EP1937913A1 - Working mast, in particular for large manipulators and movable concrete pumps - Google Patents

Working mast, in particular for large manipulators and movable concrete pumps

Info

Publication number
EP1937913A1
EP1937913A1 EP06806319A EP06806319A EP1937913A1 EP 1937913 A1 EP1937913 A1 EP 1937913A1 EP 06806319 A EP06806319 A EP 06806319A EP 06806319 A EP06806319 A EP 06806319A EP 1937913 A1 EP1937913 A1 EP 1937913A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mast
angle
arm
work
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06806319A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stephan Gelies
Jürgen BRAUN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Putzmeister Engineering GmbH
Original Assignee
Putzmeister Concrete Pumps GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Putzmeister Concrete Pumps GmbH filed Critical Putzmeister Concrete Pumps GmbH
Publication of EP1937913A1 publication Critical patent/EP1937913A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/88Safety gear
    • B66C23/90Devices for indicating or limiting lifting moment
    • B66C23/905Devices for indicating or limiting lifting moment electrical
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04GSCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/02Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
    • E04G21/04Devices for both conveying and distributing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00Other constructional features or details
    • B66C13/18Control systems or devices
    • B66C13/40Applications of devices for transmitting control pulses; Applications of remote control devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/88Safety gear
    • B66C23/90Devices for indicating or limiting lifting moment
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04GSCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/02Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
    • E04G21/04Devices for both conveying and distributing
    • E04G21/0418Devices for both conveying and distributing with distribution hose
    • E04G21/0436Devices for both conveying and distributing with distribution hose on a mobile support, e.g. truck
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04GSCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/02Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
    • E04G21/04Devices for both conveying and distributing
    • E04G21/0418Devices for both conveying and distributing with distribution hose
    • E04G21/0445Devices for both conveying and distributing with distribution hose with booms
    • E04G21/0454Devices for both conveying and distributing with distribution hose with booms with boom vibration damper mechanisms
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04GSCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/02Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
    • E04G21/04Devices for both conveying and distributing
    • E04G21/0418Devices for both conveying and distributing with distribution hose
    • E04G21/0445Devices for both conveying and distributing with distribution hose with booms
    • E04G21/0463Devices for both conveying and distributing with distribution hose with booms with boom control mechanisms, e.g. to automate concrete distribution

Definitions

  • the invention relates to a work pole of the type specified in the preamble of claims 1 and 2.
  • Known working masts of this type consist essentially of a rotatable about a vertical axis on a frame rotary head, a first about a horizontal bending axis relative to the rotary head limited by a drive unit pivotable boom and at least one relative to an adjacent boom arm by means of an associated drive unit along a shear axis longitudinally displaceable and / or another mast arm pivotable about a horizontal bending axis.
  • a preferably remote-controllable control device is provided which has the individual drive units associated with actuators.
  • at least one sensor for displacement or angle measurement is provided, which is associated with at least one of the mast arms, the shear or bending axes, the vertical axis and / or the drive units.
  • pressure or force sensors are arranged at the bottom and / or rod end of at least one of the drive units designed as a hydraulic cylinder.
  • the output data of the at least one sensor for displacement or angle measurement and the pressure and force sensors are evaluated in an evaluation unit of a safety routine in the course of a mast movement.
  • Truck-mounted concrete pumps are usually operated by an operator who, via a remote control device, is responsible for both the pump control and the positioning of the end hose located at the top of the articulated mast. For this purpose, the operator has to actuate several rotational degrees of freedom of the articulated mast via the associated drive units while moving the articulated mast in the non-structured three-dimensional work space while observing the site boundary conditions.
  • an actuator has already been proposed (DE-A 43 06 127), in which the redundant bending axes of the articulated mast are controlled in each rotational position of the mast independently of the axis of rotation with a single control operation of the remote control body together.
  • a basic prerequisite for such an actuation of the articulated mast is a position control, which includes, inter alia, a sensor for path or angle measurement assigned to the individual boom arms, articulated axles and / or drive assemblies. Since failures in technical systems of this type, which include both mechanical, as well as electronic and hydraulic components, can not be completely ruled out, it requires a security monitoring, which warns the operator and intervenes in the functional sequence.
  • Safety devices of this type have already been used in connection with the position control within the articulated mast (DE-A 101 07 107), for example, the on state of the feed valve, the presence or absence of Fahrvor bin via the remote control, the occurrence of away or angle-related excessive control deviations or Increased speeds of such deviations and respond to excessive angular velocities.
  • the aim of the present invention is to extend the safety monitoring to a monitoring of the limit loads in terms of strength and stability.
  • This problem occurs, for example, with articulated masts on, the mast arms are folded in the folded state in the manner of an overhead roll folder.
  • overhead roller folders have the advantage that unfolding of the mast pack is relatively easy and quick.
  • the mast pack resting on the chassis in the driving state with its first mast arm can be lifted around the bending axis A in the first quadrant and then pivoted into the working area after the second quadrant.
  • unfolding occur here, however, problems, mainly because of the fact that the first boom arm is operated by a hydraulic cylinder whose cylinder are articulated on the mast arm and the piston rod to a bell crank of the turret.
  • a limit switch which ensures that the boom arm 2 is vertical in the extreme case.
  • the vertical position is switched, for example, via a trained as a mercury switch tilt switch.
  • the upper mast arms are limited only by constructive limitations in their swivel range. Accordingly, the mast arm 3 with a pivoting range of 180 ° in the case of a vertical standing of the arm 2 will be aligned vertically.
  • the present invention seeks to provide a design principle, whereby the rigid limits canceled in the operation of a work mast and a more flexible handling and driving ability of the mast arms is guaranteed.
  • the safety device comprises a suitable sensor system for the continuous determination of position and force measured values within the working mast, as well as a Having a safety routine that sets the measured values under the criterion of compliance with specified limits for strength and / or stability of the system to each other.
  • the design of the pump with regard to the maximum achievable pump pressure plays a role. Since the limit values for strength and stability depend significantly on the instantaneous mast configuration and thus on the instantaneous position and angle measurement values of the individual mast arms, the limit values required for safety monitoring can be specified in analytical form or as tables by evaluating the kinematic conditions.
  • the safety routine comprises a data memory with an analytically or in a table form prescribed data field of pressure or force limits in response to at least one of the mast arms associated path or angle measurements
  • the evaluation unit has a comparator with Output data of the pressure or force sensors and the associated displacement or angle sensors or variables derived therefrom for performing a comparison with associated limit value data from the data field and for triggering a signal when the limit value is undershot or exceeded.
  • the displacement sensor is arranged on the associated, designed as a hydraulic cylinder drive unit of the mast arm.
  • the angle sensor is arranged in the region of the bending axis of the associated mast arm.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that geodesic angle sensors are arranged on the mast arms for determining earth-fixed angle measured values assigned to the individual mast arms.
  • a further geodesic angle sensor can be provided on the turret and / or on the frame for measuring at least one earth-constant angle value associated with the turret or the frame.
  • the software routine expediently has a coordinate transformer for converting earth-fixed, arithmetic-related angle measurement values into buckling angles of the individual boom arms.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that at least one of the actuators responds to the signal triggered by the safety routine when limiting data is exceeded while a safety movement or a safety stop is being executed.
  • control device comprises a position controller, which responds to the path or angle measurements, for the mast movement.
  • control device comprises a vibration damper for the boom arms of the distributor boom which responds to the time-dependent path or angle measured values and / or to the pressure or force measured values.
  • the concrete distributor masts designed as buckling and / or telescopic masts these also include telescopic overhead masts for mobile conveyors.
  • Working masts in which at the end of the first boom arm, an existing from at least one further mast arm mast boom is pivotally mounted about a horizontal axis.
  • These include, in particular, designed as articulated boom concrete distribution booms.
  • Work masts in which at least one of a plurality of horizontal axes about each other pivotable mast arms composite mast boom is articulated at the end of the longitudinally movable mast arms.
  • Figure 1 is a side view of a truck-mounted concrete pump with a trained in the manner of an overhead roll folder work mast in the folded driving condition.
  • FIGS. 2a to d show a schematic of a folding strategy of an overhead
  • FIG. 3b shows a representation corresponding to FIG. 3a with dimensions for the determination of the internal moment equilibrium (subsystem 2);
  • Fig. 5 shows two diagrams relating to the limit moment in the joint
  • Fig. 6a an overhead roll folder in the operating state in one
  • FIG. 6b and c show the overhead roller shutter according to FIG. 6a in permissible operating positions according to the safety criteria according to the invention
  • Fig. 7 is a flowchart of the safety routine
  • Fig. 8 shows a detail of the mast arm 1 of a standard concrete distributor mast with maximum bending angle to the
  • FIG. 9 is a side view of a distribution boom of a truck-mounted concrete pump with telescopic boom arm 1;
  • FIG. 10 is a partial side view of a work mast with crane function
  • Fig. 11a and b is a side view of a conveyor for wet or dry fabrics with turret and telescopic
  • the truck-mounted concrete pump 10 shown in FIGS. 1, 2a to d and 6a to c comprises a multiaxial chassis 11 with a driver's cab 15, a slurry pump 12 and a work mast 14 rotatable about a vehicle-fixed vertical axis 13 as a carrier for a concrete delivery line (not shown).
  • Liquid concrete which is continuously introduced into a hopper 17 during concreting, is conveyed via the concrete delivery line to a concreting location remote from the location of the vehicle 11.
  • the work mast 14 consists of a by means of a hydraulic rotary drive about the vertical axis 13 rotatable rotary head 21 and a pivotable on this articulated mast 20, the variable range and height difference between the chassis 11 and the concreting is continuously adjustable.
  • the articulated mast 20 consists in the illustrated embodiments of four articulated mast arms 1 to 4, which are pivotable about parallel to each other and at right angles to the vertical axis 13 of the rotary head 21 extending buckling axes A to D.
  • the bending angles ⁇ i to ⁇ 4 (FIG.
  • the articulated mast 20 forms in the embodiments shown in the drawings an overhead roll folder, wherein the mast arm 1 in the folded state rests directly on the chassis 11 and the remaining mast arms 2 to 4 are rolled helically and in the rolled-up state forward on the cab 15th survive.
  • the articulated mast 20 is of its folded Transport position unfolded in its unfolded operating position (Fig. 2a to d).
  • the unfolding of the articulated mast 20 is only possible if the chassis 11 is supported on the substrate 30 with two front and two rearward extension legs 26, 28. In confined construction sites, a one-sided narrow support with the Ausstellbeinen 26,28 is possible, which requires additional safety precautions during the unfolding of the buckling mast 20 to avoid a risk of tipping.
  • the illustrated in the various embodiments, designed as overhead roll folder buckling masts 20 have the advantage that the deployment of the mast pack is relatively easy and quick.
  • the package can be lifted around axis A and swiveled from the first quadrant into the working area in the second quadrant. Since on the mast arm 1, the entire rest of the mast pack rests, is the known per se, in Fig. 2a to d deployment strategy shown to raise the boom arm 1 can. This is due primarily to the fact that the remaining arm package extends beyond the cab 15. When lifting must therefore first the arm package in the sense of Fig.
  • the vertical position is secured by a tilt switch.
  • the conventional limits shown in FIG. 2d with regard to the swivel angles ⁇ i and t 2 are perceived as an obstacle in certain concreting tasks. On the other hand, they do not fully exploit the possibilities of kinematics, but limit the swivel angle in places that are clear but not always practical.
  • the strength criterion relates primarily to the hydraulic cylinder 22 associated with the bending axis A, whose cylinder 32 is articulated in the region of the axis 34 on the boom arm 1, while the piston rod 36 is articulated in the region of the axle 38 on a deflection lever 50 of the rotary head 21.
  • the hydraulic system can only provide a certain lifting power.
  • at the fixing point of the piston rod 36 in the region of the piston 37 strength problems can occur.
  • F B and F s denote the forces on the bottom and the rod side
  • p B , p s the pressures on the bottom and the rod side
  • D B the cylinder diameter
  • D s the piston rod diameter
  • the cylinder force F Zyl must not exceed a maximum value F max, which takes into account that the welds are in the range of the piston and the buckling forces in the piston and in the cylinder are subject to a maximum load.
  • F max a maximum value
  • the exceeding of the limit force and a corresponding signal 57 are triggered.
  • the signal 57 for example, an actuation of the buckling mast can be interrupted.
  • FIG. 3a The kinematic elements necessary for the determination of the moment equilibrium are shown in FIG. 3a for an outer subsystem 1 with the elements turret 21, ArnrWArmwoven 1 and push rod 52 and for an inner subsystem 2 with the elements deflection lever 50, push rod 52 and hydraulic cylinder 22 shown.
  • F DS means the force acting on the push rod 52
  • G Am means the weight of the arm package, which acts in the center of gravity 46.
  • the distances a and b define the torque-determining distances from the bending axis A.
  • the plateau range between 10 ° and 50 ° is determined by the theoretically maximum permissible cylinder force F maii . Accordingly, a reduced compared to M max permissible load torque range M boundary is obtained in the plateau region - For Armcardwinkeln ⁇ i above 50 °, the cylinder force M Gren, theoretically limited by the permissible loading moment M max.
  • the curve 1 is given in tabular form as a data field for the limit value of the cylinder force F Oren , ( ⁇ - ⁇ ) and with a software routine (FIG. 7) with the
  • the safety device thus makes it possible to determine from the sensory measured values P s , P B , ⁇ ⁇ and the cylinder force F cyl derived therefrom by comparison with the limit values F Gren , (E 1 ) in FIG. 5 stored in a data memory in tabular form
  • limit value monitoring explained above is illustrated with reference to FIG. 7 in a flowchart of a safety routine.
  • a further improvement in this regard is achieved by including corresponding limit value tables for further boom arms, in particular the boom arm 2, and corresponding sensors in the area of these boom arms in the safety device.
  • the rotational position of the articulated mast 20 can be added about the vertical axis 13, which leads to better utilization of the working range of the articulated mast, especially in the border region of the one-sided narrow support.
  • FIGS. 6a to 6c specific expansions of the swiveling range of the boom arms 1 and 2 in the direction of the arrows 70, 72 (FIG. 6a) are indicated as simple examples, which, taking into account the limit value monitoring described above in comparison to the conventional dashed lines (FIG 6b, c) indicated limit angles can be achieved.
  • the sensors provided for the measurement of the pressure and angle values according to the invention also find their application in the computer-controlled actuation of the multi-arm articulated masts 20 with the aid of only one control lever of a remote control (cf., inter alia, DE 101 07 107 A1) and in the vibration damping of articulated masts (cf. DE 100 46 546 A1).
  • the sensor system installed in the system thus has multiple benefits in the various areas of system control and monitoring.
  • FIG. 8 shows a section of a standard concrete distributor mast whose angle of rotation ⁇ i about the bending axis A of the mast arm 1 relative to the rotary head 21 is less than 90 °.
  • the kinematic elements necessary for the determination of the moment equilibrium are shown in FIG. 8 on the basis of FIG. 3a and on the reference numerals given there. For the moment equilibrium, the following relationship follows:
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 9 is a truck-mounted concrete pump 10 with a concrete distributor boom whose boom arm 1 can be pivoted about the pivot axis A of the rotary head 21 by a pivot angle ⁇ i.
  • the mast arm 1 consists of several, mutually telescoping mast segments 1a to 1f, at the end of which a buckling mast boom with several other mast arms 2,3,4,5 connects.
  • a concrete pump which also acts as a crane for lifting a load.
  • a deflection roller 80 there is arranged at the distance b from the bending axis A of the mast arm 1 a deflection roller 80, via which a cable 82 is guided with a receiving member 84 for a movable load.
  • a force sensor 86 for determining the weight G Las t is arranged on the cable 82, whose output is connected to the evaluation part of a safety routine.
  • the moment equilibrium is calculated around the bending axis A of the boom arm 1 as follows:
  • FIGS. 11a and b The exemplary embodiment shown in FIGS. 11a and b is a mobile belt conveyor 90 with a work mast 14 hinged to a turret 21 with mast arms 1a to 1d which can be telescoped relative to one another.
  • the work mast 14 is pivotable about the bending axis A by an angle ⁇ i with the aid of a drive unit designed as a hydraulic cylinder 22.
  • an allowable arm configuration of the work mast 14 can be determined for all variants, which corresponds to the safety criterion according to equation (6).
  • the invention relates to a work mast, in particular for large manipulators and concrete pumps.
  • the work mast 14 has a rotatable about a vertical axis 13 on a frame 11 rotary head 21, one about a horizontal bending axis A opposite the rotary head 21 by means of a drive unit 22 limited pivotable first mast arm 1 and at least one relative to an adjacent mast arm by means of an associated drive unit 23 to 25 along a push axis longitudinally displaceable and / or about a horizontal buckling axis B 1 C 1 D pivotable further mast arm 2.3 , 4 on.
  • a preferably remotely controllable control device for the mast movement is provided by means of actuators associated with the individual drive units. As actuators are mainly control valves into consideration, over which the drive unit designed as a hydraulic cylinder 22 to 25 are controlled.
  • a sensor 54 is arranged for path or angle measurement.
  • the control device has a safety routine responding to output data of the sensors.
  • pressure or force sensors 42, 44 are also arranged, while the safety routine comprises an evaluation part 56 which responds to the output data of the pressure or force sensors.
  • the safety routine comprises a data memory for recording an analytically or in a table form given data field of pressure or force limits depending on at least one of the mast arms associated path or angle measurements.
  • the evaluation unit 56 has a comparator with the output data of the pressure or force sensors 42,44 or the associated displacement or angle sensors 54 or derived variables for performing a comparison with associated threshold data from the data field and for triggering a signal at bottom or Exceeding the limit data is applied.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • On-Site Construction Work That Accompanies The Preparation And Application Of Concrete (AREA)
  • Jib Cranes (AREA)
  • Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)

Abstract

The invention relates to a working mast, in particular for large manipulators and concrete pumps comprising a rotatable head (21) mounted on a frame (11) in such a way that it is pivotable about a vertical axis (13), a first mast arm (1) pivotable in a limited manner about a horizontal articulation axis (A) in front of the rotatable head (21) by means of a drive unit (22) and at least one other mast arm (2, 3, 4) which, is longitudinally displaceable along a thrust axis and/or rotatable about a horizontal articulation axis (B, C, D) with respect to the adjacent mast arm with the aid of a drive unit (23, 24, 25). In addition, a control, preferably a remotely controlled, device enables the mast to be displaced by means of actuators associated with different drive units. The actuators are substantially embodied in the form of adjusting valves which make it possible to control the drive units (23, 24, 25) embodied in the form of hydraulic cylinders. A path and/or angle measuring sensor (54) is placed on at least one mast arm, thrust and/or articulation axis, the vertical axis (13) and/or drive units (23, 24, 25). The control device comprises a safety routine responsive to output data items received from the sensors. Pressure and force sensors (42, 44) are arranged on the bottom and rod sides of at least one drive unit embodied in the form of a hydraulic cylinder (22), whereas the safety routine comprises an evaluating part (56) responsive to the output data of the pressure and force sensors. In order to improve the use of kinematics during the articulated mast movement, the safety routine is provided with a data memory for recording a data field which is analytically predefined or presented in the form of tables and contains the pressure or force threshold values corresponding to at least one path and/or angle measured value assigned to the mast arm. The evaluating part (56) comprises a comparator supplied with output data of the pressure or force sensors (42, 44) or the associated path or angle sensors (54) or else with quantities derived therefrom in order to compare them with the associated threshold values obtained from the data field and to generate a signal when said threshold value data items are exceeded or fallen bellow.

Description

Arbeitsmast, insbesondere für Großmanipulatoren und fahrbare BetonpumpenWork mast, especially for large manipulators and mobile concrete pumps
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft einen Arbeitsmast der im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2 angegebenen Gattung.The invention relates to a work pole of the type specified in the preamble of claims 1 and 2.
Bekannte Arbeitsmaste dieser Art bestehen im Wesentlichen aus einem um eine Hochachse an einem Gestell drehbaren Drehkopf, einem ersten um eine horizontale Knickachse gegenüber dem Drehkopf mittels eines Antriebsaggregats begrenzt verschwenkbaren Mastarm und mindestens einem gegenüber einem benachbarten Mastarm mittels eines zugehörigen Antriebsaggregats entlang einer Schubachse längsverschiebbaren und/oder um eine horizontale Knickachse verschwenkbaren weiteren Mastarm. Für die Mastbewegung ist eine vorzugsweise fernbedienbare Steuerungseinrichtung vorgesehen, die den einzelnen Antriebsaggregaten zugeordnete Stellglieder aufweist. Außerdem ist mindestens ein Sensor zur Weg- oder Winkelmessung vorgesehen, der mindestens einem der Mastarme, der Schub- oder Knickachsen, der Hochachse und/oder der Antriebsaggregate zugeordnet ist. Weiter sind am boden- und/oder stangenseitigen Ende mindestens eines der als Hydrozylinder ausgebildeten Antriebsaggregate Druck- oder Kraftsensoren angeordnet. Die Ausgangsdaten des mindestens einen Sensors zur Weg- oder Winkelmessung und der Druck- und Kraftsensoren werden in einer Auswerteeinheit einer Sicherheitsroutine im Zuge einer Mastbewegung ausgewertet.Known working masts of this type consist essentially of a rotatable about a vertical axis on a frame rotary head, a first about a horizontal bending axis relative to the rotary head limited by a drive unit pivotable boom and at least one relative to an adjacent boom arm by means of an associated drive unit along a shear axis longitudinally displaceable and / or another mast arm pivotable about a horizontal bending axis. For the mast movement a preferably remote-controllable control device is provided which has the individual drive units associated with actuators. In addition, at least one sensor for displacement or angle measurement is provided, which is associated with at least one of the mast arms, the shear or bending axes, the vertical axis and / or the drive units. Furthermore, pressure or force sensors are arranged at the bottom and / or rod end of at least one of the drive units designed as a hydraulic cylinder. The output data of the at least one sensor for displacement or angle measurement and the pressure and force sensors are evaluated in an evaluation unit of a safety routine in the course of a mast movement.
Arbeitsmaste dieser Art werden bevorzugt in Großmanipulatoren, in Autobetonpumpen mit Knick- und Teleskopmast und in fahrbaren Teleskopförder- geraten eingesetzt. Autobetonpumpen werden üblicherweise durch einen Bediener betätigt, der über ein Fernsteuergerät sowohl für die Pumpensteuerung als auch für die Positionierung des an der Spitze des Knickmasts angeordneten End- schlauchs verantwortlich ist. Der Bediener hat dazu mehrere rotatorische Freiheitsgrade des Knickmasts über die zugehörigen Antriebsaggregate unter Bewegung des Knickmasts im nicht strukturierten dreidimensionalen Arbeitsraum bei Beachtung der Baustellenrandbedingungen zu betätigen. Um die Handhabung in dieser Hinsicht zu erleichtern, wurde bereits eine Betätigungsvorrichtung vorgeschlagen (DE-A 43 06 127), bei der die redundanten Knickachsen des Knickmasts in jeder Drehlage des Masts unabhängig von dessen Drehachse mit einem einzigen Stellvorgang des Fernsteuerorgans gemeinsam angesteuert werden. Grundvoraussetzung für eine solche Betätigung des Knickmasts ist eine Lageregelung, zu der u. a. eine den einzelnen Mastarmen, Knickachsen und/oder Antriebsaggregaten zugeordnete Senso- rik zur Weg- oder Winkelmessung gehört. Da Störungen in technischen Systemen dieser Art, die sowohl mechanische, als auch elektronische und hydraulische Komponenten umfassen, nicht vollständig auszuschließen sind, bedarf es einer Sicherheitsüberwachung, die den Bediener warnt und in den Funktionsablauf sichernd eingreift. Dazu ist es notwendig, die auftretenden Fehler sensorisch zu erkennen und zu bewerten mit dem Ziel, ungewollte Fehlerfolgen und Schäden zu vermeiden. Sicherheitseinrichtungen dieser Art wurden bereits im Zusammenhang mit der Lageregelung innerhalb des Knickmasts eingesetzt (DE-A 101 07 107), beispielsweise um den Einschaltzustand des Speiseventils, das Vorhandensein oder NichtVorhandensein von Fahrvorgaben über die Fernbedienung, das Auftreten von weg- oder winkelbezogenen übermäßigen Regelabweichungen oder erhöhten Geschwindigkeiten derartiger Regelabweichungen sowie auf übermäßige Winkelgeschwindigkeiten ansprechen.Work masts of this type are preferably used in large manipulators, in truck-mounted concrete pumps with buckling and telescopic masts and in mobile telescopic conveyors. Truck-mounted concrete pumps are usually operated by an operator who, via a remote control device, is responsible for both the pump control and the positioning of the end hose located at the top of the articulated mast. For this purpose, the operator has to actuate several rotational degrees of freedom of the articulated mast via the associated drive units while moving the articulated mast in the non-structured three-dimensional work space while observing the site boundary conditions. To facilitate handling in this regard, an actuator has already been proposed (DE-A 43 06 127), in which the redundant bending axes of the articulated mast are controlled in each rotational position of the mast independently of the axis of rotation with a single control operation of the remote control body together. A basic prerequisite for such an actuation of the articulated mast is a position control, which includes, inter alia, a sensor for path or angle measurement assigned to the individual boom arms, articulated axles and / or drive assemblies. Since failures in technical systems of this type, which include both mechanical, as well as electronic and hydraulic components, can not be completely ruled out, it requires a security monitoring, which warns the operator and intervenes in the functional sequence. For this purpose, it is necessary to detect the errors occurring sensorially and evaluate with the aim of avoiding unwanted errors and damage. Safety devices of this type have already been used in connection with the position control within the articulated mast (DE-A 101 07 107), for example, the on state of the feed valve, the presence or absence of Fahrvorgaben via the remote control, the occurrence of away or angle-related excessive control deviations or Increased speeds of such deviations and respond to excessive angular velocities.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Sicherheitsüberwachung auf eine Überwachung der Grenzbelastungen im Hinblick auf Festigkeit und Standsicherheit auszudehnen. Dieses Problem tritt beispielsweise bei Knickmasten auf, deren Mastarme im zusammengefalteten Zustand nach Art eines Überkopf-Rollfalters gefaltet sind. Überkopf-Rollfalter haben zwar den Vorteil, dass das Entfalten des Mastpakets relativ einfach und zügig vonstatten geht. Im Gegensatz zu anderen Faltungsarten lässt sich das im Fahrzustand mit seinem ersten Mastarm auf dem Fahrgestell aufliegende Mastpaket um die Knickachse A im ersten Quadranten anheben und von dort nach dem zweiten Quadranten in den Arbeitsbereich schwenken. Beim Entfalten treten hier jedoch Probleme auf, die vor allem daher rühren, dass der erste Mastarm mit einem Hydrozylinder betätigt wird, dessen Zylinder am Mastarm und dessen Kolbenstange an einem Umlenkhebel des Drehkopfs angelenkt sind. Dies bedeutet, dass der Hydrozylinder beim Anheben des ersten Mastarms stan- genseitig mit Drucköl beaufschlagt wird, so dass zur Erzeugung der hierfür notwendigen Kraft aufgrund der als Ringfläche ausgebildeten kleineren Kolbenfläche ein entsprechend hoher Druck erforderlich ist. Hinzu kommt, dass am Fixpunkt der Kolbenstange im Bereich des Kolbens Festigkeitsprobleme auftreten können. Da auf dem ersten Mastarm das gesamte übrige Mastpaket aufliegt, ist aus Festigkeitsgründen eine Entfaltungsstrategie notwendig, um den ersten Mastarm anheben zu können. Weiter ist aus geometrischen Gründen zu berücksichtigen, dass das Armpaket eines Überkopf-Rollfalters im zusammengefalteten Zustand über das Fahrerhaus hinaus reicht. Beim Anheben muss also zunächst das Armpaket freigestellt werden, damit es zu keiner Kollision mit dem Fahrerhaus kommt. Aus diesem Grund ist ein Schwenken des Restarmpakets um die Knickachse B notwendig, und zwar um einen bestimmten Winkel von beispielsweise 20°. Erst dann kann der erste Mastarm bei noch zusammengeklapptem Restarmpaket um das A- Gelenk auf einen Grenzwinkel von etwa 65° angehoben werden. In herkömmlichen Systemen befindet sich dort ein Endschalter, der im Betriebszustand unabhängig von der Stellung der übrigen Mastarme aus Gründen der Festigkeit und Standsicherheit dafür sorgt, dass der Grenzwinkel von 65° des ersten Mastarms nicht unterschritten wird. Beim Ausschwenken des Restarmpakets ist aus dem gleichen Grund zu berücksichtigen, dass auch der Mastarm 2 allenfalls vertikal ausgerichtet werden darf, was einer Winkel- - A - stellung gegenüber dem Arm 1 von ca. 155° entspricht. Auch am Mastarm 2 befindet sich ein Endschalter, der dafür sorgt, dass der Mastarm 2 im äußersten Fall senkrecht steht. Die Senkrechtstellung wird beispielsweise über einen als Quecksilberschalter ausgebildeten Neigungsschalter geschaltet. Die oberen Mastarme werden dagegen nur durch konstruktive Begrenzungen in ihrem Schwenkbereich begrenzt. Dementsprechend wird auch der Mastarm 3 mit einem Schwenkbereich von 180° im Falle eines Senkrechtstehens des Arms 2 senkrecht ausgerichtet sein.The aim of the present invention is to extend the safety monitoring to a monitoring of the limit loads in terms of strength and stability. This problem occurs, for example, with articulated masts on, the mast arms are folded in the folded state in the manner of an overhead roll folder. Although overhead roller folders have the advantage that unfolding of the mast pack is relatively easy and quick. In contrast to other types of folding, the mast pack resting on the chassis in the driving state with its first mast arm can be lifted around the bending axis A in the first quadrant and then pivoted into the working area after the second quadrant. When unfolding occur here, however, problems, mainly because of the fact that the first boom arm is operated by a hydraulic cylinder whose cylinder are articulated on the mast arm and the piston rod to a bell crank of the turret. This means that when the first mast arm is raised, the hydraulic cylinder is subjected to rod-side pressure oil, so that a correspondingly high pressure is required to generate the necessary force due to the smaller piston surface designed as an annular surface. In addition, strength problems can occur at the fixed point of the piston rod in the region of the piston. Since the rest of the mast set rests on the first mast arm, a deployment strategy is necessary for reasons of strength in order to be able to lift the first mast arm. Furthermore, for geometric reasons, it should be borne in mind that the arm package of an overhead roll folder in the folded-up state extends beyond the driver's cab. When lifting, therefore, the arm package must first be released so that there is no collision with the cab. For this reason, a pivoting of the Restarmpakets is necessary to the bending axis B, by a certain angle of for example 20 °. Only then can the first mast arm be raised to a critical angle of approximately 65 ° with the residual arm package still folded around the A joint. In conventional systems, there is a limit switch, which, in the operating state regardless of the position of the other mast arms for reasons of strength and stability ensures that the critical angle of 65 ° of the first mast arm is not exceeded. When swinging the rest arm package, it must be taken into account for the same reason that the boom arm 2 may also be vertically aligned, which results in an angular movement. - A - position relative to the arm 1 of about 155 ° corresponds. Also on the boom arm 2 is a limit switch, which ensures that the boom arm 2 is vertical in the extreme case. The vertical position is switched, for example, via a trained as a mercury switch tilt switch. The upper mast arms, however, are limited only by constructive limitations in their swivel range. Accordingly, the mast arm 3 with a pivoting range of 180 ° in the case of a vertical standing of the arm 2 will be aligned vertically.
Bei der Verwendung vorgegebener Endschalter wird als nachteilig empfunden, dass das A-Gelenk im Betriebszustand nicht unter den Winkel von 65° gefahren werden kann, was bei bestimmten Betonieraufgaben als Hindernis empfunden wird. Entsprechendes gilt auch für das B-Gelenk, da auch das Senkrechtstellen nicht immer die Idealposition für den Betoniervorgang dar- stellt. Diese Vorgaben haben sich als zu starr erwiesen. Sie schöpfen die Möglichkeiten der Kinematik nicht voll aus, sondern begrenzen die Mastbewegung auf eine Weise, die zwar übersichtlich, aber nicht immer praktisch ist.When using predetermined limit switch is felt to be disadvantageous that the A-joint can not be driven in the operating state at the angle of 65 °, which is perceived as an obstacle in certain concreting tasks. The same applies to the B-joint, since vertical positioning is not always the ideal position for the concreting process. These guidelines have proved to be too rigid. They do not fully exploit the possibilities of kinematics, but limit the movement of the mast in a way that is clear but not always practical.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Konstruktionsprinzip anzugeben, womit die starren Grenzen bei der Betätigung eines Arbeitsmasts aufgehoben und eine flexiblere Handhabung und Fahrmöglichkeit der Mastarme gewährleistet ist.Proceeding from this, the present invention seeks to provide a design principle, whereby the rigid limits canceled in the operation of a work mast and a more flexible handling and driving ability of the mast arms is guaranteed.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.To solve this problem, the feature combination specified in claim 1 is proposed. Advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Lösung geht von dem Gedanken aus, dass die Sicherheitseinrichtung eine geeignete Sensorik zur laufenden Bestimmung von Lage- und Kraft-Messwerten innerhalb des Arbeitsmasts umfasst sowie eine Sicherheitsroutine aufweist, die die ermittelten Messwerte unter dem Kriterium der Einhaltung vorgegebener Grenzwerte für Festigkeit und/oder Standsicherheit des Systems zueinander in Beziehung setzt. Zusätzlich spielt dabei die Auslegung der Pumpe hinsichtlich des maximal erreichbaren Pum- pendrucks eine Rolle. Da die Grenzwerte für Festigkeit und Standsicherheit maßgeblich von der augenblicklichen Mastkonfiguration und damit von den augenblicklichen Weg- und Winkelmesswerten der einzelnen Mastarme abhängen, können die für die Sicherheitsüberwachung notwendigen Grenzwerte unter Auswertung der kinematischen Verhältnisse in analytischer Form oder als Tabellen vorgegeben werden. Dementsprechend wird gemäß der Erfindung primär vorgeschlagen, dass die Sicherheitsroutine einen Datenspeicher mit einem analytisch oder in Tabellenform vorgegebenen Datenfeld aus Druck- oder Kraftgrenzwerten in Abhängigkeit von mindestens einem der Mastarme zugeordneten Weg- oder Winkelmesswerten umfasst, und dass die Auswerteeinheit einen Vergleicher aufweist, der mit Ausgangsdaten der Druck- oder Kraftsensoren und der zugehörigen Weg- oder Winkelsensoren oder daraus abgeleiteten Größen zur Durchführung eines Vergleichs mit zugeordneten Grenzwertdaten aus dem Datenfeld und zur Auslösung eines Signals bei Unter- oder Überschreiten der Grenzwertdaten beaufschlagt ist.The solution according to the invention is based on the idea that the safety device comprises a suitable sensor system for the continuous determination of position and force measured values within the working mast, as well as a Having a safety routine that sets the measured values under the criterion of compliance with specified limits for strength and / or stability of the system to each other. In addition, the design of the pump with regard to the maximum achievable pump pressure plays a role. Since the limit values for strength and stability depend significantly on the instantaneous mast configuration and thus on the instantaneous position and angle measurement values of the individual mast arms, the limit values required for safety monitoring can be specified in analytical form or as tables by evaluating the kinematic conditions. Accordingly, it is primarily proposed according to the invention that the safety routine comprises a data memory with an analytically or in a table form prescribed data field of pressure or force limits in response to at least one of the mast arms associated path or angle measurements, and that the evaluation unit has a comparator with Output data of the pressure or force sensors and the associated displacement or angle sensors or variables derived therefrom for performing a comparison with associated limit value data from the data field and for triggering a signal when the limit value is undershot or exceeded.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Wegsensor am zugehörigen, als Hydrozylinder ausgebildeten Antriebsaggregat des Mastarms angeordnet. Alternativ hierzu ist der Winkelsensor im Bereich der Knickachse des zugehörigen Mastarms angeordnet.According to an advantageous embodiment of the invention, the displacement sensor is arranged on the associated, designed as a hydraulic cylinder drive unit of the mast arm. Alternatively, the angle sensor is arranged in the region of the bending axis of the associated mast arm.
Um zusätzlich auch die Standfestigkeit in das Überwachungssystem einbeziehen zu können, was vor allem bei einer einseitigen Schmalabstützung eines den Knickmast tragenden Fahrgestells wichtig ist, wird gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass ein weiterer Weg- oder Winkelsensor am Antriebsaggregat oder an der Drehachse des Drehkopfs angeordnet ist und dass das im Datenspeicher der Sicherheitsroutine analytisch oder in Tabellenform abgelegte Datenfeld aus Druck- oder Kraftgrenzwerten zusätzlich mit den dem Drehkopf zugeordneten Weg- oder Winkelmesswerten korreliert ist.In order to additionally include the stability in the monitoring system, which is particularly important in a one-sided narrow support of the buckling mast supporting chassis, it is proposed according to a preferred embodiment of the invention that another displacement or angle sensor on the drive unit or on the axis of rotation of the Turret is arranged and that stored in the data memory of the safety routine analytically or in a tabular form data field from printing or Force limits additionally correlated with the rotary head associated displacement or angle measurements.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass an den Mastarmen geodätische Winkelsensoren zur Bestimmung von den einzelnen Mastarmen zugeordneten erdfesten Winkelmesswerten angeordnet sind. Außerdem kann am Drehkopf und/oder am Gestell ein weiterer geodätischer Winkelsensor zur Messung mindestens eines dem Drehkopf oder dem Gestell zugeordneten erdfesten Winkelmesswerts vorgesehen sein. Zweckmä- ßig weist in diesem Fall die Softwareroutine einen Koordinatentransformator zur Umrechnung von erdfesten, mastarmbezogenen Winkelmesswerten in Knickwinkel der einzelnen Mastarme auf.A further preferred embodiment of the invention provides that geodesic angle sensors are arranged on the mast arms for determining earth-fixed angle measured values assigned to the individual mast arms. In addition, a further geodesic angle sensor can be provided on the turret and / or on the frame for measuring at least one earth-constant angle value associated with the turret or the frame. In this case, the software routine expediently has a coordinate transformer for converting earth-fixed, arithmetic-related angle measurement values into buckling angles of the individual boom arms.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zumin- dest eines der Stellglieder auf das über die Sicherheitsroutine beim Überschreiten von Grenzdaten ausgelöste Signal unter Ausführung einer Sicherheitsbewegung oder eines Sicherheitsstopps anspricht.A further advantageous embodiment of the invention provides that at least one of the actuators responds to the signal triggered by the safety routine when limiting data is exceeded while a safety movement or a safety stop is being executed.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Steuerungseinrichtung einen auf die Weg- oder Winkelmessungen ansprechenden Lageregler für die Mastbewegung.In accordance with a further preferred development of the invention, the control device comprises a position controller, which responds to the path or angle measurements, for the mast movement.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Steuerungseinrichtung einen auf die zeitabhängigen Weg- oder Winkel- messwerte und/oder auf die Druck- oder Kraftmesswerte ansprechenden Schwingungsdämpfer für die Mastarme des Verteilermasts umfasst.A further advantageous embodiment of the invention provides that the control device comprises a vibration damper for the boom arms of the distributor boom which responds to the time-dependent path or angle measured values and / or to the pressure or force measured values.
Im Vorstehenden wurde die Erfindung vor allem anhand eines als Überkopf- Rollfalter ausgebildeten Betonverteilermasts erläutert. Die Erfindung ist nicht beschränkt auf diese Ausführungsvariante, sondern kann auch bei Arbeitsmasten anderer Bauart und Anwendung eingesetzt werden. Im Folgenden sind einige Beispiele hierfür aufgeführt: Ein Arbeitsmast, bei welchem der erste Mastarm mit Hilfe des als Hyd- rozylinder ausgebildeten Antriebsaggregats gegenüber dem Drehkopf um etwa 90° verschwenkbar ist. Hierzu gehören neben den als Knick- und/oder Teleskopmast ausgebildeten Betonverteilermasten auch Te- leskopfördermaste für mobile Fördereinrichtungen.In the foregoing, the invention has been explained above all with reference to a concrete distributor mast designed as an overhead roll folder. The invention is not limited to this embodiment, but can also be used in work poles of other design and application. Here are some examples: A work mast in which the first mast arm can be pivoted by about 90 ° relative to the turret with the aid of the drive unit designed as a hydraulic cylinder. In addition to the concrete distributor masts designed as buckling and / or telescopic masts, these also include telescopic overhead masts for mobile conveyors.
Arbeitsmaste, bei denen am Ende des ersten Mastarms ein aus mindestens einem weiteren Mastarm bestehender Mastausleger um eine horizontale Achse verschwenkbar angelenkt ist. Hierzu gehören insbesondere die als Knickmast ausgebildeten Betonverteilermaste.Working masts, in which at the end of the first boom arm, an existing from at least one further mast arm mast boom is pivotally mounted about a horizontal axis. These include, in particular, designed as articulated boom concrete distribution booms.
Arbeitsmaste, bei denen der erste Mastarm mit mehreren teleskopartig gegeneinander längsverschiebbaren Mastarmen verbunden ist. Hierzu gehören vor allem teleskopierbare Fördereinrichtungen für Feucht- undWork masts in which the first mast arm is connected to a plurality of telescopically mutually longitudinally displaceable mast arms. These include above all telescopic conveyors for wet and
Trockenstoffe.Drying agents.
Arbeitsmaste, bei denen am Ende der längsverschiebbaren Mastarme mindestens ein aus mehreren um horizontale Achsen gegeneinander verschwenkbaren Mastarmen zusammengesetzter Mastausleger angelenkt ist. Hierzu gehören vor allem Knickmaste, bei denen einer der Mastarme teleskopierbar ist.Work masts, in which at least one of a plurality of horizontal axes about each other pivotable mast arms composite mast boom is articulated at the end of the longitudinally movable mast arms. This mainly includes articulated masts, in which one of the mast arms is telescopic.
Arbeitsmaste, bei denen an mindestens einem Mastarm im Abstand von der Schwenkachse des ersten Mastarms eine Umlenkrolle angeordnet ist, über die ein Seil mit einem Aufnahmeorgan für eine bewegliche Last geführt ist, wobei an dem Seil ein Druck- oder Kraftsensor angeordnet ist, dessen Ausgang mit dem Auswerteteil der Sicherheitsroutine verbunden ist. In einem solchen Falle erlaubt die Erfindung eine Sicherheitsüberwachung des Arbeitsmasts unter Einbeziehung der an dem Seil hängenden Last. Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigenWork masts, in which at least one mast arm at a distance from the pivot axis of the first mast arm, a guide roller is arranged, via which a cable is guided with a receiving member for a movable load, wherein on the rope, a pressure or force sensor is arranged, the output with the evaluation part of the safety routine is connected. In such a case, the invention allows a safety monitoring of the work mast, including the load hanging on the rope. In the following the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Autobetonpumpe mit einem nach Art eines Überkopf-Rollfalters ausgebildeten Arbeitsmast im eingefalteten Fahrzustand;Figure 1 is a side view of a truck-mounted concrete pump with a trained in the manner of an overhead roll folder work mast in the folded driving condition.
Fig. 2a bis d ein Schema einer Ausfaltstrategie eines Überkopf-FIGS. 2a to d show a schematic of a folding strategy of an overhead
Rollfalters mit herkömmlicher Sicherheitseinrichtung;Rollfalter with conventional safety device;
Fig. 3a einen Ausschnitt aus dem Mastarm 1 eines Überkopf-3a shows a detail of the mast arm 1 of an overhead
Rollfalters mit Maßangaben zur Bestimmung des äußeren Momentengleichgewichts (Teilsystem 1);Rollfalter with dimensions for determining the external moment equilibrium (subsystem 1);
Fig. 3b eine Darstellung entsprechend Fig. 3a mit Maßangaben für die Bestimmung des inneren Momentengleichgewichts (Teilsystem 2);3b shows a representation corresponding to FIG. 3a with dimensions for the determination of the internal moment equilibrium (subsystem 2);
Fig. 4 einen Schnitt durch den Hydrozylinder des Mastarms 1 mit Maßangaben für die Berechnung der Zylinderkraft;4 shows a section through the hydraulic cylinder of the mast arm 1 with dimensions for the calculation of the cylinder force.
Fig. 5 zwei Diagramme betreffend das Grenzmoment im GelenkFig. 5 shows two diagrams relating to the limit moment in the joint
A (obere Kurve) und der zulässigen Zylinderkräfte (untere Kurve) in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Mastarms 1 um die Knickachse A;A (upper curve) and the permissible cylinder forces (lower curve) as a function of the angle of rotation of the mast arm 1 about the bending axis A;
Fig. 6a einen Überkopf-Rollfalter im Betriebszustand in einerFig. 6a an overhead roll folder in the operating state in one
Grenzlage nach herkömmlichen Sicherheitskriterien;Borderline according to conventional safety criteria;
Fig. 6b und c den Überkopf-Rollfalter nach Fig. 6a in zulässigen Betriebspositionen nach den erfindungsgemäßen Sicherheitskriterien; Fig. 7 ein Flussdiagramm der Sicherheitsroutine;6b and c show the overhead roller shutter according to FIG. 6a in permissible operating positions according to the safety criteria according to the invention; Fig. 7 is a flowchart of the safety routine;
Fig. 8 einen Ausschnitt aus dem Mastarm 1 eines Standard- Betonverteilermasts mit maximalem Knickwinkel um dieFig. 8 shows a detail of the mast arm 1 of a standard concrete distributor mast with maximum bending angle to the
Knickachse A von 90°;Bending axis A of 90 °;
Fig. 9 eine Seitenansicht eines Verteilermasts einer Autobetonpumpe mit teleskopierbarem Mastarm 1 ;9 is a side view of a distribution boom of a truck-mounted concrete pump with telescopic boom arm 1;
Fig. 10 eine ausschnittsweise Seitenansicht eines Arbeitsmasts mit Kranfunktion;10 is a partial side view of a work mast with crane function;
Fig. 11a und b eine Seitenansicht einer Fördereinrichtung für Feucht- oder Trockenstoffe mit Drehkopf und teleskopierbaremFig. 11a and b is a side view of a conveyor for wet or dry fabrics with turret and telescopic
Arbeitsmast.Working boom.
Zunächst wird die Erfindung anhand des in den Fig. 1 , 2a bis d und 6a bis c dargestellten Ausführungsbeispiels einer Autobetonpumpe mit Überkopf- Rollfalter erläutert.First, the invention will be explained with reference to the embodiment shown in FIGS. 1, 2a to d and 6a to c of a truck-mounted concrete pump with overhead roll folder.
Die in Fig. 1 , 2a bis d und 6a bis c dargestellte Autobetonpumpe 10 umfasst ein mehrachsiges Fahrgestell 11 mit einem Fahrerhaus 15, einer Dickstoffpumpe 12 sowie einem um eine fahrzeugfeste Hochachse 13 drehbaren Ar- beitsmast 14 als Träger für eine nicht dargestellte Betonförderleitung. Über die Betonförderleitung wird Flüssigbeton, der in einen Aufgabebehälter 17 während des Betonierens fortlaufend eingebracht wird, zu einer vom Standort des Fahrzeugs 11 entfernt angeordneten Betonierstelle gefördert.The truck-mounted concrete pump 10 shown in FIGS. 1, 2a to d and 6a to c comprises a multiaxial chassis 11 with a driver's cab 15, a slurry pump 12 and a work mast 14 rotatable about a vehicle-fixed vertical axis 13 as a carrier for a concrete delivery line (not shown). Liquid concrete, which is continuously introduced into a hopper 17 during concreting, is conveyed via the concrete delivery line to a concreting location remote from the location of the vehicle 11.
Der Arbeitsmast 14 besteht aus einem mittels eines hydraulischen Drehantriebs um die Hochachse 13 drehbaren Drehkopf 21 und einem an diesem schwenkbaren Knickmast 20, der auf variable Reichweite und Höhendiffe- renz zwischen dem Fahrgestell 11 und der Betonierstelle kontinuierlich einstellbar ist. Der Knickmast 20 besteht bei den dargestellten Ausführungsbeispielen aus vier gelenkig miteinander verbundenen Mastarmen 1 bis 4, die um parallel zueinander und rechtwinklig zur Hochachse 13 des Drehkopfs 21 verlaufende Knickachsen A bis D schwenkbar sind. Die Knickwinkel εi bis ε4 (Fig. 2d) der durch die Knickachsen A bis D gebildeten Knickgelenke und deren Anordnung zueinander sind so aufeinander abgestimmt, dass der Arbeitsmast 14 mit der aus Fig. 1 ersichtlichen, einer mehrfachen Faltung entsprechenden raumsparenden Transportkonfiguration auf dem Fahrgestell 11 ablegbar ist. Der Knickmast 20 bildet bei den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsvarianten einen Überkopf-Rollfalter, bei welchem der Mastarm 1 im zusammengefalteten Zustand unmittelbar auf dem Fahrgestell 11 aufliegt und die übrigen Mastarme 2 bis 4 schneckenförmig eingerollt sind und im eingerollten Zustand nach vorne über das Fahrerhaus 15 überstehen. Durch eine Aktivierung von Antriebsaggregaten, die bei den in Fig. 3 und 4 sowie 6a bis c gezeigten Ausführungsbeispielen als doppelt wirkende Hydro- zylinder 22 bis 25 ausgebildet sind, die den Knickachsen A bis D einzeln zugeordnet sind, ist der Knickmast 20 von seiner zusammengefalteten Transportstellung in seine auseinandergefaltete Betriebsstellung entfaltbar (Fig. 2a bis d). Das Auseinanderfalten des Knickmasts 20 ist nur möglich, wenn das Fahrgestell 11 mit zwei vorderen und zwei rückwärtigen Ausstellbeinen 26,28 auf dem Untergrund 30 abgestützt ist. In beengten Baustellen ist auch eine einseitige Schmalabstützung mit den Ausstellbeinen 26,28 möglich, die beim Ausfalten des Knickmasts 20 zur Vermeidung einer Kippgefahr zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen erfordert.The work mast 14 consists of a by means of a hydraulic rotary drive about the vertical axis 13 rotatable rotary head 21 and a pivotable on this articulated mast 20, the variable range and height difference between the chassis 11 and the concreting is continuously adjustable. The articulated mast 20 consists in the illustrated embodiments of four articulated mast arms 1 to 4, which are pivotable about parallel to each other and at right angles to the vertical axis 13 of the rotary head 21 extending buckling axes A to D. The bending angles εi to ε 4 (FIG. 2d) of the articulated joints formed by the bending axes A to D and their arrangement with respect to one another are coordinated with one another such that the work mast 14 with the space-saving transport configuration on the chassis corresponding to multiple folding as shown in FIG 11 can be stored. The articulated mast 20 forms in the embodiments shown in the drawings an overhead roll folder, wherein the mast arm 1 in the folded state rests directly on the chassis 11 and the remaining mast arms 2 to 4 are rolled helically and in the rolled-up state forward on the cab 15th survive. By activating drive units, which are formed in the embodiments shown in FIGS. 3 and 4 and 6a to c as double-acting hydraulic cylinders 22 to 25, which are individually assigned to the bending axes A to D, the articulated mast 20 is of its folded Transport position unfolded in its unfolded operating position (Fig. 2a to d). The unfolding of the articulated mast 20 is only possible if the chassis 11 is supported on the substrate 30 with two front and two rearward extension legs 26, 28. In confined construction sites, a one-sided narrow support with the Ausstellbeinen 26,28 is possible, which requires additional safety precautions during the unfolding of the buckling mast 20 to avoid a risk of tipping.
Die in den verschiedenen Ausführungsvarianten dargestellten, als Überkopf- Rollfalter ausgebildeten Knickmaste 20 haben den Vorteil, dass das Entfalten des Mastpakets relativ einfach und zügig vonstatten geht. Im Gegensatz zu anderen Faltungsarten lässt sich das Paket um die Achse A anheben und vom ersten Quadranten in den Arbeitsbereich im zweiten Quadranten schwenken. Da auf dem Mastarm 1 das gesamte übrige Mastpaket aufliegt, ist die an sich bekannte, in Fig. 2a bis d dargestellte Entfaltungsstrategie notwendig, um den Mastarm 1 anheben zu können. Dies rührt vor allem daher, dass das restliche Armpaket über das Fahrerhaus 15 hinausreicht. Beim Anheben muss daher zunächst das Armpaket im Sinne der Fig. 2a und b um die Knickachse B um ca. £2 = 10° bis 30° und anschließend der Arm 1 um einen entsprechenden Winkel E1 angehoben werden, damit es beim weiteren Verschwenken keine Kollision in diesem Bereich gibt. Um eine Überlastung zu vermeiden, muss dann der Arm 1 um die Knickachse A im Sinne der Fig. 2c auf einen Winkel εi = 65° und gleichzeitig der Arm 2 auf einen Winkel > 90° angehoben werden, bevor die weiteren Mastarme im Sinne der Fig. 2c und 2d ausgefaltet werden können. Im Betriebszustand wird bei den herkömmlichen Konstruktionen der Mastarm 1 bei einem Winkel εi = 65° durch einen Endschalter gesichert, während der Mastarm 2 äußerstenfalls in seine Vertikalposition gebracht werden kann (Fig. 2d). Die Vertikalposition wird durch einen Neigungsschalter gesichert. Der Mastarm 3 hat bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel nur die Möglichkeit auf ε3 = 180° geschwenkt zu werden. Deshalb wird der Mastarm 3 im Falle eines Senkrechtstehens des Arms 2 senkrecht nach oben weisen. Vor allem die in Fig. 2d eingezeichneten herkömmlichen Grenzen hinsichtlich der Schwenkwinkel εi und t2 wer- den bei bestimmten Betonieraufgaben als Hindernis empfunden. Andererseits schöpfen sie die Möglichkeiten der Kinematik nicht voll aus, sondern begrenzen den Schwenkwinkel an Stellen, die zwar übersichtlich, aber nicht immer praktisch sind.The illustrated in the various embodiments, designed as overhead roll folder buckling masts 20 have the advantage that the deployment of the mast pack is relatively easy and quick. In contrast to other folding methods, the package can be lifted around axis A and swiveled from the first quadrant into the working area in the second quadrant. Since on the mast arm 1, the entire rest of the mast pack rests, is the known per se, in Fig. 2a to d deployment strategy shown to raise the boom arm 1 can. This is due primarily to the fact that the remaining arm package extends beyond the cab 15. When lifting must therefore first the arm package in the sense of Fig. 2a and b to the bending axis B by about 2 = 10 ° to 30 ° and then the arm 1 are raised by a corresponding angle E 1 so that it no further pivoting Collision in this area gives. In order to avoid overloading, the arm 1 must then be raised about the bending axis A in the sense of FIG. 2c to an angle εi = 65 ° and at the same time the arm 2 to an angle> 90 °, before the further boom arms in the sense of FIG 2c and 2d can be unfolded. In the operating state, in the conventional constructions, the boom 1 is secured by an end switch at an angle εi = 65 °, while the boom 2 can be brought into its vertical position at the outset (FIG. 2d). The vertical position is secured by a tilt switch. The mast arm 3 has only the possibility to be pivoted to ε 3 = 180 ° in the embodiment shown. Therefore, the mast arm 3 in the case of a vertical standing of the arm 2 will point vertically upwards. Above all, the conventional limits shown in FIG. 2d with regard to the swivel angles εi and t 2 are perceived as an obstacle in certain concreting tasks. On the other hand, they do not fully exploit the possibilities of kinematics, but limit the swivel angle in places that are clear but not always practical.
Um bei der Betätigung des Knickmasts die Möglichkeiten der Kinematik voll ausschöpfen zu können, müssen neben der Auslegung der Hydraulikpumpe hinsichtlich des zur Verfügung stehenden maximalen Pumpendrucks vor allem die Festigkeit an den kraftübertragenden Stellen der Hydrozylinder und die Standsicherheit des auf dem Untergrund 30 abgestützten Systems be- rücksichtigt werden. Um die Grenzkriterien hinsichtlich Festigkeit und Standsicherheit einhalten zu können, bedarf es einer geeigneten Sensorik zur Cl- berwachung der im Bereich des Hydrozylinders 22 angreifenden Kräfte und der über den ausgefalteten Knickmast 20 am System angreifenden Drehmomente.In order to be able to fully exploit the possibilities of kinematics when operating the articulated mast, in addition to the design of the hydraulic pump with regard to the available maximum pump pressure, it is above all the strength at the force-transmitting points of the hydraulic cylinders and the stability of the system supported on the substrate 30. be taken into account. In order to be able to meet the limit criteria with regard to strength and stability, suitable sensor systems are required for monitoring the forces acting in the region of the hydraulic cylinder 22 and the over the unfolded articulated mast 20 on the system attacking torques.
Das Festigkeitskriterium bezieht sich vor allem auf den der Knickachse A zugeordneten Hydrozylinder 22, dessen Zylinder 32 im Bereich der Achse 34 am Mastarm 1 angelenkt ist, während die Kolbenstange 36 im Bereich der Achse 38 an einem Umlenkhebel 50 des Drehkopfs 21 angelenkt ist. Dies bedeutet, dass der Zylinder 32 des Mastarms 1 beim Anheben stangenseitig mit Drucköl beaufschlagt wird. Aufgrund der kleinen Kolbenfläche ist dort zur Erzeugung der zum Anheben erforderlichen Zylinderkraft FZyl ein entsprechend höherer Druck erforderlich. Andererseits kann das Hydrauliksystem wegen des zur Verfügung stehenden Grenzdrucks von beispielsweise 380 bar nur eine bestimmte Hubkraft zur Verfügung stellen. Hinzu kommt, dass am Fixierpunkt der Kolbenstange 36 im Bereich des Kolbens 37 Festigkeits- probleme auftreten können. Diesen Problemen wird einmal beim Ausfaltvorgang im vorstehend beschriebenen Sinne durch eine Entfaltungsstrategie gemäß Fig. 2a bis d Rechnung getragen. Um auch im Betriebszustand die Grenzen voll nutzen zu können, wird erfindungsgemäß der Druck ps und pB am stangenseitigen und bodenseitigen Ende des Hydrozylinders 22 mittels Drucksensoren 42,44 überwacht und in einer Auswerteschaltung zur Bestimmung der momentanen Zylinderkraft ausgewertet:The strength criterion relates primarily to the hydraulic cylinder 22 associated with the bending axis A, whose cylinder 32 is articulated in the region of the axis 34 on the boom arm 1, while the piston rod 36 is articulated in the region of the axle 38 on a deflection lever 50 of the rotary head 21. This means that the cylinder 32 of the mast arm 1 when lifting rod side is pressurized oil. Due to the small piston area a correspondingly higher pressure is required there to generate the cylinder force required for lifting F Zyl . On the other hand, because of the available limiting pressure of, for example, 380 bar, the hydraulic system can only provide a certain lifting power. In addition, at the fixing point of the piston rod 36 in the region of the piston 37 strength problems can occur. These problems are once taken into account in the unfolding process in the sense described above by a deployment strategy according to FIGS. 2a to d. In order to be able to fully utilize the limits even in the operating state, according to the invention the pressure p s and p B are monitored at the rod-side and bottom-side end of the hydraulic cylinder 22 by means of pressure sensors 42, 44 and evaluated in an evaluation circuit for determining the instantaneous cylinder force:
F Z„yI = Fa - Fs = ?-DB 2pB - UD 2 - D5 2 ) - ps 4 4 (1)FZ "Yi = F? A - Fs = D B p 2 B - UD 2 - D 5 2) - p s 4 4 (1)
wobei FB und Fs die Kräfte auf der Boden- und der Stangenseite, pB , ps die Drücke auf der Boden- und der Stangenseite, DB den Zylinderdurchmesser und Ds den Kolbenstangendurchmesser bedeuten.where F B and F s denote the forces on the bottom and the rod side, p B , p s the pressures on the bottom and the rod side, D B the cylinder diameter and D s the piston rod diameter.
Die Zylinderkraft FZyl darf aus Festigkeitsgründen einen Maximalwert F max nicht überschreiten, der berücksichtigt, dass die Schweißnähte im Bereich des Kolbens und die Knickkräfte im Kolben und im Zylinder einer Maximalbelastung unterliegen. Durch Vergleich der gemessenen und nach Formel (1) berechneten Zylinderkraft FZyl mit vorgegebenen Grenzwerten kann über eine Auswerteschaltung 56 das Überschreiten der Grenzkraft überwacht und ein entsprechendes Signal 57 ausgelöst werden. Durch das Signal 57 kann beispielsweise eine Betätigung des Knickmasts unterbrochen werden.For reasons of strength, the cylinder force F Zyl must not exceed a maximum value F max, which takes into account that the welds are in the range of the piston and the buckling forces in the piston and in the cylinder are subject to a maximum load. By comparing the measured and according to formula (1) calculated cylinder force F cyl with predetermined limits can be monitored via an evaluation circuit 56, the exceeding of the limit force and a corresponding signal 57 are triggered. By the signal 57, for example, an actuation of the buckling mast can be interrupted.
Eine weitere Grenze stellen die über den Knickmast am Gesamtsystem angreifenden Drehmomente M dar, die sich auf die Standsicherheit auswirken können. Beim Überkopf-Rollfalter sind dies vor allem Betriebsweisen in der Nackenlage des Mastarms 1 , bei der der vorstehend beschriebene Sicherheitswinkel E1 von 65° unterschritten wird (Pfeil 70 in Fig. 6a) und/oder bei welchem der Mastarm 2 aus seiner Vertikalposition in die Nackenlage geschwenkt wird (Pfeil 72 in Fig. 6a). Dieses Problem tritt vor allem bei der ein- seitigen Schmalabstützung auf, bei welcher der Knickmast 20 um die Hochachse 13 in eine gegenüber der Fahrzeuglängsachse seitliche Arbeitslage gebracht wird.Another limit is the torque M acting on the articulated mast on the entire system, which can affect stability. In the overhead roll folder, these are mainly operations in the neck position of the mast arm 1, in which the above-described safety angle E 1 of 65 ° is exceeded (arrow 70 in Fig. 6a) and / or in which the mast arm 2 from its vertical position in the Neck position is pivoted (arrow 72 in Fig. 6a). This problem occurs especially in the one-sided narrow support, in which the articulated mast 20 is brought about the vertical axis 13 in a relation to the vehicle longitudinal axis lateral working position.
Die für die Bestimmung des Momentengleichgewichts notwendigen Kinema- tikelemente sind in Fig. 3a für ein äußeres Teilsystem 1 mit den Elementen Drehkopf 21 , ArnrWArmpaket 1 und Druckstange 52 und für ein inneres Teilsystem 2 mit den Elementen Umlenkhebel 50, Druckstange 52 und Hydrozy- linder 22 dargestellt.The kinematic elements necessary for the determination of the moment equilibrium are shown in FIG. 3a for an outer subsystem 1 with the elements turret 21, ArnrWArmpaket 1 and push rod 52 and for an inner subsystem 2 with the elements deflection lever 50, push rod 52 and hydraulic cylinder 22 shown.
Im Teilsystem 1 kann das äußere Momentengleichgewicht um die Knickachse A des Mastarms 1 wie folgt berechnet werden:In subsystem 1, the external moment equilibrium about the bending axis A of the boom arm 1 can be calculated as follows:
∑ M {Achse A) = 0Σ M {axis A) = 0
- F03 - b + GArm - a = 0 (2) Hierbei bedeuten FDS die an der Druckstange 52 angreifende Kraft, während GAm die Gewichtskraft des Armpakets bedeutet, die im Schwerpunkt 46 angreift. Die Abstände a und b definieren die das Drehmoment bestimmenden Abstände von der Knickachse A.- F 03 - b + G arm - a = 0 (2) Here, F DS means the force acting on the push rod 52, while G Am means the weight of the arm package, which acts in the center of gravity 46. The distances a and b define the torque-determining distances from the bending axis A.
Aus der Formel (2) ergibt sich die BeziehungFrom the formula (2), the relation is given
' Arm α'Arm α
F DoSs = - (3)F DoSs = - (3)
0 Das innere Momentengleichgewicht für das Teilsystem 2 bestehend aus Umlenkhebel 50, Druckstange 52 und Hydrozylinder 22 ergibt sich aus Fig. 3b bezogen auf die Drehachse 48 des Umlenkhebels 50 wie folgt:0 The internal moment equilibrium for the subsystem 2 consisting of deflection lever 50, pressure rod 52 and hydraulic cylinder 22 results from FIG. 3b with respect to the axis of rotation 48 of the reversing lever 50 as follows:
∑ M (Achse 48) - 0 15 - FDS - c + FZyr d = 0 (4)Σ M (axis 48) - 0 15 - F DS - c + F Zyr d = 0 (4)
wobei FDS die an der Druckstange angreifende Kraft und FZy/ die Zylinderkraft sowie c und d die zugehörigen Abstände von der Drehachse 48 bedeuten. 0where F DS is the force acting on the push rod and F Zy / the cylinder force and c and d are the associated distances from the axis of rotation 48. 0
Aus den Formeln (4) und (3) für die beiden Teilsysteme 1 und 2 lässt sich eine Beziehung für die Zylinderkraft FZyl in Abhängigkeit von der Gewichtskraft GArm des Armpakets und den Abstandsgrößen a bis d herleiten:From the formulas (4) and (3) for the two subsystems 1 and 2, a relationship for the cylinder force F Zyl can be derived as a function of the weight force G arm of the arm package and the distance variables a to d:
Berücksichtigt man die Abhängigkeit der Abstandsvariablen a bis d vom Knickwinkel εi des Mastarms 1 und berücksichtigt man zusätzlich die aus Festigkeitsgründen maximal zulässige Zylinderkraft Fmax, so erhält man eine Grenzkurve für die Zylinderkraft FGnra (εi) in kN entsprechend der Kurve 1 des Diagramms gemäß Fig. 5 in Abhängigkeit vom Armdrehwinkel (Knickwinkel) εi. Kurve 2 zeigt eine Grenzkurve für das zulässige Lastmoment M Grenz (εi) 'n kNm. Der zulässige Zylinderkraftbereich ist in dem Diagramm mit F und der zulässige Lastmomentenbereich mit M bezeichnet. Dabei ist zu berücksichtigen, dass dem waagerecht stehenden Mastarm 1 der Armdrehwinkel εi = 0° und dem senkrecht stehenden Mastarm 1 der Armdrehwinkel εi = 90° entspricht.Taking into account the dependence of the distance variables a to d on the bending angle εi of the mast arm 1 and taking into account additionally the maximum permissible cylinder force F max for reasons of strength, one obtains one Limit curve for the cylinder force F Gnra (εi) in kN according to the curve 1 of the diagram of FIG. 5 as a function of the arm rotation angle (bending angle) εi. Curve 2 shows a limit curve for the permissible load torque M limit ( ε i) ' n kNm. The permissible cylinder force range is denoted by F in the diagram and M by the permissible load torque range. It should be noted that the horizontal boom arm 1 of the arm rotation angle εi = 0 ° and the vertical boom arm 1 of the arm rotation angle εi = 90 ° corresponds.
Im unteren Armdrehwinkelbereich 0° bis 10° ergibt sich ein gegenüber der Maximalkraft Fmax eingeschränkter Grenzbereich FGren: , der sich aus demIn the lower Armdrehwinkelbereich 0 ° to 10 ° results in a relation to the maximum force F max limited limit range F Gren :, resulting from the
Erreichen einer Grenze für die Umlenkhebelkraft ergibt. Der Plateaubereich zwischen 10° und 50° ist durch die theoretisch maximal zulässige Zylinderkraft Fmaii bestimmt. Dementsprechend ergibt sich im Plateaubereich auch ein gegenüber Mmax eingeschränkter zulässiger Lastmomentenbereich M Grenz - Bei Armdrehwinkeln εi oberhalb 50° ist die Zylinderkraft MGren, durch das theoretisch zulässige Lastmoment Mmax begrenzt.Reaching a limit for the Umlenkhebelkraft results. The plateau range between 10 ° and 50 ° is determined by the theoretically maximum permissible cylinder force F maii . Accordingly, a reduced compared to M max permissible load torque range M boundary is obtained in the plateau region - For Armdrehwinkeln εi above 50 °, the cylinder force M Gren, theoretically limited by the permissible loading moment M max.
Die Kurve 1 wird in Tabellenform als Datenfeld für den Grenzwert der Zylin- derkraft FOren, (ε-ι) vorgegeben und mit einer Softwareroutine (Fig. 7) mit denThe curve 1 is given in tabular form as a data field for the limit value of the cylinder force F Oren , (ε-ι) and with a software routine (FIG. 7) with the
Messwerten FZyl verglichen, die sich mit Hilfe der Drucksensoren 42,44 unterMeasured values F Zyl , which differed with the help of pressure sensors 42,44
Berücksichtigung der Formel (1) ergeben und zwar in Abhängigkeit vom jeweiligen Winkelmesswert εi, der mit Hilfe eines der Knickachse A zugeordneten Winkel- oder Wegsensors bestimmt wird. Der Winkelmesswert kann dabei über einen an der Knickachse A angeordneten Winkelsensor 54 bestimmt werden. Grundsätzlich kann hierfür auch ein mit der Kolbenstange 36 und dem Zylinder 32 des Hydrozylinders 22 verbundener Wegsensor mit entsprechender Umrechnung der Wegdaten in Winkeldaten verwendet werden. Eine dritte Möglichkeit besteht in der Benutzung eines geodätischen Winkelsensors, der mit dem Mastarm 1 verbunden ist und dessen Messwert in einen Winkelmesswert um die Knickachse A umgerechnet werden kann.Consideration of the formula (1) and in fact as a function of the respective angle measured value εi, which is determined with the help of one of the bending axis A associated angle or displacement sensor. The angle measured value can be determined via an angle sensor 54 arranged on the bending axis A. In principle, a displacement sensor connected to the piston rod 36 and the cylinder 32 of the hydraulic cylinder 22 can also be used with corresponding conversion of the path data into angle data. A third possibility is to use a geodesic Angle sensor, which is connected to the boom arm 1 and the measured value can be converted into an angle reading about the bending axis A.
Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung ermöglicht es also, aus den sensorischen Messwerten Ps,PBγ und der hieraus abgeleiteten Zylinderkraft FZyl durch Vergleich mit den in einem Datenspeicher in Tabellenform abgelegten Grenzwerten FGren, (E1) gemäß Fig. 5The safety device according to the invention thus makes it possible to determine from the sensory measured values P s , P B , ε γ and the cylinder force F cyl derived therefrom by comparison with the limit values F Gren , (E 1 ) in FIG. 5 stored in a data memory in tabular form
FZyl ≤ Fa^ (S1 ) (6)F Cyl ≤ Fa ^ (S 1 ) (6)
zulässige Armkonfigurationen zu berechnen, die die kinematischen Möglichkeiten des Systems besser als bisher ausnutzen. Die vorstehend erläuterte Grenzwertüberwachung ist anhand der Fig. 7 in einem Flussdiagramm einer Sicherheitsroutine veranschaulicht. Eine weitere Verbesserung in dieser Hin- sieht wird dadurch erzielt, dass entsprechende Grenzwerttabellen auch für weitere Mastarme, insbesondere den Mastarm 2, und entsprechende Sensoren im Bereich dieser Mastarme in die Sicherheitseinrichtung einbezogen werden.to calculate allowable arm configurations that better exploit the kinematic capabilities of the system. The limit value monitoring explained above is illustrated with reference to FIG. 7 in a flowchart of a safety routine. A further improvement in this regard is achieved by including corresponding limit value tables for further boom arms, in particular the boom arm 2, and corresponding sensors in the area of these boom arms in the safety device.
Als weitere Variable kann die Drehlage des Knickmasts 20 um die Hochachse 13 hinzukommen, die vor allem im Grenzbereich der einseitigen Schmal- abstützung zu einer besseren Ausnutzung des Arbeitsbereichs des Knickmasts führt.As a further variable, the rotational position of the articulated mast 20 can be added about the vertical axis 13, which leads to better utilization of the working range of the articulated mast, especially in the border region of the one-sided narrow support.
In den Fig. 6a bis c sind als einfache Beispiele gezielte Erweiterungen des Schwenkbereichs der Mastarme 1 und 2 in Richtung der Pfeile 70, 72 (Fig. 6a) angedeutet, die bei Berücksichtigung der vorstehend erläuterten Grenzwertüberwachung gegenüber den herkömmlichen, in gestrichelten Linien (Fig. 6b, c) angedeuteten Grenzwinkeln erzielt werden können. Die für die Messung der erfindungsgemäßen Druck- und Winkelwerte vorgesehenen Sensoren finden auch ihre Anwendung bei der computergesteuerten Betätigung der mehrarmigen Knickmaste 20 mit Hilfe nur eines Steuerhebels einer Fernbedienung (vgl. u. a. DE 101 07 107 A1) und bei der Schwingungsdämpfung von Knickmasten (vgl. u. a. DE 100 46 546 A1). Der im System installierten Sensorik kommt somit in den verschiedenen Bereichen der Systemsteuerung und -Überwachung ein Mehrfachnutzen zu.In FIGS. 6a to 6c, specific expansions of the swiveling range of the boom arms 1 and 2 in the direction of the arrows 70, 72 (FIG. 6a) are indicated as simple examples, which, taking into account the limit value monitoring described above in comparison to the conventional dashed lines (FIG 6b, c) indicated limit angles can be achieved. The sensors provided for the measurement of the pressure and angle values according to the invention also find their application in the computer-controlled actuation of the multi-arm articulated masts 20 with the aid of only one control lever of a remote control (cf., inter alia, DE 101 07 107 A1) and in the vibration damping of articulated masts (cf. DE 100 46 546 A1). The sensor system installed in the system thus has multiple benefits in the various areas of system control and monitoring.
Im vorstehenden wurde die Erfindung anhand eines Überkopf-Rollfalters als erstes Ausführungsbeispiel ausführlich erläutert. Die der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken lassen sich auch auf eine Vielzahl weiterer Anwendungsfälle übertragen. Im Folgenden wird dies anhand der in den Fig. 8 bis 11 dargestellten Anwendungsfälle erläutert.In the foregoing, the invention has been explained in detail with reference to an overhead roll folder as the first embodiment. The ideas underlying the invention can also be applied to a variety of other applications. In the following, this will be explained with reference to the applications shown in FIGS. 8 to 11.
In Fig. 8 ist ein Ausschnitt eines Standardbetonverteilermasts dargestellt, dessen Drehwinkel εi um die Knickachse A des Mastarms 1 gegenüber dem Drehkopf 21 unter 90° beträgt. Die für die Bestimmung des Momentengleichgewichts notwendigen Kinematikelemente sind in Fig. 8 in Anlehnung an Fig. 3a und an die dort angegebenen Bezugszeichen dargestellt. Für das Momentengleichgewicht ergibt sich danach die folgende Beziehung:FIG. 8 shows a section of a standard concrete distributor mast whose angle of rotation εi about the bending axis A of the mast arm 1 relative to the rotary head 21 is less than 90 °. The kinematic elements necessary for the determination of the moment equilibrium are shown in FIG. 8 on the basis of FIG. 3a and on the reference numerals given there. For the moment equilibrium, the following relationship follows:
M/m = FZyrbM / m = F Zy rb
7Arm U) 7 arm U)
ZyIZyl
Berücksichtigt man, dass die Abstandsvariablen a und b vom Knickwinkel εi des Mastarms 1 abhängig sind und berücksichtigt man ferner die aus Festigkeitsgründen maximal zulässige Zylinderkraft Fmax, so erhält man ähnlich wie im Falle des vorstehend ausführlich erläuterten Ausführungsbeispiels für den Überkopf-Rollfalter eine Grenzkurve für die Zylinderkraft Fcrenz (εi) in Abhängigkeit vom Armdrehwinkel (Knickwinkel) εi. Weiter kann eine Grenzkurve für das zulässige Lastmoment Mcrenzfo) angegeben werden. Mit diesen Kurven lässt sich eine Stabilitätsüberwachung bei der Mastbewegung im Sine der vorstehenden Ausführungen verwirklichen.Taking into account that the distance variables a and b from the articulation angle εi of the boom arm 1 are dependent, and further considering the reasons of strength, maximum allowable cylinder force F max, roll moth overhead is obtained similarly to the case of the embodiment previously explained in detail for a limit curve for the cylinder force Fcrenz (εi) as a function of the arm rotation angle (bending angle) εi. Furthermore, a limit curve for the permissible load torque Mcr e nzfo) can be specified. With these curves can be a stability monitoring in the mast movement in the sine of the above implementations realize.
Bei dem in Fig. 9 gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Autobetonpumpe 10 mit einem Betonverteilermast, dessen Mastarm 1 um einen Schwenkwinkel εi um die Knickachse A des Drehkopfs 21 verschwenkbar ist. Der Mastarm 1 besteht aus mehreren, gegeneinander teleskopierbaren Mastsegmenten 1a bis 1f, an deren Ende sich ein Knickmastausleger mit mehreren weiteren Mastarmen 2,3,4,5 anschließt.The exemplary embodiment shown in FIG. 9 is a truck-mounted concrete pump 10 with a concrete distributor boom whose boom arm 1 can be pivoted about the pivot axis A of the rotary head 21 by a pivot angle εi. The mast arm 1 consists of several, mutually telescoping mast segments 1a to 1f, at the end of which a buckling mast boom with several other mast arms 2,3,4,5 connects.
Das für die Stabilitätsüberwachung relevante Momentengleichgewicht um die Knickachse A des Mastarms 1 führt auch hier zu der Formel (7).The relevant for the stability monitoring torque balance about the bending axis A of the boom arm 1 leads here to the formula (7).
Berücksichtigt man die Abhängigkeit der Abstandsvariablen a und b vom Knickwinkel εi des Mastarms 1 und von der Lage der übrigen Mastarme und berücksichtigt man zusätzlich die aus Festigkeitsgründen maximal zulässige Zylinderkraft Fmax, so erhält man wiederum eine Grenzkurve ähnlich Fig. 5 für die Zylinderkraft Fzyι, in Abhängigkeit vom Armdrehwinkel ε-|.If one considers the dependence of the distance variables a and b on the bending angle εi of the mast arm 1 and on the position of the other mast arms and additionally takes into account the maximum permissible cylinder force F max for reasons of strength, one again obtains a limit curve similar to FIG. 5 for the cylinder force Fz y ι, depending on the arm rotation angle ε- |.
Bei dem in Fig. 10 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ausschnittsweise ein Arbeitsmast 14 beispielsweise einer Betonpumpe dargestellt, der zugleich als Kran zum Heben einer Last fungiert. Zu diesem Zweck ist dort im Abstand b von der Knickachse A des Mastarms 1 eine Umlenkrolle 80 angeordnet, über die ein Seil 82 mit einem Aufnahmeorgan 84 für eine bewegli- che Last geführt ist. Außerdem ist an dem Seil 82 ein Kraftsensor 86 zur Bestimmung der Gewichtskraft GLast angeordnet, dessen Ausgang mit dem Auswerteteil einer Sicherheitsroutine verbunden ist. Über dieses System errechnet sich das Momentengleichgewicht um die Knickachse A des Mastarms 1 wie folgt:In the embodiment shown in Fig. 10 a detail of a work mast 14, for example, a concrete pump is shown, which also acts as a crane for lifting a load. For this purpose, there is arranged at the distance b from the bending axis A of the mast arm 1 a deflection roller 80, via which a cable 82 is guided with a receiving member 84 for a movable load. In addition, a force sensor 86 for determining the weight G Las t is arranged on the cable 82, whose output is connected to the evaluation part of a safety routine. About this system, the moment equilibrium is calculated around the bending axis A of the boom arm 1 as follows:
FZyl c = GAm a + GLast bF cyl c = G Am a + G load b
G 7 AΔmm - a + G1 Last (8)G 7 A Δ m m - a + G 1 load (8)
ZyI Berücksichtigt man die Abhängigkeit der Abstandsvariablen a, b und c vom Winkel E1 des Mastarms 1 und von der Lage der übrigen Mastarme und berücksichtigt man zusätzlich die aus Festigkeitsgründen maximal zulässige Zylinderkraft FmaXl erhält man auch hier eine Grenzkurve für die Zylinderkraft FGrenz (εi), die eine Stabilitätsüberwachung erlaubt.Zyl Taking into account the dependence of the distance variables a, b and c of the angle E 1 of the boom arm 1 and on the position of the other mast arms and additionally considering the reasons of strength, maximum allowable cylinder force F MAXL is also obtained here a limit curve for the cylinder force F G Conference ( εi), which allows stability monitoring.
Bei dem in Fig. 11a und b gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen mobilen Bandförderer 90 mit einem an einem Drehkopf 21 angelenk- ten Arbeitsmast 14 mit gegeneinander teleskopierbaren Mastarmen 1a bis 1d. Der Arbeitsmast 14 ist um die Knickachse A um einen Winkel εi mit Hilfe eines als Hydrozylinder 22 ausgebildeten Antriebsaggregats verschwenkbar.The exemplary embodiment shown in FIGS. 11a and b is a mobile belt conveyor 90 with a work mast 14 hinged to a turret 21 with mast arms 1a to 1d which can be telescoped relative to one another. The work mast 14 is pivotable about the bending axis A by an angle εi with the aid of a drive unit designed as a hydraulic cylinder 22.
Für die Bestimmung des Momentengleichgewichts sind die in Fig. 11b ange- gebenen Maße und Kräfte zu berücksichtigen. Hieraus errechnet sich eine Gleichgewichtsbedingung entsprechend Gleichung (7). Berücksichtigt man wiederum die Abhängigkeit der Abstandsvariablen a und b vom Knickwinkel εi des Masts 14 und von der Lage der Mastarme 1a bis 1d und berücksichtigt man ferner die aus Festigkeitsgründen maximal zulässige Zylinderkraft Fmax, so erhält man wiederum eine Grenzkurve für die Zylinderkraft Forenz (ε-ι) entsprechend Kurve 1 der Fig. 5. Diese Kurve wird in Tabellenform als Datenfeld für den Grenzwert der Zylinderkraft vorgegeben und mit einer Softwareroutine entsprechend Fig. 7 mit den Messwerten Fzyι verglichen.For the determination of the moment equilibrium, the dimensions and forces given in FIG. 11b are to be considered. From this an equilibrium condition is calculated according to equation (7). Considering again the dependence of the distance variables a and b from the articulation angle εi of the mast 14 and of the position of the boom arms 1a to 1d, and further considering the reasons of strength, maximum allowable cylinder force F max, we obtain again a limit curve for the cylinder force for E nz (ε-ι) according to curve 1 of Fig. 5. This curve is given in tabular form as a data field for the limit value of the cylinder force and compared with a software routine corresponding to FIG. 7 with the measured values Fz y ι.
Damit kann für alle Ausführungsvarianten eine zulässige Armkonfiguration des Arbeitsmasts 14 ermittelt werden, die dem Sicherheitskriterium nach Gleichung (6) entspricht.Thus, an allowable arm configuration of the work mast 14 can be determined for all variants, which corresponds to the safety criterion according to equation (6).
Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung bezieht sich auf einen Arbeitsmast, insbesondere für Großmanipulatoren und Betonpumpen.In summary, the following should be noted: The invention relates to a work mast, in particular for large manipulators and concrete pumps.
Der Arbeitsmast 14 weist einen um eine Hochachse 13 an einem Gestell 11 drehbaren Drehkopf 21 , einen um eine horizontale Knickachse A gegenüber dem Drehkopf 21 mittels eines Antriebsaggregats 22 begrenzt verschwenkbaren ersten Mastarm 1 und mindestens einen gegenüber einem benachbarten Mastarm mittels eines zugehörigen Antriebsaggregats 23 bis 25 entlang einer Schubachse längsverschiebbaren und/oder um eine horizontale Knick- achse B1C1D verschwenkbaren weiteren Mastarm 2,3,4 auf. Weiter ist eine vorzugsweise fernbedienbare Steuerungseinrichtung für die Mastbewegung mit Hilfe von den einzelnen Antriebsaggregaten zugeordneten Stellgliedern vorgesehen. Als Stellglieder kommen vor allem Stellventile in Betracht, über welche die als Hydrozylinder ausgebildeten Antriebsaggregate 22 bis 25 an- gesteuert werden. An mindestens einem der Mastarme, der Schub- und/oder Knickachsen, der Hochachse 13 und/oder der Antriebsaggregate 22 bis 25 ist ein Sensor 54 zur Weg- oder Winkelmessung angeordnet. Die Steuerungseinrichtung weist eine auf Ausgangsdaten der Sensoren ansprechende Sicherheitsroutine auf. Am boden- und stangenseitigen Ende mindestens eines der als Hydrozylinder 22 ausgebildeten Antriebsaggregate sind außerdem Druck- oder Kraftsensoren 42,44 angeordnet, während die Sicherheitsroutine einen auf die Ausgangsdaten der Druck- oder Kraftsensoren ansprechenden Auswerteteil 56 umfasst. Um die Kinematik bei der Knickmastbewegung besser ausnutzen zu können, umfasst die Sicherheitsroutine einen Datenspeicher zur Aufnahme eines analytisch oder in Tabellenform vorgegebenen Datenfelds aus Druck- oder Kraftgrenzwerten in Abhängigkeit von mindestens einem der Mastarme zugeordneten Weg- oder Winkelmesswerten. Die Auswerteeinheit 56 weist einen Vergleicher auf, der mit Ausgangsdaten der Druck- oder Kraftsensoren 42,44 oder der zugehörigen Weg- oder Winkelsensoren 54 oder daraus abgeleiteten Größen zur Durchführung eines Vergleichs mit zugeordneten Grenzwertdaten aus dem Datenfeld und zur Auslösung eines Signals bei Unter- oder Überschreiten der Grenzwertdaten beaufschlagt ist. The work mast 14 has a rotatable about a vertical axis 13 on a frame 11 rotary head 21, one about a horizontal bending axis A opposite the rotary head 21 by means of a drive unit 22 limited pivotable first mast arm 1 and at least one relative to an adjacent mast arm by means of an associated drive unit 23 to 25 along a push axis longitudinally displaceable and / or about a horizontal buckling axis B 1 C 1 D pivotable further mast arm 2.3 , 4 on. Furthermore, a preferably remotely controllable control device for the mast movement is provided by means of actuators associated with the individual drive units. As actuators are mainly control valves into consideration, over which the drive unit designed as a hydraulic cylinder 22 to 25 are controlled. At least one of the mast arms, the thrust and / or bending axes, the vertical axis 13 and / or the drive units 22 to 25, a sensor 54 is arranged for path or angle measurement. The control device has a safety routine responding to output data of the sensors. At the bottom and rod end of at least one of the drive units designed as a hydraulic cylinder 22, pressure or force sensors 42, 44 are also arranged, while the safety routine comprises an evaluation part 56 which responds to the output data of the pressure or force sensors. In order to make better use of the kinematics in the articulated boom movement, the safety routine comprises a data memory for recording an analytically or in a table form given data field of pressure or force limits depending on at least one of the mast arms associated path or angle measurements. The evaluation unit 56 has a comparator with the output data of the pressure or force sensors 42,44 or the associated displacement or angle sensors 54 or derived variables for performing a comparison with associated threshold data from the data field and for triggering a signal at bottom or Exceeding the limit data is applied.

Claims

Patentansprüche claims
1. Arbeitsmast, mit einem um eine Hochachse (13) an einem Gestell (11) drehbaren Drehkopf (21), mit mindestens drei Mastarmen (1,2,3,4), die um jeweils horizontale, zueinander parallele Knickachsen (A1B1C1D) gegenüber dem Drehkopf (21) oder einem benachbarten Mastarm mittels je eines Antriebsaggregats (22 bis 25) begrenzt verschwenkbar sind, mit einer vorzugsweise fernbedienbaren Steuerungseinrichtung für die Mastbewegung mit Hilfe von den einzelnen Antriebsaggregaten (22 bis 25) zugeordneten Stellgliedern, mit mindestens einem Sensor zur Weg- oder Winkelmessung, der mindestens einem der Mastarme (1 ,2,3,4) der Knickachsen (A1B1C1D), der Hochachse (13) und/oder der Antriebsaggregate (22 bis 25) zugeordnet ist, wobei die Steuerungseinrichtung eine auf Ausgangsdaten des mindestens einen Sensors an- sprechende Sicherheitsroutine aufweist, und wobei am boden- und/oder stangenseitigen Ende mindestens eines der als Hydrozylinder ausgebildeten Antriebsaggregate Druck- oder Kraftsensoren (42,44) angeordnet sind und die Sicherheitsroutine eine auf die Ausgangsdaten der Druck- und Kraftsensoren ansprechenden Auswerteteil (56) um- fasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsroutine einen Datenspeicher zur Aufnahme eines analytisch oder in Tabellenform vorgegebenen Datenfelds aus Druck- oder Kraftgrenzwerten (FGren:) in Abhängigkeit von mindestens einem der Mastarme zugeordneten Wegoder Winkelmesswerten (εi) umfasst, und dass die Auswerteeinheit (56) einen Vergleicher aufweist, der mit Ausgangsdaten der Druck- o- der Kraftsensoren (42,44) und der zugehörigen Weg- oder Winkelsensoren (54) oder daraus abgeleiteten Größen (FZyl ) zur Durchführung eines Vergleichs mit zugeordneten Grenzwertdaten (FGren:) aus dem1. work mast, with a about a vertical axis (13) on a frame (11) rotatable turret (21), with at least three mast arms (1,2,3,4), each about horizontal, mutually parallel bending axes (A 1 B 1 C 1 D) relative to the rotary head (21) or an adjacent mast arm by means of a respective drive unit (22 to 25) are pivotally limited, with a preferably remote-controlled control device for the mast movement with the aid of the individual drive units (22 to 25) associated actuators, with at least one sensor for path or angle measurement, the at least one of the mast arms (1, 2,3,4) of the bending axes (A 1 B 1 C 1 D), the vertical axis (13) and / or the drive units (22 to 25 ), wherein the control device has a safety routine responding to output data of the at least one sensor, and wherein at the bottom and / or rod end of at least one of the drive units designed as a hydraulic cylinder pressure or force sensors (42, 44) are arranged and the safety routine comprises an output part of the pressure and force sensors responsive evaluation part (56), characterized in that the safety routine a data memory for receiving an analytically or in tabular form predetermined data field of printing or force thresholds (F Gren:) associated with the function of at least one of the boom arms Wegoder angle measurement values (εi), and in that the evaluation unit (56) comprises a comparator with the output data of the printing o- of the force sensors (42,44) and the associated Displacement or angle sensors (54) or variables derived therefrom (F Zyl ) for carrying out a comparison with associated limit value data (F Gren:) from the
Datenfeld und zur Auslösung eines Signals (57) bei Unter- oder Über- schreiten der Grenzwertdaten beaufschlagt ist. Data field and for triggering a signal (57) when the limit value is undershot or exceeded.
2. Arbeitsmast mit einem um eine Hochachse (13) an einem Gestell (11) drehbaren Drehkopf (21), mit einem um eine horizontale Knickachse (A) gegenüber dem Drehkopf (21) mittels eines Antriebsaggregats begrenzt verschwenkbaren ersten Mastarm (1), mit mindestens einem gegenüber jeweils einem benachbarten Mastarm mittels eines zugehörigen Antriebsaggregats entlang einer Schubachse längsverschiebbaren und/oder um eine horizontale Knickachse (B1C1D) verschwenkbaren weiteren Mastarm (2,3,4), mit einer vorzugsweise fernbedienbaren Steuerungseinrichtung für die Mastbewegung mit Hilfe von den einzel- nen Antriebsaggregaten zugeordneten Stellgliedern, mit mindestens einem Sensor zur Weg- oder Winkelmessung, der mindestens einem der Mastarme, der Schub- und/oder Knickachsen, der Hochachse (13) und/oder der Antriebsaggregate zugeordnet ist, wobei die Steuerungseinrichtung eine auf Ausgangsdaten des mindestens einen Sensors ansprechende Sicherheitsroutine aufweist, und wobei am boden- und/oder stangenseitigen Ende mindestens eines der als Hydrozylinder ausgebildeten Antriebsaggregate Druck- oder Kraftsensoren angeordnet sind und die Sicherheitsroutine eine auf die Ausgangsdaten der Druck- und Kraftsensoren ansprechende Auswerteeinheit (56) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsroutine einen Datenspeicher zur Aufnahme eines analytisch oder in Tabellenform vorgegebenen Datenfelds aus Druck- oder Kraftgrenzwerten {FGrenz) in Abhängigkeit von mindestens einem der Mastarme zugeordneten Weg- oder Winkelmesswerten (εi) umfasst, und dass die Auswerteeinheit (56) ei- nen Vergleicher aufweist, der mit Ausgangsdaten der Druck- oder2. Work mast with a about a vertical axis (13) on a frame (11) rotatable rotary head (21) with a about a horizontal bending axis (A) relative to the rotary head (21) by means of a drive unit limited pivotable first mast arm (1), with at least one relative to each adjacent mast arm by means of an associated drive unit along a thrust axis longitudinally displaceable and / or about a horizontal bending axis (B 1 C 1 D) pivotable further mast arm (2,3,4), with a preferably remotely controllable control device for the mast movement with the help associated with the individual drive units actuators, with at least one sensor for displacement or angle measurement, the at least one of the mast arms, the thrust and / or bending axes, the vertical axis (13) and / or the drive units is assigned, wherein the control means a has on output data of the at least one sensor responsive safety routine, and wherein the ground and / o the rod-side end of at least one designed as a hydraulic cylinder drive units pressure or force sensors are arranged and the safety routine responsive to the output data of the pressure and force sensors evaluation unit (56), characterized in that the safety routine a data memory for receiving an analytic or in tabular form predefined data field from pressure or force limit values {F limit ) as a function of at least one of the mast arms associated path or angle measured values (εi), and that the evaluation unit (56) has a NEN comparator with output data of the pressure or
Kraftsensoren (42,44) und der zugehörigen Weg- oder Winkelsensoren (54) oder daraus abgeleiteten Größen (FZyl ) zur Durchführung einesForce sensors (42,44) and the associated displacement or angle sensors (54) or derived variables (F cyl ) for performing a
Vergleichs mit zugeordneten Grenzwertdaten (FCren!) aus dem Datenfeld und zur Auslösung eines Signals (57) bei Unter- oder Überschrei- ten der Grenzwertdaten beaufschlagt ist. Comparison with assigned limit value data (F Cren! ) From the data field and for triggering a signal (57) when the limit value is undershot or exceeded.
3. Arbeitsmast nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Mastarm (1) mit Hilfe des als Hydrozylinder ausgebildeten Antriebsaggregats (22) gegenüber dem Drehkopf (21) um etwa 90° verschwenkbar ist.3. Work mast according to claim 2, characterized in that the first mast arm (1) by means of the hydraulic cylinder designed as a drive unit (22) relative to the rotary head (21) is pivotable about 90 °.
4. Arbeitsmast nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des ersten Mastarms (1) ein aus mindestens einem weiteren Mastarm (2,3,4) bestehender Mastausleger um eine horizontale Knickachse (B1CD) verschwenkbar angelenkt ist.4. Work mast according to one of claims 2 or 3, characterized in that at the end of the first mast arm (1) from at least one further mast arm (2,3,4) existing mast boom about a horizontal bending axis (B 1 CD) is pivotally articulated ,
5. Arbeitsmast nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Mastarm (1) mit mehreren teleskopartig gegeneinander, längsverschiebbaren Mastarmen (1a bis 1f) verbunden ist.5. Work mast according to claim 2, characterized in that the first mast arm (1) with a plurality of telescopically against each other, longitudinally displaceable mast arms (1a to 1f) is connected.
6. Arbeitsmast nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des letzten längsverschiebbaren Mastarms (1f) mindestens ein aus mehreren um horizontale Knickachsen (B bis E) gegeneinander verschwenkbaren Mastarmen (2 bis 5) zusammengesetzter Mastausleger angelenkt ist.6. Work mast according to claim 5, characterized in that at the end of the last longitudinally displaceable mast arm (1f) at least one of a plurality of horizontal buckling axes (B to E) against each other pivotable mast arms (2 to 5) composite mast boom is articulated.
7. Arbeitsmast nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem Mastarm im Abstand von der Knickachse (A) des ersten Mastarms (1) eine Umlenkrolle (80) angeordnet ist, über die ein Seil (82) mit einem Aufnahmeorgan (84) für eine bewegliche Last geführt ist, und dass an dem Seil (82) ein Druck- oder7. Work mast according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one mast arm at a distance from the bending axis (A) of the first mast arm (1) a deflection roller (80) is arranged, via which a rope (82) with a Receiving member (84) is guided for a movable load, and that on the rope (82) a pressure or
Kraftsensor (86) angeordnet ist, dessen Ausgang mit dem Auswerteteil (56) der Sicherheitsroutine verbunden ist.Force sensor (86) is arranged, whose output is connected to the evaluation part (56) of the safety routine.
8. Arbeitsmast nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn- zeichnet, dass der mindestens eine Winkelsensor (54) an der Knickachse (A) des zugehörigen Mastarms (1) angeordnet ist. 8. Work mast according to one of claims 1 to 7, characterized in that the at least one angle sensor (54) on the bending axis (A) of the associated mast arm (1) is arranged.
9. Arbeitsmast nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wegsensor am zugehörigen als Hydrozylinder (22 bis 25) ausgebildeten Antriebsaggregat des Mastarms (1 bis 4) angeordnet ist.9. Work mast according to one of claims 1 to 7, characterized in that the at least one displacement sensor on the associated as a hydraulic cylinder (22 to 25) formed drive unit of the mast arm (1 to 4) is arranged.
10. Arbeitsmast nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Weg- oder Winkelsensor am Antriebsaggregat oder im Bereich der Hochachse (13) des Drehkopfs (21) angeordnet ist und dass das im Datenspeicher der Sicherheitsroutine analy- tisch oder in Tabellenform abgelegte Datenfeld aus Druck- oder Kraftgrenzwerten {FGma) zusätzlich mit den dem Drehkopf zugeordneten Weg- oder Winkelmesswerten korreliert ist.10. Work mast according to one of claims 1 to 9, characterized in that a further displacement or angle sensor on the drive unit or in the region of the vertical axis (13) of the rotary head (21) is arranged and that in the data memory of the safety routine analytically or in Table form filed from pressure or force limits {F Gma ) is additionally correlated with the rotary head associated displacement or angle measurements.
11. Arbeitsmast nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn- zeichnet, dass mindestens eines der Stellglieder auf das über die Sicherheitsroutine beim Überschreiten von Grenzdaten ausgelöste Signal unter Ausführung einer Sicherheitsbewegung oder eines Sicherheitsstopps anspricht.11. Work mast according to one of claims 1 to 10, characterized in that at least one of the actuators responds to the over the safety routine when exceeding limit data triggered signal execution of a safety movement or a safety stop.
12. Arbeitsmast nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung einen auf die Weg- oder Winkelmessdaten ansprechenden Lageregler für die Mastbewegung umfasst.12. Work mast according to one of claims 1 to 11, characterized in that the control device comprises a responsive to the distance or angle measurement data position controller for the mast movement.
13. Arbeitsmast nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn- zeichnet, dass an mindestens einem der Mastarme ein geodätischer13. Work mast according to one of claims 1 to 12, characterized in that at least one of the mast arms a geodesic
Winkelsensor zur Durchführung der mastarmbezogenen Weg- oder Winkelmessungen angeordnet ist.Angle sensor for performing the mastarm related path or angle measurements is arranged.
14. Arbeitsmast nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zu- sätzlich ein am Drehkopf (21) angeordneter geodätischer Winkelsensor zur Messung eines dem Drehkopf zugeordneten erdfesten Winkelmesswerts vorgesehen ist. 14. Work mast according to claim 13, characterized in that in addition to a rotary head (21) arranged geodetic angle sensor for measuring a turret associated with the earth-fixed angle measured value is provided.
15. Arbeitsmast nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich mindestens ein am Gestell (11) angeordneter geodätischer Winkelsensor zur Messung mindestens eines dem Gestell zuge- ordneten erdfesten Winkelmesswerts vorgesehen ist.15. Work mast according to claim 13 or 14, characterized in that in addition at least one of the frame (11) arranged geodesic angle sensor for measuring at least one of the frame associated earth-fixed angle measurement value is provided.
16. Arbeitsmast nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die geodätischen Winkelsensoren als auf die Gravitation der Erde ansprechende Neigungswinkelgeber ausgebildet sind.16. Work mast according to one of claims 13 to 15, characterized in that the geodesic angle sensors are designed as responsive to the gravity of the earth inclination angle sensor.
17. Arbeitsmast nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung eine Softwareroutine zur Umrechnung von erdfesten mastarmbezogenen Winkelmesswerten in Knickwinkel (εi) aufweist.17. Work mast according to one of claims 13 to 16, characterized in that the control device has a software routine for the conversion of earth-fixed mastarmbezogene angle measured values in bending angle (εi).
18. Arbeitsmast nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung einen auf die zeitabhängigen Weg- oder Winkelmesswerte und/oder auf die Druck- oder Kraftmesswerte ansprechenden Schwingungsdämpfer für die Mastarme des Ver- teilermasts umfasst. 18. Work mast according to one of claims 1 to 17, characterized in that the control device comprises a responsive to the time-dependent path or angle measurements and / or on the pressure or force measurements vibration damper for the mast arms of the distributor mast.
EP06806319A 2005-10-18 2006-10-17 Working mast, in particular for large manipulators and movable concrete pumps Withdrawn EP1937913A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005050134 2005-10-18
PCT/EP2006/009983 WO2007045426A1 (en) 2005-10-18 2006-10-17 Working mast, in particular for large manipulators and movable concrete pumps

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1937913A1 true EP1937913A1 (en) 2008-07-02

Family

ID=37603178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP06806319A Withdrawn EP1937913A1 (en) 2005-10-18 2006-10-17 Working mast, in particular for large manipulators and movable concrete pumps

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20080217279A1 (en)
EP (1) EP1937913A1 (en)
JP (1) JP2009511395A (en)
KR (1) KR20080069599A (en)
CN (1) CN101292072A (en)
EA (1) EA013204B1 (en)
WO (1) WO2007045426A1 (en)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10349234A1 (en) * 2003-10-20 2005-05-19 Putzmeister Ag Mobile implement with support arms
SE0701233L (en) * 2007-05-23 2008-11-24 Cargotec Patenter Ab Hydraulic crane
EP2370925B1 (en) * 2008-12-15 2021-03-03 Oceaneering International, Inc. Rig supply handler
CN101633168B (en) * 2009-07-28 2012-05-02 三一重工股份有限公司 Control method and control system of large engineering manipulator
CN101793092B (en) * 2010-02-05 2011-07-06 三一重工股份有限公司 Concrete pump truck and boom device thereof
JP5491627B2 (en) * 2010-05-24 2014-05-14 日立建機株式会社 Safety equipment for work machines
DE202010011345U1 (en) * 2010-08-11 2010-10-21 Terex Demag Gmbh Monitoring and warning device on construction machinery
CN102385391B (en) * 2011-07-14 2014-09-10 中联重科股份有限公司 Control method and control device of mechanical arm as well as engineering machinery
JP5816049B2 (en) * 2011-10-24 2015-11-17 極東開発工業株式会社 Concrete pump truck
CN102502420A (en) * 2011-10-31 2012-06-20 徐州五洋科技股份有限公司 Lifting belt conveying device for winding device of belt-type conveyor
CN102505853B (en) * 2011-11-10 2014-01-15 三一汽车制造有限公司 Injection machine and mechanical arm, injection control method and injection control device thereof
CN102518305B (en) * 2011-12-13 2013-08-28 中联重科股份有限公司 Concrete pump truck and arm support thereof
CN103104096B (en) * 2011-12-23 2013-10-23 中联重科股份有限公司 Largest licensing pump displacement database establishing method for pump truck
CN102561703B (en) * 2012-02-24 2015-05-27 三一重工股份有限公司 Boom device and concrete pump truck
CN102587670B (en) * 2012-03-26 2015-07-01 三一重工股份有限公司 Arm support device and concrete pump truck
CN102661049B (en) * 2012-06-01 2015-02-11 中联重科股份有限公司 Anti-interference device and method for cantilever crane, and cantilever crane and pump truck comprising device
CN102704689B (en) * 2012-06-18 2014-10-15 三一汽车制造有限公司 Cantilever crane device and engineering machinery
CN102797787B (en) * 2012-08-17 2013-11-20 中联重科股份有限公司 Concrete distributing equipment, method for restraining vibration of arm support thereof, controller and device
DE102014215019A1 (en) 2014-07-30 2016-02-04 Putzmeister Engineering Gmbh Truck-mounted concrete pump and method for its operation
CN104453238B (en) * 2014-11-13 2016-08-24 恒天创丰重工有限公司 The working region computational methods of the jib that a kind of working region is controlled
DE102015108473A1 (en) * 2015-05-28 2016-12-01 Schwing Gmbh Large manipulator with quick folding and unfolding articulated mast
DK3313771T3 (en) 2015-06-24 2022-03-07 Palfinger Ag CRANE CONTROL
JP2017226374A (en) * 2016-06-24 2017-12-28 前田建設工業株式会社 Structure inspection device
CN107476579B (en) * 2017-07-31 2022-12-27 青岛九合重工机械有限公司 Intelligent control arm support device
CN107679363B (en) * 2017-10-09 2020-10-09 太原科技大学 Method for determining stability critical force of n-order telescopic boom of crane
CN107720572A (en) * 2017-11-17 2018-02-23 长沙理工大学 The three section folding conveyers that a kind of hoist engine automatically controls
CN109057410A (en) * 2018-08-28 2018-12-21 铜仁市人民医院 A kind of hyperbaric oxygen chamber manufacturing method
AT16885U1 (en) 2019-03-28 2020-11-15 Palfinger Ag Crane with crane control
US20220250719A1 (en) * 2019-07-02 2022-08-11 Macartney A/S A lifting device and methods of operating a lifting device
CN110588481A (en) * 2019-10-12 2019-12-20 八时物流科技(成都)有限公司 Loading and unloading goods hoisting arm, loading and unloading goods hoisting device and freight car
US10913643B1 (en) * 2019-11-08 2021-02-09 Altec Industries, Inc. Dual boom load monitoring

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002064912A1 (en) * 2001-02-14 2002-08-22 Putzmeister Aktiengesellschaft Device for actuating a bending mast in a large manipulator and a large manipulator comprising said device
US20030090384A1 (en) * 2001-06-28 2003-05-15 Satoru Nishimura Hydraulic shovel concurrently used for crane operations

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3534355A (en) * 1967-03-28 1970-10-13 Dole Valve Co Load warning device
US3757066A (en) * 1971-11-29 1973-09-04 Kidde & Co Walter Safe load control system for telescopic crane booms
NL8903073A (en) * 1989-12-14 1991-07-01 Pieter Faber DEVICE FOR REMOTE CASTING OF CONCRETE.
JPH07125987A (en) * 1993-11-08 1995-05-16 Komatsu Mec Corp Suspension load/overturning moment detecting device for mobile crane
US6202013B1 (en) * 1998-01-15 2001-03-13 Schwing America, Inc. Articulated boom monitoring system
US6351696B1 (en) * 1999-09-10 2002-02-26 Schwing America, Inc. Automatic leveling system for articulated boom
DE10101570B4 (en) * 2001-01-15 2008-12-04 Schwing Gmbh Large manipulator with vibration damping
DE10112086A1 (en) * 2001-03-12 2002-09-26 Putzmeister Ag Distribution device for thick matter
ITMI20020891A1 (en) * 2002-04-24 2003-10-24 Cifa Spa SYSTEM FOR THE CONTROL AND SURVEILLANCE OF THE OPERATION OF SELF-PROPELLED ARTICULATED ARM MACHINERY SUCH AS CONCRETE AND METAL PUMPS

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002064912A1 (en) * 2001-02-14 2002-08-22 Putzmeister Aktiengesellschaft Device for actuating a bending mast in a large manipulator and a large manipulator comprising said device
US20030090384A1 (en) * 2001-06-28 2003-05-15 Satoru Nishimura Hydraulic shovel concurrently used for crane operations

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2007045426A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
EA200801112A1 (en) 2008-08-29
KR20080069599A (en) 2008-07-28
WO2007045426A1 (en) 2007-04-26
EA013204B1 (en) 2010-04-30
JP2009511395A (en) 2009-03-19
CN101292072A (en) 2008-10-22
US20080217279A1 (en) 2008-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1937913A1 (en) Working mast, in particular for large manipulators and movable concrete pumps
DE102006049487A1 (en) Extending work mast has remote control operating device and safety routine with data memory for recording pressure or force boundary values which are compared with sensor output data to trigger signal
EP2038493B1 (en) Automatic concrete pump with articulated mast
EP1925585B1 (en) Mobile crane
EP3141420B1 (en) Structure for an interchangeable container for a load carrying vehicle with movement variation and method for same
EP2705201B1 (en) Truck-mounted concrete pump comprising a bracing device
WO2005042319A1 (en) Moveable working device with supporting extension arms
WO2015162096A1 (en) Method and device for operating a mobile crane, and mobile crane
WO2005095256A1 (en) Mobile working device with supporting extension arms and method for erecting said device
EP2694426A1 (en) Method and device for monitoring the stability of a loading crane mounted on a vehicle
EP3559373A1 (en) Mobile large manipulator
DE69729359T2 (en) mobile crane
DE102020133097A1 (en) Mobile crane
EP2752384B1 (en) Movable working device, in particular mobile crane
DE2950884A1 (en) MOBILE CRANE
AT9138U1 (en) OPERATING DEVICE FOR A LOADING CRANE
EP3546414B1 (en) Method for determining the weight of a load held by a loading machine and loading machine for same
WO2014040737A1 (en) Rotating tower crane
DE4223695C2 (en) Control for pivoting a boom that is variable in its effective length
EP3411322B1 (en) Method for bringing a work machine into a weathervane position, and work machine for carrying out the method
EP3943440A1 (en) Hydraulic system for a fallback support and tool
EP3094793B1 (en) Truck-mounted concrete pump
WO2007048152A1 (en) Load-lifting apparatus
DE2908584C2 (en) Mobile crane
DE102020212688B3 (en) Motor vehicle, in particular mobile crane

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20080327

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: PUTZMEISTER ENGINEERING GMBH

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20130628

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20151124