EP3559373A1 - FAHRBARER GROßMANIPULATOR - Google Patents

FAHRBARER GROßMANIPULATOR

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Publication number
EP3559373A1
EP3559373A1 EP17835678.8A EP17835678A EP3559373A1 EP 3559373 A1 EP3559373 A1 EP 3559373A1 EP 17835678 A EP17835678 A EP 17835678A EP 3559373 A1 EP3559373 A1 EP 3559373A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
support
large manipulator
supporting
forces
chassis
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.)
Pending
Application number
EP17835678.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Sacken
Mykola Oleksyuk
Jörg-Peter KARRIE
Wolfgang TEBEEK
Carsten Conrad
Johannes HENIKL
Björn GLÄSERT
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.)
Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Original Assignee
Friedrich Wilhelm Schwing 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 Friedrich Wilhelm Schwing GmbH filed Critical Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Publication of EP3559373A1 publication Critical patent/EP3559373A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S9/00—Ground-engaging vehicle fittings for supporting, lifting, or manoeuvring the vehicle, wholly or in part, e.g. built-in jacks
    • B60S9/02—Ground-engaging vehicle fittings for supporting, lifting, or manoeuvring the vehicle, wholly or in part, e.g. built-in jacks for only lifting or supporting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • 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
    • B66C23/72—Counterweights or supports for balancing lifting couples
    • B66C23/78—Supports, e.g. outriggers, for mobile cranes
    • 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
    • B66C23/88—Safety gear
    • B66C23/90—Devices for indicating or limiting lifting moment
    • B66C23/905—Devices for indicating or limiting lifting moment electrical
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/12—Static balancing; Determining position of centre of gravity
    • G01M1/122—Determining position of centre of gravity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • 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
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    • E04G21/0418—Devices for both conveying and distributing with distribution hose
    • E04G21/0445—Devices for both conveying and distributing with distribution hose with booms

Definitions

  • the invention relates to a mobile large-scale manipulator which can be supported for operation, as well as to a method for program-controlled support for supporting a mobile large manipulator.
  • Mobile large manipulators are known from the prior art, for example from WO 2005/095256 A1.
  • they comprise a chassis, a work boom which can be folded and / or extended on the chassis about a vertical axis, support arms which are respectively arranged on the chassis and can be extended completely or partially horizontally from a driving position into a supporting position, and at the outer ends of the chassis Support arm arranged, with drive units vertically extendable support legs with which the mobile large manipulator is supported to form a respective supporting force of the support legs.
  • undercarriage in the following refers to the combination of the chassis of the truck on which the large manipulator is built up, and the base frame on which the work boom is mounted and which includes other components of the large manipulator uneven distribution of the supporting loads in supporting a
  • the term "undercarriage” in the following refers to the combination of the chassis of the truck on which the large manipulator is built up, and the base frame on which the work boom is mounted and which includes other components of the large manipulator uneven distribution of the supporting loads in supporting a
  • the term "undercarriage” in the following refers to the combination of the chassis of the truck on which the large manipulator is built up, and the base frame on which the work boom is mounted and which includes other components of the large manipulator uneven distribution of the supporting loads in supporting a
  • the operator in the rule, especially in a rigidly constructed base frame, not recognizable, because for the leveling out of the large manipulator is usually only one inclinometer (dragon
  • the document EP 2727876 A1 proposes a monitoring device for the supporting loads of the support legs of a mobile crane, in which the sum of all supporting loads is to correspond to the total weight of the mobile crane at the end of the supporting process. Furthermore, it is proposed to determine the supporting forces and to balance against each other. For the compensation of the supporting forces a corresponding support force sensor is provided on the support legs.
  • This object is achieved by a mobile large manipulator according to claim 1. Furthermore, this object is achieved by a method for supporting a mobile large manipulator according to claim 13.
  • a mobile large manipulator comprises a chassis, arranged on the chassis, about a vertical axis rotatably arranged ausfalt- and / or extendable work jib, support jib, which are each arranged on the chassis and from a driving position wholly or partially horizontally extendable to a support position and vertically extendable support legs disposed on the outer ends of the support beams and supporting the large manipulator to form a support force.
  • the invention is distinguished, in particular, by a program-controlled support aid, which is set up to determine desired support forces for the individual support legs, taking into account the support position of the support brackets where the chassis of the large manipulator is unsupported in the supported state.
  • the invention is based on the finding that the optimum support forces acting on the individual support legs are heavily dependent on the support position of the support arms, that is, how far the support arms are extended or folded away from the chassis. With only slightly or not extended / folded support arms support forces of the support legs should be much higher in the rule, to avoid distortion of the chassis at the end of the erection process, whereby the supporting forces are optimally distributed to the support legs even when extended boom.
  • the program-controlled support aid is adapted to take into account the center of gravity of the large manipulator for the determination of the support forces. By considering the center of gravity of the large manipulator, the program-controlled support can determine the optimal support forces for the individual support legs particularly accurate.
  • the center of gravity can be fixed, but the support aid is advantageously set up to calculate the position of the center of gravity because, for example, different support positions of the support arms or different loads of the large manipulator shift the center of gravity. Taking into account the actual center of gravity, the desired supporting forces can be determined even more accurately.
  • the Abst Reifen Anlagen is set up for the calculation of the center of gravity of the large manipulator levels of tanks (eg water tank, diesel tank, etc.) to take into account, which again results in an improvement of the determination of the center of gravity, because the levels of the tanks can significantly affect the position of the Have center of gravity of the large manipulator and thus influence the support forces of the individual support legs.
  • the large-scale mobile manipulator comprises sensors for determining the position of the extended support arms in order to take the support configuration into consideration as accurately as possible for the determination of the support forces.
  • the support aid is advantageously set up to use a numerical simulation for determining the support forces, for example a model based on a physical description of the large manipulator, with which the support forces to be set can be simulated.
  • a numerical simulation for determining the support forces for example a model based on a physical description of the large manipulator, with which the support forces to be set can be simulated.
  • a bar model of the large manipulator can be used, on the basis of which the supporting forces are determined with a FEM simulation.
  • a special advantage is provided by an analytical calculation method for determining the supporting forces, because the required computing power, for example, is considerably lower than the numerical simulation mentioned above.
  • the program-controlled support aid is configured to control the vertical extension operation of the support legs and to adjust the support forces for the individual support legs in accordance with the determined support forces.
  • a support force sensor is assigned to each support leg.
  • the large manipulator has a sensor system for detecting the inclination of the chassis and the support aid is adapted to adjust the inclination of the chassis while maintaining the already set support forces at the end of the Abstützvorganges.
  • the AbstNeill generate during the Abstützvorganges, while adjusting the support forces to minimize the inclination of the chassis, ie level the chassis.
  • the support legs are first extended by an operator to the ground before the support aid adjusts the determined support forces by the automatic extension of the support legs.
  • this measure provides a defined starting point for the automatic support and the operator can ensure that the support feet are lowered correctly on a sufficiently firm surface before the large manipulator is supported.
  • the program-controlled support aid is set up to display the ascertained support forces on a display device.
  • the operator of the large manipulator even before the extension of the support legs recognize how the support forces should each distribute to the individual supports and ensure that the surface is sufficient for the respective support force to ensure the stability of the large manipulator during operation.
  • the support legs are extended manually controlled and measured by the support force sensors supporting forces are adjusted by the manual vertical retraction or extension of the support legs so that the adjusted support forces correspond to the support forces determined by the support.
  • the subject of the present invention is a method for program-controlled support of the supporting process of a mobile large manipulator. The method according to the invention comprises the method steps:
  • the method according to the invention also comprises an automatic extension operation of the support legs, a continuous measurement of the support forces, a comparison of the currently measured support forces with the support forces to be set and readjustment of the support legs until the measured support forces match the determined support forces.
  • the method according to the invention is characterized by an automatic leveling of the mobile large manipulator that, in particular for the conclusion of the supporting process, allows the large manipulator to be aligned horizontally.
  • Figure 1 a side view of a mobile large manipulator according to the
  • FIG. 1 b Side view of a large manipulator according to the invention in a supported position
  • FIG. 2a Top view of a large manipulator according to the invention in a first supporting configuration
  • FIG. 2b shows a plan view of a large manipulator according to the invention in a second supporting configuration
  • Figure 3 Top view of a large manipulator according to the invention with highlighted electr. components
  • FIG. 6 Flow chart for illustrating the method according to the invention.
  • FIG 1 a shows a side view of a mobile large manipulator 10 according to the invention in its driving position.
  • the large manipulator 10 has a chassis 12 and front 14, 15 and rear 16, 17 horizontally pivotable or telescopic support arms on the ends of vertically extendable support legs 18, 19, 20, 21 are arranged.
  • the support legs are by means of, for example, designed as a hydraulic cylinder, drive units 41, 42, 43, 44 and extendable. While, as shown in Figures 2a, 2b, the front support arms 14, 15 are formed as horizontally telescoping arch supports, the rear support arms 16,17 are designed as horizontally pivotable folding supports.
  • front support arms 14, 15 can also be designed as pivotable folding supports or straight telescopic support arms (so-called X-support), but other forms of support arms are also possible.
  • the support arms 14, 15, 16, 17 are completely or partially telescopic, pivotable or otherwise extendable from a driving position into a support position.
  • the mobile large manipulator 10 has a rotatable about a vertical axis work boom 13 with a plurality of pivotally interconnected mast segments 13a, 13b, 13c, rotatably connected via a turntable 24 and fixed to the chassis 12 turret 25 with the chassis 12 , Trained in this example as a truck concrete pump mobile large manipulator 10 further includes a concrete hopper 22, a concrete pipe 23, and not shown, on the chassis 12, below the mast 13, arranged concrete pump, which filled the hopper 22 in the concrete into the concrete Concrete delivery pipe 23 pumps, whereby the concrete is then pumped along the unfolded work jib 13 to a discharge point.
  • the large manipulator 10 further includes various tanks, with varying levels, such as a diesel tank 26, an additional tank (eg Add Blue tank) 27 and a water tank 28 containing water, eg for cleaning the truck-mounted concrete pump at the end of a labor input.
  • Figure 1 b shows a side view of the large manipulator 10 in a supported position, i. the support legs 45, 46, 47, 48 are lowered to the surface indicated as a horizontal line and the wheels of the large manipulator 10 are lifted from the ground.
  • the work boom 13 is in the driving position, that is, it rests on the mast pad 1 1 and the mast segments 13 a, 13 b and 13 c are folded.
  • Figures 2a and 2b each show a plan view of the large manipulator 10 according to the invention with different Abstweilkonfigurationen.
  • FIG. 2a shows the mobile large-scale manipulator in a first support configuration, the so-called full support, that is to say the front, rear, and rear support arms are horizontally pivoted or extended or telescoped to their final position.
  • This support configuration should generally be chosen because the large manipulator 10 is designed so that in this support configuration the work boom 13 can be freely moved in all directions without endangering the stability of the large manipulator 10.
  • the support forces are distributed relatively evenly on the front 18, 19 and the rear 20, 21 support legs in this list.
  • support configuration in this context refers to the support positions of the individual support arms 14, 15, 16, 17.
  • the left rear support arm 16 is not pivoted, that is to say it remains in the drive position for this support configuration.
  • a so-called Part support forming, support configuration for example, is selected if there are 10 obstacles on the construction site in the rear left area of the large manipulator, whereby the pivoting of the support arm 16 is not possible.
  • the operator must take into account that the work boom 13 may only be moved to a limited extent so as not to jeopardize the stability.
  • the limited working range of the work jib 13 at a partial support is usually monitored in modern truck-mounted concrete pumps by a suitable sensor.
  • other forms of partial support for example, only the two left 14, 16 or rear 16, 17 support arms are partially or not deployed. Other forms of partial support are possible.
  • FIG. 3 shows a plan view of the large manipulator 10 supported in partial support with particular emphasis on the electrical / electronic components of the program-controlled support aid according to the invention.
  • Supporting force sensors 30, 31, 32, 33 are respectively arranged on the support legs 18, 19, 20, 21 and detect the supporting forces Fei, Fe2, Fe3, Fe4 acting on the support feet 45, 46, 47, 48.
  • Such sensors are based, for example, on the use of strain gauges (DMS) as described in patent publication EP1675760.
  • DMS strain gauges
  • the hydraulic oil pressures in the drive units 41, 42, 43, 44 of the support legs designed as hydraulic cylinders can be determined.
  • the measurement of the supporting forces is usually most reliable when the force is determined directly in or on the support leg 45, 46, 47, 48, but also the determination of the supporting forces in the upper region of the support legs, for example on a bolt on which the hydraulic cylinder To extend the support leg is attached, would be possible.
  • a sensor for example in the form of strain gauges or similar. to be mounted in order to determine the deflection forces of the support arms 14, 15, 16, 17 on the support legs 18, 19, 20, 21 supporting forces.
  • chassis 12 in the region of the support arms 14, 15, 16, 17, respectively position sensors 34, 35, 36, 37 for detecting the extended state of the support arms 14, 15, 16, 17 are arranged.
  • sensors 34, 35, 36, 37 for detecting the extended state of the support arms 14, 15, 16, 17 are arranged.
  • the two front support arms 14, 15, which are arcuate in this example, can be used as a sensor 34, 35, for example cable tension sensors for measuring length. If only discrete ejection positions are allowed (eg non-extended / half / fully extended support arms), simple mechanical, magnetic, etc. are also possible.
  • Switching sensors sufficient, by means of which it is detected whether the support arms 14, 15 have reached one of the permissible positions during extension.
  • Turning angle sensors 36, 37 on the hinges or path measuring systems on the hydraulic cylinders (not shown), which pivot the support arms 16, 17, can be used, for example, in the rear, foldable support brackets 16, 17.
  • radio technical position determination methods as they are known for example from the document DE 102008055625 A1, could be used.
  • switching states for detecting the position can be used for the states "support boom completely folded down" or "support arm not folded down”.
  • the position sensors 34, 35, 36, 37 are connected via signal lines with a program-controlled support assistance ⁇ . Based on the output signals of the position sensors 34, 35, 36, 37 on the Stauerausauslegern 14, 15, 16, 17 determines the program-controlled support ⁇ the selected support position of the large manipulator 10 before or even while the support legs 45, 46, 47, 48 on the ground be lowered. The work boom 13 is still in its driving position at this time. The extended state of the support arms 14, 15, 16, 17 need not necessarily be detected by a sensor.
  • the program-controlled support means ⁇ is further, for example, directly via signal lines, connected to a level sensor 40 for the diesel tank 26, a level sensor 39 for the add-blue tank 27 and a level sensor 38 for the water tank 28.
  • the data on the fill levels, in particular of the diesel tank 26 and the add-blue tank 27, can be retrieved, for example, via a suitable data bus connection from the control electronics of the drive of the large manipulator 10.
  • the fill levels of the tanks 26, 27, 28 can alternatively also be entered by the operator of the large manipulator 10 via a suitable input device connected to the program-controlled support aid ⁇ . From the filling levels of the tanks 26, 27, 28, the program-controlled support aid ⁇ derives the respective weight of the tanks 26, 27, 28.
  • the operator can, for example, enter information (in particular position and weight) about a loading of the large manipulator 10, for example concrete conveyor pipes mounted on the chassis 12, via the operating unit.
  • the supportive assistance ⁇ is connected to a tilt sensor 49 arranged on the chassis 12, which detects the inclination of the large manipulator.
  • the support forces Fei, Fe2, Fe3, Fe4 to be set at the end of the support operation with the measured support forces F g i , Fg2, Fg3, F g4 match as closely as possible.
  • the program-controlled support aid ⁇ activates the drive units 41, 42, 43, 44 of the support legs 18, 19, 20, 21, continuously records the support forces F g i, F g 2, F measured by the support force sensors 30, 31, 32, 33 g 3, F g4 , and compares these with the support forces Fei, Fe2, Fe3, Fe4 to be set until the measured support force values agree with the determined support force values.
  • the program-controlled support aid ⁇ must first determine the center of gravity S of the large manipulator. On the basis of this center of gravity S, the support forces Fei, Fe2, Fe3, Fe4 to be set for the individual support legs 18, 19, 20, 21 are determined, taking into account the extended position of the support arms 14, 15, 16, 17 13 are necessary so that the chassis 12 is not braced at the end of the erection process.
  • the center of gravity S of the large manipulator 10 can only be assumed to be constant if the extension state of the support arms 14, 15, 16, 17 with the support legs 18, 20, 21, 22 has a negligibly small influence on the position of the center of gravity S of the large manipulator 10 , If this is not the case, the extension state of the support arms 14, 15, 16, 17 and the dependent positions of the centers of gravity of the support arms 14, 15, 16, 17 together with support legs 18, 20, 21, 22 in the calculation of the center of gravity S of Large manipulator 10 are taken into account by the program-controlled support assistance ⁇ .
  • the total weight of the large manipulator 10 is not absolutely necessary in determining the supporting forces Fei, Fe2, Fe3, Fe4 to be set, because the supporting forces can also be determined as relative values.
  • the actual total weight and the absolute support forces Fei, Fe2, Fe3, Fe4 to be set for each support leg 18, 19, 20, 21 can also be determined only when lifting the large manipulator.
  • the total weight of the large manipulator 10 is determined by adding the measured support forces F g i, F g 2, F G 3, F g4 , and based on the determined total weight and the determined relative support forces then the absolute support forces Fei, Fe2, Fe3, Fe4 derived and finally adjusted during the support process.
  • the support forces are optimally distributed to the support legs 18, 19, 20, 21, so that excessive loads of the individual support legs 18, 19, 20, 21 not even in working operation with extended jib 13 occur.
  • the support forces for the individual support legs can be determined, for example, by means of numerical simulation methods such as the finite element method (FEM) and the multi-body simulation (MBS) or by means of suitable analytical calculation methods.
  • FEM finite element method
  • MFS multi-body simulation
  • FIGS. 4a and 4b an FE simulation model with different support configurations of the large manipulator 10 for determining the support forces Fei, Fe2, Fe3, Fe4 for the individual support legs is shown by way of example.
  • the FE model illustrated in FIGS. 4 a and 4 b essentially consists of massless fin elements of stiffness for imaging the supporting structure of the large manipulator and two mass elements for taking into account the dead weight of the large manipulator (hereinafter referred to as FE beam model).
  • the total weight of the large manipulator is divided into two parts: a mass element with position SM takes into account the weight of the boom, a second mass element with position Su maps the weight of the substructure.
  • the rigidity of the load-bearing structure of the large manipulator in an FE model can also be mapped with spring elements become.
  • the total dead weight of the large manipulator can be considered with a single or with more than two mass elements.
  • FIG. 5 shows a plan view of the FE beam model from FIGS. 4a, 4b.
  • the bar model is used here only to show the extended positions of the support arms 14, 15, 16, 17 and to explain a suitable analytical calculation method for determining the Fei, Fe2, Fe3,
  • the analytical calculation method is based on the static equations for the moments and forces balance of the large manipulator 10. This can be generally as a linear system of equations of the form
  • the weight of the entire large manipulator is denoted by F g .
  • the system of equations (1 1) can furthermore be represented as a linear matrix equation with the vectors T or Fe and the matrix A.
  • the solution which represents the unstressed state of the large manipulator the knowledge is now used that in the unstressed state, the sum of the squares of the support forces is minimal.
  • the task becomes a minimization problem of the form (2), wherein the system of equations (1 1) must be fulfilled as a secondary condition.
  • the analytical solution to this minimization problem is through
  • a ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ 1 (4) given.
  • the program-controlled support means ⁇ then reads practically only necessary for the given and set support position target support forces Fei, Fe2, Fe3, Fe4 from the table, in which the chassis 12 of the large manipulator 10 is set up unstressed in the supported state.
  • the center of gravity of the machine can be assumed to be constant or invariable, or the program-controlled support aid ⁇ determines the respective current center of gravity and corrects the values from the table which apply, for example, to an average center of gravity corresponding to the ascertained center of gravity.
  • step S10 the process starts.
  • step S12 the support configuration of the large manipulator 10 is determined, for example, by interrogation of the position sensors 34, 35, 36, 37 of the support arms 14, 15, 16, 17. Taking into consideration the fill levels (weights) of the tanks 26, 27, 28 and the payload, the support aid ⁇ determines the center of gravity S of the large manipulator 10 in step S14.
  • the support aid ⁇ determines, for example, by means of an iterative approximation method, an analytical calculation method or by Reading from a table, as explained above, the support forces Fei, Fe2, Fe3, Fe4 to be set for the individual support legs 18, 19, 20, 21, which lead to an unstressed installation of the large manipulator 10. The calculation is based on the fact that the work boom 13 is folded in the mast pad 1 1, that is in driving position.
  • the support aid ⁇ controls the extension operation of the support legs 18, 19, 20, 21 by means of the drive units 41, 42, 43, 44 and constantly in step S20 of the support force sensors 30, 31, 32, 33 the current measured support forces F g i, F g 2, F g 3, F g4 .
  • step S24 a leveling of the large manipulator 10 is carried out in step S24.
  • the support legs are moved in pairs (i.e., always two left / right or front / back supports) until the large manipulator 10 is level.
  • the flowchart contains all the required method steps in order to set up the large manipulator 10 fully automatically. As already explained above, some of these method steps are optional or can also be performed manually by the operator of the large manipulator 10.
  • the leveling of the large manipulator can also be an integral part of the support force adjustment, ie the leveling is not timed to the support force setting, but in the course of the support force adjustment of the large manipulator 10 is also leveled automatically.
  • the setting of the supporting forces F g i, F g 2, F g 3, F g4 via displacement sensors on the support legs 18, 19, 20, 21 would be possible. This presupposes that, for example, the rigidity of the support arms 14, 15, 16, 17 are known and an initially defined state has been established before the alignment of the large manipulator 10.
  • the support forces F g i, F g 2, F g 3, F g4 acting on the support legs 18, 19, 20, 21 can be determined via suitable distance measuring sensors which determine the extension length of the support legs 18, 19, 20, 21 derive and set as shown above according to the determined support forces Fei, Fe2, Fe3, Fe4.
  • the large manipulator 10 can be put into operation, ie, for example, in a truck-mounted concrete pump the mast 13 from the mast pad 1 1 lifted and unfolded to perform the concreting operation.
  • the invention is applicable to other forms of large manipulators, eg in the form of mobile cranes, aerial work platforms, fire brigade turntables and the like. applicable.
  • the invention can also be used in large manipulators application, which are supported with more than four support legs on the ground for the working operation.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen fahrbareren Großmanipulator (10), insbesondere eine Autobetonpumpe, mit einem Fahrgestell (12), einem auf dem Fahrgestell (12) um eine Hochachse drehbar angeordneten, ausfalt- und / oder ausfahrbaren Arbeitsausleger (13), Stützauslegern (14, 15, 16, 17), die jeweils am Fahrgestell (12) angeordnet und von einer Fahrstellung ganz oder teilweise in eine Abstützstellung horizontal ausfahrbar sind, an den äußeren Enden der Stützausleger (14, 15, 16, 17) angeordnete, vertikal ausfahrbare Stützbeine (18, 9, 20, 21), die den fahrbaren Großmanipulator (10), unter Bildung einer jeweiligen Stützkraft der Stützbeine (18, 19, 20, 21) abstützen, mit einer programmgesteuerten Abstützhilfe (µ C) die zur Ermittlung von Soll-Stützkräften (Fe1, Fe2, Fe3, Fe4) für die einzelnen Stützbeine (18, 19, 20, 21) unter Berücksichtigung der Abstützstellung der Stützausleger (14, 15, 16, 17) eingerichtet ist, bei denen das Fahrgestell (12) des Großmanipulators (10) im abgestützten Zustand unverspannt aufgestellt ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur programmgesteuerten Unterstützung des Abstützvorganges eines fahrbaren Großmanipulators (10).

Description

Fahrbarer Großmanipulator Die Erfindung betrifft einen fahrbaren, für den Arbeitsbetrieb abstützbaren Großmanipulator, sowie ein Verfahren zur programmgesteuerten Unterstützung zur Abstützung eines fahrbaren Großmanipulators.
Fahrbare Großmanipulatoren sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus WO 2005/095256 A1 , bekannt. Sie umfassen insbesondere ein Fahrgestell, einem auf dem Fahrgestell um eine Hochachse drehbar angeordneten, ausfalt- und/oder ausfahrbaren Arbeitsausleger, Stützausleger die jeweils am Fahrgestell angeordnet und von einer Fahrstellung ganz oder teilweise in eine Abstützstellung horizontal ausfahrbar sind, sowie an den äußeren Enden der Stützausleger angeordnete, mit Antriebsaggregaten vertikal ausfahrbare Stützbeine, mit der der fahrbare Großmanipulator unter Bildung einer jeweiligen Stützkraft der Stützbeine abstützbar ist.
Beim Abstützvorgang eines Großmanipulators mit vier verschwenkbaren bzw. ausfahrbaren oder teleskopierbaren Stützauslegern kann es zu Verspannungen des Fahrgestells kommen, insbesondere wenn zum Ausnivellieren des Fahrgestells die Höhe einzelner Stützbeine der Stützausleger zum Abschluss des Abstützvorganges nachjustiert wird. Dabei kann es bei einzelnen Stützbeinen bereits vor der Inbetriebnahme des Großmanipulators zu unnötig hohen Stützkräften kommen, während auf anderen Stützbeinen die Stützkräfte zu niedrig sind. Unter dem Begriff „Fahrgestell" ist im Folgenden die Kombination des Fahrgestells des LKWs, auf dem der Großmanipulator aufgebaut ist, sowie des Grundrahmens gemeint, auf dem der Arbeitsausleger montiert ist und der weitere Bauteile des Großmanipulators beinhaltet. Eine ungleichmäßige Verteilung der Stützlasten beim Abstützen eines Großmanipulators ist für den Bediener in der Regel, insbesondere bei einem steif konstruierten Grundrahmen, nicht erkennbar, denn für das Ausnivellieren des Großmanipulators steht in der Regel nur ein Neigungswinkelmesser (Libelle) zur Verfügung und sobald alle Stützbeine rein optisch fest auf dem Boden stehen und der Großmanipulator ausnivelliert ist, ist der Aufstellvorgang abgeschlossen, ohne dass eine Verspannung des Fahrgestells für den Bediener erkennbar wäre.
Nach der Inbetriebnahme des Großmanipulators führt diese unausgewogene Stützlastverteilung dazu, dass einzelne Stützbeine bzw. die Stützausleger stärker als notwendig belastet oder sogar überlastet werden.
In der Schrift WO 2005/095256 A1 wird für den automatischen Abstützvorgang eines Großmanipulators in Form einer Autobetonpumpe eine gekoppelte Ansteuerung der Antriebsaggregate der vier Stützbeine mit Hilfe eines handbetätigten Steuerorgans vorgeschlagen, um eine Verspannung des Grundrahmens beim Abstützvorgang durch eine ungleichmäßige Stützkraftverteilung zu vermeiden.
In der Schrift EP 2727876 A1 wird eine Überwachungseinrichtung für die Stützlasten der Stützbeine eines Mobilkranes vorgeschlagen, bei der zum Abschluss des Abstützvorganges die Summe aller Stützlasten dem Gesamtgewicht des Mobilkranes entsprechen soll. Weiterhin wird vorgeschlagen, die Stützkräfte zu bestimmen und gegeneinander auszugleichen. Für den Ausgleich der Stützkräfte ist an den Stützbeinen eine entsprechende Stützkraftsensorik vorgesehen.
Bei beengten Baustellenverhältnissen ist oftmals nur eine spezielle Abstützkonfiguration, beispielsweise eine Teilabstützung, möglich, d.h. die Stützbeine werden zwar alle bis auf den Boden ausgefahren, aber eine oder mehrere Stützausleger werden nicht vollständig vom Grundrahmen verschwenkt bzw. ausgefahren oder teleskopiert, um beispielweise an einer Baustelle neben einer Straße noch genügend Raum für den Durchgangsverkehr frei zu lassen. Es hat sich herausgestellt, dass bei derartigen Teilabstützungen die in den o.g. Schriften vorgeschlagenen Verfahren nicht zu den erwünschten Ergebnissen führen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen fahrbaren Großmanipulator zu schaffen, mit dem beim Abstützvorgang die Stützlast der Stützbeine optimal der jeweiligen Abstützkonfiguration angepasst werden kann. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren anzugeben, mit dem die Stützlast der Stützbeine beim Abstützvorgang für unterschiedliche Abstützkonfigurationen optimal eingestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch einen fahrbaren Großmanipulator gemäß Anspruch 1 gelöst. Ferner wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Abstützen eines fahrbaren Großmanipulators gemäß Anspruch 13 gelöst.
Weitere Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale auch in beliebiger und technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und somit weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen.
Eine fahrbarer Großmanipulator gemäß der Erfindung umfasst ein Fahrgestell, einen auf dem Fahrgestell angeordneten, um eine Hochachse drehbar angeordneten ausfalt- und/oder ausfahrbaren Arbeitsausleger, Stützausleger, die jeweils am Fahrgestell angeordnet und von einer Fahrstellung ganz oder teilweise in eine Abstützstellung horizontal ausfahrbar sind sowie an den äußeren Enden der Stützausleger angeordnete vertikal ausfahrbare Stützbeine, die den Großmanipulator unter Bildung einer Stützkraft abstützen. Die Erfindung zeichnet sich insbesondere durch eine programmgesteuerte Abstützhilfe aus, die zur Ermittlung von Soll-Stützkräften für die einzelnen Stützbeine unter Berücksichtigung der Abstützstellung der Stützausleger eingerichtet ist, bei denen das Fahrgestell des Großmanipulators im abgestützten Zustand unverspannt aufgestellt ist.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die auf die einzelnen Stützbeine wirkenden, optimalen Stützkräfte stark von der Abstützstellung der Stützausleger, das heißt, wie weit die Stützausleger vom Fahrgestell ausgefahren bzw. abgeklappt sind, abhängig sind. Bei nur leicht oder nicht ausgefahrenen/abgeklappten Stützauslegern sollten die Stützkräfte der Stützbeine in der Regel wesentlich höher sein, um eine Verspannung des Fahrgestells am Ende des Aufstellvorganges zu vermeiden, wodurch auch bei ausgefahrenem Arbeitsausleger die Stützkräfte optimal auf die Stützbeine verteilt sind.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die programmgesteuerte Abstützhilfe dazu eingerichtet, für die Ermittlung der Stützkräfte den Schwerpunkt des Großmanipulators zu berücksichtigen. Durch die Berücksichtigung des Schwerpunktes des Großmanipulators kann die programmgesteuerte Abstützhilfe die optimalen Stützkräfte für die einzelnen Stützbeine besonders genau ermitteln.
Der Schwerpunkt kann fest vorgegeben sein, die Abstützhilfe ist aber vorteilhafterweise dazu eingerichtet, die Lage des Schwerpunktes zu berechnen, weil beispielweise unterschiedliche Abstützstellungen der Stützausleger oder unterschiedliche Beladungen des Großmanipulators den Schwerpunkt verschieben. Unter Berücksichtigung des tatsächlichen Schwerpunktes lassen sich die Soll-Stützkräfte noch genauer ermitteln.
Vorteilhafterweise ist die Abstützhilfe dazu eingerichtet für der Berechnung des Schwerpunktes des Großmanipulators Füllstände von Tanks (z.B. Wassertank, Dieseltank usw. ) zu berücksichtigen, wodurch sich nochmals eine Verbesserung der Bestimmung des Schwerpunktes ergibt, denn die Füllstände der Tanks können erheblichen Einfluss auf die Position des Schwerpunktes des Großmanipulators haben und damit die Stützkräfte der einzelnen Stützbeine beeinflussen. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst der fahrbare Großmanipulator Sensoren zur Ermittlung der Position der ausgefahrenen Stützausleger, um die Abstützkonfiguration möglichst genau für die Ermittlung der Stützkräfte zu berücksichtigen. Die Abstützhilfe ist vorteilhafterweise dazu eingerichtet für die Ermittlung der Stützkräfte eine numerische Simulation zu verwenden, z.B. ein auf einer physikalischen Beschreibung des Großmanipulators beruhendes Modell, zu verwenden, mit dem sich die einzustellenden Stützkräfte simulieren lassen. Hierfür kann beispielsweise ein Balkenmodell des Großmanipulators zugrunde gelegt werden, an Hand dessen die Stützkräfte mit einer FEM-Simulation ermittelt werden.
Einen besonderen Vorteil bietet ein analytisches Berechnungsverfahren zur Ermittlung der Stützkräfte, denn die hierfür benötigte Rechenleistung ist beispielsweise gegenüber der oben genannten numerischen Simulation wesentlich geringer.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die programmgesteuerte Abstützhilfe dazu eingerichtet, den vertikalen Ausfahrvorgang der Stützbeine zu steuern und die Stützkräfte für die einzelnen Stützbeine gemäß den ermittelten Stützkräften einzustellen. Für diesen Zweck ist jedem Stützbein ein Stützkraftsensor zugeordnet. Mit dieser Maßnahme wird der Abstützvorgang für den Bediener wesentlich vereinfacht.
Vorteilhafterweise verfügt der Großmanipulator über eine Sensorik zur Erfassung der Neigung des Fahrgestells und die Abstützhilfe ist dazu eingerichtet, am Ende des Abstützvorganges die Neigung des Fahrgestells unter Beibehaltung der bereits eingestellten Stützkräfte einzustellen. Alternativ kann die Abstützhilfe während des Abstützvorganges, unter gleichzeitiger Einstellung der Stützkräfte, die Neigung des Fahrgestells minimieren, d.h. das Fahrgestell nivellieren. Durch diese Maßnahme erübrigt sich eine manuelle Nachjustierung der Stützen, falls das Fahrgestell nach der Einstellung der Stützkräfte noch nicht waagerecht stehen sollte, was zu einer unbeabsichtigten Abweichung von den optimalen Stützkräften führen kann. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Stützbeine von einem Bediener zunächst bis auf den Untergrund ausgefahren, bevor die Abstützhilfe die ermittelten Stützkräfte durch das automatische Ausfahren der Stützbeine einstellt. Diese Maßnahme schafft einerseits einen definierten Startpunkt für die automatische Abstützung und der Bediener kann sicherstellen, dass die Stützfüße korrekt auf einem ausreichend festen Untergrund abgesenkt sind, bevor der Großmanipulator abgestützt wird.
Die programmgesteuerte Abstützhilfe ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dazu eingerichtet, die ermittelten Stützkräfte auf einer Anzeigeeinrichtung darzustellen. Damit kann der Bediener des Großmanipulators auch schon vor dem Ausfahren der Stützbeine erkennen, wie sich die Stützkräfte jeweils auf die einzelnen Stützen verteilen sollten und dafür sorgen, dass der Untergrund für die jeweilige Stützkraft ausreicht, um die Standsicherheit des Großmanipulators beim Arbeitsbetrieb zu gewährleisten. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Stützbeine manuell gesteuert ausgefahren und die durch die Stützkraftsensoren gemessenen Stützkräfte werden durch das manuelle vertikale Ein- bzw. Ausfahren der Stützbeine so eingestellt, dass die eingestellten Stützkräfte den durch die Abstützhilfe ermittelten Stützkräften entsprechen. Ferner ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur programmgesteuerten Unterstützung des Abstützvorganges eines fahrbaren Großmanipulators. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Verfahrensschritte:
- Bestimmung einer Abstützkonfiguration, wobei die Abstützkonfiguration Abstützstellungen von Stützauslegern des fahrbaren Großmanipulators angibt,
- Ermittlung der Stützkräfte für die Stützbeine des fahrbaren Großmanipulators unter Berücksichtigung der Abstützkonfiguration, bei denen das Fahrgestell des Großmanipulators im abgestützten Zustand unverspannt aufgestellt ist. Vorteilhafterweise geht der Ermittlung der Stützkräfte eine Bestimmung des Schwerpunktes des fahrbaren Großmanipulators voraus, um die Stützkräfte, unter Berücksichtigung des Schwerpunktes, besonders genau zu bestimmen zu können. Vorteilhafterweise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zudem einen automatischen Ausfahrvorgang der Stützbeine, eine laufende Messung der Stützkräfte, einen Vergleich der laufend gemessenen Stützkräfte mit den einzustellenden Stützkräften und Nachjustierung der Stützbeine, bis die gemessenen Stützkräfte mit den ermittelten Stützkräften übereinstimmen. Zudem ist das erfindungsgemäße Verfahren durch eine automatische Nivellierung des fahrbaren Großmanipulators gekennzeichnet, dass es insbesondere zum Abschluss des Abstützvorganges erlaubt, den Großmanipulator waagerecht auszurichten.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnungen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den folgenden Zeichnungen rein schematisch dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
Figur 1 a: Seitenansicht eines fahrbaren Großmanipulators gemäß der
Erfindung in Fahrstellung
Figur 1 b: Seitenansicht eines Großmanipulators gemäß der Erfindung in abgestützter Stellung Figur 2a: Draufsicht auf einen Großmanipulator gemäß der Erfindung in einer ersten Abstützkonfiguration
Figur 2b: Draufsicht auf einen Großmanipulator gemäß der Erfindung in einer zweiten Abstützkonfiguration Figur 3: Draufsicht auf einen Großmanipulator gemäß der Erfindung mit hervorgehobenen elektr. Komponenten
Figur 4a, 4b: Räumliche Darstellung eines Balkenmodells gemäß der
Erfindung für zwei unterschiedliche Abstützkonfigurationen Figur 5: Draufsicht auf ein Balkenmodell des Großmanipulators gemäß der Erfindung
Figur 6: Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens gemäß der Erfindung.
Figur 1 a zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen fahrbaren Großmanipulators 10 in seiner Fahrstellung. Der Großmanipulator 10 weist ein Fahrgestell 12 und vordere 14, 15 und hintere 16, 17 horizontal verschwenkbare bzw. teleskopierbare Stützausleger auf, an deren Enden vertikal ausfahrbare Stützbeine 18, 19, 20, 21 angeordnet sind. Die Stützbeine sind mittels, beispielsweise als Hydraulikzylinder ausgeführten, Antriebsaggregaten 41 , 42, 43, 44 ein- und ausfahrbar. Während, wie in den Fig.2a, 2b dargestellt, die vorderen Stützausleger 14, 15 als horizontal teleskopierbare Bogenstützen ausgebildet sind, sind die hinteren Stützausleger 16,17 als horizontal verschwenkbare Klappstützen ausgebildet. Alternativ können insbesondere die vorderen Stützausleger 14, 15 auch als verschwenkbare Klappstützen oder gerade teleskopierbare Stützausleger (sogenannte X-Abstützung) ausgebildet sein aber auch andere Formen von Stützauslegern sind möglich. Die Stützausleger 14, 15, 16, 17 sind von einer Fahrstellung in eine Abstützstellung ganz oder teilweise teleskopierbar, verschwenkbar oder in anderer Form ausfahrbar. Des Weiteren weist der fahrbare Großmanipulator 10 einen um eine Hochachse drehbaren Arbeitsausleger 13 mit einer Mehrzahl von gelenkig miteinander verbundenen Mastsegmenten 13a, 13b, 13c auf, der über einen Drehschemel 24 und einen auf dem Fahrgestell 12 fest angeordneten Drehturm 25 mit dem Fahrgestell 12 drehbar verbunden. Der in diesem Beispiel als Autobetonpumpe ausgebildete fahrbare Großmanipulator 10 umfasst ferner einen Betonaufgabetrichter 22, ein Betonförderrohr 23, sowie eine nicht dargestellte, auf dem Fahrgestell 12, unterhalb des Mastes 13, angeordnete Betonpumpe, die den in den Einfülltrichter 22 gefüllten Beton in das Betonförderrohr 23 pumpt, wodurch der Beton dann entlang des ausgefalteten Arbeitsauslegers 13 zu einer Ausbringungsstelle gepumpt wird. Der Großmanipulator 10 umfasst ferner verschiedene Tanks, mit variierenden Füllständen, beispielsweise einen Dieseltank 26, einen Zusatztank (z.B. Add Blue-Tank) 27 und einen Wassertank 28, der Wasser, z.B. zur Reinigung der Autobetonpumpe am Ende eines Arbeitseinsatzes, enthält.
Figur 1 b zeigt eine Seitenansicht des Großmanipulators 10 in abgestützter Stellung, d.h. die Stützfüße 45, 46, 47, 48 sind auf den als horizontale Linie angedeuteten Untergrund abgesenkt und die Räder des Großmanipulators 10 sind vom Untergrund abgehoben. Der Arbeitsausleger 13 befindet sich in der Fahrstellung, d.h., er ruht auf der Mastauflage 1 1 und die Mastsegmente 13a, 13b und 13c sind zusammengefaltet.
Die Figuren 2a und 2b zeigen jeweils eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Großmanipulator 10 mit unterschiedlichen Abstützkonfigurationen.
In der Figur 2a ist der fahrbare Großmanipulator in einer ersten Abstützkonfiguration, der sogenannten Vollabstützung, dargestellt, das heißt, die vorderen 14, 15 und hinteren 16, 17 Stützausleger sind bis zu ihrer Endposition horizontal verschwenkt bzw. ausgefahren oder austeleskopiert. Diese Abstützkonfiguration sollte in der Regel gewählt werden, weil der Großmanipulator 10 so ausgelegt ist, dass bei dieser Abstützkonfiguration der Arbeitsausleger 13 in alle Richtungen frei bewegt werden kann, ohne die Standsicherheit des Großmanipulators 10 zu gefährden. Die Stützkräfte verteilen sich bei dieser Aufstellung relativ gleichmäßig auf die vorderen 18, 19 und die hinteren 20, 21 Stützbeine.
Der Begriff „Abstützkonfiguration" bezieht sich in diesem Zusammenhang auf die Abstützstellungen der einzelnen Stützausleger 14, 15, 16, 17.
Bei der Abstützkonfiguration des Großmanipulators 10 gemäß Figur 2b ist der linke hintere Stützausleger 16 nicht verschwenkt, das heißt, er verbleibt für diese Abstützkonfiguration in der Fahrstellung. Diese, eine sogenannte Teilabstützung bildende, Abstützkonfiguration, wird beispielsweise gewählt, wenn im hinteren linken Bereich des Großmanipulators 10 Hindernisse auf der Baustelle vorhanden sind, wodurch das Verschwenken des Stützauslegers 16 nicht möglich ist. Bei dieser Abstützkonfiguration muss der Bediener berücksichtigen, dass der Arbeitsausleger 13 nur eingeschränkt bewegt werden darf, um die Standsicherheit nicht zu gefährden. Der eingeschränkte Arbeitsbereich des Arbeitsauslegers 13 bei einer Teilabstützung wird bei modernen Autobetonpumpen durch eine geeignete Sensorik üblicherweise überwacht. Bei anderen Formen einer Teilabstützung werden beispielsweise nur die zwei linken 14, 16 oder die hinteren 16, 17 Stützausleger teilweise oder überhaupt nicht ausgefahren. Auch andere Formen der Teilabstützung sind möglich.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf den in Teilabstützung abgestützten Großmanipulator 10 unter besonderer Hervorhebung der elektrischen/elektronischen Komponenten der erfindungsgemäßen programmgesteuerten Abstützhilfe.
An den Stützbeinen 18, 19, 20, 21 sind jeweils Stützkraftsensoren 30, 31 , 32, 33 angeordnet, die die auf die Stützfüße 45, 46, 47, 48 wirkenden Stützkräfte Fei , Fe2, Fe3, Fe4 erfassen. Derartige Sensoren basieren beispielsweise auf der Verwendung von Dehnungsmesstreifen (DMS), wie in der Patentveröffentlichung EP1675760 beschrieben. Alternativ können beispielsweise die Hydrauliköldrücke in den als Hydraulikzylinder ausgebildeten Antriebsaggregaten 41 , 42, 43, 44 der Stützbeine ermittelt werden. Die Messung der Stützkräfte ist in der Regel am zuverlässigsten, wenn die Kraft direkt im oder am Stützfuß 45, 46, 47, 48 ermittelt wird, aber auch die Ermittlung der Stützkräfte im oberen Bereich der Stützbeine, z.B. an einem Bolzen, an dem der Hydraulikzylinder zum Ausfahren des Stützbeines befestigt ist, wäre möglich. Ferner ist es denkbar, an den Stützauslegern 14, 15, 16, 17 eine Sensorik, z.B. in Form von Dehnungsmessstreifen o.ä. anzubringen, um über die Durchbiegung der Stützausleger 14, 15, 16, 17 die auf die Stützbeine 18, 19, 20, 21 wirkenden Stützkräfte zu ermitteln. Arn Fahrgestell 12, im Bereich der Stützausleger 14, 15, 16, 17, sind jeweils Positionssensoren 34, 35, 36, 37 zur Erfassung des Ausfahrzustandes der Stützausleger 14, 15, 16, 17 angeordnet. Bei den beiden vorderen Stützauslegern 14, 15, die in diesem Beispiel bogenförmig ausgeführt sind, können als Sensor 34, 35 beispielsweise Seilzugsensoren zur Längenmessung verwendet werden. Wenn nur diskrete Ausschubpositionen zugelassen sind (z.B. Stützausleger nicht / halb / voll ausgefahren) sind auch einfache mechanische, magnetische o.ä. Schaltsensoren ausreichend, mittels derer erfasst wird, ob die Stützausleger 14, 15 beim Ausfahren eine der zulässigen Positionen erreicht haben. Bei den hinteren, klappbar gestalteten Stützauslegern 16, 17 können beispielsweise Drehwinkelsensoren 36, 37 an den Gelenken oder Wegmesssysteme an den (nicht dargestellten) Hydraulikzylindern, die die Stützausleger 16, 17 verschwenken, eingesetzt werden. Ebenso wären funktechnische Positionsermittlungsverfahren, wie sie beispielsweise aus der Schrift DE 102008055625 A1 bekannt sind, einsetzbar. Im einfachsten Fall können für die Zustände „Stützausleger vollständig abgeklappt" bzw. „Stützausleger nicht abgeklappt", Schaltsensoren zur Erfassung der Position verwendet werden.
Die Positionssensoren 34, 35, 36, 37 sind über Signalleitungen mit einer progammgesteuerten Abstützhilfe μθ verbunden. Anhand der Ausgangssignale der Positionssensoren 34, 35, 36, 37 an den Stützausauslegern 14, 15, 16, 17 ermittelt die programmgesteuerte Abstützhilfe μθ die ausgewählte Abstützstellung des Großmanipulators 10 noch bevor oder auch während die Stützfüße 45, 46, 47, 48 auf den Untergrund abgesenkt werden. Der Arbeitsausleger 13 befindet sich zu diesem Zeitpunkt noch in seiner Fahrstellung. Der Ausfahrzustand der Stützausleger 14, 15, 16, 17 muss nicht zwingend über eine Sensorik erfasst werden. Es ist beispielsweise möglich, dass der Bediener des Großmanipulators 10 vor der Betätigung der Stützausleger 14, 15, 16, 17 einen gewünschten Arbeitsbereich für den Ausleger 13 auswählt und die Steuerung die für diesen Arbeitsbereich notwendige Abstützstellungen vorgibt, die der Bediener dann durch das Ausfahren der Stützausleger 14, 15, 16, 17 einstellt, ohne dass die Abstützkonfiguration, d.h. die Abstützstellung der Stützbeine, letztendlich sensorisch erfasst wird. Die Abstützhilfe μθ kann die einzustellenden Stützkräfte dann auch anhand der vorgegebenen Abstützkonfiguration ermitteln.
Die programmgesteuerte Abstützhilfe μθ ist ferner, beispielsweise direkt über Signalleitungen, mit einem Füllstandssensor 40 für den Dieseltank 26, einem Füllstandssensor 39 für den Add-Blue Tank 27 und einem Füllstandssensor 38 für den Wassertank 28 verbunden. Die Daten über die Füllstände, insbesondere des Dieseltanks 26 und des Add-Blue-Tanks 27, können beispielsweise auch über eine geeignete Datenbusverbindung von der Steuerelektronik des Fahrantriebes des Großmanipulators 10 abgerufen werden. Die Füllstände der Tanks 26, 27, 28 können alternativ auch vom Bediener des Großmanipulators 10 über eine geeignete, mit der programmgesteuerten Abstützhilfe μθ verbundenen, Eingabeeinrichtung eingegeben werden. Aus den Füllständen der Tanks 26, 27, 28 leitet die programmgesteuerte Abstützhilfe μθ das jeweilige Gewicht der Tanks 26, 27, 28 ab. Ferner kann der Bediener beispielsweise Informationen (insbesondere Position und Gewicht) über eine Beladung des Großmanipulators 10, beispielsweise auf dem Fahrgestell 12 gelagerte Betonförderrohre, über die Bedieneinheit eingeben. Ferner ist die Abstützhilfe μθ mit einem auf dem Fahrgestell 12 angeordneten Neigungssensor 49 verbunden, der die Neigung des Großmanipulators erfasst.
Auf der Basis der Abstützkonfiguration des Großmanipulators 10 mit dem Arbeitsausleger in Fahrstellung 13 und gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Gewichte und der Position der Tanks 26, 27, 28 und weiterer Zuladung ermittelt die programmgesteuerte Abstützhilfe μθ den Schwerpunkt S des Großmanipulators 10 und die einzustellenden Stützkräfte Fei , Fe2, Fe3, Fe4 getrennt für jedes Stützbein 18, 19, 20, 21 bei der das Fahrgestell 12 möglichst verspannungsfrei abgestützt ist. Während, und insbesondere zum Abschluss des Abstützvorganges, d.h. beim vertikalen Ausfahren der Stützbeine 18, 19, 20, 21 , ist darauf zu achten, dass die einzustellenden Stützkräfte Fei , Fe2, Fe3, Fe4 zum Abschluss des Abstützvorganges mit den gemessenen Stützkräften Fgi , Fg2, Fg3, Fg4 möglichst genau übereinstimmen. Dies kann beispielsweise manuell erfolgen, indem die einzustellenden Stützkräfte Fei , Fe2, Fe3, Fe4 auf einer Anzeigeeinnchtung dargestellt werden und der Bediener stellt die, mit den Stützkraftsensoren 30, 31 , 32, 33 gemessenen Stützkräfte Fgi , Fg2, Fg3, Fg4 der auf den Boden abgesenkten Stützbeine 18, 19, 20, 21 , die ebenfalls auf der Anzeigeeinrichtung dargestellt werden, durch gezieltes Ein-/Ausfahren der einzelnen Stützbeine 18, 19, 20, 21 so ein, dass die erforderlichen Stützkräfte Fei , Fe2, Fe3, Fe4 an den Stützfüßen 45, 46, 47, 48 eingestellt sind. Alternativ steuert die programmgesteuerte Abstützhilfe μθ die Antriebsaggregate 41 , 42, 43, 44 der Stützbeine 18, 19, 20, 21 an, erfasst laufend die von den Stützkraftsensoren 30, 31 , 32, 33 gemessenen Stützkräfte Fgi , Fg2, Fg3, Fg4, und vergleicht diese mit den einzustellenden Stützkräften Fei , Fe2, Fe3, Fe4 bis die gemessenen Stützkraftwerte mit den ermittelten Stützkraftwerten übereinstimmen.
Falls der Schwerpunkt S des Großmanipulators nicht als konstant anzunehmen ist, muss die programmgesteuerte Abstützhilfe μθ zunächst den Schwerpunkt S des Großmanipulators bestimmen. Auf der Basis dieses Schwerpunktes S werden unter Berücksichtigung der Ausfahrstellung der Stützausleger 14, 15, 16, 17 die einzustellenden Stützkräfte Fei , Fe2, Fe3, Fe4 für die einzelnen Stützbeine 18, 19, 20, 21 ermittelt, die beim Abstützen mit noch eingefaltetem Arbeitsausleger 13 notwendig sind, damit das Fahrgestell 12 am Ende des Aufstellvorganges nicht verspannt ist.
Der Schwerpunkt S des Großmanipulators 10 ist beispielsweise nur dann als konstant anzunehmen, wenn der Ausfahrzustand der Stützausleger 14, 15, 16, 17 mit den Stützbeinen 18, 20, 21 , 22 auf die Lage des Schwerpunkts S des Großmanipulators 10 einen vernachlässigbar kleinen Einfluss hat. Ist dies nicht der Fall, muss der Ausfahrzustand der Stützausleger 14, 15, 16, 17 und die davon abhängigen Lagen der Schwerpunkte der Stützausleger 14, 15, 16 ,17 samt Stützbeinen 18, 20, 21 , 22 in der Berechnung des Schwerpunktes S des Großmanipulators 10 durch die programmgesteuerte Abstützhilfe μθ berücksichtigt werden. Das Gesamtgewicht des Großmanipulators 10 ist bei der Ermittlung der einzustellenden Stützkräfte Fei , Fe2, Fe3, Fe4 nicht unbedingt erforderlich, denn die Stützkräfte können auch als relative Werte bestimmt werden. Das tatsächliche Gesamtgewicht und die für jedes Stützbein 18, 19, 20, 21 einzustellenden absoluten Stützkräfte Fei , Fe2, Fe3, Fe4 können auch erst beim Anheben des Großmanipulators ermittelt werden. Hierfür wird durch Addition der gemessenen Stützkräfte Fgi , Fg2, FG3, Fg4 zunächst das Gesamtgewicht des Großmanipulators 10 bestimmt und basierend auf dem ermittelten Gesamtgewicht und den ermittelten relativen Stützkräften werden dann die absoluten Stützkräfte Fei , Fe2, Fe3, Fe4 abgeleitet und beim Abstützvorgang letztendlich eingestellt.
Durch das unverspannte Aufstellen des Fahrgestells 12 werden die Stützkräfte auch bei ausgefaltetem Arbeitsausleger 13 optimal auf die Stützbeine 18, 19, 20, 21 verteilt, so dass überhöhte Belastungen der einzelnen Stützbeine 18, 19, 20, 21 auch im Arbeitsbetrieb mit ausgefahrenen Arbeitsausleger 13 nicht auftreten.
Die Stützkräfte für die einzelnen Stützbeine können beispielsweise mit Hilfe von Methoden der nummerischen Simulation wie der Finite-Elemente-Methode (FEM) und der Mehrkörpersimulation (MKS) oder mit Hilfe geeigneter analytischer Berechnungsverfahren ermittelt werden.
In den Figuren 4a und 4b ist jeweils ein FE-Simulationsmodell mit unterschiedlichen Abstützkonfigurationen des Großmanipulators 10 zur Ermittlung der Stützkräfte Fei , Fe2, Fe3, Fe4 für die einzelnen Stützbeine exemplarisch dargestellt. Das in den Figuren 4a und 4b dargestellte FE-Modell besteht im Wesentlichen aus massenlosen Balkenelementen endlicher Steifigkeit zur Abbildung der tragenden Struktur des Großmanipulators und aus zwei Massenelementen zur Berücksichtigung des Eigengewichtes des Großmanipulators (im Weiteren FE-Balkenmodell genannt). Das Gesamt- Eigengewicht des Großmanipulators ist dabei in zwei Teile aufgeteilt: ein Massenelement mit Position SM berücksichtigt das Eigengewicht des Auslegers, ein zweites Massenelement mit Position Su bildet das Eigengewicht des Unterbaus ab. Alternativ zu den Balkenelementen kann die Steifigkeit der tragenden Struktur des Großmanipulators in einem FE-Modell auch mit Federelementen abgebildet werden. Das Gesamt-Eigengewicht des Großmanipulators kann mit einem einzigen oder auch mit mehr als zwei Massenelementen berücksichtigt werden.
Die Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf das FE-Balkenmodell aus den Figuren 4a, 4b. Das Balkenmodell dient hier aber lediglich zur Darstellung der Ausfahrpositionen der Stützausleger 14, 15, 16, 17 und zur Erläuterung eines geeigneten analytischen Berechnungsverfahrens zur Ermittlung der Fei , Fe2, Fe3,
Fe4.
Das analytische Berechnungsverfahren beruht auf den statischen Gleichungen für das Momente- und Kräftegleichgewicht des Großmanipulators 10. Dieses lässt sich allgemein als lineares Gleichungssystem der Form
darstellen. Dabei bezeichnen die Ausdrücke üx für i=1 ,...,4 die Abstände der Stützfüße zum Gesamtschwerpunkt S des Großmanipulators 10 in Längsachse des Großmanipulators 10 und die Ausdrücke üy für i=1 ,...,4 die Abstände der Stützfüße zum Gesamtschwerpunkt S des Großmanipulators 10 in der zur Längsachse des Großmanipulators 10 orthogonalen Richtung. Die Gewichtskraft des gesamten Großmanipulators wird mit Fg bezeichnet. Das Gleichungssystem (1 1 ) ist des Weiteren als lineare Matrixgleichung mit den Vektoren T bzw. Fe und der Matrix A darstellbar.
Das Gleichungssystem (1 1 ) stellt mit drei Gleichungen für vier Unbekannte (die Stützkräfte Fei , Fe2, Fe3, Fe4) ein unterbestimmtes Gleichungssystem dar und hat im Allgemeinen unendlich viele Lösungen. Zur Bestimmung jener Lösung, welche den unverspannten Zustand des Großmanipulators darstellt, wird nun die Erkenntnis genutzt, dass im unverspannten Zustand die Summe der Quadrate der Stützkräfte minimal ist. Die Aufgabenstellung wird damit als Minimierungsproblem der Form (2) beschrieben, wobei das Gleichungssystem (1 1 ) als Nebenbedingung erfüllt sein muss. Die analytische Lösung dieses Minimierungsproblems ist durch
Fe = A†T (3) mit der Pseudoinversen der Matrix A,
A† = ΑΓ(ΑΑΓΓ1 (4) gegeben.
Mit dem o.g. Berechnungsverfahren werden im Folgenden beispielhaft für eine Abstützung des Großmanipulators 10 entsprechend der Figur 5 (d.h. die Stützausleger 14 (vorne links); 15 (vorne rechts); und 16 (hinten links) sind voll ausgefahren und der Stützausleger 17 (hinten rechts) ist nicht ausgefahren) folgende einzustellenden Stützkräfte Fei , Fe2, Fe3, Fe4 ermittelt:
Deutlich erkennbar ist, dass am nicht abgeklappten Stützausleger 17 (hinten rechts) eine sehr viele höhere Stützkraft einzustellen ist als an den anderen Stützauslegern 14, 15 und 16. Der diagonal gegenüberliegende Stützausleger 14 (vorne links) muss dagegen wesentlich geringer belastet werden, um den Großmanipulator 10 unverspannt aufzustellen. Die Sollstützkräfte Fei , Fe2, Fe3, Fe4 müssen nicht notwendigerweise vor jedem Aufstellen der Maschine neu berechnet werden. Es ist auch möglich, nur definierte Abstützstellungen der Stützausleger zuzulassen, indem zum Beispiel die einzelnen Stützausleger 14, 15, 16, 17 horizontal nur zu 100%, 50% und 0% ausgefahren werden dürfen. Daraus ergibt sich eine überschaubare Anzahl möglicher Abstützstellungen der Stützausleger 14, 15, 16, 17, für die jeweils vorab ermittelte Soll-Stützkräfte Fei , Fe2, Fe3, Fe4 z.B in Tabellenform in einem Speicher abgespeichert sind. Die programmgesteuerte Abstützhilfe μθ liest dann praktisch nur die für die vorgegebene und eingestellte Abstützstellung notwendigen Soll-Stützkräfte Fei , Fe2, Fe3, Fe4 aus der Tabelle aus, bei denen das Fahrgestell 12 des Großmanipulators 10 im abgestützten Zustand unverspannt aufgestellt ist. Hierbei kann der Schwerpunkt der Maschine als konstant bzw. unveränderlich vorausgesetzt werden oder die programmgesteuerte Abstützhilfe μθ ermittelt den jeweils aktuellen Schwerpunkt und korrigiert die Werte aus der Tabelle, die z.B. für einen mittleren Schwerpunkt gelten, entsprechend dem ermittelten Schwerpunkt. Figur 6 zeigt ein Ablaufdiagramm gemäß der Erfindung, mit den Verfahrensschritten, die die Abstützhilfe μθ abarbeitet, bis der Großmanipulator 10 im Sinne der Erfindung verspannungsfrei aufgestellt und ausnivelliert ist. Im Schritt S10 startet der Prozess. Im Schritt S12 wird, beispielweise durch Abfrage der Positionssensoren 34, 35, 36, 37 der Stützausleger 14, 15, 16, 17 die Abstützkonfiguration des Großmanipulators 10 bestimmt. Unter Einbeziehung der Füllstände (Gewichte) der Tanks 26, 27, 28 und der Zuladung ermittelt die Abstützhilfe μθ im Schritt S14 den Schwerpunkt S des Großmanipulators 10. Im Schritt S16 ermittelt die Abstützhilfe μθ beispielsweise mit Hilfe eines iterativen Näherungsverfahrens, eines analytischen Berechnungsverfahrens oder durch Auslesen aus einer Tabelle, wie weiter oben dargelegt, die einzustellenden Stützkräfte Fei , Fe2, Fe3, Fe4 für die einzelnen Stützbeine 18, 19, 20, 21 , die zu einer unverspannten Aufstellung des Großmanipulators 10 führen. Bei der Berechnung wird zugrunde gelegt, dass der Arbeitsausleger 13 zusammengefaltet in der Mastauflage 1 1 liegt, d.h. in Fahrstellung ist. Im Schritt S18 steuert die Abstützhilfe μθ den Ausfahrvorgang der Stützbeine 18, 19, 20, 21 mithilfe der Antriebsaggregate 41 , 42, 43, 44 und fragt im Schritt S20 ständig von den Stützkraftsensoren 30, 31 , 32, 33 die aktuell gemessenen Stützkräfte Fgi , Fg2, Fg3, Fg4 ab. Im Schritt S22 steuert die Abstützhilfe μθ durch gezieltes aus- bzw. einfahren der Stützbeine 18, 19, 20, 21 die Antriebsaggregate der Stützbeine solange an, bis die tatsächlich gemessenen Stützkraftwerte Fgi , Fg2, Fg3, Fg4 den einzustellenden Stützkraftwerten Fei , Fe2, Fe3, Fe4 entsprechen, das heißt Fgi = Fei ; Fg2 = Fe2; Fg3 =
Sobald die Stützkräfte im Schritt S22 optimal eingestellt sind, erfolgt im Schritt S24 noch eine Nivellierung des Großmanipulators 10, d.h. die Stützbeine werden beispielsweise paarweise (d.h. immer zwei linke/rechte oder vordere/hintere Stützen) verfahren, bis der Großmanipulator 10 waagerecht ausgerichtet ist.
Das Ablaufdiagramm beinhaltet alle erforderlichen Verfahrensschritte, um den Großmanipulator 10 vollautomatisch aufzustellen. Wie weiter oben bereits dargelegt, sind einige dieser Verfahrensschritte optional oder können vom Bediener des Großmanipulators 10 auch manuell ausgeführt werden.
Die Nivellierung des Großmanipulators kann auch integraler Bestandteil der Stützkrafteinstellung sein, d.h. die Nivellierung ist nicht zeitlich an die Stützkrafteinstellung angeschlossen, sondern im Zuge der Stützkrafteinstellung wird der Großmanipulator 10 auch automatisch nivelliert. Alternativ wäre auch die Einstellung der Stützkräfte Fgi , Fg2, Fg3, Fg4 über Wegmesssensoren an den Stützbeinen 18, 19, 20, 21 möglich. Dies setzt voraus, dass beispielsweise die Steifigkeiten der Stützausleger 14, 15, 16, 17 bekannt sind und ein zunächst definierter Zustand vor dem Ausrichten des Großmanipulators 10 hergestellt wurde. Unter diesen Voraussetzungen lassen sich über geeignete Wegmesssensoren, die die Ausfahrlänge der Stützbeine 18, 19, 20, 21 ermitteln, die auf die Stützbeine 18, 19, 20, 21 wirkenden Stützkräfte Fgi , Fg2, Fg3, Fg4 ableiten und wie weiter oben dargestellt entsprechend der ermittelten Stützkräfte Fei , Fe2, Fe3, Fe4 einstellen.
Sobald der Aufstellvorgang abgeschlossen ist, kann der Großmanipulator 10 in Betrieb genommen werden, d.h. beispielsweise bei einer Autobetonpumpe kann der Mast 13 aus der Mastauflage 1 1 gehoben und ausgefaltet werden, um den Betonierbetrieb auszuführen.
Die Ermittlung der Stützkräfte wurde hier am Beispiel einer Autobetonpumpe erläutert. Die Erfindung ist aber auf andere Formen von Großmanipulatoren, z.B. in Form von Autokranen, Hubarbeitsbühnen, Feuerwehr-Drehleitern u.ä. anwendbar. Die Erfindung kann zudem auch bei Großmanipulatoren Anwendung finden, die mit mehr als vier Stützbeinen auf dem Untergrund für den Arbeitsbetrieb abgestützt werden.
Bezuaszeichenliste fahrbarer Großmanipulator
Mastauflage
Fahrgestell
Arbeitsausleger
a-c Segmente Arbeitsausleger
-17 Stützausleger
-21 Stützbeine
Einfülltrichter
Betonförderrohr
Drehschemel
Drehturm
Dieseltank Add-Blue-Tank Wassertank
Fahrerkabine
-33 Stützkraftsensoren
-37 Positionssensoren Stützausleger-40 Tank-Füllstandsensoren
-44 Antriebsaggregate
-48 Stützfüße
Neigungssensor

Claims

Patentansprüche
1 . Fahrbarer Großmanipulator (10), insbesondere eine Autobetonpumpe, mit einem Fahrgestell (12), einem auf dem Fahrgestell (12) um eine Hochachse drehbar angeordneten, ausfalt- und / oder ausfahrbaren Arbeitsausleger (13), Stützauslegern (14, 15, 16, 17), die jeweils am Fahrgestell (12) angeordnet und von einer Fahrstellung ganz oder teilweise in eine Abstützstellung horizontal ausfahrbar sind, an den äußeren Enden der Stützausleger (14, 15, 16, 17) angeordnete vertikal ausfahrbare Stützbeine (18, 19, 20, 21 ), die den fahrbaren Großmanipulator (10), unter Bildung einer jeweiligen Stützkraft der Stützbeine (18, 19, 20, 21 ) abstützen,
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h, eine programmgesteuerte Abstützhilfe (μθ) die zur Ermittlung von Soll- Stützkräften (Fei , Fe2, Fe3, Fe4) für die einzelnen Stützbeine (18, 19, 20, 21 ) unter Berücksichtigung der Abstützstellung der Stützausleger (14, 15, 16, 17) eingerichtet ist, bei denen das Fahrgestell (12) des Großmanipulators (10) im abgestützten Zustand unverspannt aufgestellt ist.
2. Fahrbarer Großmanipulator (10) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützhilfe (μθ) weiter dazu eingerichtet, für die Ermittlung der Stützkräfte (Fei , Fe2, Fe3, Fe4) den Schwerpunkt (S) des Großmanipulators (10) zu berücksichtigen.
3. Fahrbarer Großmanipulator (10) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützhilfe (μθ) dazu eingerichtet ist, die Lage des Schwerpunktes (S) des Großmanipulators (10) zu berechnen.
4. Fahrbarer Großmanipulator (10) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützhilfe (μθ) dazu eingerichtet ist, bei der Berechnung der Position des Schwerpunktes (S) die Füllstände von Tanks (26, 27, 28) des Großmanipulators (10) zu berücksichtigen.
5. Fahrbarer Großmanipulator (10), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Großmanipulator (10) Sensoren (34, 35, 36, 37) zur Ermittlung der Abstützstellung der Stützausleger (14, 15, 16, 17) umfasst.
6. Fahrbarer Großmanipulator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützhilfe (μθ) dazu eingerichtet ist, für die Ermittlung der Stützkräfte (Fei , Fe2, Fe3, Fe4) eine numerische Simulation einzusetzen.
7. Fahrbarer Großmanipulator (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützhilfe (μθ) dazu eingerichtet ist für die Ermittlung der Stützkräfte (Fei , Fe2, Fe3, Fe4) ein analytisches Berechnungsverfahren einzusetzen.
8. Fahrbarer Großmanipulator (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Stützbein (18, 19, 20, 21 ) ein Stützkraftsensor (30, 31 , 32, 33) zur Messung der jeweiligen Stützkraft (FGI , FG2, FG3, FG4) zugeordnet ist und die Abstützhilfe (μθ) dazu eingerichtet ist, den Ausfahrvorgang der Stützbeine (18, 19, 20, 21 ) so zu steuern, dass die gemessenen Stützkräfte (Fgi , Fg2, FG3, Fg4) für die einzelnen Stützbeine (18, 19, 20, 21 ) gemäß den ermittelten Stützkräften (Fei , Fe2, Fe3, Fe4) eingestellt werden.
9. Fahrbarer Großmanipulator (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Großmanipulator (10) eine Sensorik zur Erfassung der Neigung des Fahrgestells (12) umfasst und dass die Abstützhilfe (μθ) dazu eingerichtet ist, die Neigung des Fahrgestells (12) unter Beibehaltung der bereits eingestellten Stützkräfte (Fei , Fe2, Fe3, Fe4) oder unter gleichzeitiger Einstellung der Stützkräfte (Fei , Fe2, Fe3, Fe4), minimal einzustellen.
10. Fahrbarer Großmanipulator (10) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützbeine (14, 15, 16, 17) von einem Bediener bis zum Untergrund ausgefahren werden, bevor die programmgesteuerte Abstützhilfe (μθ) die ermittelten Stützkräfte (Fei , Fe2, Fe3, Fe4) einstellt.
1 1 . Fahrbarer Großmanipulator (10) nach einem der Ansprüche 1 bis
10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützhilfe (μθ) dazu eingerichtet ist, die ermittelten Stützkräfte (Fei , Fe2, Fe3, Fe4) auf einer Anzeigeeinrichtung darzustellen.
12. Fahrbarer Großmanipulator (10) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass durch manuelles Ausfahren der Stützbeine (18, 19, 20,
21 ) die durch die Sensoren (30, 31 , 32, 33) gemessenen Stützkräfte (Fgi , Fg2, Fg3, Fg4) so eingestellt werden, dass diese den durch die Abstützhilfe (μθ) ermittelten Stützkräften(Fei , Fe2, Fe3, Fe4) entsprechen.
13. Verfahren zur programmgesteuerten Unterstützung des Abstützvorganges eines fahrbaren Großmanipulators (10), insbesondere
Autobetonpumpe, mit einem Fahrgestell (12), einem auf dem Fahrgestell (12) um eine Hochachse drehbar angeordneten, ausfalt- und / oder ausfahrbaren Arbeitsausleger (13), Stützauslegern (14, 15, 16, 17), die jeweils am Fahrgestell (12) angeordnet und von einer Fahrstellung ganz oder teilweise in eine Abstützstellung horizontal ausfahrbar sind, an den äußeren Enden der Stützausleger (14, 15, 16, 17) angeordnete, vertikal ausfahrbare Stützbeine (18, 19, 19, 20), die den fahrbaren Großmanipulator (10), unter Bildung einer jeweiligen Stützkraft der Stützbeine (18, 19, 20, 21 ), abstützen, mit den Verfahrensschritten: - Bestimmung einer Abstützkonfiguration (S12), wobei die
Abstützkonfiguration Abstützstellungen von Stützauslegern (14, 15, 16, 17) des Großmanipulators (10) angibt,
Ermittlung der Stützkräfte (Fei , Fe2, Fe3, Fe4) für die Stützbeine (18, 19, 20, 21 ) des Großmanipulators (10) unter Berücksichtigung der Abstützkonfiguration (S16) bei denen das Fahrgestell (12) des Großmanipulators (10) im abgestützten Zustand unverspannt aufgestellt ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13 umfassend eine Bestimmung (S14) des Schwerpunktes (S) des fahrbaren Großmanipulators (10), der für die Ermittlung der Stützkräfte (Fei , Fe2, Fe3, Fe4) berücksichtigt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14 weiter umfassend
- einen automatischen Ausfahrvorgang der Stützbeine (S18),
- eine laufende Messung der Stützkräfte (Fgi , Fg2, Fg3, Fg4) (S 20), während des Ausfahrvorganges der Stützbeine (18, 19, 20, 21 )
- einen Vergleich der laufend gemessenen Stützkräfte (Fgi , Fg2, Fg3, Fg4) mit den einzustellenden Stützkräften (Fei , Fe2, Fe3, Fe4) (S22) und Nachjustierung der Stützbeine, bis die gemessenen Stützkräfte (Fgi , Fg2, Fg3, Fg4) mit den ermittelten Stützkräften (Fei , Fe2, Fe3, Fe4) übereinstimmen.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, weiter gekennzeichnet durch eine automatische Nivellierung (S24) des fahrbaren Großmanipulators (10).
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