EP3556969A1 - Betonpumpe - Google Patents

Betonpumpe Download PDF

Info

Publication number
EP3556969A1
EP3556969A1 EP19167399.5A EP19167399A EP3556969A1 EP 3556969 A1 EP3556969 A1 EP 3556969A1 EP 19167399 A EP19167399 A EP 19167399A EP 3556969 A1 EP3556969 A1 EP 3556969A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
concrete
boom
control
segment
pump
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.)
Granted
Application number
EP19167399.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3556969B1 (de
Inventor
Julian Wanner
Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. Oliver Sawodny
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.)
Liebherr Mischtecknik GmbH
Original Assignee
Liebherr Mischtecknik 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 Liebherr Mischtecknik GmbH filed Critical Liebherr Mischtecknik GmbH
Publication of EP3556969A1 publication Critical patent/EP3556969A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3556969B1 publication Critical patent/EP3556969B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes 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
    • B66C23/62—Constructional features or details
    • B66C23/64—Jibs
    • B66C23/68—Jibs foldable or otherwise adjustable in configuration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/04—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
    • B66C13/06—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads
    • B66C13/066—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads for minimising vibration of a boom
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/02—Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
    • E04G21/04—Devices for both conveying and distributing
    • E04G21/0418—Devices for both conveying and distributing with distribution hose
    • E04G21/0436—Devices for both conveying and distributing with distribution hose on a mobile support, e.g. truck
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/02—Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
    • E04G21/04—Devices for both conveying and distributing
    • E04G21/0418—Devices for both conveying and distributing with distribution hose
    • E04G21/0445—Devices for both conveying and distributing with distribution hose with booms
    • E04G21/0454—Devices for both conveying and distributing with distribution hose with booms with boom vibration damper mechanisms

Definitions

  • the present invention relates to a concrete pump with a feed pump, a concrete pipe and a distributor boom forming articulated arm, along which the concrete pipe is guided along, wherein the articulated arm rotatable about a vertical axis rotary block and / or at least one pivotable about a horizontal axis by means of a hinge Segment, wherein the rotary block is movable about an actuator about the vertical axis and / or the at least one segment is pivotable about an actuator about the horizontal axis, wherein the concrete pump further comprises a control for driving the actuators of the distribution boom, wherein the controller Feedforward control for reducing the concrete boom induced vibrations of the placing boom comprises.
  • the concrete pump is a truck-mounted concrete pump.
  • the feedforward control should be based on pressure or flow sensors in the feed line.
  • Object of the present invention is to provide a concrete pump with an improved feedforward control available.
  • the present invention comprises a concrete pump with a feed pump, a concrete pipe and a distributor boom forming articulated arm, along which the concrete pipe is guided, wherein the articulated arm rotatable about a vertical axis rotary block and / or at least one by means of a hinge a horizontal axis pivotable segment, wherein the rotary block is movable about an actuator about the vertical axis and / or the at least one segment is pivotable about an actuator about the horizontal axis, and wherein the concrete pump further comprises a controller for controlling the actuators of the distributor boom wherein the controller comprises a feedforward control for reducing the induced by the concrete conveyance vibrations of the placing boom.
  • the first aspect is characterized in that the feedforward control takes place on the basis of a physical model of the concrete conveying, which describes the flow-related disturbing forces of concrete conveyance onto the placing boom.
  • the use of the physical model and the determination of the disturbing forces on the placing boom based thereupon results in a considerably improved reduction of vibrations induced by the conveying of concrete.
  • the physical model describes friction forces of the concrete on the inner wall of the concrete pipe and / or inertial forces due to the concrete flow deflection in the pipe bends. These two forces essentially determine the forces acting on the articulated arm interference forces.
  • At least one operating parameter of the delivery pump and / or concrete delivery enters the feedforward control.
  • This may be, for example, one or more of the following operating parameters: concrete pressure, pump frequency, cylinder speed of the cylinder of the feed pump and / or the cylinder position of the cylinder of the feed pump.
  • the physical model of concrete conveying takes into account the current position of the distributor boom and, in particular, the articulation angles of the joints.
  • a determination of the current position of the distribution boom on the basis of sensors associated with the pivot joints for the direct or indirect measurement of the respective angle of rotation of the joints of the articulated arm.
  • the determination of the disturbing forces of concrete conveyance on the distribution boom without a measurement of the vibration state of the distribution boom or the segments.
  • the position of the distribution boom and in particular the articulation angle of the joints in the description of concrete flow deflection go through the physical model.
  • the physical model can take into account the hydrostatic pressure loss of the flow, taking into account the current position of the distributor boom.
  • At least one substance characteristic of the pumped fluid entering into the modeling by the physical model is determined from operating parameters of the delivery pump and / or the concrete delivery. This can improve the accuracy of the model.
  • At least the viscosity of the pumped fluid is determined, in particular from the concrete pressure and the flow rate of the concrete.
  • the density of the pumped fluid can be determined by the static concrete pressure.
  • a stored average value for the density of concrete can be used.
  • the feedforward control is further based on a physical model of the placing boom coupled with the physical model of concrete conveying to determine the influence of the disturbance forces determined by the physical model of concrete conveying on the entire placing boom.
  • the physical model of the distributor boom used for this purpose takes into account the elastic deformation of at least one of the segments.
  • the reduction of induced by the concrete promotion vibrations of the distributor boom by the feedforward occurs by controlling the actuators of the articulated arm.
  • the feedforward control takes place as a pilot control without a return of the dynamic state of the distributor boom. This simplifies the control.
  • Pre-control preferably takes place on the basis of a regulation of a virtual model of the distributor boom.
  • the feedforward control regulates the virtual model of the distribution boom, which in the context of determining the disturbance forces with the Model of concrete funding is coupled. In particular, this regulation can take place in such a way that the influence of the disturbing forces on at least one point of the articulated arm is compensated.
  • the feedforward control controls the actuators of the articulated arm in such a way that the influence of the disturbance forces on the tip of the distributor boom is reduced and preferably eliminated.
  • the feed pump is preferably a double-piston pump.
  • a double piston pump comprises two pistons which work in push-pull to deliver the concrete.
  • Such feed pumps are known.
  • the damping induced vibrations by the feedforward control according to the present invention is based on a control of the actuators of the articulated arm.
  • the control of the feed pump is preferably independent of the feedforward control.
  • the feedforward control can be based solely on a control of the actuators of the articulated arm.
  • the controller in addition to the feedforward control, further comprises a control which is based on a measurement and / or feedback of the position and / or the vibration state of the distributor boom.
  • control comprises a vibration damping for damping horizontal and / or vertical vibrations of the distributor boom, which is based on a measurement and / or feedback of the position and the vibration state of the distributor boom.
  • vibration damping can be designed so that it dampens natural vibrations of the distributor boom.
  • the vibration damping is based on a physical model of the distributor boom.
  • this physical model can be the same model which also serves to determine the influence of the disturbing forces of concrete conveyance on the distribution boom.
  • control and / or vibration damping is designed so that it only intervenes when the state of the distributor boom deviates from the state of the virtual model, which is controlled in the context of feedforward control.
  • the present invention comprises a concrete pump with a feed pump, a concrete pipe and a distributor boom forming articulated arm, along which the concrete pipe is guided, wherein the articulated arm rotatable about a vertical axis rotary block and / or at least one by means of a hinge a horizontal axis pivotable segment, wherein the rotary block is movable about an actuator about the vertical axis and / or the at least one segment is pivotable about an actuator about the horizontal axis, and wherein the concrete pump further comprises a controller for controlling the actuators of the distributor boom wherein the controller includes a feedforward control to reduce the concrete boom induced swing vibrations taking into account the concrete pressure.
  • the feedforward determination determines the concrete pressure at the entrance of the concrete pipe on the basis of operating parameters of the feed pump.
  • the inventive indirect determination of the concrete pressure based on operating parameters of the feed pump has the considerable advantage that can be dispensed with extremely wear-prone pressure sensors on the concrete pipe.
  • the determination of the concrete pressure at the entrance of the concrete pipe based on the hydraulic pressure of the delivery cylinder of the feed pump and the piston area ratio of the feed pump.
  • the concrete pressure can thereby be determined be determined by a reliably determinable in the hydraulic system of the feed pump reading.
  • the first and second aspects of the present invention may each be used independently of each other.
  • the feedforward control according to the first aspect which takes place on the basis of a physical model of concrete conveying, can also be carried out without determining the concrete pressure according to the second aspect.
  • a determination of the concrete pressure according to the second aspect can also be used in the case of a feedforward control, which is based on a different principle than the feedforward control according to the first aspect.
  • the first and second aspects are used in combination.
  • the feedforward control takes into account the frequency of the feed pump and / or the position and / or speed of the feed piston of the feed pump. Again, it is easy to access operating parameters of the feed pump, which can be determined either by measurement, or from the control of the feed pump, and from which operating variables of the concrete funding can be determined.
  • the feedforward control can determine the flow velocity of the concrete in the concrete line from the speed of the delivery piston of the feed pump.
  • This feature of the present invention can also be used independently of the first and the second aspect of the present invention, in particular as a development of a concrete pump according to the preamble of claim 1.
  • the concrete pump comprises at least one rotation rate sensor, which is arranged on a segment of the articulated arm, wherein the control for disturbance variable and / or vibration damping based on the measured values of the rotation rate sensor from the vibrations of the individual segments determines a vibration state of the entire distribution boom ,
  • the concrete pump comprises at least one rotation rate sensor, which is arranged on a segment of the articulated arm, wherein the control for disturbance variable and / or vibration damping without the use of geodetic sensors and / or deformation sensors.
  • the concrete pump comprises at least one rotation rate sensor, which is arranged in a front region of a segment, which is arranged between the rotary block and a mast tip forming segment in the articulated arm.
  • the signal of the rotation rate sensor is used to determine vibrations of the segment on which it is arranged.
  • the front i.e. the mast tip facing 25% of the longitudinal extent of the respective segment considered, more preferably the front 10% of the longitudinal extent.
  • rotation rate sensors are arranged on at least two segments.
  • the signals of these yaw rate sensors are used to determine the vibrations of the segments on which they are arranged.
  • the vibration damping determines a vibration state of the segments and / or the entire arm on the basis of the measured values of the at least two yaw rate sensors.
  • the rotation rate sensors are each arranged in a front region of the segments. This improves the detection of vibrations of these segments.
  • the at least two segments, on which the rotation rate sensors are arranged are arranged in the articulated arm between the rotary block and a segment forming the mast tip. Further preferably, at the mast tip forming segment, a further rotation rate sensor is arranged, which is preferably used for determining vibrations of the mast tip.
  • the articulated arm further comprises sensors associated with the swivel joints for the direct or indirect measurement of the respective angle of rotation of the joint, wherein the measuring signals of the sensors enter into the control of the articulated arm.
  • these sensors are provided in addition to the rotation rate sensors and can be used in particular to compensate for a drift of the measured values, which is unavoidable in the case of rotation rate sensors due to the design.
  • the measuring signals of the sensors are preferably incorporated into the vibration damping.
  • the measurement signals of the sensors can be used to determine the current position of the articulated arm, and be used in particular for a position control of the articulated arm.
  • disturbance variable connection and / or vibration damping is performed using a physical model of the distributor boom, in which the flexibility of at least one segment is described by a virtual joint arranged within this segment.
  • At least the flexibility of the segment arranged directly on the rotary block is preferably taken into account by means of a corresponding virtual joint, since the vibrations of this segment have the greatest influence on the oscillation state of the articulated arm.
  • the flexibility of the last segment forming the mast top can be taken into account. This is usually the least stable and therefore the most flexible.
  • the virtual joint may also be provided in another segment.
  • the flexibility of several and more preferably all segments is preferably described by at least one virtual joint arranged within the respective segment.
  • the physical model is a rigid body model with actuated joints.
  • the model describes several and more preferably all segments of the articulated arm, and thus at the same time the position of the articulated arm again.
  • the vibrational ability of at least one and preferably several and more preferably all segments is then described by at least one virtual joint in the rigid bodies describing the actual segments.
  • a spring element and a damper element are associated with the virtual joint.
  • the flexibility of the segment can be described.
  • the spring constant and the damper constant are selected so that the virtual joint describes the magnitude of the deflection and / or torsion and / or first natural frequency of the real segment.
  • the virtual joint can therefore be considered as a first description of the first natural oscillation of the segment in frequency and amplitude.
  • the present invention are within the segment less than 10, more preferably less than 5, more preferably less provided as 3 and in a possible embodiment exactly one virtual joint. This reduces the complexity of the model.
  • a virtual joint with only one axis of rotation is sufficient.
  • a virtual joint with a horizontal axis of rotation can be used for damping vibrations in the vertical.
  • the virtual joint has at least two and preferably three degrees of freedom of movement.
  • the vibration damping takes into account a torsion of at least one segment and / or the articulated arm.
  • the torsion of at least one segment and / or the articulated arm is taken into account by using a physical model of the articulated arm, which describes a torsion of the articulated arm and / or one or more segments of the articulated arm. More preferably, this is done via a virtual hinge, as described above, and which extends in the longitudinal direction of the segment.
  • the articulated arm comprises at least two yaw rate sensors arranged on different segments, the torsion being determined from a comparison of the measured values of the yaw rate sensors.
  • the measured values of a first rotation rate sensor, which is arranged within the articulated arm closest to the rotary block, with the measured values of a second rotation rate sensor, which within the articulated arm are arranged to be compared to determine the torsion of the articulated arm between the two yaw rate sensors.
  • the measured values of a first rotation rate sensor arranged on a first segment can be compared with the measured values of a second rotation rate sensor which is arranged on a segment following the first segment within the articulated arm, in order to prevent the torsion of the articulated arm between the two to determine both yaw rate sensors and in particular the torsion of the first or second segment.
  • the rotation rate sensors can be arranged, for example, in each case in a front region of the segments.
  • the articulated arm may comprise at least two yaw rate sensors arranged at different positions of the same segment, wherein the torsion of the segment is determined from a comparison of the measured values of the yaw rate sensors.
  • the yaw rate sensors are preferably arranged in a front and a rear region of the segment.
  • At least one of the rotation rate sensors which is used for determining the torsion, may be arranged on the rotary block and / or in a rear area of the segment arranged directly on the rotary block, and / or at least one of the rotation rate sensors, which is used to determine the torsion, be arranged on the last segment of the articulated arm and in particular in the area of the mast top.
  • the yaw rate sensors whose measured values are used to determine the torsion preferably have at least two sensitivity directions, in particular a first horizontal sensitivity direction and a second sensitivity direction running in a vertical plane. As a result, the torsion can be relatively easily determined by the comparison.
  • the yaw rate sensors whose measured values are included in the vibration damping according to the invention preferably have at least two sensitivity directions, in particular a first horizontal sensitivity direction and a second sensitivity direction running in a vertical plane.
  • the control of the articulated arm includes an observer who estimates the condition of the articulated arm.
  • the observer may include a physical model of the articulated arm and estimate its condition based on the model and on measurements of sensors.
  • the estimation preferably takes place on the basis of the measured values of sensors as already described above, in particular on the basis of at least one rotation angle sensor and / or sensors assigned to the joints for the direct or indirect detection of the angles of rotation of the joints.
  • the observer uses a physical model of the articulated arm, as described in more detail above, in particular a physical model, which is also used to determine the influence of the disturbance forces on the articulated arm by the feedforward control.
  • the observer estimates the position and / or the state of vibration of the articulated arm.
  • a state is determined, this includes in particular an estimation of the state by an observer.
  • the vibration damping could be carried out according to the invention in a possible embodiment alone as a pilot control.
  • the vibration damping comprises However, a regulation by returning at least one size obtained from a measurement signal.
  • the vibration damping comprises a control, which takes place by returning at least one of the following variables: speed and position of one or more of the joints, speeds and positions of bending and / or torsion of one or more of the segments.
  • the quantity or quantities returned by the control are estimated by an observer.
  • the observer can be used for this, which has been described in more detail above.
  • an estimation of the system state and / or the vibration damping and / or the determination of the influence of the disturbing forces on the articulated arm is carried out on the basis of a linearization of a physical model, and in particular on the basis of a linearization of the physical model, as has been described above.
  • the estimation is performed by an observer and / or the closed loop controller and / or the feedforward controller as described above on the basis of a linearization.
  • the linearization preferably takes place around the equilibrium position of the current position of the articulated arm.
  • the linearization can be made by the controller depending on the current position of the articulated arm.
  • the controller comprises a feedforward control, which calculates control signals from a setpoint value predetermined by an operator, by means of which the desired mast movement is carried out and vibration excitation of the articulated arm is reduced.
  • the precontrol is designed so that natural frequencies of the articulated arm are suppressed.
  • the natural frequencies of the articulated arm which are taken into account by the pilot control, can be determined depending on the current position of the articulated arm.
  • the controller comprises axis controllers assigned to the respective joints, wherein the controller generates control signals for the nominal angular velocity of the axes, on the basis of which the axis controller assigned to the respective joint generates control signals for the respective actuator, the axis controllers preferably on an inverse one Umlenkkinematik based and / or include an inverse nonlinearity.
  • the articulated arm comprises a rotatable about a vertical axis rotary block and at least two by means of joints about horizontal axes pivotable segments, wherein the rotary block via an actuator about the vertical axis is movable and the segments about actuators about the horizontal axes are. More preferably, the articulated arm comprises at least three and more preferably at least four segments.
  • the controller and in particular the feedforward control and / or the vibration damping controls all actuators of the segments and / or of the rotary block.
  • At least one vertical vibration damping and / or feedforward control takes place.
  • the vibration damping and / or feedforward control controls the actuators, via which the segments of the articulated arm are rotated about their horizontal axes of rotation, accordingly.
  • At least one horizontal vibration damping and / or disturbance variable connection takes place.
  • the vibration damping and / or feedforward control controls the actuator of the rotary block accordingly.
  • the actuators are preferably hydraulic actuators.
  • the hydraulic actuators are preferably driven by a hydraulic pump, which is driven by the drive motor of the concrete pump.
  • actuators for pivoting the segments hydraulic cylinders are preferably used.
  • a hydraulic motor is preferably used as an actuator for rotating the rotary block.
  • the segments of the articulated arm can be folded over the joints in a transport position, wherein preferably the individual segments in the transport position are substantially parallel.
  • the controller comprises a geometry control which is based on specifications of a user, which preferably takes place via hand lever, and / or based on a predetermined trajectory of the mast top, which is preferably automatically generated, the actuators of the joints of the articulated arm for generating a corresponding movement of the mast top controls.
  • the present invention further includes a controller for a concrete pump as described above.
  • the controller preferably operates as described above.
  • the controller preferably comprises a microprocessor and a memory in which a control software is stored, which implements the above-described construction and / or the above-described operation of the controller according to the invention when executed by the microprocessor.
  • the controller further includes one or more inputs via which it communicates with sensors, in particular the sensors described above, and / or one or more outputs, via which it controls the actuators described above.
  • the feedforward control according to the invention and / or vibration damping preferably takes place automatically by the control of the concrete pump.
  • control software for a concrete pump as described above.
  • the control software implements the control according to the invention.
  • the control software can be stored on a memory and / or represent a computer program product.
  • the concrete pump according to the invention is a truck-mounted concrete pump.
  • the concrete pump preferably comprises a chassis, over which it is movable.
  • the chassis preferably comprises a plurality of tired axles.
  • the present invention further includes a method of driving a concrete pump as described above.
  • the feedforward control takes place on the basis of a physical model of concrete conveying, which describes the flow-related disturbing forces of the concrete conveyance onto the placing boom.
  • the concrete pressure at the inlet of the concrete line is determined on the basis of operating parameters of the feed pump, in particular based on the hydraulic pressure of the feed cylinder and the piston area ratio of the feed pump.
  • a special phenomenon of large manipulators is the vibratory capability of the distributor boom.
  • the vibrations complicate the control of the mast by the operator and the distribution of the concrete by the Endschlauch committee.
  • the ability to vibrate is linked to the slenderness and inertia of the segments and the elastic properties of the material.
  • the vibration excitation is created by the method of the articulated mast and concrete conveying.
  • the typically used double piston pump concrete conveying transmits impulsive disturbing forces on the distribution boom and thus causes a continuous vibration excitation.
  • excitation near the natural frequencies of the mast is possible.
  • the combination of traversing movement and concrete conveyance sets the distributor boom in normal operation of a continuous vibration excitation. This affects the machine life and safety for the operator.
  • the object of the present invention is a vibration damping of the distribution boom to improve the handling and functioning of the concrete pump.
  • the EP 2 103 760 B1 proposes model-based vibration damping using a modal model.
  • the control algorithm estimates the state of the system using an observer and returns the estimated signal via control gains.
  • the reinforcements are retrieved from a list and interpolated depending on the mast position.
  • the method is based on a modal model, which is obtained by modal transformation and subsequent model reduction to the first modes of vibration.
  • the individual states of the model are thus modal coordinates and have no physical interpretation.
  • the method has the disadvantage that in addition to the control gains and the reduced, modal model of the observer is dependent on the current mast position.
  • the modal model must therefore be regenerated for each mast position or is only valid for certain mast positions.
  • the vibration damping proposed below avoids these problems by a different type of modeling.
  • the model reduction is physically motivated and leads to physically interpretable, elastic coordinates.
  • the sensor combination used differs for vibration damping.
  • the WO 2014165889 A1 provides a vibration damping based on the feedback of position and deformation signals of the mast segments.
  • the position is detected by an inertial measuring unit and the deformation by strain gauges.
  • the inertial measuring unit comprises a rotation rate sensor and an acceleration sensor, which are used only in combination and for position estimation (see claim 2).
  • the method has the advantage that the oscillation of the segments is independent of the movement is detected. This eliminates the additional signal processing for the separation of movement and superimposed structural vibration.
  • the use of strain gauges has the disadvantage that the assembly is expensive and must be done at high stress points of the segment.
  • the sensor is very temperature-sensitive and requires a high calibration effort.
  • the vibration damping proposed below avoids these disadvantages by selecting a rotation rate sensor for detecting vibrations in the distribution boom.
  • the WO 2016 131977 A1 uses inertial measuring units for position control of the mast top.
  • the measuring units are mounted on the segments in the center of the beam.
  • the acceleration and rotation rate signals of the sensors are fused via a rigid body approach and estimate the position of the mast top.
  • the acceleration signal from the sensor at the top of the mast is integrated twice and fused with the existing estimate.
  • An absolute position determination is not possible due to the used rigid body approach and the double integration. Instead, the dynamic components of the mast tip position are calculated via a high-pass filter and fed back with a PID controller.
  • a subordinate position control on joint level prevents drift effects of the mast top.
  • the merger algorithm involves only the reconstruction of the position of the mast top.
  • the EP 1 537 282 B1 (Putzmeister) proposes geodetic angle sensors for position determination and vibration damping of the distribution boom.
  • the sensors are mounted on the segments and provide the respective absolute slope. Taking into account the kinematics, the signals are divided into a low-frequency component for a coordinate control and a high-frequency component for vibration damping.
  • the tilt sensors typically used are sensitive to translational acceleration peaks.
  • the application for vibration damping, taking into account movement and conveying concrete, is therefore very limited.
  • the EP 2 778 466 A1 represents a vibration damping in horizontal plane ..
  • the EP 1 122 380 B1 (Putzmeister) proposes a control device for the periodic variation or modulation of the pumping frequency.
  • the variation or modulation of the pump frequency prevents excitation frequencies from occurring near the natural frequency of the mast.
  • the result is a reduced vibration excitation of the distributor boom.
  • the process changes the concrete production to dampen the vibrations in the distribution boom. This differs from the disturbance variable connection shown below, which uses the actuators of the distributor boom and leaves the concrete conveyance unaffected.
  • the EP 1 537 282 B1 (Putzmeister) names a disturbance regulator to reduce vibrations in the distribution boom.
  • the method is not a disturbance variable, since not a disturbance, but a measure of the distribution boom is used for vibration damping.
  • the measured variable is the dynamic part of the position detection of the mast. It is amplified by a controller and fed back to the actuators of the distributor boom. The method thus represents a classic, feedback-based vibration damping and no feedforward.
  • DE 101 01 570 B4 (Schwing) describes a feedforward combined with a feedback-based vibration damping according to the principle of the virtual spring-damper element.
  • the measured disturbance depends on the concrete production - but there is no explicit, model based conversion into the disturbing forces of the distribution boom instead.
  • the presented method is also decentralized for each joint. The influence of the disturbance forces on the entire distribution boom is therefore not taken into account.
  • the proposed sensor for measuring the pressure of the concrete flow in the delivery line is practically unusable because it is expensive and subject to heavy wear during operation.
  • Fig. 1 the relevant elements of the truck-mounted concrete pump are shown.
  • This has an undercarriage with a chassis with several tires tires through which the truck-mounted concrete pump on the road is movable.
  • front and rear support cylinders 9 and 10 are provided, which are arranged on fold-out and / or austeleskopierbaren struts 10 and 12.
  • a transfer case 11 is shown.
  • the undercarriage carries behind a pump group 1 and a mast block 2 an articulated arm on which a conveyor line, not shown, is guided along.
  • the articulated arm consists of a turntable 3 and four segments 4 to 7 (any number of segments possible), which are coupled via joints A to E.
  • Joint A on the vehicle allows the rotation of the pivot 3 about the vertical axis, joints B to E, the pivoting of Segemente 4 to 7 to horizontal tilt axes.
  • the actuator of the concrete pump consists of hydraulic cylinders 14 to 17 at the respective joints B to E and a hydraulic motor for the rotary joint A of the rotary block.
  • the hydraulic cylinders 14 to 17 allow the movement of the distributor boom in the vertical plane.
  • the hydraulic motor rotates the entire mast about the vertical axis.
  • the mast top 22 (TCP) is the tip of the distribution mast.
  • a delivery line is attached, which conveys concrete to the mast top 22. From there, the concrete via a hose section 8 to an operator directed.
  • the required delivery pressure is generated by a double piston pump of the pump unit 1.
  • the planned structure of the vibration damping is divided into the in Fig. 2 Subsystems shown: geometry control, pre-control, control (with observer) and feedforward control.
  • the geometry control serves to generate trajectories for the distribution boom.
  • the trajectories are a time function for position, speed, acceleration and / or jerk of the joint axes of the distributor boom. They are adapted in the feedforward control to the dynamics of the system and given the control as the setpoint.
  • the regulation which in Fig. 4 is again divided into two parts: the axis control ( Fig. 5 ) and the control for damping the vibrations and position control with the controller and the observer.
  • the method comprises an active vibration damping to reduce vibrations in the distribution boom. It is distinguished between the desired movements of the segments by the operator and the vibrations excited by the movement.
  • the vibration damping takes into account the desired movement and dampens only the resulting structural vibrations. The vibrations due to concrete production are also reduced.
  • the goal of vibration damping is to reduce vibrations throughout the distribution boom.
  • the vibration state of the entire arm is estimated from the vibrations of the individual segments.
  • the distributor boom has variable natural frequencies as a function of the position and inclination of the segments.
  • the vibration damping takes into account this variability of the natural frequencies as a function of the mast position.
  • the first natural frequencies are the biggest influence on the vibration behavior.
  • the vibration state of the distributor boom is detected by rotation rate sensors 18 to 21.
  • the sensors are mounted on one or more segments 4 to 7 and measure the rate of rotation about the hinge axes.
  • the advantage of these sensors for vibration detection is that, in contrast to conventional sensors (eg strain gauges) can be easily mounted.
  • the sensor can be mounted on all outer and inner sides of the segment.
  • the MEMS-based rotation rate sensors are also cost-effective, robust and low-maintenance.
  • the rotation rate sensor 18 to 21 is mounted in the front region of the respective segment 4 to 7 in order to optimally detect the structural vibrations. Due to the serial kinematics of the manipulator, the measured rate of rotation of a segment also includes the oscillation of the preceding segment. This circumstance will be taken into account in the draft regulation.
  • the position of the distributor boom is determined by directly or indirectly measuring the relative joint angles between the segments. For example, as a measuring arrangement, a detection of the relative joint angle via rotary encoder.
  • the control design is based on a mathematical model of the distribution boom.
  • the mechanical system is represented by a dynamic model.
  • the distributor boom is modeled by a rigid body model with actuated joints B to E. Additional virtual joints take into account the flexibility in the segments. For each segment, an additional virtual joint with spring and damper elements is introduced. The spring and damping constants are chosen so that the deflection and the first natural frequency of the real segment are maintained.
  • the model of the distributor boom is composed of several segments. The rigidity of the overall structure results from the rigidity of the individual segments. Since the overall structure is composed of several segments, higher natural frequencies are also reproduced.
  • This type of modeling represents a physically motivated discretization of the infinitely dimensional, elastic distribution mast.
  • the advantage is that well-developed and efficient rigid body formalisms can be used for modeling.
  • the resulting model also has a relatively low system order. Unlike a modal model reduction, the system state of the virtual joints continues to be a physical variable. It describes the concentrated deflection and vibration of the segment.
  • the observer uses the inputs and outputs of the system to reconstruct the system state x.
  • the inputs of the system u are the setpoints of the hydraulics.
  • the outputs y are the measured values of the position and the vibration status of the distributor boom. Due to the fusion of the various measurement signals, the robustness of the vibration damping improves compared to the measuring principle-related drift phenomena of the rotation rate sensor.
  • the model-based observer also ensures that the measurement signal of the rotation rate sensors is divided into the separate parts of the joint movement and the oscillation.
  • the control selectively dampens the structural vibrations without the set movement to influence.
  • the observer gain L is determined by a suitable method such. As Polvorgabe or selected by a Kalman filter.
  • the poles are positioned in the complex half-plane so that the damping of the system increases.
  • the vibrations in the distribution boom are thus damped.
  • the controller receives the estimated state of the observer x , amplifies the signals and supplies them as setpoints of the hydraulics (see Fig. 4 ).
  • the control gain K is determined by a suitable method such as. Polvorgabe or optimization-based method (LQR) is calculated.
  • the observer and controller design process described above applies to a specific equilibrium position of the distributor boom. For a change in the mast position, therefore, the design process is repeated and adapted to the current position. By tracking the control parameters, the functionality of the vibration damping is ensured for each mast position.
  • the vibration damping can also be used for vibrations in the horizontal plane.
  • the hydraulic motor on the mast block acts as an actuator.
  • the pole position around the vertical axis is detected by an angle encoder.
  • the rotation angle sensors for vibration measurement are in this case by a detection direction executed in the horizontal plane and torsion or expanded.
  • the sensors are mounted on one or more segments and measure the rate of rotation about the vertical axis and the longitudinal axis.
  • the dynamic model of the distributor boom (Section 5.3.3) is supplemented by a horizontal component.
  • the virtual joints in the segments are designed as multi-axis hinges that detect bending in the horizontal plane and torsion.
  • the rotation around the vertical axis is taken into account by a hinge on the turntable.
  • the type and structure of the model are retained against section 5.3.3.
  • an observer and a feedback gain are designed for the linearized extended model.
  • a separate horizontal vibration damping or a combined vertical and horizontal vibration damping can be implemented.
  • the model-based observer ensures that the measuring signal of the rotation rate sensors is divided into the separate components of the vertical axis movement and the oscillation.
  • the control selectively dampens the structural vibrations of horizontal bending and torsion without affecting the setpoint movement.
  • the movement specifications of the operator are explicitly taken into account by the vibration damping. That is, the desired movement is allowed by the scheme and dampened only the superimposed structural vibrations.
  • a pilot control is also provided. This calculates from the setpoint of the operator control signals, who perform the desired mast movement and thereby stimulate no vibration.
  • a notch filter is used which, depending on the current mast position, suppresses the natural frequencies of the distributor mast during the movement (see Fig. 3 ).
  • the setpoint signals for the hydraulics are converted by a subordinate axis control on the cylinders.
  • the axis control converts a nominal angular velocity preset u of the joints into the translatory actual velocity of the cylinders.
  • the deflection kinematics as well as nonlinearities of the hydraulics are taken into account by a pilot control (see Fig. 5 ).
  • a measure of the feedback can be carried out either the pressure, the cylinder position or the cylinder speed.
  • the cylinder speed can also be calculated from the position via a separate signal processing.
  • the cylinders transmit the force F u to the distributor boom and thus generate a movement of the joints.
  • the axis control is as described above decentralized and separately subordinate each joint.
  • the advantage of disturbance variable over traditional oscillation damping is that the disturbances can be compensated before they affect the system. That is, the excitation of concrete production is eliminated before it is visible as vibration in the distribution boom.
  • the objective of feedforward control is thus the reduction of vibrations in the distribution boom on the basis of characteristic measured variables of concrete extraction.
  • the measured variables describe the state of concrete conveyance and not the vibration state of the distributor boom.
  • Typical measures of concrete delivery are the pressure at the inlet of the delivery line, the frequency of the pumping process and the position and speed of the delivery piston.
  • the disturbing forces on the placing boom are reconstructed via a model of concrete conveyance and switched to the actuators.
  • the gain can be designed to eliminate the influence of disturbance forces on a specific point of the distribution boom.
  • the mast tip is selected to keep the position of the end tube calm and constant.
  • the modeling of concrete conveyance maps the concrete flow in the delivery line from the feed pump in the vehicle to the end hose at the top of the mast.
  • the flow-related disturbance forces of concrete conveyance on the distribution mast are calculated.
  • the boundary layer acts like a lubricating film and reduces the friction forces in the wall area.
  • Other factors include the variable level factor in the delivery piston and the amount of dissolved air in the concrete.
  • the uncertainty and variability of the above factors lead to a direct, purely substance-based modeling with large Difficulties connected. For this reason, modeling based on measurements is proposed. The basic idea is to dispense with the exact mapping of the flow conditions within the pipe and instead only to consider the forces acting on the pipe wall.
  • the approach uses an equivalent Newtonian fluid to model the frictional and inertial forces of the fluid on the tube wall.
  • the material properties of the equivalent fluid are determined from the measured quantities of concrete production.
  • at least the viscosity of the equivalent fluid is determined from the concrete pressure and the flow rate of the concrete.
  • the density of the equivalent fluid is a stored average for the density of concrete.
  • the output variables of the model are the concentrated disturbance forces F d in each joint of the concrete pump (see Fig. 6 ).
  • the effect of the concentrated disturbance forces F d is calculated via a coupling with a mechanical model of the distribution boom.
  • the mechanical model takes into account the dynamic and elastic deformation of the segments under the influence of the disturbing forces over the entire distribution boom.
  • the coupled model of concrete conveyance and distributor boom is used for the design of a model-based dynamic disturbance variable application.
  • the model is extended by a control loop for reducing the disturbance variables in the distribution boom (see disturbance model control loop in Fig. 8 ).
  • a control loop for reducing the disturbance variables in the distribution boom (see disturbance model control loop in Fig. 8 ).
  • This has advantages for the control design, since no track uncertainties or disturbances occur.
  • the entire state vector is available without the use of an observer.
  • the control is designed so that the influence of the disturbing forces on the top of the mast is minimized.
  • the feedforward control is combined with traditional vibration damping to compensate for oscillations from the movement of the mast and uncertainties in the modeling.
  • the vibration damping is based on the measurement and the return of the position and the vibration state of the distribution boom.
  • the control is designed in such a way that the manipulated variables of the feedforward control u d act unhindered on the line.
  • the vibration damping only intervenes if the states of the real route deviate from the states of the virtual model.
  • the hydraulic pressure of the delivery cylinder can be measured.
  • the corresponding concrete pressure results from a conversion with the piston area ratio.
  • the flow rate of the concrete from the speed of the delivery cylinder can be determined.
  • the basic idea of the method is to estimate the disturbance forces from the measured values of the distributor boom.
  • the periodicity of concrete production is used to establish a modal model of the disturbance forces.
  • the model is composed of the fundamental frequency and its multiples.
  • the individual states simulate the vibrational form of the disturbance variable as modal coordinates.
  • a modal coordinate has no physical meaning, but only reflects the proportion of the respective frequency at the waveform of the disturbance.
  • the disturbance forces are estimated by a disturbance observer or an asymptotic disturbance compensation from the measurements of the distribution boom.
  • the estimation methods are based on the inner model principle.
  • the principle defines that a stable control loop can completely suppress a disturbance only if it has an internal model of the disturbance signal.
  • the model is border stable and consists only of conjugate complex pairs of poles of the frequencies on the imaginary axis of the complex half-plane together.
  • the observer or the asymptotic noise compensation the initial state of the modal model is adapted from the measurement signals of the distribution boom. This corresponds to an estimate of the unknown amplitude and phase position of the disturbing forces.
  • the greater number of frequencies takes more time to learn the present waveform.
  • a transient movement occurs, whose Amplitude increases with the number of frequencies.
  • the number of frequencies must be selected so that on the one hand the disturbance is mapped sufficiently accurate and on the other hand, the transient response occurs briefly and with low amplitude.
  • the reconstructed disturbance variables are applied to the actuators of the distributor mast via a controller (see Fig. 9 ).
  • the feedforward control is combined with a vibration damping based on the measured variables of the distributor boom y in order to ensure the stability of the system.
  • the states of the system are estimated based on the model of the distribution boom and the disturbance model by the disturbance observer.
  • the measured variables include the mast position and the vibration state of the distributor mast.
  • the regulator in Fig. 9 thus amplifies the estimated disturbances and states of the system.
  • the feedforward control can be designed so that the influence of disturbing forces on the mast tip is minimized.
  • the observer or the asymptotic interference compensation learns the disturbance forces from the measured values y of the dynamic oscillation state of the distributor boom. This can reduce the number of sensors for conveying concrete.
  • the required measured variable is the pump frequency, which can be determined via the switching times of the delivery cylinders in the software.
  • a further advantage of the method is the robustness against changes in track parameters and variation of the concrete properties.
  • the setpoint signals for the hydraulics are converted by a subordinate axis control on the cylinders.
  • the axis control converts a desired angular velocity specification of the joints into the translatory actual velocity of the cylinders.
  • the deflection kinematics as well as nonlinearities of the hydraulics are taken into account by a pilot control. Depending on the version, a return of the pressure or the cylinder position or speed can be implemented.
  • the axis control is decentralized and therefore separately subordinate to each joint.
  • the movement specifications of the operator are explicitly taken into account by the feedforward control and vibration damping. That is, the desired movement is allowed by the scheme and dampened only the superimposed structural vibrations.
  • a pilot control is also provided. This calculates from the setpoint of the operator control signals ⁇ soll , which perform the desired mast movement and thereby stimulate no vibration.
  • a notch filter is used which, depending on the current mast position, suppresses the natural frequencies of the distributor mast during the movement.
  • the feedforward control is for the presented Störssennaufscigenen in the 8 and 9 characterized by a signal block.
  • the pilot control signal ⁇ soll is taken into account additionally in the disturbance model control loop.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • On-Site Construction Work That Accompanies The Preparation And Application Of Concrete (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung zeigt eine Betonpumpe, insbesondere Autobetonpumpe, mit einer Förderpumpe, einer Betonleitung und einem einen Verteilermast bildenden Gelenkarm, an welchem die Betonleitung entlang geführt ist, wobei der Gelenkarm einen um eine vertikale Achse drehbaren Drehbock und/oder mindestens ein mittels eines Gelenkes um eine horizontale Achse verschwenkbares Segment aufweist, wobei der Drehbock über einen Aktuator um die vertikale Achse verfahrbar ist und/oder das mindestens eine Segment über einen Aktuator um die horizontale Achse verschwenkbar ist, wobei die Betonpumpe weiterhin eine Steuerung zur Ansteuerung der Aktuatoren des Verteilermastes aufweist, wobei die Steuerung eine Störgrößenaufschaltung zur Verringerung der durch die Betonförderung induzierten Schwingungen des Verteilermastes umfasst. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass die Störgrößenaufschaltung auf Grundlage eines physikalischen Modells der Betonförderung erfolgt, welches die strömungsbedingten Störkräfte der Betonförderung auf den Verteilermast beschreibt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betonpumpe mit einer Förderpumpe, einer Betonleitung und einem einen Verteilermast bildenden Gelenkarm, an welchem die Betonleitung entlang geführt ist, wobei der Gelenkarm einen um eine vertikale Achse drehbaren Drehbock und/oder mindestens ein mittels eines Gelenkes um eine horizontale Achse verschwenkbares Segment aufweist, wobei der Drehbock über einen Aktuator um die vertikale Achse verfahrbar ist und/oder das mindestens eine Segment über einen Aktuator um die horizontale Achse verschwenkbar ist, wobei die Betonpumpe weiterhin eine Steuerung zur Ansteuerung der Aktuatoren des Verteilermastes aufweist, wobei die Steuerung eine Störgrößenaufschaltung zur Verringerung der durch die Betonförderung induzierten Schwingungen des Verteilermastes umfasst. Insbesondere handelt es sich bei der Betonpumpe um eine Autobetonpumpe.
  • Der relevante Stand der Technik wird im einleitenden Abschnitt der Figurenbeschreibung im Detail erläutert. Insbesondere zeigt die DE 101 01 570 B4 eine Störgrößenaufschaltung kombiniert mit einer rückführungsbasierten Schwingungsdämpfung nach dem Prinzip eines virtuellen Feder-Dämpfer-Elements, durch welches ein Hydraulikzylinder des Gelenkarms beschrieben werden soll. Die Störgrößenaufschaltung soll anhand von Druck- oder Strömungssensoren in der Förderleitung erfolgen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Betonpumpe mit einer verbesserten Störgrößenaufschaltung zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird in einem ersten Aspekt durch eine Betonpumpe gemäß Anspruch 1 und in einem zweiten Aspekt durch eine Betonpumpe gemäß Anspruch 10 gelöst.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • In einem ersten Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung eine Betonpumpe mit einer Förderpumpe, einer Betonleitung und einem einen Verteilermast bildenden Gelenkarm, an welchem die Betonleitung entlang geführt ist, wobei der Gelenkarm einen um eine vertikale Achse drehbaren Drehbock und/oder mindestens ein mittels eines Gelenkes um eine horizontale Achse verschwenkbares Segment aufweist, wobei der Drehbock über einen Aktuator um die vertikale Achse verfahrbar ist und/oder das mindestens eine Segment über einen Aktuator um die horizontale Achse verschwenkbar ist, und wobei die Betonpumpe weiterhin eine Steuerung zur Ansteuerung der Aktuatoren des Verteilermastes aufweist, wobei die Steuerung eine Störgrößenaufschaltung zur Verringerung der durch die Betonförderung induzierten Schwingungen des Verteilermastes umfasst. Der erste Aspekt ist dadurch gekennzeichnet, dass die Störgrößenaufschaltung auf Grundlage eines physikalischen Modells der Betonförderung erfolgt, welches die strömungsbedingten Störkräfte der Betonförderung auf den Verteilermast beschreibt. Durch den Einsatz des physikalischen Modells und die darauf basierende Bestimmung der Störkräfte auf den Verteilermast ergibt sich eine erheblich verbesserte Verminderung von durch die Betonförderung induzierten Schwingungen.
  • In einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt das physikalische Modell Reibungskräfte des Betons an der Innenwand der Betonleitung und/oder Trägheitskräfte aufgrund der Betonstromumlenkung in den Rohrbögen. Diese beiden Kräfte bestimmen wesentlich die auf den Gelenkarm wirkenden Störkräfte.
  • In einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geht mindestens ein Betriebsparameter der Förderpumpe und/oder Betonförderung in die Störgrößenaufschaltung ein. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen oder mehrere der folgenden Betriebsparameter handeln: Betondruck, Pumpfrequenz, Zylindergeschwindigkeit der Zylinder der Förderpumpe und/oder die Zylinderposition der Zylinder der Förderpumpe.
  • In einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung berücksichtigt das physikalische Modell der Betonförderung die aktuelle Stellung des Verteilermasts und insbesondere die Knickwinkel der Gelenke.
  • Bevorzugt erfolgt eine Ermittlung der aktuellen Stellung des Verteilermastes auf Grundlage von den Drehgelenken zugeordneten Sensoren zur mittelbaren oder unmittelbaren Messung des jeweiligen Drehwinkels der Gelenke des Gelenkarms.
  • Bevorzugt erfolgt die Bestimmung der Störkräfte der Betonförderung auf den Verteilermast ohne eine Messung des Schwingungszustands des Verteilermastes oder der Segmente.
  • Bevorzugt gehen die Stellung des Verteilermastes und insbesondere die Knickwinkel der Gelenke in die Beschreibung der Betonstromumlenkung durch das physikalische Modell ein. Alternativ oder zusätzlich kann das physikalische Modell den hydrostatischen Druckverlust der Strömung unter Berücksichtigung der aktuellen Stellung des Verteilermasts berücksichtigen.
  • In einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mindestens eine in die Modellierung durch das physikalische Modell eingehende Stoffeigenschaft des gepumpten Fluids aus Betriebsparametern der Förderpumpe und/oder der Betonförderung bestimmt wird. Hierdurch kann die Genauigkeit des Modells verbessert werden.
  • Bevorzugt wird zumindest die Viskosität des gepumpten Fluids bestimmt, insbesondere aus dem Betondruck und der Strömungsgeschwindigkeit des Betons.
  • Die Dichte des gepumpten Fluids kann durch den statischen Betondruck ermittelt werden. Alternativ kann für die Dichte des gepumpten Fluids dagegen auf einen abgespeicherten Mittelwert für die Dichte von Beton zurückgegriffen werden.
  • In einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beruht die Störgrößenaufschaltung weiterhin auf einem physikalischen Modell des Verteilermastes, welches mit dem physikalischen Modell der Betonförderung gekoppelt ist, um den Einfluss der durch das physikalische Modell der Betonförderung bestimmten Störkräfte auf den gesamten Verteilermast zu bestimmen.
  • Bevorzugt berücksichtigt das hierfür eingesetzte physikalische Modell des Verteilermastes die elastische Verformung mindestens eines der Segmente.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt die Verringerung der durch die Betonförderung induzierten Schwingungen des Verteilermastes durch die Störgrößenaufschaltung durch eine Ansteuerung der Aktoren des Gelenkarms.
  • In einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Störgrößenaufschaltung als eine Vorsteuerung ohne eine Rückführung des dynamischen Zustands des Verteilermastes. Dies vereinfacht die Ansteuerung. Bevorzugt erfolgt die Vorsteuerung auf Grundlage einer Regelung eines virtuellen Modells des Verteilermastes. Bevorzugt regelt die Störgrößenaufschaltung das virtuelle Modell des Verteilermastes, welches im Rahmen der Bestimmung der Störkräfte mit dem Modell der Betonförderung gekoppelt ist. Insbesondere kann diese Regelung so erfolgen, dass der Einfluss der Störkräfte an mindestens einer Stelle des Gelenkarms ausgeglichen wird.
  • In einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steuert die Störgrößenaufschaltung die Aktoren des Gelenkarms so an, dass der Einfluss der Störkräfte auf die Spitze des Verteilermastes verringert und bevorzugt eliminiert wird.
  • Bei der Förderpumpe handelt es sich bevorzugt um eine Doppelkolbenpumpe. Eine solche Doppelkolbenpumpe umfasst zwei Kolben, welche im Gegentakt arbeiten, um den Beton zu fördern. Solche Förderpumpen sind bekannt.
  • Die Dämpfung induzierter Schwingungen durch die Störgrößenaufschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung beruht auf einer Ansteuerung der Aktoren des Gelenkarms.
  • Die Ansteuerung der Förderpumpe erfolgt dagegen bevorzugt unabhängig von der Störgrößenaufschaltung. Insbesondere kann die Störgrößenaufschaltung allein auf einer Ansteuerung der Aktoren des Gelenkarms beruhen.
  • In einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Steuerung neben der Störgrößenaufschaltung weiterhin eine Regelung, welche auf einer Messung und/oder Rückführung der Stellung und/oder des Schwingungszustands des Verteilermastes beruht.
  • Insbesondere umfasst die Regelung eine Schwingungsdämpfung zur Dämpfung von horizontalen und/oder vertikalen Schwingungen des Verteilermastes, welche auf einer Messung und/oder Rückführung der Stellung und des Schwingungszustands des Verteilermastes beruht. Insbesondere kann die Schwingungsdämpfung so ausgestaltet sein, dass sie Eigenschwingungen des Verteilermastes dämpft.
  • Bevorzugt beruht die Schwingungsdämpfung auf einem physikalischen Modell des Verteilermastes. Insbesondere kann es sich bei diesem physikalischen Modell um das gleiche Modell handeln, welches auch zur Bestimmung des Einflusses der Störkräfte der Betonförderung auf den Verteilermast dient.
  • Bevorzugt ist die Regelung und/oder Schwingungsdämpfung so ausgeführt, dass sie nur dann eingreift, wenn der Zustand des Verteilermastes von dem Zustand des virtuellen Modells abweicht, welches im Rahmen der Störgrößenaufschaltung geregelt wird.
  • In einem zweiten Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung eine Betonpumpe mit einer Förderpumpe, einer Betonleitung und einem einen Verteilermast bildenden Gelenkarm, an welchem die Betonleitung entlang geführt ist, wobei der Gelenkarm einen um eine vertikale Achse drehbaren Drehbock und/oder mindestens ein mittels eines Gelenkes um eine horizontale Achse verschwenkbares Segment aufweist, wobei der Drehbock über einen Aktuator um die vertikale Achse verfahrbar ist und/oder das mindestens eine Segment über einen Aktuator um die horizontale Achse verschwenkbar ist, und wobei die Betonpumpe weiterhin eine Steuerung zur Ansteuerung der Aktuatoren des Verteilermastes aufweist, wobei die Steuerung eine Störgrößenaufschaltung zur Verringerung der durch die Betonförderung induzierten Schwingungen des Verteilermastes umfasst, welche den Betondruck berücksichtigt. Der zweite Aspekt ist dadurch gekennzeichnet, dass die Störgrößenaufschaltung den Betondruck am Eingang der Betonleitung auf Grundlage von Betriebsparametern der Förderpumpe bestimmt.
  • Die erfindungsgemäße indirekte Bestimmung des Betondrucks auf Grundlage von Betriebsparametern der Förderpumpe hat den erheblichen Vorteil, dass auf extrem verschleißanfällige Drucksensoren an der Betonleitung verzichtet werden kann.
  • Bevorzugt erfolgt die Bestimmung des Betondrucks am Eingang der Betonleitung auf Grundlage des Hydraulikdrucks der Förderzylinder der Förderpumpe und dem Kolbenflächenverhältnis der Förderpumpe. Der Betondruck kann hierdurch anhand von einem im Hydrauliksystem der Förderpumpe zuverlässig bestimmbaren Messwert bestimmt werden.
  • Der erste und der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung können jeweils unabhängig voneinander zum Einsatz kommen. Insbesondere kann die auf Grundlage eines physikalischem Modell der Betonförderung erfolgende Störgrößenaufschaltung gemäß dem ersten Aspekt auch ohne eine gemäß dem zweiten Aspekt erfolgende Bestimmung des Betondrucks erfolgen. Weiterhin kann eine gemäß dem zweiten Aspekt erfolgende Bestimmung des Betondrucks auch bei einer Störgrößenaufschaltung zum Einsatz kommen, welche auf einem anderen Prinzip beruht als die Störgrößenaufschaltung gemäß dem ersten Aspekt.
  • Bevorzugt werden der erste und der zweite Aspekt jedoch in Kombination eingesetzt.
  • Bevorzugte Weiterbildungen einer Betonpumpe gemäß dem ersten und/oder zweiten Aspekt werden im folgenden näher dargestellt.
  • In einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung berücksichtigt die Störgrößenaufschaltung die Frequenz der Förderpumpe und/oder die Position und/oder Geschwindigkeit der Förderkolben der Förderpumpe. Auch hier handelt es sich um einfach zugängliche Betriebsparameter der Förderpumpe, welche entweder durch Messung, oder aus der Ansteuerung der Förderpumpe ermittelbar sind, und aus welchen Betriebsgrößen der Betonförderung ermittelbar sind.
  • Insbesondere kann die Störgrößenaufschaltung die Strömungsgeschwindigkeit des Betons in der Betonleitung aus der Geschwindigkeit der Förderkolben der Förderpumpe ermitteln. Dieses Merkmal der vorliegenden Erfindung kann auch unabhängig vom ersten und vom zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen, insbesondere als Weiterbildung einer Betonpumpe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • In einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Betonpumpe mindestens einen Drehratensensor, welcher auf einem Segment des Gelenkarms angeordnet ist, wobei die Steuerung zur Störgrößenaufschaltung und/oder Schwingungsdämpfung auf Grundlage der Messwerte des Drehratensensors aus den Schwingungen der einzelnen Segmente einen Schwingungszustand des gesamten Verteilermastes bestimmt.
  • In einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Betonpumpe mindestens einen Drehratensensor, welcher auf einem Segment des Gelenkarms angeordnet ist, wobei die Steuerung zur Störgrößenaufschaltung und/oder Schwingungsdämpfung ohne die Verwendung geodätischer Sensoren und/oder Deformationssensoren erfolgt.
  • In einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Betonpumpe mindestens einen Drehratensensor, welcher in einem vorderen Bereich eines Segmentes angeordnet ist, welches zwischen dem Drehbock und einem die Mastspitze bildenden Segment im Gelenkarm angeordnet ist.
  • Bevorzugt wird das Signal des Drehratensensors dazu eingesetzt, um Schwingungen des Segmentes, an welchem er angeordnet ist, zu bestimmen. Als vorderer Bereich eines Segmentes im Sinne der vorliegenden Erfindung werden bevorzugt die vorderen, d.h. der Mastspitze zugewandten 25 % der Längenausdehnung des jeweiligen Segmentes betrachtet, weiter bevorzugt die vorderen 10 % der Längenausdehnung.
  • In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind auf mindestens zwei Segmenten Drehratensensoren angeordnet. Bevorzugt werden die Signale dieser Drehratensensoren dazu eingesetzt, um Schwingungen der Segmente, an welchem diese angeordnet sind, zu bestimmen.
  • Bevorzugt bestimmt die Schwingungsdämpfung auf Grundlage der Messwerte der mindestens zwei Drehratensensoren einen Schwingungszustand der Segmente und/oder des gesamten Arms.
  • Bevorzugt sind die Drehratensensoren jeweils in einem vorderen Bereich der Segmente angeordnet. Dies verbessert die Erfassung von Schwingungen dieser Segmente.
  • Bevorzugt sind die mindestens zwei Segmente, an welchen die Drehratensensoren angeordnet sind, zwischen dem Drehbock und einem die Mastspitze bildenden Segment im Gelenkarm angeordnet. Weiter bevorzugt ist an dem die Mastspitze bildenden Segment ein weiterer Drehratensensor angeordnet, welcher bevorzugt zur Bestimmung von Schwingungen der Mastspitze eingesetzt wird.
  • In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst der Gelenkarm weiterhin den Drehgelenken zugeordnete Sensoren zur mittelbaren oder unmittelbaren Messung des jeweiligen Drehwinkels des Gelenkes, wobei die Messsignale der Sensoren in die Steuerung des Gelenkarms eingehen. Bevorzugt sind diese Sensoren zusätzlich zu den Drehratensensoren vorgesehen und können insbesondere dazu eingesetzt werden, um einen Drift der Messwerte, welcher bei Drehratensensoren konstruktionsbedingt nicht vermeidbar ist, auszugleichen.
  • Die Messsignale der Sensoren gehen bevorzugt in die Schwingungsdämpfung ein. Alternativ oder zusätzlich können die Messsignale der Sensoren zur Bestimmung der aktuellen Stellung des Gelenkarms dienen, und insbesondere für eine Positionsregelung des Gelenkarms genutzt werden.
  • In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt die Störgrößenaufschaltung und/oder Schwingungsdämpfung unter Verwendung eines physikalischen Modells des Verteilermastes, bei welchem die Flexibilität mindestens eines Segmentes durch ein innerhalb dieses Segmentes angeordnetes virtuelles Gelenk beschrieben wird.
  • Bevorzugt wird zumindest die Flexibilität des unmittelbar am Drehbock angeordneten Segmentes durch ein entsprechendes virtuelles Gelenk berücksichtigt, da die Schwingungen diese Segmentes den größten Einfluss auf den Schwingungszustand des Gelenkarms haben. Alternativ oder zusätzlich kann die Flexibilität des letzten Segmentes, welches die Mastspitze bildet, berücksichtigt werden. Dieses ist üblicherweise am wenigsten stabil und daher am flexibelsten. Das virtuelle Gelenk kann jedoch auch in einem anderen Segment vorgesehen sein.
  • Bevorzugt wird die Flexibilität mehrerer und weiter bevorzugt aller Segmente durch mindestens ein innerhalb des jeweiligen Segmentes angeordnetes virtuelles Gelenk beschrieben.
  • In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem physikalischen Modell um ein Starrkörpermodell mit aktuierten Gelenken. Bevorzugt beschreibt das Modell mehrere und weiter bevorzugt alle Segmente des Gelenkarms, und gibt damit gleichzeitig die Stellung des Gelenkarms wieder. Die Schwingungsfähigkeit mindestens eines und bevorzugt mehrerer und weiter bevorzugt aller Segmente wird dann durch mindestens ein virtuelles Gelenk in den die tatsächlichen Segmente beschreibenden Starrkörpern beschrieben.
  • In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist dem virtuellen Gelenk ein Federelement und ein Dämpferelement zugeordnet. Hierdurch kann die Flexibilität des Segmentes beschrieben werden. Bevorzugt werden die Federkonstante und die Dämpferkonstante so gewählt werden, dass das virtuelle Gelenk die Größe der Durchbiegung und/oder Torsion und/oder erste Eigenfrequenz des realen Segmentes beschreibt. Das virtuelle Gelenk kann daher als eine erste Beschreibung der ersten Eigenschwingung des Segmentes in Frequenz und Amplitude betrachtet werden.
  • In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind innerhalb des Segmentes weniger als 10, weiter bevorzugt weniger als 5, weiter bevorzugt weniger als 3 und in einer möglichen Ausgestaltung genau ein virtuelles Gelenk vorgesehen. Dies verringert die Komplexität des Modells.
  • Soll nur eine Schwingung in der Vertikalen oder der Horizontalen berücksichtigt werden, so reicht ein virtuelles Gelenk mit nur einer Drehachse aus. Insbesondere kann zur Dämpfung von Schwingungen in der Vertikalen ein virtuelles Gelenk mit einer horizontalen Drehachse eingesetzt werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das virtuelle Gelenk jedoch mindestens zwei und bevorzugt drei Freiheitsgrade der Bewegung auf.
  • In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung berücksichtigt die Schwingungsdämpfung eine Torsion mindestens eines Segmentes und/oder des Gelenkarms.
  • In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt die Berücksichtigung der Torsion mindestens eines Segmentes und/oder des Gelenkarms durch Verwendung eines physikalischen Modell des Gelenkarms, welches eine Torsion des Gelenkarms und/oder eines oder mehrerer Segmente des Gelenkarms beschreibt. Weiter bevorzugt erfolgt dies über ein virtuelles Drehgelenk, wie es oben beschrieben wurde, und welches sich in Längsrichtung des Segmentes erstreckt.
  • In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst der Gelenkarm mindestens zwei an unterschiedlichen Segmenten angeordnete Drehratensensoren, wobei die Torsion aus einem Vergleich der Messwerte der Drehratensensoren bestimmt wird.
  • Beispielsweise können die Messwerte eines ersten Drehratensensors, welcher innerhalb des Gelenkarms am nächsten zu dem Drehbock angeordnet ist, mit den Messwerten eines zweiten Drehratensensors, welcher innerhalb des Gelenkarms am nächsten zur Mastspitze angeordnet ist, verglichen werden, um die Torsion des Gelenkarms zwischen den beiden Drehratensensoren zu bestimmen.
  • Alternativ oder zusätzlich können die Messwerte eines ersten Drehratensensors, welcher an einem ersten Segment angeordnet ist, mit den Messwerten eines zweiten Drehratensensors, welcher an einem innerhalb des Gelenkarms auf das erste Segment folgenden Segment angeordnet ist, verglichen werden, um die Torsion des Gelenkarms zwischen den beiden Drehratensensoren und insbesondere die Torsion des ersten oder zweiten Segments zu bestimmen. Die Drehratensensoren können hierfür beispielsweise jeweils in einem vorderen Bereich der Segmente angeordnet sein.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der Gelenkarm mindestens zwei an unterschiedlichen Positionen desselben Segments angeordnete Drehratensensoren umfassen, wobei die Torsion des Segments aus einem Vergleich der Messwerte der Drehratensensoren bestimmt wird. Bevorzugt sind hierfür die Drehratensensoren in einem vorderen und einem hinteren Bereich des Segments angeordnet.
  • Weiterhin kann mindestens einer der Drehratensensoren, welcher zur Bestimmung der Torsion genutzt wird, am Drehbock und/oder in einem hinteren Bereich des unmittelbar an dem Drehbock angeordneten Segments angeordnet sein, und/oder mindestens einer der Drehratensensoren, welcher zur Bestimmung der Torsion genutzt wird, am letzten Segment des Gelenkarms und insbesondere im Bereich der Mastspitze angeordnet sein.
  • Bevorzugt weisen die Drehratensensoren, deren Messwerte zur Bestimmung der Torsion genutzt werden, mindestens zwei Sensitivitätsrichtungen auf, insbesondere eine erste horizontale Sensitivitätsrichtung und eine zweite, in einer vertikalen Ebene verlaufende Sensitivitätsrichtung. Hierdurch kann die Torsion durch den Vergleich relativ einfach bestimmt werden.
  • Jedoch auch unabhängig von der Bestimmung der Torsion weisen die Drehratensensoren, deren Messwerte in die erfindungsgemäße Schwingungsdämpfung eingehen, bevorzugt mindestens zwei Sensitivitätsrichtungen auf, insbesondere eine erste horizontale Sensitivitätsrichtung und eine zweite, in einer vertikalen Ebene verlaufende Sensitivitätsrichtung.
  • In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Steuerung des Gelenkarms einen Beobachter, welcher den Zustand des Gelenkarms schätzt. Insbesondere kann der Beobachter ein physikalisches Modell des Gelenkarms umfassen und dessen Zustand anhand des Modells und anhand von Messwerten von Sensoren schätzen.
  • Bevorzugt erfolgt die Schätzung auf Grundlage der Messwerte von Sensoren, wie sie oben bereits beschrieben wurden, insbesondere auf Grundlage von mindestens einem Drehwinkelsensor und/oder den Gelenken zugeordneten Sensoren zur mittelbaren oder unmittelbaren Erfassung der Drehwinkel der Gelenke.
  • Bevorzugt setzt der Beobachter ein physikalisches Modell des Gelenkarmes ein, wie es oben näher beschrieben wurde, insbesondere ein physikalisches Modell, welches auch zur Bestimmung des Einflusses der Störkräfte auf den Gelenkarm durch die Störgrößenaufschaltung zum Einsatz kommt.
  • Bevorzugt schätzt der Beobachter die Stellung und/oder den Schwingungszustand des Gelenkarms.
  • Wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung dabei davon gesprochen, dass ein Zustand bestimmt wird, umfasst dies insbesondere eine Schätzung des Zustands durch einen Beobachter.
  • Die Schwingungsdämpfung könnte erfindungsgemäß in einer möglichen Ausgestaltung allein als eine Vorsteuerung erfolgen. Bevorzugt umfasst die Schwingungsdämpfung jedoch eine Regelung durch Rückführung mindestens einer anhand eines Messsignals erhaltenen Größe.
  • In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Schwingungsdämpfung eine Regelung, welche durch Rückführung mindestens einer der folgenden Größen erfolgt: Geschwindigkeit und Position einer oder mehrere der Gelenke, Geschwindigkeiten und Positionen der Biegung und/oder Torsion einer oder mehrere der Segmente.
  • Bevorzugt werden der oder die Größen, welche durch die Regelung zurückgeführt werden, durch einen Beobachter geschätzt. Insbesondere kann hierfür der Beobachter genutzt werden, welcher oben näher beschrieben wurde.
  • In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt eine Schätzung des Systemzustandes und/oder die Schwingungsdämpfung und/oder die Bestimmung des Einflusses der Störkräfte auf den Gelenkarm auf Grundlage einer Linearisierung eines physikalischen Modells erfolgt, und insbesondere auf Grundlage einer Linearisierung des physikalischen Modells, wie es oben beschrieben wurde. Insbesondere erfolgt die Schätzung durch einen Beobachter und/oder die Regelung und/oder die Störgrößenaufschaltung, wie sie oben beschrieben wurden, auf Grundlage einer Linearisierung.
  • Bevorzugt erfolgt die Linearisierung um die Gleichgewichtslage der aktuellen Stellung des Gelenkarms. Die Linearisierung kann durch die Steuerung in Abhängigkeit von der aktuellen Stellung des Gelenkarms vorgenommen werden.
  • In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Steuerung eine Vorsteuerung, welche aus einem von einem Bediener vorgegebenen Sollwert Ansteuersignale berechnet, durch welche die gewünschte Mastbewegung durchgeführt und eine Schwingungsanregung des Gelenkarms vermindert wird.
  • Bevorzugt ist die Vorsteuerung so ausgeführt, dass Eigenfrequenzen des Gelenkarms unterdrückt werden. Die Eigenfrequenzen können des Gelenkarms, welche durch die Vorsteuerung berücksichtigt werden, können in Abhängigkeit von der aktuellen Stellung des Gelenkarms bestimmt werden.
  • In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Steuerung den jeweiligen Gelenken zugeordnete Achsregler, wobei die Steuerung Ansteuersignale für die Sollwinkelgeschwindigkeit der Achsen erzeugt, auf deren Grundlage der dem jeweiligen Gelenk zugeordnete Achsregler Ansteuersignale für den jeweiligen Aktuator erzeugt, wobei die Achsregler bevorzugt auf einer inversen Umlenkkinematik beruhen und/oder eine inverse Nichtlinearität umfassen.
  • In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst der Gelenkarm einen um eine vertikale Achse drehbaren Drehbock und mindestens zwei mittels Gelenken um horizontale Achsen verschwenkbare Segmente, wobei der Drehbock über einen Aktuator um die vertikale Achse verfahrbar ist und die Segmente über Aktuatoren um die horizontalen Achsen verschwenkbar sind. Weiter bevorzugt umfasst der Gelenkarm mindestens drei und weiter bevorzugt mindestens vier Segmente. Bevorzugt steuert die Steuerung und insbesondere die Störgrößenaufschaltung und/oder die Schwingungsdämpfung alle Aktoren der Segmente und/oder des Drehbocks an.
  • In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt zumindest eine vertikale Schwingungsdämpfung und/oder Störgrößenaufschaltung. Hierfür steuert die Schwingungsdämpfung und/oder Störgrößenaufschaltung die Aktoren, über welche die Segmente des Gelenkarms um ihre horizontalen Drehachsen gedreht werden, entsprechend an.
  • In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt zumindest eine horizontale Schwingungsdämpfung und/oder Störgrößenaufschaltung. Hierfür steuert die Schwingungsdämpfung und/oder Störgrößenaufschaltung den Aktor des Drehbocks entsprechend an.
  • Bei den Aktoren handelt es sich bevorzugt um hydraulische Aktoren. Die hydraulischen Aktoren werden bevorzugt über eine Hydraulikpumpe angetrieben, welche über den Fahrmotor der Betonpumpe angetrieben wird.
  • Als Aktoren zum Verschwenken der Segmente werden bevorzugt Hydraulikzylinder eingesetzt.
  • Als Aktor zum Drehen des Drehbocks wird bevorzugt ein Hydraulikmotor eingesetzt.
  • Bevorzugt können die Segmente des Gelenkarms über die Gelenke in eine Transportstellung zusammengeklappt werden, wobei bevorzugt die einzelnen Segmente in der Transportstellung im Wesentlichen parallel verlaufen.
  • In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Steuerung eine Geometriesteuerung, welche anhand von Vorgaben eines Benutzers, welche bevorzugt über Handhebel erfolgen, und/oder anhand einer vorgegebenen Trajektorie der Mastspitze, welche bevorzugt automatisch erzeugt wird, die Aktoren der Gelenke des Gelenkarms zur Erzeugung einer entsprechenden Bewegung der Mastspitze ansteuert.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin eine Steuerung für eine Betonpumpe, wie er oben beschrieben wurde. Die Steuerung arbeitet bevorzugt so, wie dies oben beschrieben wurde.
  • Die Steuerung umfasst bevorzugt einen Mikroprozessor und einen Speicher, in welchem eine Steuersoftware abgespeichert ist, welche bei einer Ausführung durch den Mikroprozessor den oben beschriebenen Aufbau und/oder die oben beschriebene Funktionsweise der erfindungsgemäßen Steuerung implementiert. Die Steuerung weist weiterhin einen oder mehrere Eingänge auf, über welche sie mit Sensoren, insbesondere den oben beschriebenen Sensoren in Verbindung steht, und/oder einen oder mehrere Ausgänge, über welche sie die oben beschriebenen Aktoren ansteuert.
  • Die erfindungsgemäße Störgrößenaufschaltung und/oder Schwingungsdämpfung erfolgt bevorzugt automatisch durch die Steuerung der Betonpumpe.
  • Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung eine Steuersoftware für eine Betonpumpe, wie er oben beschrieben wurde. Die Steuersoftware implementiert die erfindungsgemäße Steuerung. Die Steuersoftware kann auf einem Speicher abgespeichert sein und/oder ein Computerprogrammprodukt darstellen.
  • Insbesondere handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Betonpumpe um eine Autobetonpumpe. Die Betonpumpe umfasst bevorzugt ein Fahrwerk, über welches sie verfahrbar ist. Das Fahrwerk umfasst bevorzugt mehrere bereifte Achsen.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zur Ansteuerung einer Betonpumpe, wie sie oben beschrieben wurden.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass die Störgrößenaufschaltung auf Grundlage eines physikalischen Modells der Betonförderung erfolgt, welches die strömungsbedingten Störkräfte der Betonförderung auf den Verteilermast beschreibt.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass der Betondruck am Eingang der Betonleitung auf Grundlage von Betriebsparametern der Förderpumpe bestimmt wird, insbesondere auf Grundlage des Hydraulikdrucks der Förderzylinder und dem Kolbenflächenverhältnis der Förderpumpe..
  • Die Verfahren der vorliegenden Erfindung erfolgen bevorzugt so, wie dies oben bereits beschrieben wurde.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher beschrieben.
  • Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Großmanipulators und einer erfindungsgemäßen Autobetonpumpe,
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Steuerung mit einer Schwingungsdämpfung und einer Störgrößenaufschaltung,
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung einer Vorsteuerung, wie sie in einer erfindungsgemäßen Steuerung zum Einsatz kommen kann,
    Fig. 4
    eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Steuerung mit einer Schwingungsdämpfung,
    Fig. 5
    eine schematische Darstellung eines Achsreglers, wie er in einer erfindungsgemäßen Steuerung zum Einsatz kommen kann,
    Fig. 6
    eine schematische Darstellung der durch die Betonförderung auf den Gelenkarm wirkenden Störkräfte,
    Fig. 7
    eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Steuerung mit einer Störgrößenaufschaltung,
    Fig. 8
    eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Steuerung mit einer Störgrößenaufschaltung, welche auf einem physikalischen Modell der Betonförderung beruht,
    Fig. 9
    eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Steuerung mit einer Störgrößenaufschaltung, welche auf einer Schätzung der Störkräfte aus Messwerten der Stellung und/oder des Schwingungszustands des Verteilermastes beruht.
    0. Einleitung
  • Neue Konstruktionsmethoden, Werkstoffe und elektronische Systeme haben dazu geführt, dass sich Betonpumpen in den letzten Jahrzehnten beständig weiter entwickelt haben. Der Einsatz mehrgliedriger Gelenkarme mit immer längeren Segmenten ermöglicht eine verbesserte Erreichbarkeit von schwer zugänglichen Bereichen. Die Erhöhung der Anzahl und der Länge der Segmente vergrößert jedoch auch das Gewicht und die Abmessungen des Fahrzeugs. Die Folge sind Einschränkungen in der Straßenfahrt, der Handhabbarkeit und der Funktionsfähigkeit der Betonpumpe.
  • Ein spezielles Phänomen von Großmanipulatoren ist die Schwingungsfähigkeit des Verteilermasts. Die Schwingungen erschweren die Steuerung des Masts durch den Bediener und das Verteilen des Betons durch den Endschlauchführer. Die Schwingfähigkeit ist mit der Schlankheit und der Trägheit der Segmente und den elastischen Eigenschaften des Materials verknüpft.
  • Die Schwingungsanregung entsteht durch das Verfahren des Knickmasts und die Betonförderung. Die typischerweise eingesetzte Doppelkolbenpumpe der Betonförderung überträgt impulsartige Störkräfte auf den Verteilermast und verursacht damit eine kontinuierliche Schwingungsanregung. Je nach Mastposition und Förderfrequenz ist damit auch eine Anregung nahe der Eigenfrequenzen des Masts möglich.
  • Die Kombination von Verfahrbewegung und Betonförderung setzt den Verteilermast im normalen Betrieb einer kontinuierlichen Schwingungsanregung aus. Dies hat Auswirkungen auf die Maschinenlebensdauer und die Sicherheit für den Bediener.
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Schwingungsdämpfung des Verteilermasts zur Verbesserung der Handhabbarkeit und Funktionsfähigkeit der Betonpumpe.
    • 1. Stand der Technik
  • Die EP 2 103 760 B1 (Cifa) schlägt eine modellbasierte Schwingungsdämpfung unter Nutzung eines modalen Modells vor. Der Regelalgorithmus schätzt den Zustand des Systems mithilfe eines Beobachters und führt das geschätzte Signal über Regelverstärkungen zurück. Die Verstärkungen werden in Abhängigkeit der Mastposition aus einer Liste abgerufen und interpoliert. Das Verfahren basiert auf einem modalen Modell, das durch Modaltransformation und anschließender Modellreduktion auf die ersten Schwingungsmoden gewonnen wird. Die einzelnen Zustände des Modells sind somit modale Koordinaten und besitzen keine physikalische Interpretation. Das Verfahren hat den Nachteil, dass neben den Regelverstärkungen auch das reduzierte, modale Modell des Beobachters von der aktuellen Mastposition abhängig ist. Das modale Modell muss deshalb für jede Mastposition neu generiert werden oder ist nur für bestimmte Mastpositionen gültig. Aufgrund der großen Anzahl an möglichen Mastpositionen stellt dies eine Beschränkung für die Einsatzfähigkeit der Schwingungsdämpfung dar. Die im Folgenden vorgeschlagene Schwingungsdämpfung umgeht diese Probleme durch eine andere Art der Modellierung. Die Modellreduktion ist physikalisch motiviert und führt auf physikalisch interpretierbare, elastische Koordinaten. Zudem unterscheidet sich die verwendete Sensorkombination zur Schwingungsdämpfung.
  • Die WO 2014165889 A1 (TTControl) stellt eine Schwingungsdämpfung basierend auf der Rückführung von Positions- und Deformationssignalen der Mastsegmente vor. Die Position wird dabei mit einer inertialen Messeinheit und die Deformation durch Dehnmessstreifen erfasst. Die inertial Messeinheit umfasst einen Drehratensensor und einen Beschleunigungssensor, die nur in Kombination und für die Positionsschätzung eingesetzt werden (siehe Anspruch 2). Das Verfahren hat den Vorteil, dass die Schwingung der Segmente unabhängig von der Verfahrbewegung erfasst wird. Damit entfällt die zusätzliche Signalverarbeitung zur Trennung von Verfahrbewegung und überlagerter struktureller Schwingung. Der Einsatz von Dehnmessstreifen hat jedoch den Nachteil, dass die Montage aufwendig ist und an hoch belasteten Stellen des Segments erfolgen muss. Zudem ist der Sensor sehr temperatursensitiv und erfordert einen hohen Kalibrationsaufwand. Die im Folgenden vorgeschlagene Schwingungsdämpfung umgeht diese Nachteile durch die Wahl eines Drehratensensors zur Detektion von Schwingungen im Verteilermast.
  • Die WO 2016 131977 A1 (Schwing) nutzt inertiale Messeinheiten zur Lageregelung der Mastspitze. Die Messeinheiten sind auf den Segmenten jeweils in der Balkenmitte angebracht. An der Mastspitze ist ein zusätzlicher Sensor vorhanden. Die Beschleunigungs- und Drehratensignale der Sensoren werden über einen Starrkörperansatz fusioniert und schätzen die Lage der Mastspitze. Zur Verbesserung der Lageschätzung wird das Beschleunigungssignal aus dem Sensor an der Mastspitze zweifach integriert und mit der bestehenden Schätzung fusioniert. Eine absolute Lagebestimmung ist aufgrund des verwendeten Starrkörperansatzes und der Doppelintegration nicht möglich. Stattdessen werden die dynamischen Anteile der Mastspitzenposition über ein Hochpassfilter berechnet und mit einem PID-Regler zurückgeführt. Eine unterlagerte Positionsregelung auf Gelenkebene verhindert dabei Drifteffekte der Mastspitze. Der Fusionierungsalgorithmus umfasst ausschließlich die Rekonstruktion der Lage der Mastspitze. Aufgrund der Positionierung der inertialen Messeinheiten und des verwendeten Starrkörperansatzes wird dabei lediglich die Neigung der Segmente und nicht der Schwingungszustand des Verteilermasts geschätzt. Dies unterscheidet sich von dem im Folgenden vorgestellten modellbasierten Ansatz zur Schätzung und Regelung des Schwingungszustands des Verteilermasts. Dabei wird der Schwingungszustand des gesamten Masts berücksichtigt. Im Gegensatz zur Lageregelung der Mastspitze lässt sich somit die Anzahl der verwenden Sensoren reduzieren und auf den Einsatz von Drehratensensoren beschränken.
  • Die EP 1 537 282 B1 (Putzmeister) schlägt geodätische Winkelsensoren zur Positionsbestimmung und Schwingungsdämpfung des Verteilermasts vor. Die Sensoren sind auf den Segmenten angebracht und liefern die jeweilige absolute Neigung. Die Signale werden unter Berücksichtigung der Kinematik in einen niederfrequenten Anteil für eine Koordinatensteuerung und einen hochfrequenten Anteil zur Schwingungsdämpfung aufgeteilt. Die typischerweise eingesetzten Neigungssensoren reagieren empfindlich auf translatorische Beschleunigungsspitzen. Die Anwendung zur Schwingungsdämpfung unter Berücksichtigung von Verfahrbewegung und Betonförderung ist somit stark limitiert.
  • Die EP 2 778 466 A1 stellt eine Schwingungsdämpfung in horizontalen Ebene vor..
  • Die EP 1 122 380 B1 (Putzmeister) schlägt eine Steuereinrichtung zur periodischen Variation oder Modulation der Pumpfrequenz vor. Die Variation oder Modulation der Pumpfrequenz verhindert, dass Anregungsfrequenzen in der Nähe der Eigenfrequenz des Masts auftreten. Das Resultat ist eine reduzierte Schwingungsanregung des Verteilermasts. Das Verfahren verändert die Betonförderung, um die Schwingungen im Verteilermast zu dämpfen. Dies unterscheidet sich von der nachfolgend dargestellten Störgrößenaufschaltung, welche die Aktorik des Verteilermasts nutzt und die Betonförderung unbeeinflusst lässt.
  • Die EP 1 537 282 B1 (Putzmeister) benennt einen Störgrößenregler zur Reduktion von Schwingungen im Verteilermast. Das Verfahren ist jedoch keine Störgrößenaufschaltung, da nicht eine Störgröße, sondern eine Messgröße des Verteilermasts zur Schwingungsdämpfung verwendet wird. Die Messgröße ist der dynamische Anteil der Positionserfassung des Masts. Sie wird durch einen Regler verstärkt und auf die Aktorik des Verteilermasts zurückgeführt. Das Verfahren stellt somit eine klassische, rückführungsbasierte Schwingungsdämpfung und keine Störgrößenaufschaltung dar.
  • DE 101 01 570 B4 (Schwing) beschreibt eine Störgrößenaufschaltung kombiniert mit einer rückführungsbasierten Schwingungsdämpfung nach dem Prinzip des virtuellen Feder-Dämpfer-Elements. Die gemessene Störgröße ist von der Betonförderung abhängig - es findet jedoch keine explizite, modellbasierte Umrechnung in die Störkräfte des Verteilermasts statt. Das vorgestellte Verfahren ist außerdem dezentral für jedes Gelenk angesetzt. Der Einfluss der Störkräfte auf den gesamten Verteilermast wird somit nicht berücksichtigt. Die vorgeschlagene Sensorik zur Druckmessung des Betonstroms in der Förderleitung ist praktisch nicht einsetzbar, da sie teuer und im Betrieb starkem Verschleiß ausgesetzt ist.
    • 2. Aufbau des Ausführungsbeispiels in Form einer Autobetonpumpe
  • In Fig. 1 werden die relevanten Elemente der Autobetonpumpe aufgezeigt. Diese weist einen Unterwagen mit einem Fahrgestell mit mehreren bereiften Achsen auf, durch welches die Autobetonpumpe auf der Straße verfahrbar ist. An dem Unterwagen sind vordere und hintere Abstützzylinder 9 und 10 vorgesehen, welche an ausklappbaren und/oder austeleskopierbaren Streben 10 und 12 angeordnet sind. Weiterhin ist ein Verteilergetriebe 11 dargestellt.
  • Der Unterwagen trägt hinten eine Pumpengruppe 1 und über einen Mastblock 2 einen Gelenkarm, an welchem eine nicht dargestellte Förderleitung entlang geführt ist.
  • Der Gelenkarm besteht aus einem Drehbock 3 und vier Segmenten 4 bis 7 (beliebige Anzahl an Segmente möglich), die über Gelenke A bis E verkoppelt sind. Gelenk A auf dem Fahrzeug ermöglicht die Drehung des Drehbocks 3 um die Hochachse, Gelenke B bis E die Verschwenkung der Segemente 4 bis 7 um horizontale Kippachsen. Die Aktorik der Betonpumpe besteht aus Hydraulikzylindern 14 bis 17 an den jeweiligen Gelenken B bis E und einem Hydraulikmotor für das Drehgelenk A des Drehbocks. Die Hydraulikzylinder 14 bis 17 ermöglichen die Bewegung des Verteilermasts in der vertikalen Ebene. Der Hydraulikmotor dreht den gesamten Mast um die Hochachse. Die Mastspitze 22 (TCP) ist die Spitze des Verteilermasts.
  • Am Verteilermast ist eine Förderleitung angebracht, die Beton zur Mastspitze 22 befördert. Von dort wird der Beton über einen Schlauchabschnitt 8 zu einem Bediener geleitet. Der erforderliche Förderdruck wird dabei von einer Doppelkolbenpumpe der Pumpeneinheit 1 erzeugt.
  • Der geplante Aufbau der Schwingungsdämpfung gliedert sich in die in Fig. 2 dargestellten Untersysteme: Geometriesteuerung, Vorsteuerung, Regelung (mit Beobachter) und Störgrößenaufschaltung.
  • Für jedes Untersystem wird nachfolgend auf den Aufbau und die Funktionsweise eingegangen und charakteristische Merkmale dargelegt.
    • 3. Geometriesteuerung (TCP-Steuerung)
  • Die Geometriesteuerung dient der Erzeugung von Bewegungsbahnen für den Verteilermast. Die Bewegungsbahnen sind dabei eine Zeitfunktion für Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung und/oder Ruck der Gelenkachsen des Verteilermasts. Sie werden in der Vorsteuerung an die Dynamik des Systems angepasst und der Regelung als Sollwert vorgegeben.
    • 4. Vorsteuerung 4.1 Funktion
  • Die Vorsteuerung gemäß Fig. 3 dient dazu, ein schnelles Verfahren des Verteilermasts zu ermöglichen, ohne die Eigenfrequenzen anzuregen.
    • Messung der Position des Verteilermasts.
    • Bestimmung der (ersten) Eigenfrequenzen und Dämpfung des Verteilermasts in der jeweiligen Mastposition (Ruhelage) in der horizontalen und vertikalen Ebene.
    • Filterung der Sollwertsignale mit Eigenfrequenzen (Notch-Filter, Input-Shaping).
    • Vorsteuerung wirkt auf jeden vertikalen und horizontalen Aktor.
    4.2 Sensorik
    • Position des Verteilermasts
    • Drehgeber für den Drehwinkel um die Hochachse
    4.3 Aktorik
    • Hydraulikzylinder (vertikale Ebene)
    • Hydraulikmotor (horizontale Ebene)
    5. Regelung
  • Die Regelung, welche in Fig. 4 nochmals wiedergegeben ist, untergliedert sich in zwei Teile: die Achsregelung (Fig. 5) und die Regelung zur Dämpfung der Schwingungen und Positionsregelung mit dem Regler und dem Beobachter.
    • 5.1 Achsregler
  • Der Achsregler gemäß Fig. 5 dient der Überführung der Sollwinkelgeschwindigkeit des Gelenkes in die reale Aktorgeschwindigkeit:
    • Das Übertragungsverhalten des Hydrauliksystems von Ansteuerung bis Geschwindigkeit des Aktors weist ein nichtlineares Verhalten auf.
    • Die Achsregelung kompensiert die Nichtlinearitäten der Hydraulik und der Umlenkkinematik.
    • Der Regelalgorithmus besteht aus den invertierten statischen Kennlinien der Hydraulik und Umlenkkinematik. Eventuell ist eine Rückführung des Drucks bzw. der Zylinderposition oder -geschwindigkeit vorgesehen.
    • Die Achsregelung ist dezentral an jedem Gelenk eingesetzt und stellt die unterste Ebene der gesamten Schwingungsdämpfung dar.
  • In ihrer Funktion zur Überführung der Sollgeschwindigkeit in die reale Aktorgeschwindigkeit wird die Achsreglung für alle weiteren Steuerungs- und Regelungskonzepte implizit vorausgesetzt.
    • 5.2 Schwingungsdämpfung basierend auf Drehratensensoren 5.2.1 Aufbau Schwingungsdämpfung
  • Das Verfahren umfasst eine aktive Schwingungsdämpfung zur Reduktion von Schwingungen im Verteilermast. Es wird dabei zwischen der Sollbewegungen der Segmente durch den Bediener und den Schwingungen angeregt durch die Verfahrbewegung unterschieden. Die Schwingungsdämpfung berücksichtigt die gewollte Sollbewegung und dämpft nur die entstehenden strukturellen Schwingungen. Die Schwingungen aufgrund der Betonförderung werden ebenfalls reduziert.
  • Das Ziel der Schwingungsdämpfung ist die Reduktion von Schwingungen im gesamten Verteilermast. Zu diesem Zweck wird der Schwingungszustand des gesamten Arms aus den Schwingungen der einzelnen Segmente geschätzt. Der Verteilermast weist in Abhängigkeit der Position und Neigung der Segmente variable Eigenfrequenzen auf. Die Schwingungsdämpfung berücksichtigt diese Variabilität der Eigenfrequenzen in Abhängigkeit der Maststellung. Die ersten Eigenfrequenzen stellen den größten Einfluss auf das Schwingverhalten dar.
    • 5.2.2 Sensorik
  • Der Schwingungszustand des Verteilermasts wird durch Drehratensensoren 18 bis 21 erfasst. Die Sensoren sind auf einem oder mehreren Segmenten 4 bis 7 angebracht und messen die Drehrate um die Gelenkachsen. Der Vorteil dieser Sensoren zur Schwingungserfassung liegt darin, dass sie im Gegensatz zu üblicher Sensorik (z. B. Dehnmessstreifen) einfach montiert werden können. Der Sensor kann an allen Außen- und Innenseiten des Segments angebracht werden. Die MEMSbasierten Drehratensensoren sind außerdem kostengünstig, robust und wartungsarm.
  • Der Drehratensensor 18 bis 21 wird im vorderen Bereich des jeweiligen Segments 4 bis 7 montiert, um die strukturellen Schwingungen optimal zu erfassen. Durch die serielle Kinematik des Manipulators enthält die gemessene Drehrate eines Segments auch die Schwingung des vorhergehenden Segments. Dieser Umstand wird beim Regelungsentwurf berücksichtigt werden.
  • Die Position des Verteilermasts wird eine direkte oder indirekte Messung der relativen Gelenkwinkel zwischen den Segmenten bestimmt. Beispielsweise kann als Messanordnung eine Erfassung der relativen Gelenkwinkel über Drehwinkelgeber erfolgen.
    • 5.3.3 Modellierung
  • Der Regelungsentwurf basiert auf einem mathematischen Modell des Verteilermasts. Zu diesem Zweck wird das mechanische System durch ein dynamisches Modell abgebildet.
  • Der Verteilermast wird durch ein Starrkörpermodell mit aktuierten Gelenken B bis E modelliert. Zusätzliche virtuelle Gelenke berücksichtigen dabei die Flexibilität in den Segmenten. Für jedes Segment wird ein zusätzliches virtuelles Gelenk mit Feder- und Dämpferelementen eingeführt. Die Feder- und Dämpfungskonstanten werden so gewählt, dass die Durchbiegung und die erste Eigenfrequenz des realen Segments erhalten bleiben. Das Modell des Verteilermasts setzt sich aus mehreren Segmenten zusammen. Die Steifigkeit der Gesamtstruktur ergibt sich damit sich aus der Steifigkeit der einzelnen Segmente. Da sich die Gesamtstruktur aus mehreren Segmenten zusammensetzt, werden auch höhere Eigenfrequenzen wiedergegeben.
  • Diese Art der Modellierung stellt eine physikalisch motivierte Diskretisierung des unendlich dimensionalen, elastischen Verteilermasts dar. Der Vorteil ist, dass gut entwickelte und effiziente Starrkörper Formalismen zur Modellierung eingesetzt werden können. Das resultierende Modell weist außerdem eine relativ niedrige Systemordnung auf. Anders als bei einer modalen Modellreduktion ist der Systemzustand der virtuellen Gelenke weiterhin eine physikalische Variable. Er beschreibt die konzentrierte Durchbiegung und Schwingung des Segments.
    Das nichtlineare Modell des Verteilermasts wird um die Gleichgewichtslage der aktuellen Mastposition linearisiert. Damit ergibt sich in Abhängigkeit der Stellung und der Lastsituation des Masts ein lineares System, das kleine Abweichungen von der Gleichgewichtslage darstellt x ˙ = Ax + Bu ,
    Figure imgb0001
     y = Cx .
    Figure imgb0002
    • 5.3.4 Beobachter
  • Basierend auf dem linearisiertem Modell wird ein Beobachter zur Schätzung der Systemzustände eingesetzt x ^ ˙ = A x ^ + Bu + L y − C x ^ .
    Figure imgb0003
  • Der Beobachter rekonstruiert mithilfe der Ein- und Ausgänge des Systems den Systemzustand x̂. Die Eingänge des Systems u sind dabei die Sollwerte der Hydraulik. Die Ausgänge y sind die Messwerte der Position und des Schwingungszustands des Verteilermasts. Durch die Fusionierung der verschiedenen Messsignale verbessert sich die Robustheit der Schwingungsdämpfung gegenüber den Messprinzip bedingten Drifterscheinungen der Drehratensensorik. Der modellbasierte Beobachter stellt außerdem sicher, dass das Messsignal der Drehratensensoren in die separaten Anteile der Gelenkbewegung und der Schwingung aufgeteilt wird. Die Regelung dämpft damit gezielt die strukturellen Schwingungen, ohne die Sollbewegung zu beeinflussen. Die Beobachterverstärkung L wird durch ein geeignetes Verfahren wie z. B. Polvorgabe oder durch einen Kalman Filter gewählt.
    • 5.3.5 Regelverstärkung
  • Das linearisierte Modell dient zur Auslegung der Rückführverstärkungen K des Regelkreises u = K x ^ .
    Figure imgb0004
  • Dabei werden die Pole in der komplexen Halbebene so positioniert, dass sich die Dämpfung des Systems erhöht. Die Schwingungen im Verteilermast werden somit gedämpft. Der Regler erhält den geschätzten Zustand des Beobachters x̂, verstärkt die Signale und führt sie als Sollwerte der Hydraulik zu (siehe Fig. 4). Die Regelverstärkung K wird durch ein geeignetes Verfahren wie z. B. Polvorgabe oder optimierungsbasierten Verfahren (LQR) berechnet.
  • Der oben beschriebene Entwurfsprozess für Beobachter und Regler gilt für eine spezifische Gleichgewichtslage des Verteilermasts. Für eine Änderung der Maststellung wird deshalb der Entwurfsprozess wiederholt und an die aktuelle Stellung angepasst. Durch die Nachführung der Regelungsparameter wird die Funktionsfähigkeit der Schwingungsdämpfung für jede Mastposition gewährleistet.
  • Durch den zyklischen Entwurf von Beobachter und Regler ergeben sich die Verstärkungen in Abhängigkeit von der aktuellen Stellung und Lastsituation des Verteilermasts. Die variable Eigenfrequenz des Masts ist somit im Regelungsentwurf implizit berücksichtigt.
    • 5.3.6 Horizontale Schwingungsdämpfung
  • Die Schwingungsdämpfung kann auch für Schwingungen in der horizontalen Ebene eingesetzt werden. Der Hydraulikmotor am Mastbock dient dabei als Aktor. Die Mastposition um die Hochachse wird durch einen Winkelgeber erfasst. Die Drehwinkelsensoren zur Schwingungsmessung sind in diesem Fall durch eine Detektionsrichtung in der horizontalen Ebene und Torsion ausgeführt oder erweitert. Die Sensoren sind auf einem oder mehreren Segmenten angebracht und messen die Drehrate um die Hochachse und die Längsachse.
  • In der horizontalen Ebene ist horizontale Biegung mit der Torsion der Segmente verkoppelt. Der Verteilermast erfährt somit in Abhängigkeit von der Position gleichzeitig eine horizontale Biegung und eine Torsion. Dieser Effektor wird der Modellierung berücksichtig.
  • Das dynamische Modell des Verteilermasts (Abschnitt 5.3.3) wird um eine horizontale Komponente ergänzt. Die virtuellen Gelenke in den Segmenten sind dazu als mehrachsige Drehgelenke ausgeführt, die Biegung in der horizontalen Ebene und Torsion erfassen. Die Drehung um die Hochachse wird durch ein Gelenk am Drehbock berücksichtigt. Die Art und der Aufbau des Modells bleiben dabei gegen über Abschnitt 5.3.3 erhalten.
  • Analog zu dem Vorgehen in Abschnitt 5.3.3, 5.3.4 und 5.3.5 werden für das linearisierte erweiterte Modell ein Beobachter und eine Rückführverstärkung entworfen. Dabei kann entweder eine separate horizontale Schwingungsdämpfung oder eine kombinierte vertikale und horizontale Schwingungsdämpfung umgesetzt werden. Der modellbasierte Beobachter stellt sicher, dass das Messsignal der Drehratensensoren in die separaten Anteile der Hochachsenbewegung und der Schwingung aufgeteilt wird. Die Regelung dämpft damit gezielt die strukturellen Schwingungen der horizontalen Biegung und Torsion, ohne die Sollbewegung zu beeinflussen.
    • 5.3.7 Weitere Eigenschaften
  • Die Bewegungsvorgaben des Bedieners werden durch die Schwingungsdämpfung explizit berücksichtigt. Das heißt, die gewollte Verfahrbewegung wird durch die Regelung zugelassen und nur die überlagerten strukturellen Schwingungen gedämpft. Um die Schwingungsanregung beim Verfahren zu reduzieren, ist außerdem eine Vorsteuerung vorgesehen. Diese berechnet aus dem Sollwert des Bedieners Ansteuersignale, die die gewollte Mastbewegung ausführen und dabei keine Schwingung anregen. Zu diesem Zweck wird ein Notch-Filter eingesetzt, das abhängig von der aktuellen Mastposition die Eigenfrequenzen des Verteilermasts bei der Verfahrbewegung unterdrückt (siehe Fig. 3).
  • Die Sollwertsignale für die Hydraulik werden durch eine unterlagerte Achsregelung an den Zylindern umgesetzt. Die Achsregelung wandelt eine Sollwinkelgeschwindigkeitsvorgabe u der Gelenke in die translatorische Istgeschwindigkeit der Zylinder. Dabei werden die Umlenkkinematik, sowie Nichtlinearitäten der Hydraulik durch eine Vorsteuerung berücksichtigt (siehe Fig. 5). Als Messgröße der Rückführung kann entweder der Druck, die Zylinderposition oder die Zylindergeschwindigkeit ausgeführt sein. Als Alternative kann auch die Zylindergeschwindigkeit aus der Position über eine separate Signalbearbeitung berechnet werden. Die Zylinder übertragen die Kraft Fu auf den Verteilermast und erzeugen somit eine Bewegung der Gelenke. Die Achsregelung ist wie oben beschrieben dezentral und jedem Gelenk separat unterlagert.
    • 6. Störgrößenaufschaltung
  • Traditionell werden rückführungsbasierte Schwingungsdämpfungen zur Reduktion von Schwingungen im Verteilermast eingesetzt. Diese Regelungen basieren auf der Rückführung der statischen und dynamischen Parameter des Verteilermasts. Dazu werden die Schwingungen in der Struktur gemessen, mit einem Regelalgorithmus verarbeitet und als Stellsignal auf die Aktorik der Betonpumpe zurückgeführt. Die erzeugte Bewegung der Aktorik wirkt auf den Verteilermast und dämpft aktiv Schwingungen. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, dass Schwingungen erst kompensiert werden können, wenn sie am Mast gemessen werden. Das heißt die Schwingungen müssen erst in der Struktur auftreten, um gedämpft zu werden. Das nachfolgend dargestellte Verfahren verfolgt einen anderen Ansatz nach dem Prinzip der Störgrößenaufschaltung. Diese dämpft Schwingungen im System basierend auf der Ursache anstatt - wie einem bei rückführungsbasierten Verfahren - basierend auf der Wirkung (siehe Fig. 7). Die Schwingungsanregung im Verteilermast ist zu einem großen Teil auf die Ursache der Betonförderung zurückzuführen. Sie stellt demnach eine Störgröße auf das System dar, die kompensiert werden soll.
  • Der Vorteil der Störgrößenaufschaltung gegenüber einer traditionellen Schwingungsdämpfung ist, dass die Störgrößen kompensiert werden können, bevor sie sich auf das System auswirken. Das heißt die Anregung der Betonförderung wird eliminiert, bevor sie als Schwingung im Verteilermast sichtbar ist.
  • Das Ziel der Störgrößenaufschaltung ist somit die Reduktion von Schwingungen im Verteilermast auf Basis von charakteristischen Messgrößen der Betonförderung. Die Messgrößen beschreiben dabei den Zustand der Betonförderung und nicht den Schwingungszustand des Verteilermasts. Typische Messgrößen der Betonförderung sind der Druck am Eingang der Förderleitung, die Frequenz des Pumpprozesses und die Position und Geschwindigkeit des Förderkolbens.
  • Mit den Messgrößen werden über ein Modell der Betonförderung die Störkräfte auf den Verteilermast rekonstruiert und verstärkt auf die Aktorik aufgeschalten. Die Verstärkung kann dabei so entworfen werden, dass der Einfluss der Störkräfte auf einen bestimmten Punkt des Verteilermasts eliminiert wird. Dazu wird die Mastspitze gewählt, um die Lage des Endschlauchs ruhig und konstant zu halten.
  • Zur Reduktion der Schwingen auf Grund der Betonförderung werden zwei Verfahren vorgeschlagen: die klassische modellgestützte Störgrößenaufschaltung und die Störgrößenaufschaltung mit einem Störbeobachter.
    • 6.1 Klassische modellgestützte Störgrößenaufschaltung 6.1.1 Überblick 6.1.1.2 Funktion
  • Die Berechnung der in Fig. 6 dargestellten Störkräfte erfolgt über ein mathematisches Modell der Betonförderung entlang des Masts.
    • Berechnung der Störkräfte auf den Verteilermast aus Messsignalen der Betonförderung (Druck, Frequenz, Zylinderposition) über Betonfördermodell (siehe Fig. 8).
    • Berechnung des Einfluss der Störkräfte auf den Verteilermast im Störmodell.
    • Zustandsregelung des Störmodells. Die Stellgröße u d des geregelten Störmodells ist die Stellgröße u der Hydraulik der Betonpumpe.
    • Die Zustandsregelung kann durch eine Ausgangsrückführung erweitert werden. Dabei werden die Bewegungen der Mastspitze gedämpft.
    • Der Arbeitspunkt ist die aktuelle Position des Verteilermasts. Bei Veränderung der Mastpostion durch eine Verfahrbewegung wird der Arbeitspunkt nachgeführt. D.h. die Höhe der Mastspitze nach dem Verfahren stellt den neuen Arbeitspunkt dar.
    • Abweichungen vom Sollwert y d (siehe Fig. 8) werden über einen Regelkreis mit den realen Messwerten der Betonpumpe y kompensiert. Dieser Regelkreis kann die Schwingungsdämpfung aus Abschnitt 5.2 darstellen.
    6.1.1.2 Anmerkungen
    • Der zusätzliche Regelkreis des Störmodells ermöglicht eine Kompensation der Störgrößen F d unabhängig von der äußeren Regelung zur Schwingungsdämpfung (Messsignal y). Da der Zustandsregler ein virtuelles Störmodell beaufschlagt ist der vollständige Zustand x d verfügbar.
    • Beschränkungen der Stellgröße können einfach durch Beschränkungen im Regelkreis der Störgrößenaufschaltung berücksichtigt werden.
    6.1.1.3 Sensorik
    • Position Verteilermast
    • Messwerte zur Betonförderung: Amplitude bzw. Zylinderposition, Zylindergeschwindigkeit, Frequenz der Pumpe und/oder Betondruck am Eingang der Förderleitung
    6.1.1.3 Aktorik
    • Alle Hydraulikzylinder (vertikale Ebene)
    6.1.2 Ausführungsbeispiel 6.1.2.1 Modellierung
  • Die Modellierung der Betonförderung bildet den Betonfluss in der Förderleitung von der Förderpumpe im Fahrzeug bis zum Endschlauch an der Mastspitze ab. Dabei werden die strömungsbedingten Störkräfte der Betonförderung auf den Verteilermasts berechnet.
  • Die Entstehung der Störkräfte ist vorwiegend auf Reibungskräfte an der Rohrinnenwand und Trägheitskräfte durch die Betonstromumlenkung in den Rohrbögen zurückzuführen. Durch die instationäre, periodische Förderung entstehen dabei impulsartige Kräfte, die über die Rohrbefestigungen auf den Verteilermast übertragen werden. Die Kräfte sind dabei von einer Vielzahl an Faktoren abhängig. Der größte Einfluss sind die rheologischen Eigenschaften und die Zusammensetzung des Betons. Je nach Art und Konsistenz des Betons ergeben sich stark unterschiedliche Schwingungsanregungen im Verteilermast. Eine weitere Größe ist der sogenannte Wandeffekt. Aufgrund der Viskosität und der inhomogenen Zusammensatzung des Fluids bildet sich während der Förderung im Wandbereich eine Grenzschicht mit niedriger Fließgrenze und Viskosität. Die Grenzschicht wirkt wie ein Schmierfilm und verringert die Reibkräfte im Wandbereich. Weitere Faktoren sind außerdem der variable Füllstandsfaktor im Förderkolben und die Menge an gelöster Luft im Beton. Die Unsicherheit und die Variabilität der oben genannten Faktoren führen dazu, dass eine direkte, rein stoffbasierte Modellierung mit großen Schwierigkeiten verbunden ist. Aus diesem Grund wird eine auf Messungen gestützte Modellierung vorgeschlagen. Die grundlegende Idee ist auf die genaue Abbildung der Strömungsverhältnisse innerhalb des Rohrs zu verzichten und stattdessen nur die wirkenden Kräfte auf die Rohrwand zu berücksichtigen.
  • Der Ansatz verwendet dazu ein äquivalentes Newtonsches Fluid, um die Reibungs- und Trägheitskräfte des Fluids auf die Rohrwand zu modellieren.
  • Die Stoffeigenschaften des äquivalenten Fluids werden aus den Messgrößen der Betonförderung bestimmt. Insbesondere wird zumindest die Viskosität des äquivalenten Fluids aus dem Betondruck und der Strömungsgeschwindigkeit des Betons bestimmt. Als Dichte des äquivalenten Fluids wird ein abgespeicherter Mittelwert für die Dichte von Beton herangezogen.
  • Dabei lässt sich unter der Annahme von Umgebungsdruck am Endschlauch und durch die Messung des Eingangsdrucks die Druckdifferenz über die gesamte Rohrleitung berechnen. Durch Berücksichtigung der Maststellung wird außerdem der hydrostatische Druckverlust der Strömung bestimmt. Die Ausgangsgrößen des Modells sind die konzentrierten Störkräfte F d in jedem Gelenk der Betonpumpe (siehe Fig. 6).
  • Die Wirkung der konzentrierten Störkräfte F d wird über eine Kopplung mit einem mechanischen Modell des Verteilermasts berechnet. Das mechanische Modell berücksichtigt die dynamische und elastische Verformung der Segmente unter dem Einfluss der Störkräfte über den gesamten Verteilermast.
    • 6.1.2.2 Aufschaltung
  • Das verkoppelte Modell aus Betonförderung und Verteilermast dient dem Entwurf einer modellgestützten dynamischen Störgrößenaufschaltung. Dabei wird das Modell um einen Regelkreis zur Reduktion der Störgrößen im Verteilermast erweitert (siehe Störmodell Regelkreis in Fig. 8). Anders als bei der klassischen Rückführung wird nicht die reale Strecke geregelt, sondern nur das "virtuelle" Modell. Das hat Vorteile für den Regelungsentwurf, da keine Streckenunsicherheiten oder Störgrößen auftreten. Außerdem steht der gesamte Zustandsvektor ohne den Einsatz eines Beobachters zur Verfügung. Die Regelung wird so ausgelegt, dass der Einfluss der Störkräfte auf die Mastspitze minimiert wird.
  • Zur Kompensation der Störkräfte im realen System wird nun die Stellgröße des virtuellen Regelkreises u d auf die Aktorik aufgeschaltet. Damit ergibt sich eine Vorsteuerung, die ohne Rückführung des dynamischen Zustands des Verteilermasts auskommt.
    • 6.1.2.3 Regelung
  • Die Störgrößenaufschaltung wird mit einer traditionellen Schwingungsdämpfung kombiniert, um Schwingungen aus der Verfahrbewegung des Masts und Unsicherheiten in der Modellierung zu kompensieren. Die Schwingungsdämpfung basiert dabei auf der Messung und der Rückführung der Position und des Schwingungszustands des Verteilermasts. Durch die Berücksichtigung der virtuellen Ausgänge y d und der Messgrößen y wird die Reglung so ausgelegt, dass die Stellgrößen der Störgrößenaufschaltung u d ungehindert auf die Strecke wirken. Die Schwingungsdämpfung greift nur dann ein, wenn die Zustände der realen Strecke von den Zuständen des virtuellen Modells abweichen.
    • 6.1.2.4 Weitere Eigenschaften
  • Zur Bestimmung des Betondrucks am Eingang der Strecke kann alternativ auch der Hydraulikdruck der Förderzylinder gemessen werden. Der korrespondierende Betondruck ergibt sich aus einer Umrechnung mit dem Kolbenflächenverhältnis.
  • Weiterhin kann auch die Strömungsgeschwindigkeit des Betons aus der Geschwindigkeit der Förderzylinder bestimmt werden.
  • Damit wird der Einsatz eines teuren und verschleißanfälligen Drucksensors und/oder Strömungssensors in der Förderleitung vermieden.
  • Die Leistungsfähigkeit der oben beschriebenen Störgrößenaufschaltung ist stark von der Genauigkeit des Betonförder- und des mechanischen Modells abhängig. Dies führt bei Parameterunsicherheit und Parametervariabilität zu Performancebeschränkungen.
    • 6.2 Asymptotische Störkompensation 6.2.1 Überblick 6.2.1.1 Funktion
    • Schätzung der Störgröße aus den Schwingungsmesswerten des Verteilermasts und der Pumpfrequenz der Betonförderung (siehe Fig. 9).
    • Verstärkung des Störsignals im Störregler und Aufschaltung auf die Aktorik der Betonpumpe.
    • Aus Stabilitätsgründen benötigt die Störgrößenkompensation eine Schwingungsdämpfung, welche beispielsweise so aufgebaut sein kann wie in Abschnitt 5.2 beschrieben.
    • Der Störbeobachter hat gegenüber der klassischen Störgrößenaufschaltung den Vorteil, dass das Störsignal vollständig aus der vorhandenen Sensorik der Schwingungsdämpfung geschätzt wird. Dadurch ist das Verfahren robust gegenüber Parameteränderungen der Betonförderung.
    • Der Schätzalgorithmus kann beispielsweise als asymptotische Störkompensation nach Davison ausgeführt sein.
    • Die Störgrößenkompensation basiert darauf, dass aus einem frei wählbaren Messausgang y d die Störgröße geschätzt/gelernt wird. Ziel ist es dabei mit geeigneten Stellgrößen diesen Messausgang y d auf einen Konstantwert zu regeln. Eine mögliche Wahl des Messausgangs y d ist die Höhe der Mastspitze in der vertikalen Ebene. Die Störkompensation reduziert damit Schwingungsbewegungen der Mastspitze.
    • Der Arbeitspunkt ist die aktuelle Position des Verteilermasts. Bei Veränderung der Mastpostion durch Verfahrbewegung wird der Arbeitspunkt nachgeführt. D.h. die Höhe der Mastspitze nach dem Verfahren stellt den neuen Arbeitspunkt dar.
    6.2.1.2 Sensorik
    • Position Verteilermast
    • Pumpfrequenz der Betonförderung
    • Messung Schwingungszustand des Verteilermastes: Drehratensensoren auf bestimmten Segmenten
    6.2.1.3 Aktorik
    • Alle Hydraulikzylinder (vertikale Ebene)
    6.2.1.2 Anmerkungen
    • Die asymptotische Störkompensation basiert darauf, angreifende Störsignale durch ein fiktives Störmodell abzubilden. Das Störmodell wird im Regelkreis integriert und von einem gewählten Messausgang solange angeregt, bis die Störungen in einem gewählten Messausgang kompensiert werden. Das Störmodell hat dabei die Eigenschaft auch bei verschwindendem Anregungssignal ein nicht verschwindendes Ausgangssignal zu liefern (grenzstabil). Dadurch erzeugt die Störkompensation die erforderlichen Stellgrößen, um die Einwirkung der Störgröße auszugleichen.
    • Auf Grund des Schätzprozesses wirken die Störgrößen zumindest vorübergehend auf die Ausgänge des Systems. Dies führt dazu, dass die Störkompensation zu Beginn und bei großen Parameteränderungen einem Einschwingvorgang unterworfen ist.
    6.2.2 Ausführungsbeispiel 6.2.2.1 Modellierung
  • Im Folgenden wir ein alternatives Verfahren zur obigen Störgrößenaufschaltung vorgestellt. Die grundlegende Idee des Verfahrens ist, die Störkräfte aus den Messwerten des Verteilermasts zu schätzen. Dabei wird die Periodizität der Betonförderung genutzt, um ein modales Modell der Störkräfte aufzustellen. Das Modell setzt sich aus der Grundfrequenz und deren Vielfachen zusammen. Die einzelnen Zustände bilden als modale Koordinaten die Schwingungsform der Störgröße nach. Eine modale Koordinate hat keine physikalische Bedeutung, sondern gibt nur den Anteil der jeweiligen Frequenz an der Schwingungsform der Störgröße wieder.
    • 6.2.2.2 Schätzverfahren
  • Basierend auf dem modalen Modell werden die Störkräfte durch einen Störbeobachter oder eine asymptotische Störkompensation aus den Messwerten des Verteilermasts geschätzt. Die Schätzverfahren beruhen auf dem Innere-Modell-Prinzip. Das Prinzip definiert, dass ein stabiler Regelkreis nur dann eine Störung vollständig unterdrücken kann, wenn er ein inneres Modell des Störsignals besitzt. Das Modell ist dabei grenzstabil und setzt sich nur aus konjugiert komplexen Polstellenpaaren der Förderfrequenzen auf der imaginären Achse der komplexen Halbebene zusammen. Durch den Störbeobachter oder der asymptotischen Störkompensation wird der Anfangszustand des Modalmodells aus den Messsignalen des Verteilermasts adaptiert. Dies entspricht einer Schätzung der unbekannten Amplitude und Phasenlage der Störkräfte. Je mehr Frequenzen das Modell enthält, desto genauer kann die Schwingungsform der Störgröße dargestellt werden. Die größere Anzahl an Frequenzen benötigt jedoch mehr Zeit, um die vorliegende Schwingungsform zu lernen. Während des Lernprozesses tritt eine Einschwingbewegung auf, deren Amplitude mit der Anzahl der Frequenzen zunimmt. Für eine gute Störunterdrückung muss deshalb die Anzahl der Frequenzen so gewählt werden, dass einerseits die Störgröße ausreichend genau abgebildet wird und andererseits das Einschwingverhalten kurz und mit geringer Amplitude auftritt.
    • 6.2.2.3 Regelung
  • Die rekonstruierten Störgrößen werden über eine Regelung auf die Aktorik des Verteilermasts aufgeschaltet (siehe Fig. 9). Die Störgrößenaufschaltung ist mit einer Schwingungsdämpfung basierend auf den Messgrößen des Verteilermasts y kombiniert, um die Stabilität des Systems zu gewährleisten. Die Zustände des Systems werden basierend auf dem Modell des Verteilermasts und dem Störmodell durch den Störbeobachter geschätzt. Die Messgrößen umfassen dabei die Mastposition und den Schwingungszustand des Verteilermasts. Der Regler in Fig. 9 verstärkt somit die geschätzten Störgrößen und Zustände des Systems. Die Störgrößenaufschaltung kann so ausgelegt werden, dass der Einfluss der Störkräfte auf die Mastspitze minimiert wird.
    • 6.2.2.4 Weitere Eigenschaften
  • Anders als beim ersten Verfahren lernt der Störbeobachter oder die asymptotische Störkompensation die Störkräfte aus den Messwerten y des dynamischen Schwingungszustands des Verteilermasts. Damit kann die Anzahl der Sensoren für die Betonförderung reduziert werden. Die benötigte Messgröße ist die Pumpfrequenz, welche über die Umschaltzeitpunkte der Förderzylinder in der Software bestimmt werden kann. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist die Robustheit gegenüber Streckenparameteränderungen und Variation der Betoneigenschaften.
    • 6.3 Weitere Eigenschaften der Störgrößenaufschaltung
  • Die oben beschriebenen Störgrößenaufschaltungen gelten für eine spezifische Gleichgewichtslage des Verteilermasts. Für eine Änderung der Maststellung wird deshalb der Entwurfsprozess wiederholt und an die aktuelle Stellung angepasst.
  • Durch die Nachführung der Regelungsparameter wird die Funktionsfähigkeit der Störgrößenaufschaltung für jede Mastposition gewährleistet.
  • Die Sollwertsignale für die Hydraulik werden durch eine unterlagerte Achsregelung an den Zylindern umgesetzt. Die Achsregelung wandelt eine Sollwinkelgeschwindigkeitsvorgabe der Gelenke in die translatorische Istgeschwindigkeit der Zylinder. Dabei werden die Umlenkkinematik, sowie Nichtlinearitäten der Hydraulik durch eine Vorsteuerung berücksichtigt. Je nach Ausführung kann eine Rückführung des Drucks bzw. der Zylinderposition oder -geschwindigkeit umgesetzt werden. Die Achsregelung ist dezentral ausgeführt und somit jedem Gelenk separat unterlagert.
  • Die Bewegungsvorgaben des Bedieners werden durch die Störgrößenaufschaltung und Schwingungsdämpfung explizit berücksichtigt. Das heißt, die gewollte Verfahrbewegung wird durch die Regelung zugelassen und nur die überlagerten strukturellen Schwingungen gedämpft. Um die Schwingungsanregung beim Verfahren zu reduzieren, ist außerdem eine Vorsteuerung vorgesehen. Diese berechnet aus dem Sollwert des Bedieners Ansteuersignale ω soll , die die gewollte Mastbewegung ausführen und dabei keine Schwingung anregen. Zu diesem Zweck wird ein Notch-Filter eingesetzt, das abhängig von der aktuellen Mastposition die Eigenfrequenzen des Verteilermasts bei der Verfahrbewegung unterdrückt.
  • Die Vorsteuerung ist für die vorgestellten Störgrößenaufschaltungen in den Fig. 8 und 9 durch einen Signalblock gekennzeichnet. Für die modellgestützte dynamische Störgrößenaufschaltung wird das Vorsteuersignal ω soll zusätzliche im Störmodell Regelkreis berücksichtigt.

Claims (15)

  1. Betonpumpe, insbesondere Autobetonpumpe, mit einer Förderpumpe, einer Betonleitung und einem einen Verteilermast bildenden Gelenkarm, an welchem die Betonleitung entlang geführt ist,
    wobei der Gelenkarm einen um eine vertikale Achse drehbaren Drehbock und/oder mindestens ein mittels eines Gelenkes um eine horizontale Achse verschwenkbares Segment aufweist, wobei der Drehbock über einen Aktuator um die vertikale Achse verfahrbar ist und/oder das mindestens eine Segment über einen Aktuator um die horizontale Achse verschwenkbar ist, wobei die Betonpumpe weiterhin eine Steuerung zur Ansteuerung der Aktuatoren des Verteilermastes aufweist, wobei die Steuerung eine Störgrößenaufschaltung zur Verringerung der durch die Betonförderung induzierten Schwingungen des Verteilermastes umfasst,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Störgrößenaufschaltung auf Grundlage eines physikalischen Modells der Betonförderung erfolgt, welches die strömungsbedingten Störkräfte der Betonförderung auf den Verteilermast beschreibt.
  2. Betonpumpe nach Anspruch 1, wobei das physikalische Modell Reibungskräfte des Betons an der Innenwand der Betonleitung und/oder Trägheitskräfte aufgrund der Betonstromumlenkung in den Rohrbögen beschreibt und/oder wobei mindestens ein Betriebsparameter der Förderpumpe und/oder Betonförderung in die Störgrößenaufschaltung eingeht.
  3. Betonpumpe nach Anspruch 1 oder 2, wobei das physikalische Modell der Betonförderung die aktuelle Stellung des Verteilermasts und insbesondere die Knickwinkel der Gelenke berücksichtigt, wobei bevorzugt die Stellung des Verteilermastes und insbesondere die Knickwinkel der Gelenke in die Beschreibung der Betonstromumlenkung eingehen und/oder wobei die Bestimmung der Störkräfte der Betonförderung auf den Verteilermast ohne eine Messung des Schwingungszustands des Verteilermastes oder der Segmente erfolgt, und/oder wobei das physikalische Modell den hydrostatischen Druckverlust der Strömung unter Berücksichtigung der aktuellen Stellung des Verteilermasts berücksichtigt.
  4. Betonpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei mindestens eine in die Modellierung eingehende Stoffeigenschaft des gepumpten Fluids aus Betriebsparametern der Förderpumpe und/oder der Betonförderung bestimmt wird, wobei bevorzugt die Viskosität bestimmt wird, insbesondere aus dem Betondruck und der Strömungsgeschwindigkeit des Betons.
  5. Betonpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Störgrößenaufschaltung weiterhin auf einem physikalischen Modell des Verteilermastes beruht, welches mit dem physikalischen Modell der Betonförderung gekoppelt ist, um den Einfluss der durch das physikalische Modell der Betonförderung bestimmten Störkräfte auf den gesamten Verteilermast zu bestimmen, wobei das physikalische Modell des Verteilermastes bevorzugt die elastische Verformung mindestens eines der Segmente berücksichtigt.
  6. Betonpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Störgrößenaufschaltung als eine Vorsteuerung ohne eine Rückführung des dynamischen Zustands des Verteilermastes erfolgt, bevorzugt auf Grundlage einer Regelung eines virtuellen Modells des Verteilermastes.
  7. Betonpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Störgrößenaufschaltung die Aktoren so ansteuert, dass der Einfluss der Störkräfte auf die Spitze des Verteilermastes verringert und bevorzugt eliminiert wird.
  8. Betonpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Steuerung neben der Störgrößenaufschaltung weiterhin eine Regelung umfasst, welche auf einer Messung und/oder Rückführung der Stellung und/oder des Schwingungszustands des Verteilermastes beruht, wobei die Regelung bevorzugt eine Schwingungsdämpfung zur Dämpfung von horizontalen und/oder vertikalen Schwingungen des Verteilermastes umfasst.
  9. Betonpumpe nach Anspruch 8, wobei die Schwingungsdämpfung auf dem gleichen physikalischen Modell des Verteilermastes beruht, welches auch zur Bestimmung des Einflusses der Störkräfte der Betonförderung auf den Verteilermast dient, wobei die Schwingungsdämpfung bevorzugt nur dann eingreift, wenn der Zustand des Verteilermastes von dem Zustand des virtuellen Modells abweicht, welches im Rahmen der Störgrößenaufschaltung geregelt wird.
  10. Betonpumpe insbesondere nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer Förderpumpe, einer Betonleitung und einem einen Verteilermast bildenden Gelenkarm, an welchem die Betonleitung entlang geführt ist, wobei der Gelenkarm einen um eine vertikale Achse drehbaren Drehbock und/oder mindestens ein mittels eines Gelenkes um eine horizontale Achse verschwenkbares Segment aufweist, wobei der Drehbock über einen Aktuator um die vertikale Achse verfahrbar ist und/oder das mindestens eine Segment über einen Aktuator um die horizontale Achse verschwenkbar ist, wobei die Betonpumpe weiterhin eine Steuerung zur Ansteuerung der Aktuatoren des Verteilermastes aufweist, wobei die Steuerung eine Störgrößenaufschaltung zur Verringerung der durch die Betonförderung induzierten Schwingungen des Verteilermastes umfasst, welche den Betondruck berücksichtigt,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Störgrößenaufschaltung den Betondruck am Eingang der Betonleitung auf Grundlage von Betriebsparametern der Förderpumpe bestimmt, insbesondere auf Grundlage des Hydraulikdrucks der Förderzylinder und dem Kolbenflächenverhältnis der Förderpumpe.
  11. Betonpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Störgrößenaufschaltung die Frequenz der Förderpumpe und/oder die Position und Geschwindigkeit der Förderkolben der Förderpumpe berücksichtigt.
  12. Betonpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit mindestens einem Drehratensensor, welcher auf einem Segment angeordnet ist, wobei die Steuerung zur Störgrößenaufschaltung und/oder Schwingungsdämpfung auf Grundlage der Messwerte des Drehratensensors aus den Schwingungen der einzelnen Segmente einen Schwingungszustand des gesamten Verteilermastes bestimmt und/oder ohne die Verwendung geodätischer Sensoren erfolgt, und/oder mindestens ein Drehratensensor in einem vorderen Bereich eines Segmentes angeordnet ist, welches zwischen dem Drehbock und einem die Mastspitze bildenden Segment im Gelenkarm angeordnet ist.
  13. Betonpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Störgrößenaufschaltung und/oder Schwingungsdämpfung unter Verwendung eines physikalischen Modells des Verteilermastes erfolgt, bei welchem die Flexibilität mindestens eines Segmentes durch ein innerhalb dieses Segmentes angeordnetes virtuelles Gelenk beschrieben wird, wobei bevorzugt dem virtuellen Gelenk ein Federelement und ein Dämpferelement zugeordnet ist, wobei die Federkonstante und die Dämpferkonstante weiter bevorzugt so gewählt wird, dass das virtuelle Gelenk die Durchbiegung, Torsion und/oder erste Eigenfrequenz des realen Segmentes beschreibt.
  14. Steuerung und/oder Steuersoftware für eine Betonpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
  15. Verfahren zur Ansteuerung der Aktuatoren des Verteilermastes einer Betonpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Störgrößenaufschaltung auf Grundlage eines physikalischen Modells der Betonförderung erfolgt, welches die strömungsbedingten Störkräfte der Betonförderung auf den Verteilermast beschreibt, und/oder den Betondruck am Eingang der Betonleitung auf Grundlage von Betriebsparametern der Förderpumpe bestimmt, insbesondere auf Grundlage des Hydraulikdrucks der Förderzylinder und dem Kolbenflächenverhältnis der Förderpumpe.
EP19167399.5A 2018-04-17 2019-04-04 Betonpumpe Active EP3556969B1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018109057.9A DE102018109057A1 (de) 2018-04-17 2018-04-17 Betonpumpe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP3556969A1 true EP3556969A1 (de) 2019-10-23
EP3556969B1 EP3556969B1 (de) 2023-11-08

Family

ID=66092246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19167399.5A Active EP3556969B1 (de) 2018-04-17 2019-04-04 Betonpumpe

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3556969B1 (de)
DE (1) DE102018109057A1 (de)
ES (1) ES2969925T3 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112942839A (zh) * 2021-04-20 2021-06-11 江苏理工学院 一种移动式混凝土自动浇筑机及其控制系统
CN114562111A (zh) * 2022-02-14 2022-05-31 三一汽车制造有限公司 臂架位置确定方法、装置、设备及作业机械
CN114756063A (zh) * 2022-03-30 2022-07-15 徐州徐工施维英机械有限公司 一种臂架轨迹规划的控制方法及泵车
WO2022205639A1 (zh) * 2021-03-31 2022-10-06 三一汽车制造有限公司 臂架装置及工程机械
CN117005691A (zh) * 2023-08-08 2023-11-07 河北吉达重工机械股份有限公司 一种混凝土布料机

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019105871A1 (de) 2019-03-07 2020-09-10 Liebherr-Mischtechnik Gmbh Gelenkarm-Steuerung einer Betonpumpe
DE102019105814A1 (de) 2019-03-07 2020-09-10 Liebherr-Mischtechnik Gmbh Gelenkarm-Steuerung einer Betonpumpe
DE102019105817A1 (de) 2019-03-07 2020-09-10 Liebherr-Mischtechnik Gmbh Gelenkarm-Steuerung einer Betonpumpe
CN112049426B (zh) * 2020-08-31 2022-02-25 三一汽车制造有限公司 臂架控制系统、方法和作业车辆
DE102021107142A1 (de) 2021-03-23 2022-09-29 Putzmeister Engineering Gmbh Standsicherheitsüberwachung für ein Dickstofffördersystem
DE102021107139A1 (de) 2021-03-23 2022-09-29 Putzmeister Engineering Gmbh Betriebsüberwachung für ein Dickstofffördersystem
DE102021134513A1 (de) 2021-12-23 2023-06-29 Putzmeister Engineering Gmbh Dickstofffördersystem
CN114819158B (zh) * 2022-03-24 2023-04-07 浙江大学 基于分布式负载口独立控制阀组的混凝土泵车臂架运动抑振方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000282687A (ja) * 1999-03-31 2000-10-10 Ishikawajima Constr Mach Co ブーム付コンクリートポンプ車の運転制御装置
EP1772588A2 (de) * 2005-09-08 2007-04-11 Iveco Magirus Ag Drehleiter oder Hebebühne mit Bewegungssteuerungsvorrichtung und aktiver schwingungsdämpfende Vorrichtung
CN105317217A (zh) * 2014-06-17 2016-02-10 中联重科股份有限公司 臂架回转振动抑制设备、系统、方法及工程机械

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10004779A1 (de) 2000-02-03 2001-08-09 Putzmeister Ag Dickstoffförderer mit Verteilermast sowie Verfahren zum pulsierenden Pumpen von Dickstoffen
DE10101570B4 (de) 2001-01-15 2008-12-04 Schwing Gmbh Großmanipulator mit Schwingungsdämpfung
DE10240180A1 (de) 2002-08-27 2004-03-11 Putzmeister Ag Vorrichtung zur Betätigung eines Knickmasts
ITUD20080057A1 (it) 2008-03-17 2009-09-18 Cifa Spa Procedimento di controllo delle vibrazioni di un braccio articolato per il pompaggio di calcestruzzo, e relativo dispositivo
WO2013056517A1 (zh) 2011-10-20 2013-04-25 中联重科股份有限公司 泵车及其臂架的振动抑制方法、控制器和装置
AT514116A1 (de) 2013-04-09 2014-10-15 Ttcontrol Gmbh Regelsystem und Verfahren zum Steuern der Orientierung eines Segments eines Manipulators
WO2015031821A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 Eaton Corporation Control method and system for using a pair of independent hydraulic metering valves to reduce boom oscillations
DE102015102368A1 (de) 2015-02-19 2016-08-25 Schwing Gmbh Positionsregelung Mastspitze

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000282687A (ja) * 1999-03-31 2000-10-10 Ishikawajima Constr Mach Co ブーム付コンクリートポンプ車の運転制御装置
EP1772588A2 (de) * 2005-09-08 2007-04-11 Iveco Magirus Ag Drehleiter oder Hebebühne mit Bewegungssteuerungsvorrichtung und aktiver schwingungsdämpfende Vorrichtung
CN105317217A (zh) * 2014-06-17 2016-02-10 中联重科股份有限公司 臂架回转振动抑制设备、系统、方法及工程机械

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SOPHIE ZORN: "Modellbasierte aktive Schwingungstilgung eines Multilink-Groÿraummanipulators", 8 December 2017 (2017-12-08), XP055616776, Retrieved from the Internet <URL:https://d-nb.info/1156851432/34> [retrieved on 20190829] *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022205639A1 (zh) * 2021-03-31 2022-10-06 三一汽车制造有限公司 臂架装置及工程机械
CN112942839A (zh) * 2021-04-20 2021-06-11 江苏理工学院 一种移动式混凝土自动浇筑机及其控制系统
CN112942839B (zh) * 2021-04-20 2022-04-01 江苏理工学院 一种移动式混凝土自动浇筑机的控制方法
CN114562111A (zh) * 2022-02-14 2022-05-31 三一汽车制造有限公司 臂架位置确定方法、装置、设备及作业机械
CN114562111B (zh) * 2022-02-14 2023-09-08 三一汽车制造有限公司 臂架位置确定方法、装置、设备及作业机械
CN114756063A (zh) * 2022-03-30 2022-07-15 徐州徐工施维英机械有限公司 一种臂架轨迹规划的控制方法及泵车
CN117005691A (zh) * 2023-08-08 2023-11-07 河北吉达重工机械股份有限公司 一种混凝土布料机
CN117005691B (zh) * 2023-08-08 2024-01-30 河北吉达重工机械股份有限公司 一种混凝土布料机

Also Published As

Publication number Publication date
EP3556969B1 (de) 2023-11-08
DE102018109057A1 (de) 2019-10-17
ES2969925T3 (es) 2024-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3556969B1 (de) Betonpumpe
EP3556967B1 (de) Grossmanipulator, insbesondere für betonpumpen
EP3556968A1 (de) Betonpumpe
EP3649072B1 (de) Kran und verfahren zum steuern eines solchen krans
EP1326798B1 (de) Kran oder bagger zum umschlagen von einer an einem lastseil hängenden last mit lastpendelungsdämpfung
DE10240180A1 (de) Vorrichtung zur Betätigung eines Knickmasts
EP3065530B1 (de) Vorrichtung zum ausbringen von flüssigen und/oder festen wirkstoffen und verfahren zur steuerung einer solchen vorrichtung
EP1882795B1 (de) Großmanipulator mit Schwingungsdämpfer
EP3784616A1 (de) Kran und verfahren zum steuern eines solchen krans
DE102005042721A1 (de) Gelenkleiter oder Hubbühne mit Bahnsteuerung und aktiver Schwingungsdämpfung
WO2016131977A1 (de) Positionsregelung einer mastspitze
EP3705664B1 (de) Gelenkarm-steuerung einer betonpumpe
EP3705663B1 (de) Gelenkarm-steuerung einer betonpumpe
EP1628902A1 (de) Kran oder bagger zum umschlagen von einer an einem lastseil hängenden last mit optimierter bewegungsführung
DE102015208577A1 (de) Verfahren zur Ansteuerung eines Knickmasts in einem Großmanipulator
EP3705662B1 (de) Gelenkarm-steuerung einer betonpumpe
DE102012220035A1 (de) Bewegungssystem, das ausgestaltet ist, um eine nutzlast zu bewegen
DE102015100669A1 (de) Anti-pendel-steuerverfahren mit einstellbarer unterstützung für den transport einer schwebenden last
DE60123506T2 (de) Drehleiter-Regelung
DE10029579A1 (de) Verfahren zur Orientierung der Last in Krananlagen
DE102005025536A1 (de) Mobile Arbeitsmaschinen, insbesondere hydraulisch angetriebene Erdbaumaschinen, und Verfahren zur Erd- und Schüttgutbewegung
EP4413220A1 (de) Dickstofffördersystem
WO2022236346A1 (de) Verfahren zum steuern und/oder regeln eines fahrzeuggebundenen hebezeuges

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

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

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

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

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20200421

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

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20220527

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

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

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: B66C 23/68 20060101ALI20230616BHEP

Ipc: B25J 9/00 20060101ALI20230616BHEP

Ipc: B66C 13/06 20060101ALI20230616BHEP

Ipc: E04G 21/04 20060101AFI20230616BHEP

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20230703

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

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

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502019009851

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG9D

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20231108

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240209

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240308

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231108

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231108

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231108

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231108

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240308

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240209

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240208

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240308

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2969925

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

Effective date: 20240523

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231108

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231108

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231108

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240208

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231108

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231108

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20240425

Year of fee payment: 6

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231108

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20240501

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 20240503

Year of fee payment: 6

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231108

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Payment date: 20240423

Year of fee payment: 6

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231108

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231108

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231108

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231108

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231108

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231108

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231108

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20240423

Year of fee payment: 6

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502019009851

Country of ref document: DE

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Payment date: 20240402

Year of fee payment: 6

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

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

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20240809