DE2947303A1

DE2947303A1 - Steuerungsvorrichtung fuer hebesystem

Info

Publication number: DE2947303A1
Application number: DE19792947303
Authority: DE
Inventors: Jan Ekman
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-12-15
Filing date: 1979-11-23
Publication date: 1980-07-03
Also published as: SE419211B; SE7812914L; US4252213A

Description

Jan Ekman no-em-lo

23. 11. 1979

Steuerungsvorrichtung für Hebesystem

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung von Hebesystemen, die wenigstens zwei hydraulische Zylinder mit erforderlichen Ventilen umfassen.

Hydraulische Hebesysteme für beispielsweise sog. sky-lifts und Baumaschinen sind im Prinzip oft aus Gelenkarmen und aus auf diese wirkenden Zylindern aufgebaut. Normalerweise wirkt ein Zylinder auf jeden Gelenkarm, und der Zylinder ist so angeordnet, daß er den Arm um einen Haltepunkt, beispielsweise an einem Ende des Armes schwenkt.

Hebesysteme sind oft aus Gelenkarmen zusammengesetzt, die an ihren Enden so angelenkt sind, daß ein erster Arm und ein auf diesen wirkender Zylinder an einem festen Punkt irgendeiner Form, beispielsweise einem Auto, befestigt werden. Ein zweiter Arm wird am freien Ende des ersten Armes befestigt, und ein auf den zweiten Arm wirkender zweiter Zylinder wird am ersten Arm befestigt, usw.

Im Anschluß an das freie Ende des letzten Gelenkarmes des Systemes wird eine Arbeitseinheit, beispielsweise ein zu bemannender Korb, eine Schaufel oder eine Ladeplattform angeordnet.

Systeme dieser Art werden heute so gesteuert, daß jeder Zylinder,

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und somit auch die Gelenke, gesondert mit Hilfe erforderlicher Ventile und Steuermitteln für diese gesteuert werden. Die Steuerung des Systemes auf diese Weise ist zeitraubend und in gewissem Maße auch unsicher und gefahrvoll, da sie schrittweise für jeden Zylinder in einer bestimmten Folge zwischen den Zylindern ausgeführt werden muß.

Von der Arbeitseinheit wird auch häufig verlangt, daß sie unabhängig davon, wie das übrige System verstellt wird oder wurde, eine bestimmte Lage einnehmen soll. Ein bemannter Korb beispielsweise darf nicht allzu stark geneigt werden, eine Ladefläche muß horizontal gehalten werden, usw.

Dieses Problem kann mit Hilfe von Parallelstreben gelöst werden, was jedoch bei Ausrüstung der hier in Betracht kommenden Art eine relativ teure Lösung ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung von hydraulischen Hebesystemen, bei der die genannten Probleme zu relativ niedrigen Kosten beseitigt sind.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung eines Hebesystemes, z.B. eines sog. sky-lifts, öiner Baumaschine o.dgl., das wenigstens einen Gelenkarm, eine arbeitende Einheit, z.B. eine Ladefläche o.dgl., hydraulische Zylinder, die auf diese wirken, erforderliche Ventile für die Zylinder sowie Mittel zur Steuerung genannter Ventile einschließt.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß lageabtastende Mittel angeordnet sind, zu einer Steuereinheit Istwerte abzugeben, die das Hebesystem geometrisch bestimmen, und eine Kontrolltafel angeordnet ist, zu genannter Steuereinheit Sollwerte abzugeben, und genannte Steuereinheit angeordnet ist, genannte Istwerte und genannte Sollwerte zu vergleichen und ■ Regelmittel für genannte Ventile so zu betätigen, daß genannte arbeitende Einheit veranlaßt wird, eine vorbestimmte Bewegung auszuführen.

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Die Erfindung betrifft somit eine

Vorrichtung zur Steuerung eines Hebesystemes, beispielsweise eines sog. sky-lifts, einer Baumaschone o.dgl., das wenigstens einen Gelenkarm (5,10,11), eine arbeitende Einheit (15), z.B. eine Ladefläche, hydraulische Zylinder (6,12-,13,16 ) zur Betätigung derselben (5,10,11,15), erforderliche Ventile für genannte Zylinder (6,12,13,16) sowie Mittel zur Steuerung genannter Ventile einschließt.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie lageabtastende Mittel (17,18) enthält, die angeordnet sind, zu einer Steuereinheit (19) Istwerte abzugeben, die das Hebesystem geometrisch bestimmen, sowie eine Kontrolltafel (20), die angeordnet ist, an die Steuereinheit (19) Sollwerte abzugeben.

Die Steuereinheit (19) ist angeordnet, Istwerte mit Sollwerten zu vergleichen und Regelmittel (22) für genannte Ventile so zu betätigen, daß genannte arbeitende Einheit (15) veranlaßt wird, eine vorbestimmte Bewegung auszuführen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Steuereinheit (19) aus einem sog. programmierbaren Mikrocomputer, der auf geeignete Weise programiert und angeordnet ist.

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Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf beigefügte Zeichnung beschrieben, in der

Fig. 1 eine Ausführungsform eines Hebesystemes zeigt, bei

dem die vorliegende Erfindung angewendet werden soll, Fig. 2 eine schematisch dargestellte Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Steuerung des Hebesystemes gemäß Fig. 1 zeigt.

In Fig. 1 deutet eine ganz durchgezogene Linie die Arbeitslage für das Hebesystem, und eine Strichpunktlinie deutet eine gedachte Ruhe- oder Transportlage an.

In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Sockel, an dem ein ein Hebesystem befestigt ist. Der Sockel 1 ist mittels einer auf geeignete Weise an der Unterfläche 3 des Sockels 1 befestigten vertikalen Welle 2 in einer horizontalen Ebene schwenkbar. Der Sockel 1 ist für Anbringung auf z.B. einem in Fig. 1 nicht gezeigten Fahrzeug vorgesehen.

Am Sockel 1 sind in bestimmtem Abstand voneinander ein Gelenkarm 5 und ein Hydraulikzylinder 6 mittels geeignet ausgebildeter Gelenke U so befestigt, daß der Gelenkarm 5 und der Zylinder 6 in einer vertikalen Ebene um die Gelenke 4 schwenkbar sind.

Die Kolbenstange 9 des Zylinders 6 ist mittels eines Gelenkes 7 geeigneter Art in bestimmtem Abstand vom oberen Ende 8 des Armes 5 in Fig. 1 befestigt. Der Zylinder 6 ist somit zum Arm 5 so angeordnet, daß der Arm 5 mit dem Zylinder 6 um das Gelenk U geschwenkt werden kann.

Vom oberen Ende 8 des Armes 5 sind weitere zwei Gelenkarme 10 und 11 mittels Gelenken am Arm 5 in Reihe angeordnet.

Ein Hydraulikzylinder 12 ist am Arm 5 und Arm 10 angelenkt und wirkt somit mit seiner Kolbenstange auf den Arm 10. Am Arm 10 und 11 ist ein Hydraulikzylinder 13 auf entsprechende Weise auf den Arm 11 wirkend angelenkt.

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Am freien Ende des Armes 11 ist an ihrem unteren Teil 14 eine arbeitende Einheit 15 befestigt, der hier als Beispiel die Form eines zu bemannenden Korbes gegeben ist. Auf eine der früheren Beschreibung entsprechende Weise ist zwischen dem Arm 11 und dem Korb 15 ein Hydraulikzylinder 16 angeordnet, der folglich auf den Korb 15 wirkt.

In Fig. 1 sind Ventile zur Steuerung der Zylinder 6,12,13,16 sowie Leitungen für Ölversorgung nicht eingezeichnet.

Jeder Zylinder 6,12,13,16 ist mit lageabtastenden Mitteln, Lagegebern 17,versehen, die die Einstellung jedes Zylinders angeben, d.h. die im Prinzip angeben, welche Lage die Kolbenstange in Beziehung zum ölenthaltenden Teil des Zylinders einnimmt. In Fig. 1 sind die Geber nur angedeutet. Das System von Gelenkarmen und Zylindern ist geometrisch bestimmt, was bedeutet, daß die Lage des Korbes 15 bekannt ist, wenn die Einstellungen der Zylinder 6,12,13,16 bekannt sind. Die Geber 17 sind angeordnet, auf geeignete Weise, z.B. in Form elektrischer Signale, Istwerte für Einstellung der Zylinder abzugeben. Bei einer alternativen Ausführungsform bestehen die lageabtastenden Mittel aus Winkelgebern 18, die im Anschluß an die Punkte, in denen die Gelenkarme 5,10,11 angelenkt sind, und an den Punkt, in dem der Korb 15 angelenkt ist, angeordnet sind. Mittels der Winkelgeber 18, die die Neigung der Arme 5,10,11 zu einer bestimmten Referenz angeben, kann aufgrund der geometrischen Bestimmtheit des Systemes Kenntnis über die Lage des Korbes 15 erhalten werden. Auch in diesem Fall sind die Geber angeordnet, Istwerte abzugeben.

In Fig. 2 bezeichnet 19 eine Steuereinheit, vorzugsweise einen sog. Mikrocomputer. 20 ist eine Kontrolltafel mit einer Anzahl Steuerkontrollen 21. 22 ist ein Regelmittel, und 23 ist ein der Steuereinheit 19 angepaßtes Gedächtnis.

Die in Fig. 2 schematisch dargestellten Lagegeber 17 sind angeordnet, über elektrische Leitungen 24 Istwerte für Einstellung der Zylinder an die Steuereinheit 19 abzugeben, in der

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die Istwerte behandelt werden.

Die Kontrolltafel 20 ist mit Steuerkontrollen 21 geeigneter Art versehen, die sich auf gewünschte Lageänderungen des Korbes 15 beziehen, die in Fig. 2 mit Pfeilen bezeichnet sind. Die gewünschten Lageänderungen sind hier als geradlinig vertikal, geradlinig horizontal, Drehung um die Welle 2 und Neigen des Korbes 15 angenommen. In Fig. 2 sind auch Steuerkontrollen 25 für spezielle Funktionen angedeutet. Die Kontrolltafel 20 ist vorgesehen, an die Steuereinheit 19 Sollwerte mit Information über gewünschte Lageänderungen abzugeben.

Die vorzugsweise aus einem Mikrocomputer bestehende Steuereinheit 19 ist so angeordnet und programmiert, daß sie auf bekannte Weise Istwerte mit Sollwerten vergleicht und Steuersignale an das Regelmittel 22 abgibt, das vorgesehen ist, mittels elektrischer Signale die Ventile zu betätigen, die die Einstellung der Zylinder 6,12,13,16 so steuern, daß die gewünschte Verstellung des Systemes erhalten wird.

Das Gedächtnis 23 ist der Steuereinheit 19 angepaßt und so angeordnet, daß von der Steuereinheit erzeugte Signale, die einer bestimmten Verstellung oder Einstellung des Hebesystemes entsprechen,im Gedächtnis registriert werden und auf Signal von der Kontrolltafel 20 wiederholt werden können.

Die Arbeitsweise der vorliegenden Vorrichtung zur Steuerung von Hebesystemen ist im wesentlichen aus Vorstehendem deutlich geworden. Eine gewünschte Verstellung des Systemes wird somit mittels Steuerkontrollen 21,15 an der Kontrolltafel 20 gewählt. Von der Kontrolltafel wird ein Sollwert in Form eines Signales zur Steuereinheit 19 überführt, in der die Sollwerte mit Istwerten verglichen werden, die die jeweilige Einstellung des Hebesystemes angeben. Die Istwerte stammen von Messungen von Gebern, die wie vorstehend beschrieben im Hebesystem angebracht sind. Von der Steuereinheit werden Signale mit Information auf der Basis genannter Vergleiche zum Regelmittel 22 übertragen, das die Ventile betätigt, die die Einstellung der Zylinder 6,12,13,16 steuern. _030027/0611

Durch Wahl einer geeigneten Steuereinheit, z.B. eines programmierbaren Mikrocomputers, wie in diesem Falle vorgezogen wurde, bestehen große Möglichkeiten, in das Steuerungssystem gewünschte und geeignete Funktionen einzuprogrammieren.

Der Mikrocomputer ist somit so programmiert, daß die arbeitende Einheit in vorbestimmten geradlinigen Bahnen, z.B. horizontal und vertikal, bewegt werden kann.

Der Mikrocomputer ist gem. der Ausführungsform auch so programmiert, daß die arbeitende Einheit stets einen bestimmten Winkel beispielsweise mit der Horizontalebene bildet, ungeachtet wie das Hebesystem im übrigen verstellt wird. Der Computer kann z.B. so programmiert werden, daß eine Ladefläche ungeachtet, wie sie bewegt wird, immer horizontal ist.

GemMß einer weiteren Ausführungsform ist der Computer so programmiert, daß feste Funktionen teilweise mit Hilfe des Gedächtnisses ausgeführt werden. Wenn das Hebesystem auf einem Fahrzeug montiert ist, wie es für Reparaturarbeiten über dem Erdboden eingesetzt wird, beispielsweise zum Auswechseln ausgedienter Straßenlampen, die alle auf gleicher Höhe über dem Erdboden sitzen, wird mit Hilfe des Gedächtnisses die Einstellung des Systemes, die bei Auswechseln der ersten Lampe von Hand erfolgt, gespeichert. Mit Hilfe einer speziellen Steuerkontrolle an der Kontrolltafel wird dann diese Einstellung rückgerufen und wiederaufgenommen, wenn die nächste Lampe nach Weiterbewegung des Fahrzeuges ausgewechselt werden soll.Wenn ein entsprechendes Hebesystem beispielsweise beim Putzen einer Anzahl symmetrisch angeordneter Fenster von der Fassadenseite eines Gebäudes eingesetzt wird, können die festen Schritte zwischen Fenster und Fensterreihen im Gedächtnis gespeichert und danach automatisch durchlaufen werden.

Es ist eine große Anzahl solcher Anwendungen denkbar.

Eine Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung bringt somit eine

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Lösung der mit der Steuerung von Hebesystemen der hier in Betracht kommenden Art verknüpften Probleme.

Beispielsweise entfällt die Notwendigkeit von Parallelstrebenkonstruktionen, die sehr teuer sind und zur Anwendung kommen» wenn ein Teil des Systemes einen bestimmten Winkel mit irgendeiner Referenz bilden soll, ungeachtet wie das System im übrigen verstellt wird. Ein Beispiel ist eine Ladefläche, die immer horizontal sein soll. In solchen Konstruktionen kann die Parallelstrebe vorteilhaft durch einen Zylinder ersetzt werden, wenn eine Vorrichtung gemäß der Erfindung angewendet wird.

Es sind natürlich mehrere abgewandelte Ausführungsformen einer Vorrichtung gemäß der Erfindung denkbar. Die Erfindung ist somit nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt anzusehen, sondern kann eeee / eändert werden.

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Claims

PATENTANWÄLTE Tan R. n H. SCHROCTER - K. LEHMANN m Λ Jan Ekman Upowpl-ystra*» 10 no-em-Io D-8000 München 70 A -.«. ?^ 11 1 Q 7 Q Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Steuerung eines Hebesystemes, beispielsweise eines sog. sky-lifts, einer Baumaschine o.dgl., das wenigstens einen Gelenkarm, eine arbeitende Einheit, z.B. eine Ladefläche o.dgl., hydraulische Zylinder für deren Betätigung, erforderliche Ventile für genannte Zylinder sowie Mittel zur Steuerung genannter Ventile einschließt, dadurch gekennzeichnet, daß sie lageabtastende Mittel (17,18) enthält, die angeordnet sind, an eine Steuereinheit (19) Istwerte abzugeben, die das Hebesystem geometrisch bestimmen, und eine Kontrolltafel (20), die angeordnet ist, an genannte Steuereinheit (19) Sollwerte abzugeben, und genannte Steuereinheit (19) angeordnet ist, genannte Istwerte mit genannten Sollwerten zu vergleichen und Regelmittel (22) für genannte Ventile so zu betätigen, daß genannte arbeitende Einheit (15) veranlaßt wird, eine vorbestimmte Bewegung auszuführen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß genannte Steuereinheit (19) aus einem programmierbaren sog. Mikrocomputer besteht, der auf geeignete Weise programmiert und angeordnet ist, zu genannten Regelmitteln (22) Signale abzugeben, und die Regelmittel (22) angeordnet sind, auf elektrischem Wege genannte Ventile auf eine von Signalen vom Mikrocomputer angegebene Weise zu steuern.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennze ichnet, daß genannte lageabtastende Mittel

(17) im Anschluß an genannte Zylinder (6,12,13,16) angeordnet sind und aus Lagegebern (17) bekannter Art bestehen, die die Einstellung der Zylinder (6,12,13,16) abtasten.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennze ichnet, daß genannte lageabtastende Mittel

(18) im Anschluß an den Gelenkarm/die Gelenkarme (5,10,11) angeordnet sind und aus Winkelgebern (18) bekannter Art be-

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ORIGINAL INSPECTED

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stehen, die die Neigung des Gelenkarmes/der Gelenkarme (5,10,11) zu einer bestimmten Referenz abtasten.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu genannter Steuereinheit (19) ein Gedächtnis (23) so angeordnet ist, daß von der Steuereinheit (19) erzeugte Signale, die einer bestimmten Einstellung für das Hebesystem entsprechen, im Gedächtnis (23) gespeichert werden und auf Signal von genannter Kontrolltafel (20) zur Steuereinheit (19) rückgeführt werden können.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1,2»3»⁴ oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß genannte Steuereinheit (19) so angeordnet und programmiert ist, daß ungeachtet der Verstellung des Hebesystemes genannte arbeitende Einheit (15) einen vorbestimmten Winkel mit der Horizontalebene bildet.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß genannte Steuereinheit (19) so angeordnet und programmiert ist, daß genannte arbeitende Einheit (15) in einer vorbestimmten geradlinigen Bahn bewegt wird.

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