DE4231441A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Sicherung eines Krans oder Hubrettungsfahrzeugs vor einem Kippen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sicherung eines Krans oder Hubrettungsfahrzeugs vor einem Kip­ pen durch Spannen und Arretieren der Radfedern mittels einer hydraulischen Federfeststellvorrichtung und Ausfahren und Anordnen einer Abstützvorrichtung auf dem Boden mittels einer Steuer­ einrichtung.

Bei bekannten Federfeststellungen an Fahrzeugen werden übli­ cherweise vor Ausfahren der Abstützbalken die Federwege der Achsen durch Seilzug verspannt und über hydraulische Zylinder gesichert. Druckdichte Sperrventile verhindern ein Nachlassen dieser Verriegelungsposition. Anschließend werden die Ausleger der Abstützvorrichtung in die entsprechende Position ausgefah­ ren und in Bodenkontakt gebracht, um eine erhöhte Auflageflä­ che in einem gewünschten festen Bodenbereich einzurichten.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Sicherung eines Krans oder Hubrettungs­ fahrzeugs vor dem Kippen der eingangs genannten Art, wobei mit Hilfe einfacher Mittel eine erhöhte Standsicherheit und insbe­ sondere Abstützüberwachung zuverlässig eingerichtet wird.

Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch ein Verfahren der im Patentanspruch 1 angegebenen Art.

Vorteilhaft weitergebildet wird das erfindungsgemäße Verfahren nach den Unteransprüchen 2 bis 6.

Eine bevorzugte Kippsicherung zur Durchführung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens kennzeichnet sich durch die Merkmale des Anspruchs 7. Sie wird vorteilhaft weitergebildet durch die Merkmale der Unteransprüche 8 bis 10.

Die Erfindung nutzt die eingangs genannte bekannte Art der Fe­ derfeststellung aus, um bei einem nachfolgenden Abstützvorgang den zur Wirkung kommenden hydraulischen Reaktionsdruck im Fe­ derfeststellzylinder aus dem Abstützvorgang als Steuergröße für die Standsicherheit zu verwenden. Wird dem auf dem Boden verbleibenden Rad ein bestimmter Wert zugeordnet, so wirkt bei der Belastung des Auslegers auf der entlasteten Seite des Fahrzeugs dieser festgelegte Wert zusätzlich auf den Feder­ feststellzylinder als zusätzliche Größe ein. Der hydraulische Druck im Zylinder steigt. Dieser Effekt wird zur Absicherung des Fahrzeugs vor dem Kippen genutzt, indem belastungs- und momentvergrößernde Steuerungswerte nicht mehr zugelassen wer­ den. Der proportionale Anstieg der Steuerungsgröße gibt die Möglichkeit, eine sanfte Abregelung der Bewegung des Objekts auszuführen.

Die Kippsicherung ist also anwendbar für Fahrzeuge mit arre­ tierbaren, hydraulischen Federfeststelleinrichtungen an den Achsen und erfordert den Bodenkontakt der Räder. Sie sichert das Fahrzeug mit definierten, festgelegten Raddrücken vor dem Kippen in den üblicherweise gefährdeten linken und rechten Seitenbereichen. In diesen Bereichen sind meist bauartbedingt die Gegengewichte klein. Der von den Rädern ausgeübte Boden­ druck, mit der dadurch hervorgerufenen Haftreibung der Räder auf dem Boden, stabilisiert das Fahrzeug, und dies inbesondere in den besonderen Fällen bei Schräglagen und bei dynamischen Stößen. Der besondere Vorteil der Erfindung ist darin zu se­ hen, daß das Meßelement in keinem unmittelbar tragenden Ab­ stützteil der Abstützvorrichtung angeordnet ist.

Der Steuervorgang für eine Sperrung oder sanfte Abregelung be­ lastungs- und momentvergrößernder Steuerungswerte kann sowohl hydraulisch, elektrisch, elektronisch als auch zusammen ausge­ führt werden.

Bei einer einachsigen Anordnung mit zwei Federn an jeder Seite der Achse treten an der Kippgrenze folgende Kräftegleichge­ wichte auf, wenn keine hydraulische Vorspannung in den Feder­ feststellzylindern vor dem Abstützen erzeugt wird:
Hinterachslast = Radlast/2 = maximale Seilzugkraft (welche dem maximalen hydraulischen Druck im Zylinder entspricht).

Durch die verbleibende Last der Räder auf dem Boden bewirkt dieser Lastanteil eine geringere Seilzugkraft auf die Zylin­ der. Damit wird eine Unterscheidung zwischen dieser und der maximalen Belastung möglich. Der einfachste Weg ist die Auf­ nahme des Druckes im Zylinder mittels geeigneter, leckölfreier und druckfester elektronischer Druckaufnehmer. Mit der hydrau­ lischen Vorspannung der Zylinder beim Spannen des Seiles er­ höht sich der maximale Druck im Zylinder um den Zuwachs aus der Reaktionskraft der Feder durch den Vorspanndruck.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher be­ schrieben; es zeigen:

Fig. 1 eine Übersicht der Kräfte und Momente an einem Hubrettungsfahrzeug mit Auslegern in einer der meist kritischen Seitenstellungen,

Fig. 2 ein Beispiel einer Federfeststellung mit Seilzug auf eine hydraulischen Zylinder, mit dessen Hilfe die Feder einer Achse festgespannt wird, und

Fig. 3 die Kennlinie der Radfeder bei einem Verspannen der Kippsicherung nach Fig. 2.

In Fig. 1 ist ein Hubrettungsfahrzeug (1) mit einer Ausleger aufweisenden Abstützvorrichtung (2) und einer hydraulischen Federfeststellungsvorrichtung (3) in einer der meist kritischen Seitenstellungen gezeigt, wobei dargestellt ist, wie die äuße­ ren Abstützungen bei festem Untergrund den Drehpunkt des Last- oder Kippmoments M bilden, wenn beim Rettungskorb des Drehturm die Last L einwirkt und die Gegenseite "aus den Federn" geho­ ben wird. Die Elastizität des Rahmens trägt dazu bei, den Meß­ wert vor dem Kippen wirksam werden zu lassen, und liefert einen weiteren Sicherheitsfaktor hinzu.

Die in Fig. 2 veranschaulichte Kippsicherung ist anwendbar bei einem Kran oder Hubrettungsfahrzeugen, welche mit Feder­ feststellvorrichtungen (3) mit Hydraulikzylinder (6) aus­ gestattet sind und die einen verbleibenden Raddruck der Fahr­ zeugräder (7) auf den Boden (5) ausüben. Die Anordnungen sind gewöhnlich nur an der oder den Hinterachsen der Fahrzeuge, können jedoch auch an allen Achsen angebracht sein, d. h. ent­ sprechend der gefederten Achsen mit Federfeststellvorrichtun­ gen versehen sein. Als Federfeststellvorrichtungen (3) kommen hydraulische Federfeststellzylinder (6) in Betracht, die di­ rekt oder beispielsweise mittels Seilzug (11) mit oder ohne Umlenkungen gegen die Federkräfte der Achsen und Räder (7) ge­ richtet sind. Ebenso können auch direkt angelenkte, hydrauli­ sche Zylinder eingesetzt werden, die im Fahrbetrieb über Dros­ selventile Stoßdämpferfunktion aufweisen. Diese hydraulischen Zylinder sind für das Spannen und Festhalten der Radfedern (4) eingesetzt. Dies ermöglicht die einfache Messung der Reakti­ onskräfte der Achsfedern über Druckaufnehmer (8) im Arbeits­ raum (12) der Federfeststellzylinder (6).

Wird die normal belastete Achse durch die Federfeststellzylinder (6) verspannt, bewirkt im Arbeitsraum (12) dieser vorgespannte Druck eine zusätzliche Kraft auf die Feder (4) der Achse. Wird das Fahrzeug danach abgestützt, beginnt sich, sowie die Stüt­ zen (13) den Boden (6) erreicht haben, der Druck im Arbeits­ raum zu steigern. Vor Erreichen des Maximalwertes - der maxi­ mal den Wert:

Druck p = Federkraft F/wirksame Fläche A des Zylinders (6)

betragen kann - wird bei einem beliebig niederen Druck die weitere Abstützung gesperrt. Dieser Druck ergibt den verblei­ benden Bodendruck oder Rest-Raddruck des Fahrzeugrades (7).

Die Kippeinrichtung nutzt die Elastizität des Fahrzeugrahmens (14) aus, um einen Teil der Vorderradlast als weitere Sicher­ heitsgröße gegen das Kippen einzubringen.

Die Meßwerte im Federfeststellzylinder (6) auf der dem Lastmo­ ment entgegengesetzten Seite sind bis zur Kippgrenze mit dem Kippmoment M ansteigend.

Entsprechend der Steifheit der gesamten Konstruktion, abhängig von den gesicherten Achsen und je nach gewähltem Rest-Rad­ druck, bildet dieser Druck eine Größe für das Kippen des Fahr­ zeugs (1). Je nach Sicherheitsbedarf werden vor dem Erreichen dieses Druckes über den Mikrocomputer (9) die weiteren lastmo­ mentvergrößernden Bewegungen reduziert bzw. gesperrt. Die Ver­ arbeitung mittels Mikrocomputer (9) ermöglicht die laufende Kontrolle zur Standsicherheit des Fahrzeugs.

Der Druck im Federfeststellzylinder (6) kann auch direkt zur Ansteuerung von Sperrventilen (10) für die Begrenzung von schädlichen Steuerbewegungen der Steuereinrichtung der Ab­ stützvorrichtung (2) genutzt werden.

Eine wichtige Aussage kann auch aus der lastmomentseitigen An­ ordnung gezogen werden. Hier darf praktisch keine Druckredu­ zierung eintreten, denn dies würde ein Einsacken der Stütztel­ ler der Stützen (13) im Boden (5) bedeuten. Mittels Mikrocom­ puter (9), der die Werte des Abschaltdruckes der Abstützung bei der Inbetriebnahme gespeichert hält, kann ein laufender Vergleich des Meßwertes aus dem Feststellzylinder (6) erfolgen und die Zunahme auf der Entlastungsseite wie auch die Abnahme auf der Lastseite überwacht werden. Dazu wird die Position des Auslegers über einen Drehwinkelgeber ermittelt.

Mit einer derartigen Einrichtung kann die tatsächliche Reak­ tion aus dem Abstützvorgang bei unbekannter Bodenbeschaffen­ heit zur Sicherung der Standsicherheit überwacht werden.

Es wird also mittels Seilzug (11), welcher an die Federfest­ stellvorrichtung (3) angeschlossen ist, die Feder (4) der Achse gemäß Fig. 2 festgespannt. Das Verspannen wird vor einem Abstützvorgang des Fahrzeugs ausgeführt, um eine definierte Ausgangsbasis zu erhalten. Dazu zählen Achslast H und der Vor­ spanndruck p des hydraulischen Zylinders 6 einer Anordnung mit Seilzug 11 zum Spannen des Seiles.

Wie in Fig. 3 veranschaulicht, stehen Federweg s zur Achslast H in einem prinzipiellen Zusammenhang, und das Beispiel zeigt eine Feder mit parabolischer Kennlinie. Die durch den hydrau­ lischen Druck p erzeugte Vorspannkraft V wirkt zusätzlich auf die Feder (4) der Achse. Federkraft F und Vorspannkraft V er­ geben im Entlastungsfall beim Anheben des Rades den maximalen hydraulischen Druck im Zylinder.

Wird eine größere Genauigkeit bei Schräglagen verlangt, kann die Neigung des Fahrzeugs (1) für eine Achslast- bzw. Radlast­ korrektur genommen und mittels Mikrocomputer errechnet und den einzelnen Rädern als Korrekturwert unterschiedlich für die Be­ grenzung der Steuerbewegung zugeordnet werden.

Alle in der Beschreibung erwähnten und/oder in der Zeichnung dargestellten neuen Merkmale allein oder in sinnvoller Kombi­ nation sind erfindungswesentlich, auch soweit sie in den An­ sprüchen nicht ausdrücklich beansprucht sind.

Claims (10)

1. Verfahren zur Sicherung eines Krans oder Hubrettungsfahr­ zeugs (1) vor einem Kippen durch Spannen und Arretieren der Radfedern (4) mittels einer hydraulischen Federfest­ stellvorrichtung (3) und Ausfahren und Anordnen einer Ab­ stützvorrichtung (2) auf dem Boden (5) mittels einer Steuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß durch Spannen der Radfedern (4) mittels der Federfeststellvorrichtung (3) ein Rest-Raddruck des Fahr­ zeugs (1) auf dem Boden (5) festgelegt wird, und daß bei einem nachfolgenden Abstützvorgang der zur Wirkung kom­ mende Reaktionsdruck im Federfeststellzylinder (6) als Steuergröße der Steuereinrichtung für die Standsicherheit des Fahrzeugs (1) ausgenutzt wird, dergestalt, daß bei Belastung S des Auslegers der Abstützvorrichtung (2) auf der entlasteten Seite des Fahrzeugs (1) der Rest-Raddruck auf den Federfeststellzylinder als zusätzliche Größe ein­ wirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Spannen der Federfeststellzylinder (6) mit ei­ nem definierten hydraulischen Druck die Ausgangsgröße für eine Reaktionskraft aus der Radfeder (4) der Achse im Federfeststellzylinder (6) in Form eines hydraulischen Drucks p gebildet wird, der bei der Abstützvorrichtung (2) im aktuellen Lastfall auf der entlasteten Seite dem maximalen meßbaren Reaktionsdruck bei völliger Entlastung des Rades (7) entspricht, der mittels Druckaufnehmer (8) gemessen und in einem Mikrocomputer (9) als Vergleichs­ größe zu dem momentanen Wert, der aus dem Rest-Raddruck entsteht, gespeichert wird und eine Meßgröße der Entlastung des Rades (7) zum Kippmoment bildet, und daß der Mikrocomputer (9) vor Erreichen der Kippgrenze die lastmomentvergrößernden Steuerbewegungen reduziert und bei Erreichen sperrt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehgeber am Drehturm des Krans oder Hubrettungs­ fahrzeugs (1) dem Mikrocomputer (9) die aktuelle Lastrichtung für die Auswertung der Radseite meldet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer (9) auf der Lastseite vor einer Un­ terschreitung eines bei dein Abstützvorgang festgestellten Druckes ebenso lastvergrößerende Steuerbewegungen sperrt und zusätzlich eine Warneinrichtung auslöst.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsdruck im Federfeststellzylinder (6) teils hydraulisch, pneumatisch, teils elektronisch/elektrisch einzeln oder gemischt auf die Steuerung wirkt und die lastmomentvergrößernde Steuerbewegung verhindert oder eine lastmomentverkleinernde Steuerbewegung zuläßt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Fahrzeugen mit zugelassenen Schräglagen über die Berechnung des Fahrzeugschwerpunktes die Achslastvertei­ lung korrigiert wird und die Reaktionskräfte aus den Achsfedern den Fehler aus der Schräglage korrigieren.

7. Kippsicherung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehgeber am Drehturm des Krans oder Hubrettungs­ fahrzeugs (1) vorgesehen ist, welcher über ein Ausgangs­ signal den Mikrocomputer (9) ansteuert zwecks Meldung der aktuellen Lastrichtung für die Auswertung der Rad­ seite.

8. Kippsicherung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer (9) eine Sperrvorrichtung der Steu­ ervorrichtung zwecks Sperrung lastvergrößernder Steuerbe­ wegungen und zusätzlich eine Warneinrichtung zwecks Auslösung eines Warnsignals ansteuert, wenn auf der Last­ seite bei einem Abstützvorgang ein bestimmter Druckwert unterschritten wird.

9. Kippsicherung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sperrventil (10) vorgesehen ist, welches vom Reaktionsdruck im Arbeitsraum des Federfeststellzylinders (6) direkt angesteuert ist, und daß das angesteuerte Sperrventil die hydraulische Antriebsvorrichtung der Abstützvorrichtung (2) zwecks Verhinderung lastmomentver­ größernder Steuerbewegungen sperrt.

10. Kippsicherung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß diese unabhängig von der Fahrzeugachsenanzahl zumin­ dest an einzelnen Rädern (7) angebracht ist.