationären und fahrbaren Betonpumpen dieser Art wird der Verteilermast durch Ansteuerung eines Drehan triebes um eine Hochachse auf die Betonierstelle hin ausgerichtet und durch Ansteuerung von den einzelnen Segmenten zugeordneten Knickantrieben auf die bis zu der Betonierstelle zu überbrückenden Distanzen so ein gestellt, daß die durch das freie Ende des Auslegers gebildete, einen frei hängenden Endschlauch der Förder leitung tragende Mastspitze in definiertem Abstand vom Betonierniveau positionierbar ist.With stationary and mobile concrete pumps of this type becomes the placing boom by controlling a turn drove around a vertical axis towards the concreting site aligned and controlled by the individual Kink drives assigned to segments up to distances to be covered at the concreting site put that through the free end of the boom formed, a free hanging end of the conveyor cable-bearing mast tip at a defined distance from the Concreting level is positionable.
Bei den bekannten Betonpumpen werden die zum Anfahren der Betonierstellen erforderlichen Mastbewegungen übli cherweise von einem Mastführer, z. B. mittels einer Funk- Fernsteuerung "von Hand" gesteuert, während ein Assi stent des Mastführers (Schlauchmann) den Endschlauch über die vorgesehene Betonierstelle führt. Der Ausleger ist seiner Konstruktion nach ein elastisch schwingungs fähiges System, das zu Eigenschwingungen anregbar ist. Eine resonante Anregung solcher Schwingungen kann dazu führen, daß das freie Ende des Auslegers mit Amplituden von einem Meter und mehr schwingt. Eine Schwingungsan regung ist z. B. durch den pulsierenden Betrieb der üb licherweise als Zweizylinder-Pumpe ausgebildeten För derpumpe und die hieraus resultierende periodische Be schleunigung und Verzögerung der durch die Förderlei tung gedrängten Betonsäule möglich. Ein resonantes Auf schaukeln der Mastschwingung hat vor allem bei größeren Fördermengen zur Folge, daß der Beton nicht mehr gleich mäßig verteilt werden kann und der Schlauchmann gefähr det wird. Zwar läßt sich die Wahrscheinlichkeit der resonanten Schwingungsanregung des Auslegers durch eine horizontale Führung des letzten Armsegments, eine Ver kürzung von Umschaltpausen der Pumpzylinder der Beton pumpe, ein schnelles Wiederanschieben der Betonsäule und Maßnahmen zur Druckdämpfung beim Wiederanschieben der Betonsäule reduzieren, jedoch nicht völlig vermei den. Es bleibt daher oft nichts anderes übrig, als die Fördermenge der Pumpe zurückzuregeln.In the known concrete pumps, they are used for starting the mast movements required übli the concreting by a mast leader, e.g. B. by means of a radio Remote control controlled "by hand" while an Assi stent of the mast leader (hose man) the end hose leads over the intended concreting point. The boom its construction is an elastic vibration capable system that can be excited to vibrate naturally. A resonant excitation of such vibrations can do this cause the free end of the boom with amplitudes swinging from a meter and more. A vibrator emotion is z. B. by the pulsating operation of the Fully trained as a two-cylinder pump derpump and the resulting periodic loading acceleration and deceleration of the funding agency compact concrete column possible. A resonant up rocking the mast vibration has especially with larger ones Conveying volumes result in the concrete no longer being the same can be distributed moderately and the hose man is dangerous det. Although the probability of boom resonant vibration excitation by a horizontal guidance of the last arm segment, a ver Reduction of switching breaks of the concrete pump cylinder pump, a quick push back of the concrete column and measures for pressure damping when pushing back reduce the concrete column, but not completely avoid it the. So there is often nothing left but that Regulate the delivery rate of the pump.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei einer Betonpum pe mit Verteilermast der eingangs angegebenen Art Vor kehrungen zu treffen, mit denen überhöhte Auslenkungen des Endschlauchs am Verteilermast zuverlässig vermieden werden können.The object of the invention is therefore in a concrete pump pe with placing boom of the type specified above to take turns with excessive deflections of the end hose on the placing boom is reliably avoided can be.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale vorgeschlagen.To solve this problem are in the claim 1 features proposed.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß die beim Betonierbetrieb auftretenden Auslenkungen der Mastspitze des Verteilermasts auch bei hohen Förderleistungen dynamisch neutralisiert und dabei auf vom Schlauchmann handhabbare Auslenkungen von beispielsweise 10 bis 20 cm reduziert werden können. Um dies zu erreichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß ein als Festwert-Regelkreis ausgebildeter Lage-Regelkreis vor gesehen ist, der innerhalb eines vorgebbaren Variations bereichs das Niveau des mastseitigen Endes des End schlauchs bezüglich einer ortsfesten, horizontalen Be zugsebene stabilisiert. Weiter kann eine Sensoreinrich tung vorgesehen sein, die für mindestens die Richtung lastwechselbedingter Auslenkungen der Mastspitze cha rakteristische Ausgangssignale erzeugt, durch die ein Koordinaten-Stellantrieb zu kompensatorischen Auslen kungen der Mastspitze und/oder des Endschlauchs ansteu erbar ist.The invention is based on the idea that the Concreting operations occurring deflections of the mast tip of the placing boom even with high delivery rates dynamically neutralized and thereby by the hose man manageable deflections from 10 to, for example 20 cm can be reduced. To achieve this, it is proposed according to the invention that a as Fixed value control loop trained position control loop seen that is within a predefinable variation range the level of the mast-side end of the end hose with respect to a fixed, horizontal loading stabilized train level. A sensor device can also device should be provided for at least the direction deflections of the mast tip cha characteristic output signals generated by the one Coordinate actuator for compensatory deflections Control the mast tip and / or the end hose is noticeable.
Diese Art der Lageregelung ist dann besonders effektiv und technisch günstig, wenn als Koordinaten-Stellan trieb der Knickantrieb des die Mastspitze aufweisen den Endsegments des Knickarms genutzt und dieses wäh rend des Betonierens annähernd horizontal gehalten wird. Dies ist in der überwiegenden Zahl der Einsatz fälle einer Betonpumpe möglich. Da die Faltbarkeit des Auslegers auch noch andere Ausleger-Konfigurationen zuläßt, ist es von Vorteil, wenn mindestens ein weite rer Knickantrieb des Knickarms, vorzugsweise der Knick antrieb des mit dem Endsegment gelenkig verbundenen Segments, als Koordinaten-Stellantrieb genutzt wird.This type of position control is particularly effective and technically favorable if as a coordinate Stellan driven the articulated drive of the mast tip the end segment of the articulated arm used and this kept almost horizontal during concreting becomes. The vast majority of this is the stake possible with a concrete pump. Since the foldability of the Other boom configurations allows, it is advantageous if at least one wide The articulated arm of the articulated arm, preferably the articulated arm drive of the articulated with the end segment Segments, is used as a coordinate actuator.
Aus regelungstechnischen Gründen ist es wichtig, daß die Kennkreisfrequenz des Koordinatenstellantriebs des Lage-Regelkreises einem Vielfachen der Frequenz der höchstfrequenten Eigenschwingung des Knickarms ent spricht.For technical control reasons it is important that the characteristic frequency of the coordinate actuator of the Position control loop a multiple of the frequency of the highest-frequency natural vibration of the articulated arm speaks.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Sensoreinrichtung mindestens einen der nachfol gend genannten Geber umfaßt, der ein für die erfaßte Größe charakteristisches elektrisches Ausgangssignal erzeugt:A preferred embodiment of the invention provides that the sensor device at least one of the following Gend mentioned includes the one for the detected Characteristic electrical output signal generated:
- a) einen Abstandssensor für die Erfassung des Abstan des zwischen Mastspitze und Bezugsebene,a) a distance sensor for detecting the distance between the mast tip and the reference plane,
- b) einen Beschleunigungsgeber, der vorzugsweise an der Mastspitze angeordnet ist,b) an accelerator, preferably on the Mast tip is arranged,
- c) einen Neigungsgeber für das Endsegment des Ausle gers.c) an inclinometer for the end segment of the Ausle gers.
Eine besonders einfache und entsprechend kostengünstige Realisierung eines schwingungsneutralisierenden Lagere gelkreises mit hoher Funktionssicherheit sieht vor, daß der Lageregelkreis ein als Proportionalventil ausgebil detes Neutralisierungs-Steuerventil enthält, über das der Koordinaten-Stellantrieb aus einer Hilfsdruckquelle versorgbar ist, wobei der Lageregelkreis im Regelungs betrieb gegen den Druckausgang des für den Positionie rungsbetrieb des Verteilermasts vorgesehenen Druckver sorgungsaggregat abgesperrt ist. Das Neutralisierungs- Steuerventil ist zweckmäßig in der Nähe des Antriebs- Hydrozylinders des als Koordinatenstellantrieb genutz ten Knickantriebs angeordnet. Die Hilfsdruckquelle des Lageregelkreises kann einen Hochdruckspeicher auf weisen, der in unmittelbarer Nähe des Neutralisierungs- Steuerventils angeordnet ist. Eine besonders vorteil hafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Neutralisierungs-Steuerventil als Proportionalventil ausgebildet ist, das über einen unter Zug-Vorspannung stehenden Seilzug betätigbar ist, dessen Zugseil mit seinem einen Ende mittelbar oder unmittelbar an einem Steuerelement des Neutralisierungs-Steuerventils an greift und mit seinem anderen Ende am Körper einer den Endschlauch führenden Bedienungsperson festgelegt ist.A particularly simple and accordingly inexpensive Realization of a vibration neutralizing bearing gelkreises with high functional reliability provides that the position control loop is designed as a proportional valve contains the neutralization control valve via which the coordinate actuator from an auxiliary pressure source can be supplied, the position control loop in the control operated against the pressure outlet for the positionie Operation of the distribution boom provided Druckver care unit is blocked. The neutralization Control valve is conveniently located near the actuator Hydraulic cylinder used as a coordinate actuator ten articulated drive arranged. The auxiliary pressure source the position control loop can have a high-pressure accumulator point in the immediate vicinity of the neutralization Control valve is arranged. A special advantage adhesive embodiment of the invention provides that Neutralization control valve as a proportional valve is formed, which is under tension under tension standing cable is actuated, the cable with one end directly or indirectly at one Neutralizing control valve control grabs and with its other end on the body one End hose leading operator is set.
Das Zugseil kann dabei beispielsweise über mindestens eine am Endsegment angeordnete Umlenkrolle zum Steuer element geführt werden, wobei eine Umlenkrolle in der Nähe der Mastspitze angeordnet sein sollte.The pull rope can be, for example, at least a guide pulley arranged at the end segment for steering element are guided, with a deflection roller in the Should be located near the top of the mast.
Alternativ dazu ist es möglich, das Zugseil über einen am Endsegment in der Nähe der Mastspitze mit im wesent lichen quer zur Knickebene des Endsegments ausgerich teter Hebelachse angelenkten Hebel mit dem Steuerele ment zu koppeln. Der Hebel kann dabei als zweiarmiger Winkelhebel ausgebildet sein, an dessen Kraftarm das eine Zugseilende in wählbarem Abstand von der Hebel achse befestigbar ist und dessen Lastarm unmittelbar oder mittelbar, beispielsweise über ein weiteres Zug seil oder eine Stange mit dem Steuerelement gekoppelt ist. Damit kann die Übersetzung zwischen Kraftarm und Lastarm beliebig eingestellt und auf den bezüglich der auftretenden Vertikalbewegung kleinen Steuerweg des ventilseitigen Steuerelements abgestimmt werden. Um zusätzlich auch die Drehbewegung des Masts um die Ver tikalachse mit einfachen Mitteln erfassen und für Steu erungszwecke ausnutzen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Umlenkrolle oder der Hebel zusätzlich um eine quer zur Hebelachse und etwa parallel zum Endsegment verlaufende, mit einem Drehgeber bestückte Drehachse verschwenkbar am Endsegment gelagert ist.Alternatively, it is possible to use a pull rope at the end segment near the mast tip with essentially aligned transversely to the buckling plane of the end segment lever lever articulated lever with the control element ment to couple. The lever can be a two-armed Angle lever to be formed on the power arm that a pull rope end at a selectable distance from the lever Axis can be attached and its load arm directly or indirectly, for example via another train rope or a rod coupled to the control is. So that the translation between power arm and Load arm set arbitrarily and on the regarding occurring vertical movement small control path of the valve-side control can be matched. Around in addition, the rotating movement of the mast around the ver Capture the tical axis with simple means and for tax To be able to exploit the if the pulley or the lever additionally by one transverse to the lever axis and approximately parallel to the end segment running axis of rotation equipped with a rotary encoder is pivotally mounted on the end segment.
Gemäß einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Er findung kann das Neutralisierungs-Steuerventil als elektrisch steuerbares oder elektrisch vorsteuerbares Proportionalventil ausgebildet werden, das durch Steu ersignale einer die Ausgangssignale zur Erfassung von Schwingungen des Knickarms vorgesehener Sensoren verar beitenden Steuereinheit ansteuerbar ist.According to a further alternative embodiment of the Er can find the neutralization control valve as electrically controllable or electrically precontrollable Proportional valve are formed by the tax ersignale one the output signals for the detection of Vibrations of the articulated arm provided sensors are processed working control unit is controllable.
Der Abstandssensor kann auch als aktiver Sensor ausge bildet sein, der nach dem Prinzip der Laufzeitmessung von Impulssignalen arbeitet. Insbesondere kann der Ab standssensor als Ultraschallsensor ausgebildet sein, der höhenverstellbar in der Nähe der Mastspitze des Endsegments angeordnet ist. Er kann zu diesem Zweck an einem vom Endsegment des Knickarms herabhängenden, um mindestens eine Achse, die parallel zur Achse des Knickgelenks des Endsegments verläuft, frei bewegli chen, vorzugsweise kardanisch aufgehängten Pendel ange ordnet sein.The distance sensor can also be used as an active sensor forms, which is based on the principle of transit time measurement of pulse signals works. In particular, the Ab level sensor can be designed as an ultrasonic sensor, the height adjustable near the top of the mast End segment is arranged. He can do this one depending from the end segment of the articulated arm in order to at least one axis parallel to the axis of the Articulation of the end segment runs, freely movable chen, preferably gimballed pendulum to be in order.
Zur Markierung einer Bezugsebene für die Abstandsmes sung kann auch eine Laserlichtquelle vorgesehen werden, wobei zusätzlich eine Auf- und Abbewegungen des Endseg ments des Knickarms mitausführende Detektoranordnung vorgesehen ist, die eine Anzahl von in vertikalen Ab ständen voneinander unterhalb und oberhalb der Bezugs ebene angeordneten Fotodetektoren aufweist.To mark a reference plane for the distance measurement a laser light source can also be provided, with an up and down movements of the end segment elements of the articulated arm with the detector arrangement is provided which is a number of in vertical Ab stood apart from each other below and above the reference plane arranged photodetectors.
Unabhängig von der Gestaltung des Lageregelkreises kann eine schwingungsneutralisierende Wirkung auch durch einen passiven Schwingungstilger erzielt werden.Regardless of the design of the position control loop also has a vibration-neutralizing effect a passive vibration damper can be achieved.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausfüh rungsbeispiele näher erläutert. Es zeigenThe invention is based on the in the Drawing shown in a schematic manner Examples explained in more detail. Show it
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Autobetonpumpe mit zu sammengelegtem Verteilermast; Figure 1 is a side view of a truck-mounted concrete pump with a folded boom.
Fig. 2 die Autobetonpumpe nach Fig. 1 mit Verteiler mast in Arbeitsstellung; Fig. 2, the truck-mounted concrete pump of Figure 1 with distributor mast in the working position.
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Vertei lermast mit einer Regelungseinrichtung zur La geregelung; Fig. 3 shows an enlarged section of the distribution mast with a control device for storage control;
Fig. 4 eine Darstellung entsprechend Fig. 3 mit einer abgewandelten Lage-Regeleinrichtung; FIG. 4 shows a representation corresponding to FIG. 3 with a modified position control device;
Fig. 5 eine Darstellung entsprechend Fig. 3 mit einer weiteren abgewandelten Lage-Regeleinrichtung; Figure 5 is a view corresponding to Fig 3 with a further modified position control means..;
Fig. 6 das elektrohydraulische Schaltbild eines Lage Regelkreises zur schwingungsneutralisierenden Ansteuerung des Knickantriebs des Endsegments eines Verteilermasts; Fig. 6, the electro-hydraulic circuit diagram of a position control loop for the anti-vibration driving the bending drive of the end segment of a distribution boom;
Fig. 7a bis c Einzelheiten einer Abstandsmeßeinrich tung mit Laserlichtquelle. Fig. 7a-c details of a Abstandsmeßeinrich processing with laser light source.
Die in der Fig. 1 insgesamt mit 10 bezeichnete Auto- Betonpumpe umfaßt ein Transportfahrzeug 11 eine z. B. als Zweizylinder-Pumpe ausgebildete Beton-Förderpumpe 12 sowie einen um eine fahrzeugfeste Hochachse 13 dreh baren, insgesamt mit 14 bezeichneten Verteilermast als Träger für eine Beton-Förderleitung 16. Über die För derleitung 16 wird Flüssig-Beton, der in einen Aufgabe behälter 17 während des Betonierens fortlaufend einge bracht wird, zu einer von dem Standort des Fahrzeuges 11 entfernt angeordneten Betonierstelle 18 gefördert.The total designated 10 in Fig. 1 car concrete pump comprises a transport vehicle 11 a z. B. designed as a two-cylinder pump concrete feed pump 12 and a rotatable about a vehicle-mounted vertical axis 13 , overall designated 14 as a support for a concrete delivery line 16 . About the För derleitung 16 , liquid concrete, which is continuously brought into a task container 17 during concreting, is conveyed to a concreting site 18 which is located away from the location of the vehicle 11 .
Der Verteilermast 14 besteht aus einem mittels eines hydraulischen Drehantriebes 19 um die Hochachse 13 drehbaren Mastbock 21 und einem an diesem schwenkbaren, Knickarm 22 als Ausleger, der auf variable Reichweite und Höhendifferenz zwischen dem Fahrzeug 11 und der Betonierstelle 18 kontinuierlich einstellbar ist.The placing boom 14 consists of a mast bracket 21, which can be rotated about the vertical axis 13 by means of a hydraulic rotary drive 19, and an articulated arm 22 , which can be pivoted thereon, as a boom, which can be continuously adjusted to the variable range and height difference between the vehicle 11 and the concreting site 18 .
Der Knickarm 22 besteht beim dargestellten Ausführungs beispiel aus fünf gelenkig miteinander verbundenen Arm- Segementen 23 bis 27, die um parallel zueinander und rechtwinklig zu der Hochachse 13 des Mastbocks 21 ver laufende Achsen 28 bis 32 schwenkbar sind. Die Knickwinkelbereiche ε₁ bis ε₅ (Fig. 2) der durch die Ge lenkachsen 29 bis 32 repräsentierten Knickgelenke und deren Anordnung zueinander sind so aufeinander abge stimmt, daß der Knickarm 22 mit der aus Fig. 1 ersicht lichen, einer mehrfachen Z-Faltung entsprechenden raum sparenden Transportkonfiguration auf dem Fahrzeug 11 ablegbar ist. Durch programmgesteuerte Aktivierung von Knickantrieben 34 bis 38, die den Gelenkachsen 28 bis 32 einzeln zugeordnet sind, ist der Knickarm 22 in un terschiedlichen Distanzen und/oder Höhendifferenzen zwischen der Betonierstelle 18 und dem Fahrzeug-Stand ort entfaltbar.The articulated arm 22 consists in the illustrated embodiment, for example, of five articulated arm segments 23 to 27 , which are pivotable about parallel axes 28 and 32 ver parallel to each other and perpendicular to the vertical axis 13 of the mast bracket 21 . The articulation angle ranges ε₁ to ε₅ ( Fig. 2) of the articulated joints represented by the Ge articulation axes 29 to 32 and their arrangement to one another are matched to one another in such a way that the articulated arm 22 with the space shown in FIG. 1 corresponds to a multiple Z-fold saving transport configuration can be stored on the vehicle 11 . By program-controlled activation of articulated drives 34 to 38 , which are individually assigned to the articulated axes 28 to 32 , the articulated arm 22 can be deployed at un different distances and / or height differences between the concreting point 18 and the vehicle position.
Die Knickantriebe 34 bis 38 haben als Antriebselemen te doppelt wirkende lineare Hydrozylinder 47 bis 51. Die Kolbenstangen 54 bis 57 der Hydrozylinder 48 bis 51 sind an je einem Lenker 59 eines Gelenkvierecks 61 angelenkt, das die Umsetzung der linearen Kolbenstan genhübe in 180°- oder 270°-Schenkhübe des jeweiligen Armsegments 24 bis 27 vermittelt.The articulated drives 34 to 38 have, as drive elements, double-acting linear hydraulic cylinders 47 to 51 . The piston rods 54 to 57 of the hydraulic cylinders 48 to 51 are each articulated on a link 59 of a four-bar link 61 , which mediates the implementation of the linear piston rod strokes in 180 ° or 270 ° leg strokes of the respective arm segment 24 to 27 .
Die Beton-Förderleitung 16 ist auf in an den Arm-Seg menten 23 bis 27 fest verlegte Rohr-Segmente 16′ unter teilt, die über Rohrgelenke 39, deren Gelenkachsen mit den Knickachsen 28 bis 32 der Arm-Segemente 23 bis 27 des Knickarms 22 je einzeln zusammenfallen, schwenkbar miteinander verbunden sind.The concrete delivery line 16 is on in the arm segments 23 to 27 fixed pipe segments 16 'under divides the pipe joints 39 , the hinge axes with the articulated axes 28 to 32 of the arm segments 23 to 27 of the articulated arm 22nd each collapse individually, are pivotally connected to one another.
Das letzte Rohr-Segment 16′ der Beton-Förderleitung 16, das am freien End-Segment 27 des Auslegers 22 verlegt ist, endet mit einem Rohrgelenk 42 mit zu den Knickachsen 28 bis 32 paralleler Gelenkachse 33, an dem ein frei nach unten hängender Endschlauch 43 angeschlossen ist.The last pipe segment 16 'of the concrete delivery line 16 , which is laid on the free end segment 27 of the boom 22 , ends with a pipe joint 42 with the articulated axes 33 to the articulated axes 28 to 32 , on which a freely hanging end hose 43 is connected.
Der Mastführer steuert z. B. mittels einer Funk-Fern steuerung die Mastbewegungen, durch die die Mastspitze 41 mit dem Endschlauch 43 über den zu betonierenden Bereich hinweg geführt wird. Der Endschlauch 43 hat eine typische Länge von 3 bis 4 m und kann wegen seiner gelenkigen Aufhängung im Bereich der Mastspitze 41 und aufgrund seiner Eigen-Flexibilität mit seinem Austritts ende 44 vom Schlauchmann 45 in der günstigsten Position zur Betonierstelle 18 gehalten werden.The mast leader controls z. B. by means of a radio remote control, the mast movements through which the mast tip 41 with the end hose 43 is guided over the area to be concreted. The end hose 43 has a typical length of 3 to 4 m and, due to its articulated suspension in the area of the mast tip 41 and because of its inherent flexibility, the hose end 45 can hold the outlet end 44 in the most favorable position relative to the concreting point 18 .
Der Verteilermast 14 stellt ein aus mehreren je für sich schwingungsfähigen Teilsystemen bestehendes, kom plexes, insgesamt schwingungsfähiges System dar, das im Betrieb der Autobetonpumpe 10 resonant zu Schwingungen anregbar ist. Die Schwingungen können zu Auslenkungen der Mastspitze 41 und des an dieser hängenden End schlauches 43 mit Amplituden um 1 m und Frequenzen zwi schen 0,5 und einigen Hz führen.The placing boom 14 is a complex, overall vibrating system consisting of several subsystems each capable of vibrating, which system can be resonantly excited to vibrate during operation of the truck-mounted concrete pump 10 . The vibrations can lead to deflections of the mast tip 41 and the hanging on this end hose 43 with amplitudes around 1 m and frequencies between 0.5 and a few Hz.
Um die durch die Schwingungen des Knickarms 22 hervor gerufenen Auslenkungen des Endschlauchs 43 weitgehend zu vermeiden oder mindestens auf ein tolerierbares Maß zu reduzieren, ist ein in der Fig. 6 insgesamt mit 65 bezeichneter Lage-Regelkreis vorgesehen, mittels dessen das Niveau, auf dem sich die Mastspitze 41 des Knick arms 22 oberhalb der Betonierstelle 18 befindet, sta bilisierbar ist. Als Bezugsniveau 66 ist der als eben vorausgesetzte Baustellenbereich gewählt, auf dem sich der Schlauchmann 45 in der Nähe der Betonierstelle 18 bewegen kann.In order to largely avoid the deflections of the end hose 43 caused by the vibrations of the articulated arm 22 , or at least to reduce them to a tolerable level, a position control circuit, designated overall by 65 in FIG. 6, is provided, by means of which the level at which the mast tip 41 of the articulated arm 22 is above the concreting point 18 , can be bil bilis. The reference level 66 selected is the construction site area which has just been assumed and on which the hose man 45 can move in the vicinity of the concreting site 18 .
Zur Erfassung des vertikalen Abstandes der Mastspitze 41 vom Bezugsniveau 66 ist gemäß Fig. 3 und 6 ein Ul traschall-Abstandssensor 67 vorgesehen, der am unteren Ende eines Pendelstabes 68 mit einstellbarer Länge an geordnet ist, so daß er je nach Länge des Endschlauches 43 stets auf denselben vertikalen Abstand hs von dem Bezugsniveau 66 einstellbar ist. Der Pendel-Stab 66 ist mittels eines Kardangelenks 69 an dem Endsegment 27 des Knickarms 22 hängend gelagert. Der vertikale Ab stand hs des Ultraschallsensors 67 vom Boden 66 ist so gewählt, daß der mittlere Betrag hs der Meßstrecke ge ringfügig größer ist als die maximale Auslenkungsampli tude des Endsegments 27 des Knickmasts 22 im Bereich oberhalb des Abstandssensors 67. Der horizontale Ab stand Ah des Pendelstabs 68 von der Mastspitze 41 ist mit etwa 1,5 Metern so groß bemessen, daß der Schlauch mann zwischen dem Abstandssensor 67 und dem Endschlauch 43 genügend Bewegungsfreiheit hat.To detect the vertical distance between the top of the mast 41 from the reference level 66 3 and 6, a Ul traschall distance sensor 67 is shown in FIG. Provided which is arranged at the lower end of a pendulum rod 68 with adjustable length, so that it depending on the length of the end hose 43 always can be set to the same vertical distance h s from the reference level 66 . The pendulum rod 66 is suspended from the end segment 27 of the articulated arm 22 by means of a universal joint 69 . The vertical distance h s of the ultrasonic sensor 67 from the floor 66 is selected such that the average amount h s of the measurement section is slightly greater than the maximum deflection amplitude of the end segment 27 of the articulated mast 22 in the area above the distance sensor 67 . The horizontal Ab stood A h of the pendulum rod 68 from the mast tip 41 is so large with about 1.5 meters that the hose man between the distance sensor 67 and the end hose 43 has enough freedom of movement.
Der Abstandssensor 67 ist dahingehend ausgelegt, daß eine Änderung dhs des vertikalen Abstandes hs des Ab standssensors 67 von der Bezugsebene 66 um wenige, z. B. 2 bis höchstens 5 cm zuverlässig erkennbar ist. Diese Auslegung ist bei Ultraschallfrequenzen im 100- kHz-Bereich bei Schallimpuls-Wiederholungsfrequenzen unterhalb des 10-kHz-Bereichs möglich, für den sowohl leistungsstarke Ultraschall-Quellen als auch rauscharme Detektoren und relativ unkomplizierte elektronische Steuereinheiten zur Verfügung stehen.The distance sensor 67 is designed so that a change ie s of the vertical distance h s from the level sensor 67 from the reference plane 66 by a few, for. B. 2 to a maximum of 5 cm is reliably recognizable. This design is possible for ultrasonic frequencies in the 100 kHz range and for acoustic pulse repetition frequencies below the 10 kHz range, for which powerful ultrasonic sources as well as low-noise detectors and relatively uncomplicated electronic control units are available.
Sowohl zum Zweck einer einfachen Realisierbarkeit des Lage-Regelkreises 65 als auch zum Zweck der Vereinfa chung seiner Erläuterung sei vorausgesetzt, daß der Verteilermast 14 beim Betonieren in einer Konfiguration seiner Knickarm-Segmente 23 bis 27 betrieben wird, in der das mit der Mastspitze 41 endende Knickarm-Segment 27 horizontal angeordnet ist.Both for the purpose of a simple feasibility of the position control circuit 65 and for the purpose of simplifying its explanation, it is assumed that the placing boom 14 is operated when concreting in a configuration of its articulated arm segments 23 to 27 in which that ends with the mast tip 41 Articulated arm segment 27 is arranged horizontally.
Der Abstandssensor 67 erzeugt in Betrieb der Betonpumpe 10 fortlaufend elektrische Ausgangssignale, die ein direktes Maß für seinen vertikalen Abstand hs von dem Bezugsniveau 66 sind. Diese Signale werden in einer Vergleichsstufe 71 mit einem einstellbar vorgegebenen Sollwert-Signal verglichen, wobei die Vergleichsstufe 71 fortlaufend Ausgangssignale erzeugt, die nach Betrag und Vorzeichen die Information über Abweichungen der Ist-Position der Mastspitze 41 von deren Soll-Position beinhalten. Diese Ausgangssignale der Vergleichsstufe 71 werden von einer Verarbeitungsstufe 72 nach einem vorgegebenen Algorithmus, der das Regelverhalten des Regelkreises 65 bestimmt, zu Ansteuersignalen für den Knickantrieb 38 des den Endschlauch 43 tragenden End segments 27 verarbeitet, das hierdurch im Sinne einer Rückkehr in seine Sollage geschwenkt wird. Zur Ansteue rung des Endsegment-Antriebes 38 zu Stellbewegungen, durch die schwingungsbedingten Auslenkungen dieses Seg ments 27 kompensatorisch beeinflußt werden, ist ein als 4/3-Wege-Proportionalventil ausgebildetes Neutralisierungs-Steuerventil 73 vorgesehen, das zum Zweck der Erläuterung als druck-betätigtes, elektrohydraulisch vorgesteuertes Ventil vorausgesetzt ist, über das der Ausgangsdruck einer Hilfsdruckquelle 74 alternativ in den bodenseitigen Druckraum 76 oder den stangenseitigen Druckraum 77 des Antriebszylinders 51 des Endsegments- Knickantriebes 38 einkoppelbar ist und der jeweils andere Druckraum 77 oder 76 mit dem drucklosen Vorrats behälter 78 der Hilfsdruckquelle 74 verbindbar ist.During operation of the concrete pump 10 , the distance sensor 67 continuously generates electrical output signals which are a direct measure of its vertical distance h s from the reference level 66 . These signals are compared in a comparison stage 71 with an adjustable setpoint signal, the comparison stage 71 continuously generating output signals which contain the amount and sign of the information about deviations of the actual position of the mast tip 41 from its target position. These output signals of the comparison stage 71 are processed by a processing stage 72 according to a predetermined algorithm, which determines the control behavior of the control circuit 65 , to control signals for the kink drive 38 of the end segment 27 carrying the end hose 43 , which is thereby pivoted in the sense of a return to its desired position . To control the end segment drive 38 for actuating movements, which are compensated for by the oscillation-related deflections of this segment 27 , a neutralizing control valve 73 designed as a 4/3-way proportional valve is provided, which for the purpose of explanation as a pressure-actuated, Electro-hydraulic pilot-controlled valve is required, via which the output pressure of an auxiliary pressure source 74 can alternatively be coupled into the bottom-side pressure chamber 76 or the rod-side pressure chamber 77 of the drive cylinder 51 of the end segment articulated drive 38 and the respective other pressure chamber 77 or 76 with the unpressurized reservoir 78 of the auxiliary pressure source 74 is connectable.
Das Neutralisierungs-Steuerventil 73 hat eine federzen trierte Grundstellung 0, in der sein Hochdruck (P)-Ver sorgungsanschluß 79, sein Tank (T)-Anschluß 81, sein A- Steueranschluß 82, über den die Druckbeaufschlagung und -entlastung des stangenseitigen Druckraumes 77 des An triebszylinders 51 erfolgt, sowie sein B-Steueranschluß 83, über den die Druck-Beaufschlagung und -entlastung des bodenseitigen Druckraumes 76 des Antriebszylinders 51 erfolgt, gegeneinander abgesperrt sind.The neutralization control valve 73 has a spring-loaded basic position 0, in which its high pressure (P) supply connection 79 , its tank (T) connection 81 , its A control connection 82 , via which the pressurization and relief of the rod-side pressure chamber 77 At the drive cylinder 51 takes place, as well as its B-control connection 83 , via which the pressurization and relief of the bottom-side pressure chamber 76 of the drive cylinder 51 takes place, are shut off from each other.
Das Neutralisierungs-Steuerventil 73 ist einerseits durch Erregung seines einen, ein Vorsteuerventil reprä sentierenden Steuermagneten 84 in seine Funktionsstel lung 1 steuerbar ist. In dieser Stellung ist der hohe Ausgangsdruck der Hilfsdruckquelle 74 in den stangen seitigen Druckraum 77 des Antriebszylinders 51 einge koppelt, dessen bodenseitiger Druckraum 76 mit dem drucklosen Tank 86 des im übrigen nicht dargestellten Druckversorgungsaggregats der Autobetonpumpe 10 verbun den ist. Andererseits ist das Neutralisierungs-Steuer ventil 73 durch Erregung seines anderen, ebenfalls ein Vorsteuerventil repräsentierenden Steuermagneten 87 in seine Funktionsstellung II steuerbar ist. In dieser Stellung ist der hohe Ausgangsdruck der Hilfsdruckquel le 74 in den bodenseitigen Druckraum 76 des Antriebszy linders 51 eingekoppelt, dessen stangenseitiger Druck raum 77 zum Tank 86 des Druckversorgungsaggregats hin druckentlastet ist. Der Knickantrieb 38 des Knickarm- Endsegments 27 ist durch seine Dimensionierung und die Auslegung der Hilfsdruckquelle 74 auf eine Kennkreis frequenz ausgelegt, die deutlich, d. h. mindestens fünf mal höher ist als die höchste Frequenz der resonant anregbaren Schwingungen des Knickarms 22 bzw. seines Endsegments 27, damit aus einer Anregung solcher Schwin gungen resultierende Auslenkungen der Mastspitze 41 und des Endschlauches 43 durch den Regelkreis 65 feinfühlig kompensatorisch geregelt werden können. Dem Zweck eines sensiblen Ansprechens des als Stellglied des Regelkrei ses 65 ausgenutzten Antriebs-Hydrozylinders 51 dient auch die Maßnahme, daß ein Druckspeicher 89 der Hilfs druckquelle 74, aus dem der Antriebs-Hydrozylinder 51 mit Druck beaufschlagbar ist, in unmittelbarer Nähe des Antriebs-Hydrozylinders 51 angeordnet ist.The neutralization control valve 73 is on the one hand controllable by energizing its one, a pilot valve representing control magnet 84 in its functional position 1 . In this position, the high output pressure of the auxiliary pressure source 74 is coupled into the rod-side pressure chamber 77 of the drive cylinder 51 , whose bottom-side pressure chamber 76 is connected to the unpressurized tank 86 of the pressure supply unit, not shown, of the truck-mounted concrete pump 10 . On the other hand, the neutralization control valve 73 can be controlled by energizing its other control magnet 87 , which also represents a pilot valve, in its functional position II. In this position, the high output pressure of the auxiliary pressure source 74 is coupled into the bottom-side pressure chamber 76 of the drive cylinder 51 , the rod-side pressure chamber 77 is relieved of pressure to the tank 86 of the pressure supply unit. The articulation drive 38 of the articulated arm end segment 27 is designed by its dimensioning and the design of the auxiliary pressure source 74 for a characteristic frequency which is significant, ie at least five times higher than the highest frequency of the resonantly excitable vibrations of the articulated arm 22 or its end segment 27 , deflections of the mast tip 41 and the end hose 43 resulting from an excitation of such vibrations can be sensitively compensated by the control circuit 65 . The purpose of a sensitive response of the drive hydraulic cylinder 51 used as an actuator of the control circuit 65 also serves the measure that a pressure accumulator 89 of the auxiliary pressure source 74 , from which the drive hydraulic cylinder 51 can be pressurized, in the immediate vicinity of the drive hydraulic cylinder 51 is arranged.
Eine für die Hilfsdruckquelle 74 eigens vorgesehene Hochdruck-Versorgungspumpe 91 kann dann ohne weiteres in größerer Entfernung von dem Antriebs-Hydrozylinder 51 angeordnet sein.A high-pressure supply pump 91 specially provided for the auxiliary pressure source 74 can then easily be arranged at a greater distance from the drive hydraulic cylinder 51 .
Ein zu dem Ultraschall-Abstandssensor 67 funktionsan aloger Abstandssensor 67′ ist, wie in der Fig. 3 ange deutet, auch mit optoelektronischen Sende- und Empfangs elementen, z. B. Laser-Dioden 92 und Fotodetektoren 93 möglich, die in Analogie zum Ultraschallsensor 67 Lauf zeitmessungen von Lichtimpulsen zur Dauer ermöglichen, die an der Bezugsebene 66 reflektiert bzw. gestreut werden. Ein derartiger opto-elektronischer Abstandssen sor 67′ ist zweckmäßig fest am Endsegment 27 des Knick arms 22 montiert.A to the ultrasonic distance sensor 67 funktionsan aloger distance sensor 67 'is, as indicated in Fig. 3, also with optoelectronic transmit and receive elements, for. B. laser diodes 92 and photodetectors 93 possible, which in analogy to the ultrasonic sensor 67 run time measurements of light pulses allow for duration, which are reflected or scattered at the reference plane 66 . Such an opto-electronic distance sensor 67 'is expediently firmly mounted on the end segment 27 of the articulated arm 22 .
Zwei weitere Realisierungsmöglichkeiten eines Lagere gelkreises 65′ sind in den Fig. 4 und 5 dargestellt.Two further implementation options of a bearing gel circle 65 'are shown in FIGS . 4 and 5.
Bei dem Lageregelkreis 65′ ist das Neutralisierungs- Steuerventil 73′ als mechanisch betätigbares Ventil ausgebildet, das mittels eines Hebels 117 mit kurzem Lastarm 117′ und langem Kraftarm 117′′ betätigbar ist, wobei das Neutralisierungs-Steuerventil 73′ als Pro portionalventil ausgebildet ist.In the position control circuit 65 ', the neutralization control valve 73 ' is designed as a mechanically actuable valve which can be actuated by means of a lever 117 with a short load arm 117 'and long power arm 117 '', the neutralization control valve 73 ' being designed as a proportional valve.
Zur Schwenk-Betätigung des Hebels 117 ist im Falle der Fig. 4 ein insgesamt mit 118 bezeichneter Seilzug vor gesehen, der ein mittels eines Seilspanners 119 unter Zug-Vorspannung gehaltenes Zugseil 121 einstellbarer Länge umfaßt. Das Zugseil ist über eine in der Nähe der Mastspitze 41 angeordnete Umlenkrolle 123 so verlegt, daß ein am Bedienungshebel 117 befestigtes, sich zwi schen dessen freiem Ende und der Umlenkrolle 123 er streckendes Trum 121 des Zugseils 121 parallel zum Endsegment 127 erstreckt und ein mit seinem freien Ende am Schlauchmann 45, z. B. an einem von diesem getragenen Gürtel 127 befestigbares Trum 121′′ zwischen der Umlenk rolle 123 und dem Schlauchmann im wesentlichen senk recht nach unten verläuft. Die Länge des Endtrumes 121′′ ist z. B. durch Aufwickeln auf eine am Gürtel 127 des Schlauchmannes 45 befestigte Seilrolle 128 einstellbar und dadurch auch die Vorspannung des Seilspanners 119 vorgebbar. Dadurch ist auch die federzentrierte Grund stellung 0 des Neutralisierungs-Steuerventils 73′ ein stellbar, die durch die Vorspannung des Zugseils 121 sowie die Vorspannungen einer der Seilspannung entge genwirkenden Ventilfeder 129 und einer gleichsinnig wie die Seilspannung wirkenden Ventilfeder 131 vorgegeben ist.For pivoting actuation of the lever 117 , in the case of FIG. 4, a cable pull, designated overall by 118 , is seen which comprises an adjustable length 121 which is adjustable by means of a cable tensioner 119 under tension. The traction cable is laid over a arranged in the vicinity of the mast tip 41 deflection roller 123 so that an attached to the operating lever 117 , between its free end and the deflection roller 123 he stretching strand 121 of the pull cable 121 extends parallel to the end segment 127 and one with his free end on the hose man 45 , z. B. on a belt 127 worn by this belt strand 121 '' between the deflection roll 123 and the hose man runs substantially vertically downwards. The length of the end strand 121 '' is z. B. adjustable by winding on a belt pulley 127 attached to the hose man 45 pulley 128 and thereby also the pretension of the cable tensioner 119 can be predetermined. As a result, the spring-centered basic position 0 of the neutralization control valve 73 'is adjustable, which is predetermined by the pretension of the traction cable 121 and the pretensions of a valve spring 129 counteracting the cable tension and a valve spring 131 acting in the same direction as the cable tension.
Der insoweit seinem Aufbau nach erläuterte Lage-Regel kreis 65′ arbeitet, wie aus der Fig. 4 unmittelbar er sichtlich, wie folgt:The position control circuit 65 ', as far as its structure is concerned, works, as can be seen directly from FIG. 4, as follows:
Erfährt die Mastspitze 41 eine schwingungsbedingte Aus lenkung nach oben, so erhöht sich die Seilspannung des Zugseils 121, wodurch der Betätigungshebel 117 in Rich tung des Pfeils 132 geschwenkt wird und das Neutrali sierungs-Steuerventil 73′ in seine Funktionsstellung 1 gelangt (Fig. 6), so daß das Knickarm-Endsegment 27 kompensatorisch nach unten geschwenkt wird. Entspre chend gelangt bei einer Auslenkung der Mastspitze 41 nach unten das Neutralisierungs-Steuerventil 73′ auf grund der sich erniedrigenden Seilspannung in seine Funktionsstellung II, wodurch das Knickarm-Endsegment 27 im Sinne einer Aufwärts-Knickbewegung angetrieben wird.If the mast tip 41 experiences a vibration-induced steering upward, the rope tension of the pull rope 121 increases , whereby the actuating lever 117 is pivoted in the direction of arrow 132 and the neutralizing control valve 73 'reaches its functional position 1 ( FIG. 6) , so that the articulated arm end segment 27 is pivotally pivoted downwards. Correspondingly, when the mast tip 41 is deflected downward, the neutralization control valve 73 'due to the decreasing cable tension into its functional position II, whereby the articulated arm end segment 27 is driven in the sense of an upward bending movement.
Die in der Nähe der Mastspitze 41 angeordnete Umlenkrolle 123 ist auch um eine zwischen ihrer Drehachse 126 und dem Endsegment 27 in dessen Längsrichtung verlau fende Achse 175 schwenkbar an diesem gelagert, wobei diesbezügliche Auslenkungen der Umlenkrolle 123 mittels eines Drehstellungs-Gebers 134 erfaßt werden und im Sinne einer Nachlauf-Regelung zur Ansteuerung von Dreh bewegungen des Verteilermasts 14 insgesamt um dessen Hochachse 13 ausnutzbar sind.The arranged in the vicinity of the mast tip 41 deflection roller 123 is also pivotally mounted about an axis 175 between its axis of rotation 126 and the end segment 27 in its longitudinal direction, with the deflections of the deflection roller 123 being detected by means of a rotary position sensor 134 and in In terms of a caster control for controlling rotary movements of the placing boom 14 can be used altogether about its vertical axis 13 .
Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Neutralisierungs-Steuerventil 73′ über eine kombi nierte Zugseil-Hebelanordnung 118 betätigt, die einen am Endsegment 27 um eine Querachse 170 schwenkbaren, zweiarmigen Winkelhebel 172, 173 sowie ein zwischen dem Lastarm 172 des Winkelhebels und dem Stellelement 117 des Neutralisierungs-Steuerventils 73′ eingespanntes erstes Zugseil 121′ und ein den Kraftarm 173 mit dem Schlauchmann 45 verbindendes zweites Zugseil 121′′ auf weist. Der Kraftarm 173 enthält mehrere Bohrungen 174 zur Befestigung des Zugseils 121′′, über die die Kraft armlänge und damit das Übersetzungsverhältnis des He bels 171 variiert werden kann. Aufgrund der Übersetzung kann eine relativ große Vertikalbewegung der Mastspitze in einen kleinen Steuerweg am Stellhebel 117 des Neu tralisierungs-Steuerventils 73′ umgesetzt werden.In the embodiment shown in FIG. 5, the neutralization control valve 73 'is actuated via a combined pull rope lever arrangement 118 , which is pivotable on the end segment 27 about a transverse axis 170 , two-armed angle levers 172 , 173 and between the load arm 172 of the angle lever and the actuating element 117 of the neutralization control valve 73 'clamped first pull cable 121 ' and a power arm 173 with the hose man 45 connecting second pull cable 121 '' has. The power arm 173 contains several holes 174 for attaching the pull cable 121 '', over which the arm length force and thus the transmission ratio of the lever 171 can be varied. Due to the translation, a relatively large vertical movement of the mast tip can be implemented in a small control path on the actuating lever 117 of the neutralization control valve 73 '.
Grundsätzlich ist es möglich, den Winkelhebel im Be reich der Lagerstelle 170 um eine quer zur Hebelachse (170), etwa parallel zum Endsegment 27 verlaufende Ach se schwenkbar am Endsegment 27 zu lagern. Dadurch wird eine Drehbewegung des Knickarms über den stillstehenden Schlauchmann in ein seitliches Schwenken des Hebelarms 173 um die vertikale Drehachse 175 umgesetzt. Über ei nen auf der Achse 175 angeordneten elektrischen Drehge ber 134 kann die Drehabweichung gemessen und über die Auswerteelektronik beispielsweise zur Nachführung des Knickarms ausgewertet werden.In principle, it is possible to pivotally mount the angle lever in the area of the bearing 170 about a shaft transverse to the lever axis ( 170 ), approximately parallel to the end segment 27 , on the end segment 27 . As a result, a rotary movement of the articulated arm via the stationary hose man is converted into a lateral pivoting of the lever arm 173 about the vertical axis of rotation 175 . The rotational deviation can be measured via an electrical rotary encoder 134 arranged on the axis 175 and evaluated, for example, for tracking the articulated arm, using the evaluation electronics.
Eine sehr genaue Erfassung des vertikalen Abstandes der Mastspitze von einer horizontalen Bezugsebene 66′ ist auch mit der in den Fig. 7a bis c dargestellten, ins gesamt mit 95 bezeichneten Meßanordnung möglich, bei der die Bezugsebene 66′ durch die Ausbreitungsebene des von einer Laser-Lichtquelle 96 ausgesandten Lichtstro mes 97 in Form eines gebündelten Laserstrahls ist.A very precise detection of the vertical distance of the mast tip from a horizontal reference plane 66 'is also possible with the measuring arrangement shown in FIGS . 7a to c, designated overall by 95 , in which the reference plane 66 ' through the plane of propagation of a laser Light source 96 emitted Lichtstro mes 97 in the form of a bundled laser beam.
Die Laserlichtquelle 96 ist mit exakt parallelem Ver lauf ihrer optischen Achse 96′, die die Ausbreitungs richtung des Laserstrahls 97 markiert, auf einer Trag platte 98 befestigt, die ihrerseits auf einem Stativ 99 montiert ist. Auf der Tragplatte 98 ist um eine zu de ren Ebene senkrecht verlaufende Achse 101 drehbar und mittels eines elektrischen Antriebsmotors 102 rotierend antreibbar ein Facettenspiegel 103 mit in der Darstel lung der Fig. 7a gesehen regelmäßig polygonaler Außen kontur angeordnet, dessen reflektierende Facettenflä chen 104 senkrecht zur Ebene der Tragplatte 98 verlau fen.The laser light source 96 is with an exactly parallel Ver run its optical axis 96 ', which marks the direction of propagation of the laser beam 97 , attached to a support plate 98 , which in turn is mounted on a tripod 99 . On the support plate 98 , a facet mirror 103 with a polygonal outer contour, as seen in the representation of FIG. 7a, is arranged regularly, with a reflective facet surface 104 perpendicular to an axis 101 extending perpendicular to the plane 101 and rotatingly drivable by means of an electric drive motor 102 Leaving plane of the support plate 98 .
Bei geeigneter geometrischer Zuordnung der Laserlicht quelle 96 und des Facettenspiegels 103 erfährt der re flektierte Laserstrahl 97′, wenn sich der Facettenspie gel dreht, periodische Auslenkungen, wobei der reflek tierte Laserstrahl 97′ einen Winkel Φ von näherungs weise 90° überstreicht.With a suitable geometric assignment of the laser light source 96 and the facet mirror 103 , the reflected laser beam 97 'experiences periodic deflections when the facet mirror rotates, the reflected laser beam 97 ' sweeping an angle Φ of approximately 90 °.
Die Meßanordnung 95 umfaßt weiter eine insgesamt mit 108 bezeichnete Foto-Detektoranordnung mit mehreren (n) Fotodetektoren 109 i (i = 1-n), die in einer ihrer In dizierung (i) entsprechenden, geordneten Reihenfolge übereinander an einem rohrförmigen Träger 111 angeord net sind. Der Träger 111 ist höhenverstellbar an einem an dem Endsegment 27 des Knickarms 22 der Auto-Beton pumpe 10 kardanisch gelagerten, senkrecht nach unten hängenden Pendelstab 112 angeordnet, bezüglich dessen der die Laserlichtquelle 96 und den Facettenspiegel 103 umfassende Teil der Meßordnung 95 so angeordnet wird, daß die Detektoranordnung 108 innerhalb des von den am Facettenspiegel 103 reflektierten Laserstrahlen 97′ überstrichenen Winkelbereiches Φ liegt und bezüglich der zentralen vertikalen Längsachse 113 des Pendelsta bes 112 so orientierbar ist, daß die einzelnen Detekto ren 109 i von den reflektierten Laserstrahlen 97′ getrof fen werden.The measuring arrangement 95 further comprises an overall designated 108 photo detector arrangement with a plurality of (n) photodetectors 109 i (i = 1-n), which are arranged in an order corresponding to their indication (i), one above the other on a tubular support 111 are. The carrier 111 is adjustable in height on a gimbal-mounted, vertically downward hanging pendulum rod 112 on the end segment 27 of the articulated arm 22 of the auto-concrete pump 10 , with respect to which the part of the measuring arrangement 95 comprising the laser light source 96 and the facet mirror 103 is arranged in such a way that that the detector arrangement 108 lies within the angle range Φ swept by the laser beams 97 reflected from the facet mirror 103 'and can be oriented with respect to the central vertical longitudinal axis 113 of the pendulum rod 112 so that the individual detectors 109 i are hit by the reflected laser beams 97 ' .
Die in definierten vertikalen Abständen Δzi übereinan der angeordneten Fotodetektoren 109 i bilden zusammen mit einer elektronischen Auswertungseinheit 116 ein Mehr-Kanalsystem mit n Signalkanälen, bei dem jeder Kanal, wenn der Laserstrahl 97′ auf einen der Fotode tektoren 109 i trifft, einen Impuls erzeugt, der einer definierten Höhe der Mastspitze 41 über Grund ent spricht. Aus einer Auswertung der zeitlichen Folge der von den einzelnen Detektoren 109 i bei Schwingungsbewe gungen des Masts erzeugten Impulse kann auf die Phasen lage, die Amplitude und die Frequenz einer angeregten Schwingung geschlossen und diese durch Ansteuerung des dem End-Segment 27 zugeordneten Knickantriebs 38 kom pensatorisch beeinflußt werden.The defined vertical distances Δz i one above the other arranged photodetectors 109 i together with an electronic evaluation unit 116 form a multi-channel system with n signal channels, in which each channel, when the laser beam 97 'hits one of the photodetectors 109 i , generates a pulse who speaks a defined height of the mast tip 41 above the ground. From an evaluation of the temporal sequence of the pulses generated by the individual detectors 109 i in the case of oscillation movements of the mast, the phases, the amplitude and the frequency of an excited oscillation can be deduced and this compensated by controlling the articulated drive 38 assigned to the end segment 27 to be influenced.
Eine sehr genaue Lage-Regelung der Mastspitze 41 und des an dieser hängenden Endschlauches 43 ist auch mit Hilfe von Neigungsgebern möglich, mittels derer die elevatorische Orientierung des Endsegments 27 und/oder des dieses tragenden Segments 26 des Auslegers absolut oder bezüglich einer willkürlich wählbaren Ebene über wachbar ist. Derartige Neigungsgeber können mit einem hohen Winkel-Auflösungsvermögen mit Hilfe von Kreisel instrumenten erzielt werden, wofür sowohl mechanische Kreisel als auch optoelektronische Richtungsgeber ge eignet sind.A very precise position control of the mast tip 41 and of the end hose 43 hanging on it is also possible with the aid of incliners, by means of which the elevator orientation of the end segment 27 and / or the segment 26 of the boom carrying it is absolute or with respect to an arbitrarily selectable plane is awake. Such inclinometers can be achieved with a high angular resolution with the aid of gyroscopic instruments, for which both mechanical gyroscopes and optoelectronic direction sensors are suitable.
Bei der insoweit gegebenen Erläuterung der Lage-Regel kreise 65, 65′ ist vorausgesetzt gewesen, daß das End segment 27 des Auslegers 22 beim Betonieren in einer horizontalen Stellung gehalten werden kann. Dort führen resonant anregbare Schwingungen des Auslegers 22 im wesentlichen zu Auf- und Ab-Bewegungen des Endschlau ches 43 bzw. der Mastspitze 41, so daß solche Bewegun gen durch kompensatorische Knick-Bewegungen des End- Segments 27 des Auslegers 22 ausgeglichen werden kön nen. Soweit jedoch resonant anregbare Auslenkungen der Mastspitze 41 des Knickarms 22 aus einer Überlagerung von Knickbewegungen resultieren, die sowohl eine Ver tikal- als auch eine Horizontal-Komponente haben, kann es erforderlich sein, daß zum Ausgleich auch mindestens ein Knickantrieb des Knickarms 22 zur Lage-Regelung mit herangezogen werden muß, der zu einer kompensato rischen Bewegung in horizontaler Richtung ansteuerbar ist. Hierzu wird zweckmäßig der Knickantrieb 37 des das Endsegment 27 tragenden Mast-Segments 26 genutzt und mit einem funktionell dem Lage-Regelkreis 65 gemäß Fig. 6 entsprechenden Regelkreis versehen. Dieser muß dann allerdings einen Winkel-Stellungsgeber umfassen, der den Anstellwinkel des das Endsegment 27 tragenden Segments 26 gegenüber dem Segment 25 erfaßt.In the present explanation of the position control circles 65 , 65 'it was assumed that the end segment 27 of the boom 22 can be kept in a horizontal position during concreting. There, resonably excitable vibrations of the boom 22 essentially lead to up and down movements of the end claw 43 and the mast tip 41 , so that such movements can be compensated for by compensatory kinking movements of the end segment 27 of the boom 22 . However, if resonantly excitable deflections of the mast tip 41 of the articulated arm 22 result from a superimposition of articulated movements which have both a vertical and a horizontal component, it may be necessary to compensate for at least one articulated drive of the articulated arm 22 to position Regulation must be used, which can be controlled to a compensatory movement in the horizontal direction. For this purpose, the articulated drive 37 of the mast segment 26 carrying the end segment 27 is expediently used and provided with a control circuit which corresponds functionally to the position control circuit 65 according to FIG. 6. However, this must then include an angular position transmitter which detects the angle of attack of the segment 26 bearing the end segment 27 relative to the segment 25 .
Eine wirksame Beruhigung der Mastspitze gegenüber re sonant anregbaren Schwingungen ist auch nach dem Prin zip der Schwingungstilgung möglich, gemäß welchem eine an dem schwingungsfähigen Segment elastisch nachgiebig gelagerte Schwingmasse vorgesehen ist, die durch Bewe gungen des jeweiligen Segments zu gegenphasig erfolgen den Schwingungsbewegungen anregbar ist. Ein solches Schwingungstilger-System ist insbesondere zur Schwin gungs-Neutralisierung von Eigenschwingungen der jewei ligen Mast-Segmente geeignet, die höherfrequent sind als die Eigenschwingungen des Auslegers 22 des Vertei lermasts 14 insgesamt. Es wird daher zweckmäßig an ei nem Ort des jeweiligen Mastsegments 27 und/oder 26 an geordnet, an dem dieses erhebliche Schwingungs-Auslen kungen erfährt, d. h. im Bereich von Schwingungsbäuchen der Eigenschwingungen des jeweiligen Segments.An effective calming of the mast tip compared to re-excitable vibrations is also possible according to the principle of vibration damping, according to which an oscillating mass resiliently mounted on the vibratable segment is provided, which can be excited by movements of the respective segment in opposite phases to the vibrational movements. Such a vibration damper system is particularly suitable for vibration neutralization of natural vibrations of the respective mast segments, which are higher in frequency than the natural vibrations of the boom 22 of the distribution mast 14 overall. It is therefore expediently arranged at a location of the respective mast segment 27 and / or 26 at which this undergoes considerable oscillation deflections, ie in the region of antinodes of the natural vibrations of the respective segment.
Claims (23)
- a) einen Abstandssensor (67) für die Erfassung des Abstandes zwischen der Mastspitze (41) und der Bezugsebene (66; 66′)
- b) einen Beschleunigungsgeber, der vorzugsweise an der Mastspitze (41) angeordnet ist,
- c) einen Neigungsgeber für das Endsegment (27) des Auslegers (22).
- a) a distance sensor ( 67 ) for detecting the distance between the mast tip ( 41 ) and the reference plane ( 66 ; 66 ')
- b) an accelerator, which is preferably arranged on the mast tip ( 41 ),
- c) an inclination sensor for the end segment ( 27 ) of the boom ( 22 ).
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