DE29514953U1

DE29514953U1 - Mobile boom attachment for road maintenance work

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Publication number: DE29514953U1
Application number: DE29514953U
Authority: DE
Original assignee: Mulag Fahrzeugwerk Heinz Woessner GmbH and Co KG
Current assignee: Mulag Fahrzeugwerk Heinz Woessner GmbH and Co KG
Priority date: 1995-01-23
Filing date: 1995-01-23
Publication date: 1995-11-16
Anticipated expiration: 2005-01-24

Description

Fahrbares Ausleger-Arbeitsgerät für Unterhaitung;sarbeiten im StraßenbereichMobile boom work machine for maintenance work in road areas

Die Erfindung betrifft ein fahrbares Ausleger-Arbeitsgerät für Unterhaltungsarbeiten im Straßenbereich, insbesondere Ausleger-Mähgerät mit einer Vorrichtung zur Ausleger-Entlastungsregelung entsprechend Änderungen des vom Arbeitskopf, insbesondere Mähkopf angetroffenen Widerstandes in Abhängigkeit von Signalen einer Sensoranordung, wobei an dem Ausleger getrennte Hub- und Seiteneinstellungsantriebe zur Verstellung des Auslegers in seiner Höhenlage und seiner seitlichen Schwenkstellung vorgesehen sind, und der Hubantrieb des Auslegers unter Steuerung durch die Sensorsignale im Rahmen eines Regelungskreises steht, dem bei Änderungen des vom Arbeitskopf angetroffenen Widerstandes von der Sensoranordnung eine Störgröße der Regelungsgröße zugeführt wird, auf die der Regelungskreis mit einer entsprechenden Stellgröße zur Korrektur der Höhenstellung des Auslegers durch dessen Hubantrieb reagiert (gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1).The invention relates to a mobile boom work device for maintenance work in the road sector, in particular a boom mower with a device for regulating the boom load in accordance with changes in the resistance encountered by the working head, in particular the mowing head, depending on signals from a sensor arrangement, whereby separate lifting and side adjustment drives are provided on the boom for adjusting the boom in its height and its lateral swivel position, and the lifting drive of the boom is controlled by the sensor signals within a control circuit to which, in the event of changes in the resistance encountered by the working head, a disturbance of the control variable is fed from the sensor arrangement, to which the control circuit reacts with a corresponding actuating variable for correcting the height position of the boom by means of its lifting drive (according to the preamble of claim 1).

Ausleger-Mähgeräte der vorliegend angesprochenen Bauweise sind seit vielen Jahren erfolgreich im Einsatz und insbesondere bekannt aus der DE-PS 21 59 944. In ihrer ursprünglich angesprochenen Form waren sie mit einer von der Bedienungsperson zu betätigenden Steuerung für die Höhenstellung des Auslegers ausgestattet.Boom mowers of the design mentioned here have been in successful use for many years and are known in particular from DE-PS 21 59 944. In their original form they were equipped with a control for the height setting of the boom that was to be operated by the operator.

Die im Oberbegriff des Anspruch 1 angesprochene Ausleger-Entlastungsregelung ist Gegenstand der älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 44 01 716.2. Bei diesem älteren Gerät, bei welchem das Gehäuse des Arbeitskopfes durch eine im wesentlichen bodenparallele Abrollwalze auf demThe boom relief control referred to in the preamble of claim 1 is the subject of the older, unpublished patent application P 44 01 716.2. In this older device, in which the housing of the working head is supported on the

Gelände abgestützt ist und zur Beeinflußung desterrain and is used to influence the

* Auflagedruckes der Abrollwalze auf dem Gelände dem Hubzylinder des Auslegers in der Stelleinrichtung ein proportional steuerbares Druckbegrenzungsventil zugeordnet ist, ist vorgesehen, daß zur Abtastung von senkrechten Bewegungen der Abrollwalze eine Wegsensor-Anordnung mit ihrem Tastkopf in direkter Antriebsverbindung mit der Abrollwalze steht. Dabei ist die Abrollwalze in dem Gehäuse des Arbeitskopfes mit ihrer Achse an dem freien Ende einer auskragenden Federstabstahl-Anordnung aufgehängt und steht der Sensor-Tastkopf an der Aufhängungsstelle in Tastberührung mit dem Federstabstahl. Damit wird bei dem älteren Gerät eine selbsttätige und reichweitenunabhängige Konstanthaltung des Auflagedruckes des Mähkopfes erreicht. Auf diese Weise kann bei dem älteren Gerät unabhängig von unterschiedlichen Fahrgeschwindigkeiten und auch Weiteneinstellungen des Auslegers oder auftretenden Leckverlusten in der Hydraulik eine Einstellung des Arbeitsgerätes immer genau auf die gewünschten Bearbeitungsverhältnisse erfolgen, und es besteht nicht die Notwendigkeit ständiger manueller Nachstellung.* The contact pressure of the roll-off roller on the ground is assigned to the lifting cylinder of the boom in the adjusting device, a proportionally controllable pressure relief valve is provided, so that a path sensor arrangement with its probe head is in direct drive connection with the roll-off roller to sense vertical movements of the roll-off roller. The roll-off roller is suspended in the housing of the working head with its axis on the free end of a cantilevered spring bar arrangement and the sensor probe head is in contact with the spring bar at the suspension point. This means that the contact pressure of the mowing head is kept constant automatically and regardless of the range on the older device. In this way, the working device can always be adjusted precisely to the desired processing conditions on the older device, regardless of different driving speeds and also width settings of the boom or leakages in the hydraulics, and there is no need for constant manual adjustment.

Für manche Anwendungsfälle ist es erwünscht, ohne eine Sensoranordnung am Arbeitskopf des Gerätes auszukommen oder auch die Anordnung einer Abrollwalze möglichst einfach ohne Verwendung einer auskragenden Federstabstahl-Anordnung zu gestalten.For some applications it is desirable to do without a sensor arrangement on the working head of the device or to design the arrangement of a roll-off roller as simply as possible without using a cantilevered spring bar arrangement.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein fahrbares Ausleger-Arbeitsgerät der in Rede stehenden Art mit einer einfachen Ausleger-Entlastungsregelung auszustatten, welche ohne an dem Arbeitskopf angeordnete Sensoranordnungen auskommt und ggf. auch eine einfache Montage einer Abrollwalze ermöglicht,
35Accordingly, the invention is based on the object of equipping a mobile boom work device of the type in question with a simple boom relief control which does not require any sensor arrangements arranged on the working head and, if necessary, also enables a simple installation of a roll-off roller,
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Die Lösung der Aufgabe ist im Anspruch 1 gekennzeichnet.The solution to the problem is characterized in claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments and further developments of the invention are characterized in the subclaims.

Die Ausgestaltung der Sensoranordnung für die seitliche Schwenkstellung als Schaltnocken- und Endschalter-Anordnung an dem Drehgestell des Auslegers zeichnet sich durch besondere Einfachheit und Robustheit aus und läßt sich entsprechend den jeweiligen baulichen Gegebenheiten mannigfaltig verwirklichen. Auch den jeweiligen Gegebenheiten entsprechende Einstellmoglichkeit und Verstellmoglichkeit läßt sich dabei gut verwirklichen.The design of the sensor arrangement for the lateral swivel position as a switching cam and limit switch arrangement on the bogie of the boom is characterized by particular simplicity and robustness and can be implemented in a variety of ways depending on the respective structural conditions. Setting and adjustment options that correspond to the respective conditions can also be easily implemented.

Die Sensoranordnung für die Schwenkstellung des Drehgestelles des Auslegers kann gemäß Anspruch 9 aber auch als Druckaufnehmer an dem Schwenkzylinder ausgestaltet sein, und auch optische Sensoranordnungen mit Abtastung von Stellungs-Markierungen sind möglich. Ebenso auch die Ausgestaltung als Wegsensorsystem im Zusammenhang mit dem Verstellweg bei Änderung der Schwenkstellung des Drehgestelles. Dabei können auch hydraulische Schwenkzylinder mit eingebautem Wegsensor Verwendung finden.The sensor arrangement for the swivel position of the bogie of the boom can also be designed as a pressure sensor on the swivel cylinder according to claim 9, and optical sensor arrangements with scanning of position markings are also possible. Likewise, the design as a displacement sensor system in connection with the adjustment path when the swivel position of the bogie changes. Hydraulic swivel cylinders with a built-in displacement sensor can also be used.

Es ist zum Stande der Technik darauf hinzuweisen, daß an Ausleger-Arbeitsgeräten gemäß DE-PS 32 18 525 bereits eine Koppelung zwischen einem hydraulischen Hubzylinder für den Ausleger und einem den Ausleger in seiner seitlichen Schwenkstellung haltenden hydraulischen Zylinder derart vorgesehen ist, daß bei einem durch Widerstand hervorgerufenen Schwenken des Auslegers um seine vertikale Achse und einem damit einhergehenden Ausfahren der Kolbenstange des der Schwenkstellung zugeordneten Hydraulikzylinders der erstgenannte hydraulische Hubzylinder im Sinne eines Hochsctiwenkens des Auslegers beaufschlagt wird. Diese Anordnung ist als überlastsicherung wirksam, so daß bei Einwirken von Widerständen auf das Böschungsmähgerät dessen Hauptträger mitsamt dem Böschungsmähgerät ausschwenken kann, um Gerätebeschädigungen zu vermeiden. Sobald derIt should be noted in terms of the state of the art that boom implements according to DE-PS 32 18 525 already have a coupling between a hydraulic lifting cylinder for the boom and a hydraulic cylinder that holds the boom in its lateral swivel position, such that when the boom is swiveled around its vertical axis due to resistance and the piston rod of the hydraulic cylinder associated with the swivel position is extended, the first-mentioned hydraulic lifting cylinder is acted upon in the sense of swiveling the boom upwards. This arrangement acts as an overload protection device, so that when resistance is applied to the slope mower, its main carrier can swivel out together with the slope mower in order to avoid damage to the device. As soon as the

Widerstand fortfällt, kann das Böschungsmähgerät wieder in "'" seine Normalstellung überführt werden. Eine solche Anordnung gestattet jedoch nicht eine ständige Anpassung des Auflagedruckes des Arbeitskopfes entsprechend den sichWhen the resistance is removed, the slope mower can be returned to its normal position . However, such an arrangement does not allow for a constant adjustment of the contact pressure of the working head according to the

ständig ändernden Arbeitsbedingungen, wie sie durch sich ändernde Geländeneigung, geänderte Fahrgeschwindigkeit, Änderungen des Widerstandes des Bearbeitungsgutes (dünneres, dickeres, feuchteres, trockeneres Gras) etc. erzeugt werden. 10constantly changing working conditions, such as those caused by changing terrain gradients, changing driving speeds, changes in the resistance of the material being worked on (thinner, thicker, wetter, drier grass), etc. 10

Es folgt die Beschreibung an Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand von Zeichnungen.The following is a description of embodiments of the invention with reference to drawings.

Fig. 1 zeigt in Draufsicht ein fahrbares Auslegerarbeitsgerät mit einem Arbeitskopf in Form eines Mähkopfes, der an einem mittels Drehgestell verschwenkbaren Ausleger sitzt.Fig. 1 shows a top view of a mobile boom work device with a working head in the form of a mowing head, which is located on a boom that can be pivoted by means of a bogie.

Fig. 2 zeigt ein solches Gerät von hinten mit seitlich weggestrecktem Mähkopf-Ausleger.Fig. 2 shows such a device from behind with the mowing head boom extended to the side.

Fig. 3. zeigt eine schematische Teil-Seitenansicht eines Drehgestelles mit Ausleger und Hubzylinder, wobei der Mähkopf von dem Ausleger fortgelassen ist und schematisch die Einflußgrößen eines Regelkreises für die Ausleger-Entlastung angedeutet sind.Fig. 3 shows a schematic partial side view of a bogie with boom and lifting cylinder, whereby the mowing head is omitted from the boom and the influencing variables of a control loop for the boom relief are schematically indicated.

Fig. 4 zeigt eine Teildraufsicht auf das Ausleger-Drehgestell gemäß Fig. 3 mit einer Schaltnocken- und Endschalter-Anordnung zur Erfassung von Änderungen des Schwenkwinkels im Drehgestell.Fig. 4 shows a partial plan view of the boom bogie according to Fig. 3 with a switching cam and limit switch arrangement for detecting changes in the swivel angle in the bogie.

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausleger-Entlastungsregelung auf der Grundlage einer von der Schaltnocken- und Endschalter-Anordnung am Drehgestell als Sensoranordnung ausgesendeten Störgröße.Fig. 5 shows a block diagram of a boom relief control based on a disturbance variable emitted by the switching cam and limit switch arrangement on the bogie as a sensor arrangement.

Fig. 6 zeigt ein schematiseiles Weg-Zeit-Diagramm, bei welchem untereinander schematisch dargestellt sind das zeitliche Auftreten einer Störgröße Z 2 durch seitliche Verschwenkung des den Mähkopf tragenden Auslegers,Fig. 6 shows a schematic path-time diagram, in which the temporal occurrence of a disturbance Z 2 due to lateral pivoting of the boom carrying the mowing head is shown schematically below one another,

die zeitlichen Abweichungen der Höhenstellung des Mähkopf-Auslegers von dem als Führungsgröße des Entlastungs-Regelungskreises dienenden Sollwert W der Höhenstellung des Mähkopfauslegers, die damit einhergehenden Korrektur-Stellgrößen Yl zum Heben und Senken des Hubzylinders des Auslegers und auch diethe temporal deviations of the height position of the mowing head boom from the setpoint W of the height position of the mowing head boom, which serves as the reference variable of the relief control circuit, the associated correction variables Yl for raising and lowering the lifting cylinder of the boom and also the

Korrektur-Stellgröße Y2 zur Rückstellung des Schwenkzylinders in seine Normallage nach zeitweiliger AbweichungCorrection variable Y2 for returning the swivel cylinder to its normal position after a temporary deviation

Fig. l zeigt ein fahrbares Ausleger-Arbeitsgerät für Unterhaltungsarbeiten im Straßenbereich in Form eines Ausleger-Mähgerätes. An dem Trägerfahrzeug T sitzt ein Ausleger A, der in bekannter Weise einen Mähkopf M trägt. Mittels eines Drehgestelles D und eines Schwenkgestelles SZ kann der Ausleger A mit dem davon getragenen Mähkopf M auf verschiedene Schwenkstellungen eingestellt werden. Für die normale Mäharbeit ist der Ausleger im wesentlichen rechtwinklig seitlich ausgeschwenkt, wobei für eine Bearbeitungsmöglichkeit auf der einen oder anderen Straßenseite ein Schwenkbereich von etwa 200° vorgesehen ist.Fig. l shows a mobile boom work device for maintenance work in the road area in the form of a boom mower. A boom A is mounted on the carrier vehicle T, which carries a mowing head M in a known manner. By means of a bogie D and a swivel frame SZ, the boom A with the mowing head M carried by it can be set to various swivel positions. For normal mowing work, the boom is essentially swiveled out to the side at a right angle, with a swivel range of around 200° being provided for the possibility of working on one side of the road or the other.

Fig. 2 veranschaulicht auch das Drehgestell D für den Ausleger A und auch einen Hubzylinder H mittels dessen der Ausleger A mit dem daran befindlichen Mähkopf M nach Bedarf gehoben oder gesenkt werden kann. Figur 2 läßt auch eine Abrollwalze W erkennen, mit der der Mähkopf auf dem Gelände abgestützt ist.Fig. 2 also shows the bogie D for the boom A and also a lifting cylinder H by means of which the boom A with the mowing head M attached to it can be raised or lowered as required. Figure 2 also shows a roller W with which the mowing head is supported on the ground.

Für bestmögliche Arbeitsweise ist in der unten im einzelnen beschriebenen Weise eine Ausleger-EntlastungsregelungFor the best possible operation, a boom relief control is required as described in detail below.

vorgesehen, die mit ihrem in Figur 5 veranschaulichten Regelungskreis dafür sorgt, daß auf der Grundlage eines im Bedienteil 1 mittels eines Drehpotentiometers DP einstellbaren Sollwertes W als Führungsgröße des Regelkreises eine ständige Nachregelung der Höhenstellung des Auslegers A orientiert an dem Sollwert erfolgen kann. Dabei nutzt der Regelungskreis die Signale zwei verschiedener Sensoranordnungen. Die eine Sensoranordnung wird von einem Druckaufnehmer U/P gebildet, der an dem Hubzylinder H des Auslegers A vorgesehen ist und den Istwert des Druckes im Hubzylinder feststellt, der sich als Regelgröße X des Regelungskreises nach Maßgabe äußerer Einflüsse, wie angetroffener Gelände-Neigungen und auch nach Maßgabe der von dem Regelungskreis für die erforderlichen Korrekturen vorgenommenen Verstellungen des Druckes im Hubzylinder H ändert.provided, which, with its control circuit shown in Figure 5, ensures that, on the basis of a setpoint W that can be set in the control unit 1 using a rotary potentiometer DP as the control variable of the control circuit, a constant readjustment of the height position of the boom A based on the setpoint can take place. The control circuit uses the signals from two different sensor arrangements. One sensor arrangement is formed by a pressure sensor U/P that is provided on the lifting cylinder H of the boom A and determines the actual value of the pressure in the lifting cylinder, which changes as the control variable X of the control circuit in accordance with external influences, such as the slopes of the terrain encountered and also in accordance with the adjustments of the pressure in the lifting cylinder H made by the control circuit for the necessary corrections.

Die andere Sensoranordnung, welche den Regelungskreis beeinflußt, spricht auf Änderungen der Schwenkstellung des Auslegers A an, wie sie sich bei Auftreten erhöhten Mähwiderstandes od. dgl. ergibt, weil solcher erhöhter Widerstand danach trachtet, den Ausleger A und Mähkopf M entgegen der Fahrtrichtung ein Stück zurückfallen zu lassen und damit die Schwenkstellung zu ändern. Zur Feststellung solcher Änderungen der Schwenkstellung des Auslegers ist gemäß Figur 4 eine Anordnung aus Schaltnocken S und Endschalter E vorgesehen. Ändert sich die Drehstellung des Drehgestelles D mit dem daran befindlichen Ausleger A, so kann der Endschalter E auf den Schaltnocken S auflaufen und ein entsprechendes Signal abgeben.The other sensor arrangement, which influences the control circuit, responds to changes in the swivel position of the boom A, such as those that occur when there is increased mowing resistance or the like, because such increased resistance tends to cause the boom A and mowing head M to fall back a little in the opposite direction of travel and thus change the swivel position. To detect such changes in the swivel position of the boom, an arrangement of switching cams S and limit switches E is provided as shown in Figure 4. If the rotational position of the bogie D with the boom A attached to it changes, the limit switch E can run onto the switching cam S and emit a corresponding signal.

Alternativ zu einer aus Schaltnocken S und Endschalter E bestehenden Sensoranordnung für die Schwenkstellung des Drehgesteiles D des Auslegers A können auch Sensoranordnungen in Form eines Druck- oder Wegaufnehmers am Schwenkzylinder SZ oder auch sp^qhp mit Abtastung von Stellungsmarkierungen anAs an alternative to a sensor arrangement consisting of switching cams S and limit switches E for the swivel position of the rotating part D of the boom A, sensor arrangements in the form of a pressure or displacement sensor on the swivel cylinder SZ or also sp^qhp with scanning of position markings on

Drehgestell oder Schwenkzylinder wie in Figur 4 schematisch bei "Alt." angedeutet Verwendung finden.Bogie or swivel cylinder as shown schematically in Figure 4 under "Alt." are used.

Der in Figur 5 gezeigte Regelungskreis für die Auslegerentlastung gründet sich auf das von dem Hubzylinder H des Auslegers gebildete Stellglied. In dem Hubzylinder H bildet sich entsprechend der ihm zur Einstellung der Höhenstellung des Auslegers mittels eines hydraulischen Stellventiles zugeführten Hydraulikflüssigkeit ein hydraulischer Druck aus, dessen Ist-Wert mittels des Druckaufnehmers U/P als Sensoranordnung gemessen und durch den Regelungskreis als Regelgröße X verändert wird, wenn bei Änderungen der Höhenstellung des Auslegers aufgrund äußerer Einflüsse eine Störgröße Zl auftritt. Der mittels des Druckaufnehmers U/P als Sensoranordnung aufgenommene Ist-Wert des hydraulischen Druckes im Hubzylinder wird als Regelgröße X einem Vergleicher 2 zugeführt, dem auch als Führungsgröße der an dem Drehpotentiometer DP im Bedienteil eingestellte Sollwert W zugeführt wird. Der Vergleicher stellt die Regeldifferenz Xd fest, die einem Regler 3 zugeführt und als dessen Ausgangesignal YR einer Additionsstelle 9 zugeleitet wird.The control circuit for the boom relief shown in Figure 5 is based on the actuator formed by the lifting cylinder H of the boom. In the lifting cylinder H, a hydraulic pressure is formed in accordance with the hydraulic fluid supplied to it to adjust the height of the boom by means of a hydraulic control valve, the actual value of which is measured by the pressure sensor U/P as a sensor arrangement and changed by the control circuit as a controlled variable X if a disturbance Zl occurs due to external influences when the height of the boom changes. The actual value of the hydraulic pressure in the lifting cylinder recorded by the pressure sensor U/P as a sensor arrangement is fed as a controlled variable X to a comparator 2, to which the setpoint W set on the rotary potentiometer DP in the control unit is also fed as a reference variable. The comparator determines the control difference Xd, which is fed to a controller 3 and is fed to an addition point 9 as its output signal YR.

Diese Additionsstelle 9 erhält auch eine Stellgröße Y2 zugeführt, die von einem Rampenbildner 6 abgegeben wird, der seinerseits Eingangssignale von der Sensoranordnung aus Endschalter E und Schaltnocken S (in Figur 5 im Block 5) erhält, wenn daran aufgrund geänderter Schwenkstellung des Drehgestelles G eine Störgröße Z2 auftritt.This addition point 9 also receives a control variable Y2, which is output by a ramp generator 6, which in turn receives input signals from the sensor arrangement of limit switch E and switching cam S (in Figure 5 in block 5) if a disturbance variable Z2 occurs there due to a changed swivel position of the bogie G.

Die von dem Rampenbildner 6 auf der Grundlage der Sensoranordnung 5 aus Schaltnocken SZ und Endschalter E gebildete Stellgröße Y2 wird an der Verzweigstelle 10 auch zu einem Stellglied 8 des Schwenkzylinders SZ geleitet, um aufgetretene Änderungen der Schwenkstellung des Drehgestelles D des Auslegers zu korrigieren und den Ausleger in seine Normallage zurückzustellen.The control variable Y2 formed by the ramp generator 6 on the basis of the sensor arrangement 5 consisting of switching cams SZ and limit switches E is also passed to an actuator 8 of the swivel cylinder SZ at the branching point 10 in order to correct any changes in the swivel position of the bogie D of the boom and to return the boom to its normal position.

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'" Die vorliegende Ausleger-Entlastungsregelung stellt eine Kombination von Steuerung und Regelung dar, bei der eine Aufschaltung von mittels Sensoranordnung festgestellten Störgrößen erfolgt. Ist durch die Sensoranordnung U/P am Hubzylinder H für die Höhenstellung des Auslegers eine Störgröße Zl nicht meßbar,läßt sich der Regelkreis durch eine zusätzliche Steuerkette mit Einbeziehung der Sensoranordnung (Schaltnocken S - Endschalter E) für die Schwenkstellung des Drehgestelles D beeinflussen. Durch das Aufschalten der Störgröße Z2 dieser Sensoranordnung über einen Rampenbildner 6 auf die Stellgröße am Ausgang YR des Reglers 3 wird durch die resultierende Stellgröße Yl der eigentliche Störeinfluß ausgeglichen.'" The present boom relief control represents a combination of open-loop and closed-loop control, in which disturbances determined by means of a sensor arrangement are applied. If a disturbance Zl cannot be measured by the sensor arrangement U/P on the lifting cylinder H for the height position of the boom, the control loop can be influenced by an additional control chain including the sensor arrangement (switching cam S - limit switch E) for the swivel position of the bogie D. By applying the disturbance Z2 of this sensor arrangement via a ramp generator 6 to the control variable at the output YR of the controller 3, the actual disturbance influence is compensated by the resulting control variable Yl.

Zusammenfassend läßt sich die Arbeitsweise der Ausleger-Entlastungsregelung wie folgt darstellen:In summary, the operation of the boom relief control can be described as follows:

Der Sollwertgeber W (Drehpotentiometer) gibt den Wert an, der in der Regelstrecke erreicht werden soll.The setpoint generator W (rotary potentiometer) indicates the value that is to be achieved in the controlled system.

Sowohl der Sollwert W als auch der Istwert X werden zum Vergleich der Vergleichsstelle 2 zugeführt und daraus die Differenz gebildetBoth the setpoint W and the actual value X are fed to the reference point 2 for comparison and the difference is formed from this

Xd = W - X.Xd = W - X.

Die so gewonnene Regeldifferenz Xd = W-X gibt den Unterschied und die Richtung für Heben/Senken des Auslegers A an.The control difference Xd = W-X obtained in this way indicates the difference and the direction for raising/lowering the boom A.

Der Dreipunktregler 3 kann drei Schaltzustände einnehmenThe three-point controller 3 can assume three switching states

a) Unter Sollwert:a) Below setpoint:

X < W : Ausgangsgröße a (Heben)X < W : Output variable a (lifting)

o) X in der Unempfindlichkeitszone: : Ausgangsgrößeo) X in the insensitivity zone: : initial value

b) Ober-Sollwert:b) Upper setpoint:

X > W : Ausgangsgröße b (Senken)X > W : Output variable b (sink)

Der Regler 3 hat die Aufgabe das Regeldifferenzsignal zu verstärken und zu formen, so daß es weiter als Stellgröße Yl am Eingang der Regelstrecke 4 das Stellglied (Hubyzlinder H Heben/Senken) betätigen kann.The controller 3 has the task of amplifying and shaping the control difference signal so that it can then be used as a control variable Yl at the input of the control system 4 to actuate the actuator (lifting cylinder H raising/lowering).

Dieser Signalkreislauf vom Ausgang der Regelstrecke 4 über die Vergleichsstelle 2 Regeleinrichtung 3 zum Stellglied am Eingang der Regelstrecke ist so lange wirksam, bis der Istwert X sich in der Unempfindlichkeitszone von Sollwert W befindet.This signal circuit from the output of the control system 4 via the reference junction 2 control device 3 to the actuator at the input of the control system is effective until the actual value X is in the insensitivity zone of the setpoint W.

Eine große Unempfindlichkeitszone führt zu einem stabilen Regelvorgang, kann aber eine große bleibende Regelabweichung hervorrufen.A large deadband leads to a stable control process, but can cause a large permanent control deviation.

Ist die Unempfindlichkeitszone zu klein, dann ergeben sich zwar kurze Regelzeiten _s aber der Regelvorgang kommt nur langsam zur Ruhe oder wird sogar instabil.If the insensitivity zone is too small, short control times _s result but the control process settles only slowly or even becomes unstable.

Die Störgröße Zl (Ausleger-Höhenstellung, wie erfaßt) macht sich an der Meßstelle für die Regelgröße X bemerkbar. Der Meßwert der Regelgröße korrigiert die Regeldifferenz Xd. Wird dadurch die Unempfindlichkeitszone über- bzw. unterschritten, erfolgt die Korrektur der Stellgröße Yl.The disturbance variable Zl (boom height position, as recorded) is noticeable at the measuring point for the controlled variable X. The measured value of the controlled variable corrects the control difference Xd. If this causes the insensitivity zone to be exceeded or not reached, the control variable Yl is corrected.

Die Störgröße Z2 (erfaßte Änderung der Schwenkstellung des Drehgestelles) wird durch den Endschalter E der Sensoranordnung 5 im Drehgestell erfasst.The disturbance variable Z2 (detected change in the swivel position of the bogie) is detected by the limit switch E of the sensor arrangement 5 in the bogie.

Außer der Regelgröße X für die Höhenstellung des Auslegers erfasst man somit die Störgröße Z2 für die Schwenkstellung des Drehgestelles und führt sie über den als Integrierglied wirkenden Rampenbildner 6, dem Regelkreis zu.In addition to the controlled variable X for the height position of the boom, the disturbance variable Z2 for the swivel position of the bogie is recorded and fed to the control loop via the ramp generator 6, which acts as an integrating element.

Ändert sich die Störgröße Z2 gemäß Änderung der Schwenkstellung des Drehgestelles, so macht sich deren neuer Wert am Reglereingang 3 bemerkbar und veranlaßt (wenn 5If the disturbance variable Z2 changes according to the change in the swivel position of the bogie, its new value is noticeable at the controller input 3 and causes (if 5

Unempfindlichkeitszone über- bzw. unterschritten) eine Änderung der Stellgröße Yl.Insensitivity zone exceeded or not reached) a change in the manipulated variable Yl.

Durch die Störgröße Z2 erfolgt über den Rampenbildner 6 eine direkte Beeinflussung der Stellgröße Y2 bzw. des Stellgliedes 8 am Schwenkzylinder SZ für die Drehstellung des Auslegers.The disturbance variable Z2 directly influences the control variable Y2 or the actuator 8 on the swivel cylinder SZ for the rotational position of the boom via the ramp generator 6.

Das Wegzeit-Diagramm der Figur 6 veranschaulicht, wie der kombinierte Steuerungs- u. Regelungsvorgang für die Auslegerentlastung mittels der vorstehend erläuterten Vorrichtung abläuft. Dabei ist im oberen Bereich des Weg-Zeitdiagrammes das Auftreten einer Störgröße Z2 an der aus Schaltnocken S und Endschalter E bestehenden Sensoranordnung und darunter die Auswirkung mit einem Anheben des Hubzylinders H für den Ausleger dargestellt. Auch die Rückführung des zeitweilig verstellten Auslegers A in seine Normallage ist im unteren Bereich des Wegzeit-Diagrammes gezeigt.The travel-time diagram in Figure 6 illustrates how the combined control and regulation process for the boom relief takes place using the device explained above. In the upper part of the travel-time diagram, the occurrence of a disturbance Z2 on the sensor arrangement consisting of switching cam S and limit switch E is shown, and below that the effect of raising the lifting cylinder H for the boom is shown. The return of the temporarily adjusted boom A to its normal position is also shown in the lower part of the travel-time diagram.

Im zweiten Abschnitt des Wegzeit-Diagrammes von oben ist die Unempfindlichkeitszone des als Sensoranordnung dienenden Druckaufnehmers U/P des Hubzylinders veranschaulicht, und darunter sieht man die resultierenden Bewegungen des Hubzylinders zum Heben und Senken des Auslegers A für die erforderliche Entlastung.The second section of the travel time diagram from the top shows the dead zone of the pressure transducer U/P of the lifting cylinder, which serves as the sensor arrangement, and below that the resulting movements of the lifting cylinder to raise and lower the boom A for the required unloading can be seen.

Die für die kombinierte Steuerung und Regelung der Auslegerentlastung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Komponenten sind handelsüblich erhältliche Bauelemente.The components used for the combined control and regulation of the boom relief according to the present invention are commercially available components.

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Geeigneide handelsübliche Komponenten sind folgende:Suitable commercially available components are the following:

Druckaufnehmer: Typ 2000-G, 0-lOV Ausgangsspannung Meßbereich 0-250 barPressure sensor: Type 2000-G, 0-10V output voltage Measuring range 0-250 bar

v. IMO, Reicheisheimv. IMO, Reicheisheim

Dreipunktregler: von MAN Technologie AG (MANTRONIC) Stellglieder: von DANFOSS Proportional-VentileThree-point controller: from MAN Technologie AG (MANTRONIC) Actuators: from DANFOSS Proportional valves

Claims

iVISr S SAYINGS

1. Mobile boom work device for maintenance work in the road area, in particular boom mower with a device for boom relief control according to changes in the resistance encountered by the working head, in particular mowing head, depending on signals from a sensor arrangement, whereby separate lifting and swivel drives are provided on the boom for adjusting the boom in its height and its lateral swivel position, and the lifting drive of the boom is controlled by the sensor signals within a control circuit to which a disturbance of the control variable is fed from the sensor arrangement in the event of changes in the resistance encountered by the working head, to which the control circuit reacts with a corresponding manipulated variable to correct the height position of the boom by its lifting drive characterized by

that the control circuit for the boom relief has a sensor arrangement (5 or Alt.) that reacts to changes in the lateral swivel position of the boom (A) with a disturbance variable (Z2),

and a further sensor arrangement (ü/P) on the lifting cylinder (H), which reacts to changes in the height position of the boom with a disturbance variable (Zl),

whereby, depending on the disturbance variables (Zl and Z2), two control variables (Yl Y2) are generated, one of which (Yl) is fed to the actuator lifting drive (H) for the boom relief, while the other control variable (Y2) is fed to the actuator swivel drive (SZ) for setting the boom in its normal lateral position.

2. Boom working device according to claim 1, characterized in that a sensor arrangement (S, E) for sensing the position of a bogie (D) of the boom (A), in particular a switching cam and limit switch arrangement (S, E) is provided, and reacts to changes in the lateral swivel position of the boom with a corresponding disturbance variable (Z2).

3. Boom working device according to claim 1 or 2, characterized in that an addition point (9) is provided for superimposing or switching on a signal (Y2) of the limit switch (E) for the bogie position with the output signal (YR) of a controller (3) which is supplied with a control difference (xd) on the input side, which a comparator (2) forms from a setpoint value (W) for the boom height position that can be set by the operator and a control variable (X) that is recorded by means of a pressure sensor (U/P) on the lifting cylinder (H) of the boom (A), the addition point (9) outputting the control variable (Yl) for correcting the height position of the lifting cylinder (H).

4. Boom working device according to claim 3, characterized in that the controller (3) is a three-point controller which corresponds to three switching states in accordance with the

Control difference (xd) produces an output variable (a) for raising the boom (A), an output variable (o) in an insensitivity zone and an output variable (b) for lowering the boom (A). 35

5. Boom working device according to claim 4,

characterized in that the switching cam (S) on the bogie (D) covers a normal position range of the swivel position of the boom (A), in whose

Leaving the limit switch (E) switches and emits the disturbance variable (Z2).

6. Boom working device according to one or more of the preceding claims,

characterized in that the control signal (Yl) for the height position of the boom is fed to a hydraulic control valve of the lifting cylinder (H). 10

7. Boom working device according to one or more of the preceding claims,
marked by

a rotary potentiometer (DP( on the control panel. 15

8. Boom working device according to one or more of claims 3 - 7,

characterized in that the control variable (Y2) is formed from the output signal of the sensor arrangement (5 or Alt.) for the swivel position of the boom bogie (D) by means of a ramp generator (6).

9. Boom working device according to one or more of the preceding claims,

characterized,

that a pressure sensor (Alt.) provided on a swivel cylinder (SZ) of the bogie serves as the sensor arrangement for the lateral swivel position of the boom instead of a limit switch.