DE19830746B4

DE19830746B4 - Device with a movable boom

Info

Publication number: DE19830746B4
Application number: DE1998130746
Authority: DE
Inventors: Torsten Grützmacher
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 1998-07-09
Filing date: 1998-07-09
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2018-07-10
Also published as: DE19830746A1

Abstract

Vorrichtung mit einem sich am Boden abstützenden Unterbau (2), mit einem am Unterbau (2) angeordneten Auslegerlager (3) für eine Struktur mit einem verfahrbaren Ausleger (26) und mit einer das Verfahren des Auslegers (26) überwachenden Steuerung (15), wobei zumindest im Bereich des freien Endes des Auslegers (26) mindestens ein ein Bewegungssignal (19) abgebender Bewegungssensor (18) vorgesehen ist, um Nickbewegungen des freien Endes des Auslegers (26) um das Auslegerlager (3) zu registrieren und der Steuerung (15) mitzuteilen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Unterbau (2) und dem Auslegerlager (3) ein Gelenk (4) mit einer horizontalen und quer zur Haupterstreckungsrichtung des Auslegers (26) verlaufenden Schwenkachse (6) ausgebildet ist, das um die Schwenkachse (6) herum ein Verschwenken des Auslegerlagers (3) gegenüber dem Unterbau (2) über einen kleinen begrenzten Winkelbereich ermöglicht, und daßüber das Gelenk (4) hinweg mindestens ein Aktuator (8) an dem Unterbau (2) einerseits und dem Auslegerlager (3) andererseits angreift, wobei jeder Aktuator (8) zwischen dem Unterbau (2) und dem Auslegerlager (3) von der Steuerung (15) in Abhängigkeit des Bewegungssignals (19) des Bewegungssensors (18) angesteuert wird, um die Nickbewegungen des freien Endes des Auslegers (26) um das Auslegerlager (3) aktiv zu unterdrücken.Device with a substructure (2) supported on the floor, with a cantilever bearing (3) arranged on the substructure (2) for a structure with a movable cantilever (26) and with a control (15) monitoring the movement of the cantilever (26), at least in the area of the free end of the boom (26) at least one motion sensor (18) emitting a movement signal (19) is provided in order to register pitching movements of the free end of the boom (26) around the boom bearing (3) and the controller (15 ), characterized in that between the substructure (2) and the boom bearing (3) a joint (4) with a horizontal and transverse to the main direction of extension of the boom (26) pivot axis (6) is formed, which about the pivot axis (6 ) around a pivoting of the boom bearing (3) relative to the substructure (2) over a small limited angular range, and that over the joint (4) at least one actuator (8) on the substructure (2) on the one hand and the cantilever bearing (3) on the other hand, each actuator (8) between the substructure (2) and the cantilever bearing (3) being controlled by the controller (15) as a function of the movement signal (19) of the movement sensor (18) is to actively suppress the pitching movements of the free end of the boom (26) around the boom bearing (3).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The invention relates to a Device with the features of the preamble of the claim 1.

Bei dieser Vorrichtung kann es sich um eine Gelenk-Teleskop-Arbeitsbühne, eine Scherenbühne, eine Liftarbeitsbühne, einen Autokran, einen Gittermastkran, einen Gabelstapler, ein ausfahrbares Beton-Rohrpumpen-System oder dgl. handeln. Die Vorrichtung kann stationär, mit einem gezogenen Fahrwerk oder einem selbstfahrenden Fahrwerk versehen sein. Durch den Bewegungssensor im Bereich des freien Endes des Auslegers werden Nickbewegungen des freien Endes des Auslegers um das Auslegerlager registriert und der Steuerung mitgeteilt. Derartige Nickbewegungen werden durch verschiedene Störanregungen hervorgerufen. Ursachen der Störanregungen können das Verfahren des Auslegers, d.h. beispielsweise sein Aufrichten oder Ausfahren, Lastwechsel an dem Ausleger, beispielsweise durch Bewegungen von Bedienpersonal auf einer Arbeitsplattform, aber auch an dem Ausleger angreifende Windkräfte sein. Die Vorrichtung registriert die resultierenden Nickbewegungen und teilt sie der Steuerung mit, um beispielsweise auf einen unsicheren Betriebszustand der Vorrichtung hinzuweisen, dem dann durch ein automatisches Einfahren des Auslegers begegnet werden kann. Als echte Gegenmaßnahme zu ungewollten Bewegungen des freien Endes des Auslegers wird bislang nur die Beschleunigung des Auslegers beim Verfahren begrenzt. Hierdurch wird jedoch eine schnelle Positionierung des freien Endes des Auslegers naturgemäß verhindert.This device can around an articulated telescopic work platform, one Scissor lift, one Lift work platform a mobile crane, a lattice boom crane, a forklift, an extendable Act concrete pipe pump system or the like. The device can stationary, with a drawn chassis or a self-propelled chassis be provided. Through the motion sensor in the area of the free end of the boom become pitching movements of the free end of the boom registered to the boom warehouse and communicated to the control. such Nodding movements are caused by various disturbance stimuli. Causes of the disturbance excitations can the boom method, i.e. for example, his raising up or extend, load changes on the boom, for example by Movements of operating personnel on a work platform, but also wind forces acting on the boom. The device registered the resulting pitching movements and notifies the control, for example, to an unsafe operating state of the device to point this out by automatically retracting the boom can be met. As a real countermeasure to unwanted movements the free end of the boom is only the acceleration of the boom limited during the procedure. However, this will result in a rapid positioning of the free end of the boom is naturally prevented.

Aus dem DE-GM 1 913 784 ist ein Gittermastkran bekannt, bei dem an einem sich am Boden abstützenden Unterbau eine Struktur gelagert ist, welche im wesentlichen aus einem vertikalen Mast und einem horizontalen Ausleger besteht. Der Ausleger ist über ein Gelenk an dem Mast gelagert, um das er über ein von einer Seilwinde am Unterbau gezogenes Abspannseil in seine horizontale Betriebsstellung auf richtbar ist. An dem Ausleger ist ein nach dem Prinzip einer Wasserwaage arbeitender Impulsgeber angeordnet, der während des Betriebs des Gittermastkrans die Seilwinde am Unterbau so steuert, daß der Ausleger bereits bei geringer Abweichung von seiner horizontalen Lage wieder in die Horizontale pendelt.From the DE-GM 1 913 784 a lattice boom crane is known in which a structure is mounted on a substructure supported on the ground, which structure consists essentially of a vertical mast and a horizontal jib. The boom is mounted on the mast via a joint, around which it can be directed into its horizontal operating position by means of a guy rope pulled by a winch on the substructure. On the boom, a pulse generator working on the principle of a spirit level is arranged, which controls the cable winch on the substructure during the operation of the lattice boom crane so that the boom swings back into the horizontal even with a slight deviation from its horizontal position.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufzuzeigen, bei der sich als Nickbewegungen des Auslegers bemerkbar machende Schwingungen unterdrückbar sind, wobei die hierfür eingesetzten technischen Maßnahmen bei bestehenden Systemen nachrüstbar sind.The invention is therefore the object based on a device with the features of the preamble of To show claim 1, in which the pitching movements of the Cantilever noticeable vibrations can be suppressed, whereby the for this technical measures used can be retrofitted to existing systems are.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by Features of claim 1 solved.

Bei dem Gelenk der neuen Vorrichtung zwischen dem Unterbau und dem Auslegerlager handelt es sich nicht um ein Gelenk, um das der Ausleger auf richtbar ist. Ein solches Gelenk ist ggf. im Bereich des Auslegerlagers vorgesehen. Das erfindungsgemäße zusätzliche Gelenk erlaubt ein Verschenken des Auslegerlagers um die Schwenkachse herum nur über einen sehr kleinen begrenzten Winkelbereich. Hierfür ist der mindestens eine Aktuator vorgesehen, der an dem Unterbau einerseits und dem Auslegerlager andererseits angreift. Jeder Aktuator wird von der Steuerung angesteuert, um die Nickbewegungen des freien Endes des Auslegers aktiv zu unterdrücken. Dabei sind sehr kleine Auslenkungen der Aktuatoren völlig ausreichend, da der Ausleger als Übertragungsstrecke der Auslenkungen um das Gelenk als starke Übersetzung wirkt. Das heißt, Nickbewegungen im Dezimeterbereich kann mit Bewegungen im Millimeter- und Submillimeterbereich begegnet werden. Der Algorithmus, mit dem die Steuerung jeden Aktuator in Abhängigkeit von dem Bewegungssignal des Bewegungssensors ansteuert, muß die Übertragungsstrecke zwischen dem Aktuator und dem freien Ende des Auslegers berücksichtigen. Hierzu muß die Übertragungsstrecke selbst aber nicht genauer bekannt sein. Vielmehr ist auch eine adaptive Anpassung der Steuerung an die jeweilige Übertragungsstrecke in den einzelnen Stellungen des Auslegers nach einem Trial-and-Error-Verfahren möglich. Das zusätzliche Gelenk zwischen dem Unterbau und dem Auslegerlager kann zusammen mit den parallel geschalteten Aktuatoren auch als Drehmomentschnittstelle zwischen dem Unterbau und dem Auslegerlager bezeichnet werden, mit der gezielt Gegendrehmomente zu den Nickbewegungen des freien Endes des Auslegers um das Ausleger- lager erzeugt werden. Diese Drehmomentschnittstelle kann in bestehende Systeme problemlos unterhalb des Auslegerlagers integriert werden. Auch ein nachträgliches Anbringen bei einer existierenden Vorrichtung ist möglich, wenn auch mit etwas größerem Aufwand verbunden. Die passive Sicherheit der Vorrichtung wird durch das erfindungsgemäße Gelenk nicht beeinträchtigt, da die Schwenkwinkel nur sehr klein sind und Aktuatoren mit einer sehr hohen Eigensteifigkeit für die Betätigung des Gelenks verwendet werden können.At the hinge of the new device it is not between the substructure and the jib store around a joint around which the boom can be straightened. Such one The joint may be provided in the area of the boom bearing. The additional according to the invention Articulation allows the boom bearing to be given away around the swivel axis around just over a very small limited angular range. For this is the at least one actuator is provided on the one hand on the substructure and attacks the boom warehouse on the other. Every actuator will controlled by the controller to the pitching movements of the free To actively suppress the end of the boom. There are very small ones Deflections of the actuators completely sufficient because the boom is the transmission path of the deflections around the joint as a strong translation acts. This means, Pitch movements in the decimeter range can be combined with movements in the millimeter and sub-millimeter range can be met. The algorithm with which the control of each actuator depending on the movement signal of the Controlled motion sensor, the transmission path between the actuator and the free end of the boom. To do this, the transmission link itself but not exactly known. Rather, it is also adaptive Adaptation of the control to the respective transmission path in the individual The boom can be positioned using a trial-and-error procedure. The additional The hinge between the substructure and the boom bearing can be together with the actuators connected in parallel also as a torque interface between the substructure and the cantilever bearing are designated with the targeted counter torques to the pitching movements of the free end of the Boom around the boom warehouse be generated. This torque interface can be used in existing Systems can be easily integrated below the boom warehouse. Also an afterthought Attachment to an existing device is possible if even with a little more effort connected. The passive safety of the device is ensured by the joint according to the invention not affected because the swivel angle is very small and actuators with one very high rigidity for the actuation of the joint can be used.

Insbesondere betrifft die Erfindung Vorrichtungen, bei denen der Ausleger gegenüber dem Auslegerlager um eine Aufrichtachse auf richtbar ist. Dabei ist die Schwenkachse des Gelenks zwischen dem Auslegerlager und dem Unterbau dann parallel zu der Aufrichtachse angeordnet. Typische konkrete Fälle sind Gelenk-Teleskop-Arbeitsbühnen und dgl.In particular, the invention relates Devices in which the boom is one Raising axis can be straightened. Here is the pivot axis of the joint between the boom warehouse and the substructure then parallel to the Erecting axis arranged. Typical concrete cases are articulated telescopic work platforms and like.

Auf beiden Seiten der Schwenkachse des Gelenks kann mindestens ein Aktuator zwischen dem Auslegerlager und dem Unterbau vorgesehen sein. Es ist auch möglich, nur mit einem einzigen Aktuator auf einer Seite des Gelenks auszukommen, wenn der Aktuator sowohl in Zug- als auch in Druckrichtung oder gegen ein elastisches Gegenelement arbeitet.At least one actuator can be located on both sides of the pivot axis of the joint the boom storage and the substructure. It is also possible to get by with only one actuator on one side of the joint if the actuator works in both the pulling and pushing directions or against an elastic counter element.

Das Gelenk bei der neuen Vorrichtung muß nicht zwingend echte Drehlager aufweisen. Es ist auch möglich, das Gelenk als Festkörpergelenk auszubilden, wobei ein Teil des Festkörpergelenks gezielt verbogen wird um die gewünschte Schwenkbewegung in kleinem Rahmen zu ermöglichen.The joint in the new device does not have to necessarily have real pivot bearings. It is also possible that Joint as a solid body joint form, with part of the solid-state joint deliberately bent will be around the one you want To enable swivel movement in a small frame.

Konkret kann das Festkörpergelenk von einem I-Profil oder einem doppelt konkaven Profil ausgebildet werden , wobei der mittlere Balken des I-Profils bzw. der schwächste Bereich des konkaven Profils auf Biegung beansprucht wird.Specifically, the solid-state joint formed by an I-profile or a double concave profile with the middle bar of the I-profile or the weakest area of the concave profile is subjected to bending.

Der kleine begrenzte Winkelbereich des Gelenks, in dem eine Schwenkbewegung zwischen dem Unterbau und dem Auslegerlager ermöglicht wird, kann durch Anschläge begrenzt sein, die die passive Sicherheit der Vorrichtung erhöhen. In jedem Fall ist der Winkelbereich der durch das Gelenk ermöglichten Schwenkbewegung typischerweise kleiner als +/- 1°.The small limited angular range of the joint, in which a swiveling movement between the substructure and the boom warehouse can, through attacks be limited, which increase the passive safety of the device. In In any case, the angular range is that made possible by the joint Swivel movement typically less than +/- 1 °.

Der Unterbau der Vorrichtung kann ein Fahrwerk zum Verfahren der Vorrichtung aufweisen. Dabei kann das Fahrwerk zum Boden hin durch ausfahrbare Stützen starr überbrückbar sein, um eine möglichst starre Anbindung des Unterbaus an den Boden für den Betrieb des Auslegers zu erreichen.The base of the device can have a chassis for moving the device. It can the undercarriage can be rigidly bridged to the ground by means of extendable supports, in order to achieve rigid connection of the substructure to the ground for the operation of the boom to reach.

Jeder Aktuator zwischen dem Unterbau und dem Auslegerlager kann ein Hydraulikzylinder oder ein Piezoaktuator sein. Die kleinen Wege, die jeder Aktuator bei der Erfindung zu überbrücken hat, sind ideale Voraussetzungen eines Piezoaktuators, wenn eine Zugbelastung des zugrundeliegenden Piezokristalls vermieden werden kann. Hydraulische Aktuatoren werden unter dem Gesichtspunkt bevorzugt, daß eine hydraulische Anlage bei den meisten gattungsgemäßen Vorrichtungen vorhanden ist, die für die Aktuatoren genutzt werden kann. Die Reaktionszeit eines Hydraulikzylinders auf eine Ansteuerung ist um ein vielfaches länger als diejenige eines Piezoaktuators, die relevanten Nickbewegungen des Auslegers liegen jedoch im Bereich von typischerweise unter 15 Hz, insbesondere unterhalb 1 Hz. In diesem Bereich kann auch ein Hydraulikzylinder ausreichend schnell angesteuert werden.Every actuator between the substructure and the boom bearing can be a hydraulic cylinder or a piezo actuator his. The small paths that each actuator has to bridge in the invention are ideal conditions of a piezo actuator when a tensile load of the underlying piezo crystal can be avoided. hydraulic Actuators are preferred from the standpoint that hydraulic Plant available with most generic devices is that for the Actuators can be used. The response time of a hydraulic cylinder activation is many times longer than that of a piezo actuator, the relevant pitching movements of the boom are in the range typically below 15 Hz, especially below 1 Hz. In A hydraulic cylinder can also move sufficiently fast in this area can be controlled.

Zusätzlich zu dem Bewegungssensor für die Nickbewegungen kann zumindest im Bereich des freien Endes des Auslegers mindestens ein ein Bewegungssignal abgebender Bewegungssensor vorgesehen sein, um horizontale Drehbewegungen des freien Endes des Auslegers um das Auslegerlager zu registrieren und der Steuerung mitzuteilen. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung besteht dann darin, daß ein horizontaler Drehkranz mit dem Gelenk in Reihe geschaltet ist, den die Steuerung in Abhängigkeit des Bewegungssignals des zusätzlichen Bewegungssensors ansteuert, um die horizontalen Drehbewegungen des freien Endes des Auslegers um das Auslegerlager aktiv zu unterdrücken. Der von der Erfindung genutzte Drehkranz ist vorteilhafter Weise nicht ein zusätzlicher Drehkranz sondern ein unterhalb des Auslegerlagers und insbesondere auch unterhalb des erfindungsgemäßen Gelenks angeordneter Drehkranz, der sowieso zum Verschwenken des Auslegers um eine vertikale Achse vorgesehen ist.In addition to the motion sensor for the pitching movements can at least in the area of the free end of the boom a motion sensor emitting a motion signal may be provided, around horizontal rotary movements of the free end of the boom register the boom storage and notify the control system. The configuration according to the invention then consists in the fact that a horizontal slewing ring is connected in series with the joint the control depending the motion signal of the additional Motion sensor controls the horizontal rotary movements of the free end of the boom to actively suppress the boom bearing. The The slewing ring used by the invention is advantageously not an additional Slewing ring but one below the boom bearing and in particular also below the joint according to the invention arranged turntable, which anyway for pivoting the boom is provided around a vertical axis.

In diesem Zusammenhang ist bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Drehkranz auch zum Verschenken des Auslegers über große Winkel vorgesehen, wofür ein gemeinsamer, insbesondere hydraulischer Antrieb vorgesehen ist. Das heißt, ein einziger hydraulischer Antrieb wird genutzt, um den gesamten Ausleger über große Winkel zu verschwenken und um ungewollte schwingungsartige Drehbewegungen des Auslegers um eine vertikale Achse aktiv zu unterdrücken. Es ist aber auch möglich, für diese beiden Zwecke zwei getrennte Antriebe vorzusehen, die über den Drehkranz gegeneinander verspannt sein können, um zwischen den Antrieben und dem Drehkranz jegliches Spiel zu beseitigen.In this context, the preferred embodiment the invention of the slewing ring also for giving away the boom over large angles provided for what a common, in particular hydraulic drive is provided. The is called, a single hydraulic drive is used to power the entire Cantilever over size Swivel angle and unwanted vibrational rotary movements of the boom to actively suppress a vertical axis. It is also possible for this two purposes to provide two separate drives, which over the Slewing ring can be braced against each other between the drives and to eliminate any play from the slewing ring.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigt:The invention is illustrated below of embodiments explained in more detail and described. It shows:

1 eine die wesentlichen Teile der Erfindung ausbildende Drehmomentschnittstelle in einer ersten Ausführungsform in einer ersten Ansicht, 1 a torque interface forming the essential parts of the invention in a first embodiment in a first view,

2 die Drehmomentschnittstelle 2 in einer zu 1 senkrechten Ansicht, 2 the torque interface 2 in one too 1 vertical view,

3 eine zweite Ausführungsform der Drehmomentschnittstelle in einer 1 entsprechenden Ansicht, 3 a second embodiment of the torque interface in one 1 corresponding view,

4 die Drehmomentschnittstelle gemäß 3 in einer 2 entsprechenden Ansicht, 4 the torque interface according to 3 in a 2 corresponding view,

5 eine dritte Ausführungsform der Drehmomentschnittstelle in einer 1 entsprechenden Ansicht, 5 a third embodiment of the torque interface in one 1 corresponding view,

6 die Drehmomentschnittstelle gemäß 5 in einer 2 entsprechenden Ansicht, 6 the torque interface according to 5 in a 2 corresponding view,

7 eine vierte Ausführungsform der Drehmomentschnittstelle in einer 1 entsprechenden Ansicht, 7 a fourth embodiment of the torque interface in one 1 corresponding view,

8 die Drehmomentschnittstelle gemäß 7 in einer 2 entsprechenden Ansicht, 8th the torque interface according to 7 in a 2 corresponding view,

9 eine fünfte Ausführungsform der Drehmomentschnittstelle in einer 1 entsprechenden Ansicht, 9 a fifth embodiment of the torque interface in one 1 corresponding view,

10 die Drehmomentschnittstelle gemäß 9 in einer 2 entsprechenden Ansicht, 10 the torque interface according to 9 in a 2 corresponding view,

11 eine weitere Ausführungsform der Drehmomentschnittstelle in einer 1 entsprechenden Ansicht, 11 a further embodiment of the torque interface in one 1 corresponding view,

12 die Drehmomentschnittstelle gemäß 11 in einer 12 the torque interface according to 11 in a

2 entsprechenden Ansicht, 2 corresponding view,

13 einen Autokran als erste Ausführungsform der neuen Vorrichtung, 13 a mobile crane as the first embodiment of the new device,

14 eine Gelenk-Teleskop-Arbeitsbühne als zweite Ausführungsform der neuen Erfindung, 14 an articulated telescopic work platform as the second embodiment of the new invention,

15 eine Beton-Rohrpumpen-Vorrichtung als dritte Ausführungsform der neuen Vorrichtung, 15 a concrete pipe pump device as a third embodiment of the new device,

16 einen Gittermastkran als vierte Ausführungsform der neuen Vorrichtung, 16 a lattice boom crane as the fourth embodiment of the new device,

17 ein Detail des Gittermastkrans gemäß 16 und 17 a detail of the lattice boom crane according to 16 and

18 einen Gabelstapler als weitere Ausführungsform der neuen Vorrichtung. 18 a forklift as a further embodiment of the new device.

Die in 1 dargestellte Drehmomentschnittstelle 1 weist zwischen einem Unterbau 2 und einem Auslegerlager 3, das hier nicht näher spezifiziert ist, ein Gelenk 4 und einen Drehkranz 5 auf. Unter Berücksichtigung des eingezeichneten Koordinatensystems x, y, z weist das Gelenk 4 eine horizontal ausgerichtete und in Richtung der z-Achse verlaufende Schwenkachse 6 auf. Die Schwenkachse 6 ermöglicht ein Verschwenken des Auslegerlagers 3 in Richtung des Doppelpfeils 7. Hierzu ist ein Aktuator 8 parallel zu dem Gelenk 4 zwischen dem Unterbau 2 und dem Auslegerlager 3 vorgesehen. Auf der dem Aktuator 8 gegenüberliegenden Seite des Gelenks 4 ist ein Anschlag 9 vorgesehen, der den Winkelbereich, in dem das Auslegerlager 3 gegenüber dem Unterbau 2 verschwenkbar ist, begrenzt. Das Gelenk 4 ist also keinesfalls dazu vorgesehen, einen hier nicht dargestellten Ausleger mit dem Auslegerlager 3 aufzurichten. Der von dem Aktuator 8 abgedeckte Schwenkbereich des Auslegerlagers 3 beträgt vielmehr typischerweise weniger als +/- 1°. Der Drehkranz 5 ermöglicht ein Verdrehen des Auslegerlagers 3 gegenüber dem Unterbau 2 in Richtung des Doppelpfeils 17 um die vertikale x-Achse. Hierzu ist ein Antrieb 10 vorgesehen, der mit einem Zahnrad 11 in einen Zahnkranz 12 des Drehkranzes 5 eingreift. Der hier nur symbolisch angedeutete Antrieb 10 ist zum Verdrehen des Auslegerlagers 3 sowohl um große Drehwinkel als auch um sehr kleine Drehwinkel vorgesehen. Mit der Verdrehung des Zahnkranzes 12 um sehr kleine Winkel um die x-Achse können Drehschwingungen des hier nicht dargestellten Auslegers um die vertikale x-Achse aktiv unterdrückt werden. Hierfür ist an dem Ausleger ein Bewegungssensor 13 vorgesehen, der die Drehbewegungen des freien Endes des Auslegers um die x-Achse registriert. Der Bewegungssensor 13 kann ein Beschleunigungssensor sein. Der Bewegungssensor 13 gibt ein Bewegungssignal 14 an eine Steuerung 15 ab, die in Abhängigkeit von dem Bewegungssignal 14 den Antrieb 10 für den Drehkranz 5 über ein Ansteuersignal 16 ansteuert. Die Ansteuerung erfolgt dabei so, daß die von dem Bewegungssensor 13 registrierten Drehschwingungen um die x-Achse gegen null geführt werden. Ungewollte Nickbewegungen des Auslegers um die z-Achse werden von einem Bewegungssensor 18 am freien Ende des Auslegers registriert, der ein Bewegungssignal 19 an die Steuerung 15 abgibt. In Abhängigkeit von diesem Bewegungssignal 19 übt die Steuerung 15 ein Ansteuersignal 20 für den Aktuator 8 aus. Die Längenveränderungen des Aktuators 8 und die resultierenden Bewegungen des Auslegerlagers 3 unterdrücken aktiv die ungewollten Nickbewegungen des Auslegers um die z-Achse, die senkrecht zu seiner Haupterstreckungsrichtung verläuft.In the 1 torque interface shown 1 points between a substructure 2 and a boom warehouse 3 , which is not specified here, a joint 4 and a slewing ring 5 on. Taking the coordinate system x, y, z into account, the joint points 4 a horizontally aligned swivel axis running in the direction of the z-axis 6 on. The pivot axis 6 enables the boom bearing to be pivoted 3 in the direction of the double arrow 7 , There is an actuator for this 8th parallel to the joint 4 between the substructure 2 and the boom warehouse 3 intended. On the the actuator 8th opposite side of the joint 4 is a stop 9 provided the the angular range in which the boom bearing 3 towards the substructure 2 is pivotable, limited. The joint 4 is therefore in no way intended to have a boom, not shown here, with the boom bearing 3 raise. The one from the actuator 8th covered swivel range of the boom bearing 3 rather is typically less than +/- 1 °. The slewing ring 5 enables the boom bearing to be rotated 3 towards the substructure 2 in the direction of the double arrow 17 around the vertical x-axis. There is a drive for this 10 provided the one with a gear 11 in a ring gear 12 of the slewing ring 5 intervenes. The drive shown here only symbolically 10 is for turning the boom bearing 3 provided both for large angles of rotation and for very small angles of rotation. With the rotation of the ring gear 12 by very small angles around the x-axis, torsional vibrations of the boom, not shown here, about the vertical x-axis can be actively suppressed. For this there is a motion sensor on the boom 13 provided that registers the rotational movements of the free end of the boom about the x-axis. The motion sensor 13 can be an acceleration sensor. The motion sensor 13 gives a motion signal 14 to a controller 15 depending on the motion signal 14 the drive 10 for the slewing ring 5 via a control signal 16 controls. The control is carried out so that the movement sensor 13 registered torsional vibrations around the x-axis are guided towards zero. A movement sensor detects unintentional pitching movements of the boom around the z axis 18 registered at the free end of the boom, which is a motion signal 19 to the controller 15 emits. Depending on this movement signal 19 exercises control 15 a control signal 20 for the actuator 8th out. The changes in length of the actuator 8th and the resulting movements of the boom warehouse 3 actively suppress the unwanted pitching movements of the boom around the z-axis, which is perpendicular to its main direction of extension.

Aus 2, bei der die Anordnung der Bewegungssensoren 13 und 18 und der Steuerung 15 nicht dargestellt ist, geht hervor, daß bei der Drehmomentschnittstelle 1 in der Ausführungsform gemäß den 1 und 2 auf der einen Seite des Gelenks 4 ein einzelner Aktuator vorgesehen ist, dem zwei Anschläge 9 auf der anderen Seite des Gelenks 4 zugeordnet sind.Out 2 , where the arrangement of the motion sensors 13 and 18 and control 15 is not shown, it can be seen that the torque interface 1 in the embodiment according to the 1 and 2 on one side of the joint 4 a single actuator is provided, the two stops 9 on the other side of the joint 4 assigned.

Auch in den 3 bis 12 ist die Steuerung 15 mit den zugeordneten Bewegungssensoren 13 und 18 nicht dargestellt. In der in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsform der Drehmomentschnittstelle sind statt der Anschläge 9 bei der Ausführungsform gemäß den 1 und 2 elastische Elemente 20' vorgesehen, die nicht nur eine Gegenkraft zu dem Aktuator 8 ausüben, sondern diesen unter Vorspannung setzen. Auf diese Weise ist der Aktuator besonders günstig als Piezoaktuator oder als einseitig wirkender Hydraulikzylinder auszubilden.Even in the 3 to 12 is the control 15 with the assigned motion sensors 13 and 18 not shown. In the in the 3 and 4 illustrated embodiment of the torque interface are instead of the stops 9 in the embodiment according to the 1 and 2 elastic elements 20 ' provided that not only a counterforce to the actuator 8th exercise, but put it under tension. In this way, the actuator is particularly inexpensive to design as a piezo actuator or as a single-acting hydraulic cylinder.

Bei der Ausführungsform gemäß den 5 und 6 ist auf jeder Seite des Gelenks 4 ein Aktuator 8 vorgesehen. Das heißt, die Aktuatoren 8 sind gegeneinander geschaltet. Dabei können die Aktuatoren jeweils einfach wirkend sein.In the embodiment according to the 5 and 6 is on each side of the joint 4 an actuator 8th intended. That is, the actuators 8th are switched against each other. The actuators can each be single-acting.

Bei der Ausführungsform gemäß den 7 und 8 ist auf der in 7 rechten Seite des Gelenks 4 ein Paar von Aktuatoren 8 angeordnet, während sich auf der gegenüberliegenden Seite nur ein einzelner Aktuator befindet. Dies trägt einer statischen Lastverteilung des Auslegerlagers 3 Rechnung, die nicht symmetrisch zu einer vertikalen Ebene durch die Schwenkachse 6 ist, sondern die Last im wesentlichen auf der rechten Seite des Gelenks 4 aufweist.In the embodiment according to the 7 and 8th is on the in 7 right side of the joint 4 a pair of actuators 8th arranged, while there is only a single actuator on the opposite side. This carries a static load distribution of the boom warehouse 3 Bill that is not symmetrical to a vertical plane through the pan axis 6 but the load is essentially on the right side of the joint 4 having.

Die 9 und 10 zeigen wieder eine symmetrische Anordnung von Aktuatoren 8 auf beiden Seiten des Gelenks 4, wobei jeweils ein Paar von Aktuatoren auf jeder Seite vorgesehen ist.The 9 and 10 again show a symmetrical arrangement of actuators 8th on both sides of the joint 4 , with a pair of actuators on each side.

Die Ausführungsform der Drehmomentschnittstelle gemäß den 11 und 12 unterscheidet sich von derjenigen gemäß den 9 und 10 dahingehend, daß das Gelenk 4 nicht mehrteilig sondern als Festkörpergelenk 21 ausgebildet ist. Das Festkörpergelenk 21 besteht hier aus einem I-förmigen Profil 22, dessen mittlerer Balken 23 von den einander paarweise gegenüberliegenden Aktuatoren 8 so verbogen wird, daß sich zwischen dem Unterbau 2 und dem Auslegerlager 3 die wirksame Schwenkachse 6 ergibt. Das I-förmige Profil 22 läßt eine Verschwenkung des Auslegerlagers 3 gegenüber dem Unterbau 2 in dem erforderlichen kleinen Winkelbereich zu. Gleichzeitig ist es als Festkörpergelenk 21 verglichen mit jedem mehrteiligen Gelenk konstruktiv ausgesprochen einfach und damit kosten- und wartungsgünstig aufgebaut. Statt des I-förmigen Profils 22 kann das Festkörpergelenk 21 auch durch jedes andere einstückige Bauteil ausgebildet sein, das einen definierten Biegebereich zwischen Anlageflächen für den Unterbau 2 und das Auslegerlager 3 aufweist.The embodiment of the torque interface according to the 11 and 12 differs from that according to the 9 and 10 in that the joint 4 not in several parts but as a solid body joint 21 is trained. The solid-state joint 21 here consists of an I-shaped profile 22 whose middle bar 23 from the actuators opposite each other in pairs 8th is so bent that there is between the substructure 2 and the boom warehouse 3 the effective swivel axis 6 results. The I-shaped profile 22 leaves a pivoting of the boom warehouse 3 towards the substructure 2 in the required small angular range. At the same time it is a solid body joint 21 Compared to any multi-part joint, it is extremely simple in terms of construction and therefore inexpensive and easy to maintain. Instead of the I-shaped profile 22 can the solid-state joint 21 also through each whose one-piece component can be formed, which has a defined bending area between contact surfaces for the substructure 2 and the boom warehouse 3 having.

13 zeigt einen Autokran 24 als konkrete Ausführungsform einer Vorrichtung 25, bei der die Drehmomentschnittstelle 1 gemäß einer der 1 bis 12 zwischen dem Unterbau 2 und dem Auslegerlager 3 eines Auslegers 26 angeordnet ist. Der Ausleger 26 ist hier ein gegenüber dem Auslegerlager 3 auf richtbarer und teleskopierbarer Mast 27, an dessen freiem Ende ein Kranhaken 28 aufgehängt ist . An dem freien Ende des Masts 27 befinden sich auch die Bewegungssensoren 13 und 18. Durch Ansteuerung der Drehmomentschnittstelle 1 aufgrund der Bewegungssignale der Bewegungssensoren 13 und 18 wird das freie Ende des Masts 27 ruhig gehalten. Hierzu ist es bevorzugt, wenn der ein Fahrwerk 29 aufweisende Unterbau sich über Ausfahrbare Stützen 30 direkt und damit starr am Boden 31 abstützt. 13 shows a truck crane 24 as a concrete embodiment of a device 25 where the torque interface 1 according to one of the 1 to 12 between the substructure 2 and the boom warehouse 3 a boom 26 is arranged. The boom 26 here is one opposite the boom warehouse 3 on adjustable and telescopic mast 27 with a crane hook at its free end 28 is hung. At the free end of the mast 27 there are also the motion sensors 13 and 18 , By controlling the torque interface 1 based on the motion signals from the motion sensors 13 and 18 becomes the free end of the mast 27 kept calm. For this purpose, it is preferred if the undercarriage 29 the substructure has extendable supports 30 direct and therefore rigid on the ground 31 supported.

Die in 14 dargestellte Gelenk-Teleskop-Arbeitsbühne 32 als weitere konkrete Ausführungsform der Vorrichtung 25 weist auch ein selbstfahrendes Fahrwerk 29 auf. Der Ausleger 26 ist hier teleskopier- und faltbar und trägt an seinem freien Ende eine Arbeitsbühne 33, an der die Sensoren 13 und 18 angeordnet sind. Die aktive Ansteuerung der Drehmomentschnittstelle 1 dient hier insbesondere dazu, die Hubarbeitsbühne 33 unabhängig von Bewegungen des darin angeordneten Personals oder einer Lastaufnahme auch gegenüber angefahrenen Objekten ruhig zu halten.In the 14 Articulated telescopic work platform shown 32 as a further specific embodiment of the device 25 also features a self-propelled chassis 29 on. The boom 26 is telescopic and foldable here and carries a work platform at its free end 33 on which the sensors 13 and 18 are arranged. The active control of the torque interface 1 serves here, in particular, the aerial work platform 33 to keep calm even against objects that are approached, regardless of the movements of the personnel or a load pick-up.

15 zeigt als weitere konkrete Ausführungsform der Vorrichtung 25 eine Beton-Rohrpumpen-Vorrichtung 34, die auf einem Lastkraftwagen 35 montiert ist. Die Beton-Rohrpumpen-Vorrichtung 34 weist einen zusammenfaltbaren Ausleger 26 auf, an dessen freien Ende flüssiger Beton austritt. Um dieses freie Ende bei der Abgabe von flüssigem Beton ruhig zu halten, ist die Drehmomentschnittstelle 1 zwischen dem Unterbau 2 und dem Auslegerlager 3 vorgesehen. Die Bewegungssensoren 13 und 18 sind an dem freien Ende des Auslegers 26 angeordnet. 15 shows as a further concrete embodiment of the device 25 a concrete pipe pump device 34 on a truck 35 is mounted. The concrete pipe pump device 34 has a foldable boom 26 at the free end of which liquid concrete emerges. The torque interface is used to keep this free end steady when dispensing liquid concrete 1 between the substructure 2 and the boom warehouse 3 intended. The motion sensors 13 and 18 are at the free end of the boom 26 arranged.

Der in 16 und 17 dargestellte Gitterkran 36 ist eine weitere konkrete Ausführungsform der Vorrichtung 26. Der Gitterkran weist im Anschluß an einen vertikalen Mast 37 den horizontalen Ausleger 26 auf, an den ein Aufhängepunkt 38 für einen Kranhaken 28 verfahrbar gelagert ist. Im Bereich des freien Endes des Auslegers 26 sind die Bewegungssensoren 13 und 18 angeordnet. Die Drehmomentschnittstelle 1 ist zwischen dem hier stationären Unterbau 2 und dem Auslegerlager 3 angeordnet. Die aktive Ansteuerung der Drehmomentschnittstelle 1 hält das freie Ende des Auslegers 26 ruhig, auch wenn Lasten an den Kranhaken 28 angehängt oder von diesen abgenommen werden oder der Aufhängepunkt 38 entlang des Auslegers 26 verfahren wird.The in 16 and 17 lattice crane shown 36 is another concrete embodiment of the device 26 , The lattice crane has a vertical mast 37 the horizontal boom 26 to which a suspension point 38 for a crane hook 28 is movably mounted. In the area of the free end of the boom 26 are the motion sensors 13 and 18 arranged. The torque interface 1 is between the stationary substructure here 2 and the boom warehouse 3 arranged. The active control of the torque interface 1 holds the free end of the boom 26 quiet, even when loads are on the crane hook 28 attached or detached from them or the suspension point 38 along the boom 26 is proceeded.

Die in 18 dargestellte weitere Ausführungsform der Vorrichtung 26 ist ein Gabelstapler 39. Im Gegensatz zu allen bisherigen Ausführungsformen weist der Gabelstapler 39 keinen Drehkranz zwischen seinem Unterbau 2 mit dem selbstfahrenden Fahrwerk 29 und seiner Gabel 40 auf. Entsprechend besteht die Drehmomentschnittstelle 1 nur aus dem Gelenk 4 gemäß den 1 bis 12. Die Schnittstelle 1 ist hier zwischen einer Schienenanordnung 41 für die vertikale Führung der Gabel 40 und dem Unterbau 2 angeordnet und verkippt die Schienenanordnung 41 als Auslegerlager 3 der Gabel 40 um eine quer zur Fahrtrichtung des Gabelstaplers 39 verlaufende horizontale Achse. So werden Nickbewegungen der Gabel 40 auch bei weit angehobener und hoch belasteter Gabel 40 aktiv unterdrückt. Hierdurch wird die erreichbare Positioniergenauigkeit der Gabel 40 erheblich gesteigert.In the 18 illustrated further embodiment of the device 26 is a forklift 39 , In contrast to all previous embodiments, the forklift has 39 no slewing ring between its substructure 2 with the self-propelled chassis 29 and his fork 40 on. The torque interface exists accordingly 1 only from the joint 4 according to the 1 to 12 , the interface 1 is here between a rail arrangement 41 for the vertical guidance of the fork 40 and the substructure 2 arranged and tilted the rail assembly 41 as a boom warehouse 3 the fork 40 around a cross to the direction of travel of the forklift 39 horizontal axis. This is how the fork's pitching movements 40 even with the fork raised and heavily loaded 40 actively suppressed. As a result, the achievable positioning accuracy of the fork 40 significantly increased.

Claims

Device with a substructure supported on the floor ( 2 ), with one on the substructure ( 2 ) arranged boom bearings ( 3 ) for a structure with a movable boom ( 26 ) and with one the method of the boom ( 26 ) monitoring control ( 15 ), at least in the area of the free end of the boom ( 26 ) at least one motion signal ( 19 ) emitting motion sensor ( 18 ) is provided to pitch the free end of the boom ( 26 ) around the boom warehouse ( 3 ) and the controller ( 15 ), characterized in that between the substructure ( 2 ) and the boom warehouse ( 3 ) a joint ( 4 ) with a horizontal and transverse to the main direction of extension of the boom ( 26 ) swiveling axis ( 6 ) is formed, which around the pivot axis ( 6 ) swiveling the boom bearing around ( 3 ) compared to the substructure ( 2 ) over a small limited angular range, and that over the joint ( 4 ) at least one actuator ( 8th ) on the substructure ( 2 ) on the one hand and the boom storage ( 3 ) attacks, on the other hand, with each actuator ( 8th ) between the substructure ( 2 ) and the boom warehouse ( 3 ) from the controller ( 15 ) depending on the movement signal ( 19 ) of the motion sensor ( 18 ) is controlled to the pitching movements of the free end of the boom ( 26 ) around the boom warehouse ( 3 ) actively suppress.

Device according to claim 1, characterized in that the boom ( 26 ) opposite the boom store ( 3 ) can be straightened around an upright axis, the swivel axis ( 6 ) of the joint ( 4 ) between the boom warehouse ( 3 ) and the substructure ( 2 ) runs parallel to the righting axis.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that on both sides of the pivot axis ( 6 ) of the joint ( 4 ) at least one actuator ( 8th ) between the boom warehouse ( 3 ) and the substructure ( 2 ) is provided.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the joint ( 4 ) as a solid-state joint ( 21 ) is trained.

Device according to claim 4, characterized in that the solid body joint ( 21 ) from an I profile ( 22 ) or a double concave profile. 6 .. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the small limited angular range of the joint ( 4 ) through stops ( 9 ) is limited.

'Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the substructure ( 2 ) a chassis ( 29 ) for moving the device ( 25 ) and that the undercarriage ( 29 ) to the floor with extendable supports ( 30 ) can be bridged rigidly.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that each actuator ( 8th ) between the substructure ( 2 ) and the boom warehouse ( 3 ) is a hydraulic cylinder or a piezo actuator.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that additionally at least in the region of the free end of the boom ( 26 ) at least one motion signal ( 14 ) emitting motion sensor ( 13 ) is provided to prevent horizontal rotary movements of the free end of the boom ( 26 ) around the boom warehouse ( 3 ) and the controller ( 15 ) and that a horizontal slewing ring ( 5 ) with the joint ( 4 ) is connected in series, which the control ( 15 ) depending on the movement signal ( 14 ) of the additional motion sensor ( 13 ) controls the horizontal rotary movements of the free end of the boom ( 26 ) around the boom warehouse ( 3 ) actively suppress.

Device according to claim 9, characterized in that the slewing ring ( 5 ) also for swiveling the boom ( 26 ) is provided over large angles, for which purpose a common, in particular hydraulic drive ( 10 ) is provided.

Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the small limited angular range of the joint ( 4 ) is less than +/- 1 °.