DE4231441B4

DE4231441B4 - Verfahren zur Sicherung eines Krans oder Hubrettungsfahrzeugs vor einem Kippen sowie Kippsicherung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE4231441B4
Application number: DE4231441A
Authority: DE
Inventors: Helmut Link
Original assignee: Iveco Magirus AG
Current assignee: Iveco Magirus AG
Priority date: 1992-09-19
Filing date: 1992-09-19
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2012-09-20
Also published as: GB2271100B; NL194270B; NL194270C; JP3426299B2; FR2695925B1; NL9301613A; BE1007515A4; GB9321032D0; GB2271100A; FR2695925A1; DE4231441A1; ITTO930665A0; ITTO930665A1; JPH06263391A; IT1261586B

Abstract

Verfahren zur Sicherung eines Krans oder Hubrettungsfahrzeugs (1) vor einem Kippen durch Ausfahren und Anordnen einer Abstützvorrichtung (2) auf dem Boden (5) mittels einer Steuereinrichtung, unter Festlegung eines Rest-Raddrucks des Fahrzeugs (1) auf dem Boden (5) und nachfolgender Ausnutzung des beim Abstützvorgang zur Wirkung kommenden Reaktionsdrucks als Steuergröße der Steuereinrichtung für die Standsicherheit des Fahrzeugs (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Radfedern (4) mittels einer hydraulischen Feder-Feststellvorrichtung (3) gespannt und arretiert werden und der Rest-Raddruck des Fahrzeugs (1) auf dem Boden (5) durch das Spannen der Radfedern (4) festgelegt wird, und daß bei dem nachfolgenden Abstützvorgang der im Federfeststellzylinder (6) auftretende Reaktionsdruck als Steuergröße der Steuereinrichtung ausgenutzt wird, dergestalt, daß bei Belastung S des Auslegers der Abstützvorrichtung (2) auf der entlasteten Seite des Fahrzeugs (1) der Rest-Raddruck als zusätzliche Größe einwirkt, und daß ferner beim Spannen der Federfeststellzylinder (6) mit einem definierten hydraulischen Druck die Ausgangsgröße für eine Reaktionskraft aus der...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sicherung eines Krans oder Hubrettungsfahrzeugs vor einem Kippen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Kippsicherung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein derartiges Verfahren wird durch DE 36 05 462 A1 offenbart, wonach zur Sicherung von selbstfahrenden Auslegerkranen Standsicherheitssignale von den Gebern der Stützen und Achsen und Festigkeitssignale von den Gebern der Kranbaugruppen formiert werden, die Signale durch eine Standsicherheitskontrolleinheit gruppiert werden, gefahrlose Signalpegel erzeugt werden und die Standsicherheitssignale mit deren minimalen Pegeln und die Festigkeitssignale mit deren Maximalpegeln verglichen werden, unter nachfolgender Abgabe eines Kranbetriebsverbots- bzw. Kranbetriebsfreigabesignals an eine Stelleinrichtung, wenn die jeweiligen Grenzpegel durch eines der Signale über- bzw. unterschritten werden.

Bei bekannten Federfeststellungen an Fahrzeugen werden üblicherweise 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 ausgefahren und in Bodenkontakt gebracht, um eine erhöhte Auflagefläche in einem gewünschten festen Bodenbereich einzurichten.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Sicherung eines Krans oder Hubrettungsfahrzeugs vor dem Kippen der eingangs genannten Art, wobei mit Hilfe einfacher Mittel eine erhöhte Standsicherheit und insbesondere Aßstützüberwachung zuverlässig eingerichtet wird, sowie einer Kippsicherung zur Durchführung dieses Verfahrens.

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 5.

Eine Kippsicherung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kennzeichnet sich durch die Merkmale des Anspruchs 6. Sie wird vorteilhaft weitergebildet durch die Merkmale der Unteransprüche 7 bis 9.

Die Erfindung nutzt die eingangs genannte bekannte Art der Federfeststellung aus, um bei einem nachfolgenden Abstützvorgang den zur Wirkung kommenden hydraulischen Reaktionsdruck im Federfeststellzylinder 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 Federfeststellzylinder 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 werden. Der proportionale Anstieg der Steuerungsgröße gibt die Möglichkeit, eine sanfte Abregelung der Bewegung des Objekts auszuführen.

Die Kippsicherung ist also anwendbar für Fahrzeuge mit arretierbaren, 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 Bodendruck, 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 sehen, daß das Meßelement in keinem unmittelbar tragenden Abstützteil der Abstützvorrichtung angeordnet ist.

Der Steuervorgang für eine Sperrung oder sanfte Abregelung belastungs- und momentvergrößernder Steuerungswerte kann sowohl hydraulisch, elektrisch, elektronisch als auch zusammen ausgeführt werden.

Bei einer einachsigen Anordnung mit zwei Federn an jeder Seite der Achse treten an der Kippgrenze folgende Kräftegleichgewichte auf, wenn keine hydraulische Vorspannung in den Federfeststellzylindern 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 Zylinder. Damit wird eine Unterscheidung zwischen dieser und der maximalen Belastung möglich. Der einfachste Weg ist die Aufnahme des Druckes im Zylinder mittels geeigneter, leckölfreier und druckfester elektronischer Druckaufnehmer. Mit der hydraulischen Vorspannung der Zylinder beim Spannen des Seiles erhöht sich der maximale Druck im Zylinder um den Zuwachs aus der Reaktionskraft der Feder durch den Vorspanndruck.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben; es zeigen:
1 eine Übersicht der Kräfte und Momente an einem Hubrettungsfahrzeug mit Auslegern in einer der meist kritischen Seitenstellungen,
2 ein Beispiel einer Federfeststellung mit Seilzug auf eine hydraulischen Zylinder, mit dessen Hilfe die Feder einer Achse festgespannt wird, und
3 die Kennlinie der Radfeder bei einem Verspannen der Kippsicherung nach 2.
In 1 ist ein Hubrettungsfahrzeug (1) mit einer Ausleger aufweisenden Abstützvorrichtung (2) und einer hydraulischen Federfeststellungvorrichtung (3) in einer der meist kritischen Seitenstellungen gezeigt, wobei dargestellt ist, wie die äußeren 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" gehoben wird. Die Elastizität des Rahmens trägt dazu bei, den Meßwert vor dem Kippen wirksam werden zu lassen, und liefert einen weiteren Sicherheitsfaktor hinzu.
Die in 2 veranschaulichte Kippsicherung ist anwendbar bei einem Kran oder Hubrettungsfahrzeugen, welche mit Federfeststellvorrichtungen (3) mit Hydraulikzylinder (6) ausgestattet sind und die einen verbleibenden Raddruck der Fahrzeugräder (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. entsprechend der gefederten Achsen mit Federfeststellvorrichtungen versehen sein. Als Federfeststellvorrichtungen (3) kommen hydraulische Federfeststellzylinder (6) in Betracht, die direkt oder beispielsweise mittels Seilzug (11) mit oder ohne Umlenkungen gegen die Federkräfte der Achsen und Räder (7) gerichtet sind. Ebenso können auch direkt angelenkte, hydraulische Zylinder eingesetzt werden, die im Fahrbetrieb über Drosselventile Stoßdämpferfunktion aufweisen. Diese hydraulischen Zylinder sind für das Spannen und Festhalten der Radfedern (4) eingesetzt. Dies ermöglicht die einfache Messung der Reaktionskräfte der Achsfedern über Druckaufnehmer (8) im Arbeitsraum (12) der Federfeststellzylinder (6).
Wird die normal belastete Achse durch die Federfestellzylinder (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 Stützen (13) den Boden (6) erreicht haben, der Druck im Arbeitsraum zu steigern. Vor Erreichen des Maximalwertes – der maximal 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 verbleibenden Bodendruck oder Rest-Raddruck des Fahrzeugrades (7).
Die Kippeinrichtung nutzt die Elastizität des Fahrzeugrahmens (14) aus, um einen Teil der Vorderradlast als weitere Sicherheitsgröße gegen das Kippen einzubringen.
Die Meßwerte im Federfeststellzylinder (6) auf der dem Lastmoment 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-Raddruck, bildet dieser Druck eine Größe für das Kippen des Fahrzeugs (1). Je nach Sicherheitsbedarf werden vor dem Erreichen dieses Druckes über den Mikrocomputer (9) die weiteren lastmomentvergrößernden Bewegungen reduziert bzw. gesperrt. Die Verarbeitung 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 Abstützvorrichtung (2) genutzt werden.
Eine wichtige Aussage kann auch aus der lastmomentseitigen Anordnung gezogen werden. Hier darf praktisch keine Druckreduzierung eintreten, denn dies würde ein Einsacken der Stützteller der Stützen (13) im Boden (5) bedeuten. Mittels Mikrocomputer (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 Reaktion aus dem Abstützvorgang bei unbekannter Bodenbeschaffenheit zur Sicherung der Standsicherheit überwacht werden.
Es wird also mittels Seilzug (11), welcher an die Federfeststellvorrichtung (3) angeschlossen ist, die Feder (4) der Achse gemäß 2 festgespannt. Das Verspannen wird vor einem Abstützvorgang des Fahrzeugs ausgeführt, um eine definierte Ausgangsbasis zu erhalten. Dazu zählen Achslast H und der Vorspanndruck p des hydraulischen Zylinders 6 einer Anordnung mit Seilzug 11 zum Spannen des Seiles.
Wie in 3 veranschaulicht, stehen Federweg s zur Achslast H in einem prinzipiellen Zusammenhang und das Beispiel zeigt eine Feder mit parabolischer Kennlinie. Die durch den hydraulischen Druck p erzeugte Vorspannkraft V wirkt zusätzlich auf die Feder (4) der Achse. Federkraft F und Vorspannkraft V ergeben 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. Radlastkorrektur genommen und mittels Mikrocomputer errechnet und den einzelnen Rädern als Korrekturwert unterschiedlich für die Begrenzung der Steuerbewegung zugeordnet werden.

Claims

Verfahren zur Sicherung eines Krans oder Hubrettungsfahrzeugs (1) vor einem Kippen durch Ausfahren und Anordnen einer Abstützvorrichtung (2) auf dem Boden (5) mittels einer Steuereinrichtung, unter Festlegung eines Rest-Raddrucks des Fahrzeugs (1) auf dem Boden (5) und nachfolgender Ausnutzung des beim Abstützvorgang zur Wirkung kommenden Reaktionsdrucks als Steuergröße der Steuereinrichtung für die Standsicherheit des Fahrzeugs (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Radfedern (4) mittels einer hydraulischen Feder-Feststellvorrichtung (3) gespannt und arretiert werden und der Rest-Raddruck des Fahrzeugs (1) auf dem Boden (5) durch das Spannen der Radfedern (4) festgelegt wird, und daß bei dem nachfolgenden Abstützvorgang der im Federfeststellzylinder (6) auftretende Reaktionsdruck als Steuergröße der Steuereinrichtung ausgenutzt wird, dergestalt, daß bei Belastung S des Auslegers der Abstützvorrichtung (2) auf der entlasteten Seite des Fahrzeugs (1) der Rest-Raddruck als zusätzliche Größe einwirkt, und daß ferner beim Spannen der Federfeststellzylinder (6) mit einem 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 Vergleichsgröße 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 lastmomentvergrößerenden Steuerbewegungen reduziert und bei Erreichen sperrt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehgeber am Drehturm des Krans oder Hubrettungsfahrzeugs (1) dem Mikrocomputer (9) die aktuelle Lastrichtung für die Auswertung der Radseite meldet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer (9) auf der Lastseite vor einer Unterschreitung eines bei dem Abstützvorgang festgestellten Druckes ebenso lastvergrößerende Steuerbewegungen sperrt und zusätzlich eine Warneinrichtung auslöst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 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.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Fahrzeugen mit zugelassenen Schräglagen über die Berechnung des Fahrzeugschwerpunktes die Achslastverteilung korrigiert wird und die Reaktionskräfte aus den Achsfedern den Fehler aus der Schräglage korrigieren.
Kippsicherung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehgeber am Drehturm des Krans oder Hubrettungsfahrzeugs (1) vorgesehen ist, welcher über ein Ausgangssignal den Mikrocomputer (9) ansteuert zwecks Meldung der aktuellen Lastrichtung für die Auswertung der Radseite.
Kippsicherung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer (9) eine Sperrvorrichtung der Steuervorrichtung zwecks Sperrung lastvergrößernder Steuerbewegungen und zusätzlich eine Warneinrichtung zwecks Auslösung eines Warnsignals ansteuert, wenn auf der Lastseite bei einem Abstützvorgang ein bestimmter Druckwert unterschritten wird.
Kippsicherung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, 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 lastmomentvergrößernder Steuerbewegungen sperrt.
Kippsicherung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese unabhängig von der Fahrzeugachsenanzahl zumindest an einzelnen Rädern (7) angebracht ist.