EP3784850A1 - Verfahren und system zur hydraulischen steuerung eines betonverteilermasts - Google Patents

Verfahren und system zur hydraulischen steuerung eines betonverteilermasts

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EP3784850A1
EP3784850A1 EP19720818.4A EP19720818A EP3784850A1 EP 3784850 A1 EP3784850 A1 EP 3784850A1 EP 19720818 A EP19720818 A EP 19720818A EP 3784850 A1 EP3784850 A1 EP 3784850A1
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EP
European Patent Office
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pressure
hydraulic
mast
control unit
signals
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19720818.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner MÜNZENMAIER
Francisco Martin Brugué
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Putzmeister Engineering GmbH
Original Assignee
Putzmeister Engineering GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/71Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders

Definitions

  • the invention relates to a method for the hydraulic control of a plurality of mast arms comprising concrete distributor mast in which hydraulic drive cylinders designed to drive the articulated mast arms are actuated via a hydraulic circuit, wherein a supply pressure is supplied via a hydraulic pump of the hydraulic circuit is supplied, and in the drive cylinders by at least one pressure transducer, a pressure signal is detected.
  • the invention further relates to a system for carrying out such a method.
  • a hydraulic circuit arrangement in which for a start-up phase of a concrete distributor mast, a control group responding to the load pressure is provided with a switching valve which below a predetermined minimum value of the load pressure is an adjusting member of the hydraulic pump in its position for maximum Conveying flow.
  • the taps for the transmitted by hydraulic control lines load pressures are located on the consumer side of proportional valves for controlling the drive cylinder, which are further reported via a shuttle valve chain. Since so-called load-holding valves are provided on the drive cylinders, the detected load pressures are initially equal to zero. The higher the fixed specification for the switching valve, the higher the system pressure over a longer time, resulting in a corresponding energy loss.
  • EBC control Ergonic Boom Control
  • the operator can operate with a joystick of a remote control All mast arms are controlled computer-aided simultaneously so that targeted movements in a machine coordinate system are possible without any special handling effort.
  • pressure signals are recorded directly in the drive cylinders.
  • the mast could be in a bow-shaped position, so that for a horizontal movement of the mast top or the end hose, individual mast arms have to be raised and others have to be bent. Due to the required pressure build-up, in this coupled mode, the low-loaded boom or drive cylinders react earlier as drive cylinders with a higher load. As a result, the mast can be excited to oscillate and the trajectory of the mast tip can be influenced undesirable.
  • the object of the invention is to further improve the methods and systems for mast control known in the prior art and to specify the most rapid targeted pressure adjustment, in particular for improving the trajectory during mast movement.
  • the invention is based on the idea of using pressure readings directly tapped on the or all drive cylinders as electrically transmitted signals for an electronic pilot control of the supply pressure. Accordingly, the invention proposes that the highest pressure in the drive cylinders is determined from the pressure signals, and that the supply pressure is adjusted in accordance with the highest pressure by an electronic control unit.
  • the electrical For example, dead times or transit time effects in hydraulic timing chains are avoided during the signal transmission, while the supply pressure, which is dependent on the current or instantaneous mast setting, can be precisely set as a variable manipulated variable by the electronic control unit. This results in more precise trajectories and reduced vibrations, especially during the start-up phase, without requiring an excess of hydraulic energy.
  • the pressure signals are transmitted as electrical signals via electrical signal lines from the pressure transducers to the electronic control unit.
  • the pressure transducers operating, for example, as piezoresistive or strain-measuring pressure transducers convert the physical measured variable pressure into an electrical signal, in particular a standard bus signal, for example for a CAN bus.
  • the electrical pressure signals are transmitted to a comparator of the control device, which is formed in particular by an electronic circuit or software.
  • the supply pressure is adjusted as an actuator by a controllable pressure relief valve connected to a feed line of the hydraulic pump, in particular via a branch line.
  • a controllable pressure relief valve connected to a feed line of the hydraulic pump, in particular via a branch line.
  • the pressure-limiting valve is actuated via an electrical control line, in particular by means of a magnet.
  • the hydraulic pump is designed as a fixed displacement pump.
  • the supply pressure may be adjusted by regulating a hydraulic pump designed as a variable displacement pump via a hydraulic or electrical pump regulator.
  • the supply pressure should be set to the value of the highest pressure or a value above it by a specified amount.
  • the electronic control can be variably adapted to the fact that the respective pressure in the drive cylinders is influenced by the instantaneous or current position of the boom arms, wherein in particular a starting position can be taken into account.
  • the supply pressure is adjusted after a start-up phase of the concrete distributor boom, in particular by a load-sensing regulator, independently of the pressure signals of the pressure sensors.
  • the highest pressure is determined from the pressure signals at the beginning of a movement phase, in particular when starting the concrete distributor mast.
  • an electronic control unit is designed to determine a maximum pressure from the pressure signals at least when starting the concrete distributor mast and to adjust the supply pressure according to the highest pressure.
  • the pressure sensors are connected on the output side to the control unit via electrical signal lines.
  • control unit has a comparator equipped with the pressure signals for determining the highest pressure, so that costly hydraulic valve chains for a pressure comparison can be dispensed with.
  • control unit has an evaluation routine for determining a desired value of the supply pressure as a function of the highest pressure.
  • control unit has a hydraulic or electrical pump regulator or a controllable pressure limiting valve connected to a feed line of the fly-type pump for adjusting the supply pressure.
  • FIG. 1 shows a truck-mounted concrete pump with a concrete distributor boom which can be moved by means of hydraulic drive cylinders on its mast arms, in a side view,
  • FIG. 2 shows a block diagram of a system for controlling the concrete distributor mast under load pressure-dependent adaptation of the supply pressure
  • FIG. 3 shows a Flydraulikscrien with a fixed displacement pump and a load pressure dependent triggered pressure relief valve.
  • the truck-mounted concrete pump 10 shown in FIG. 1 in a supported working position comprises a vehicle 12 and a concrete distributor mast 14 that can be transported therewith, whose articulated mast arms 16 are pivotable about a respective joint 20 by means of a respective hydraulic drive cylinder 18, so that an end hose 22 for placing concrete in the working space can be positioned.
  • FIG. 2 shows a control system 24 for the concrete placing boom 14.
  • This comprises actuators 26 for the double-acting hydraulic drive cylinders 18 and for a rotary drive 28 for mast rotation about a vehicle vertical axis, a computer-assisted remote control unit 30 for actuation the actuators 26 under the control of a machinist, a hydraulic circuit 34 containing a hydraulic pump 32 for the hydraulic actuation of the drive cylinders 18 via their actuators 26 and an electronic control device 36 for load-dependent adaptation of the supply pressure supplied by the hydraulic pump 32, at least at the start. ren of the concrete distributor mast 14.
  • each drive cylinder 18 is provided with bottom and rod-side pressure sensors 38 whose pressure signals are supplied as electrical output signals via electrical signal lines 40 to a comparator 42 of the control device 36. This is designed to determine the highest pressure value from the pressure signals and forward it to an evaluation stage 44 of the control device 36. In the evaluation stage 44, a desired value of the supply pressure can be determined therefrom, wherein, if necessary, the determined highest pressure value is increased by a predetermined amount. In order to set the supply pressure to this setpoint, a pressure actuator 46 is provided which can be controlled by the control device 36 via a control line 48.
  • the pressure regulator 46 comprises a pressure-limiting valve 50 whose input is connected via a branch line 52 to an output-side feed line 54 of the hydraulic pump 32.
  • the valve is actuated via a proportional solenoid 56 at the end of the control line 48.
  • the output of the pressure relief valve 50 is connected via a return line 58 to the tank 60.
  • the supply or delivery pressure of the hydraulic pump 32 designed as a variable displacement pump is distributed in parallel to the actuators 26 via the hydraulic circuit 34.
  • These are based on proportional changeover valves, which can be connected on the bottom or rod side to the drive cylinder 18 and provide a hydraulic lock in their zero position, so that the mast arms 16 remain in a given position and the hydraulic pump 32 does not have to work continuously under full load.
  • the respective pressure in the drive cylinders 18 is influenced by the instantaneous position of the mast arms 16 and is thus of different heights.
  • the vehicle-near first drive cylinder 18 in FIG. 1 requires the greatest pressure for erecting, whereas the last drive cylinder requires less pressure for the kinking in front of the mast end.
  • the hydraulic pressure can not be provided abruptly but builds up over a certain period of time.
  • the automatic control system 24 automatically ensures that the currently required maximum supply pressure is provided.
  • the measurement signals provided as electrical signals or current signals of the pressure transducer 38 are processed in the comparator 42 in order to determine the highest required pressure electronically or digitally.
  • the evaluation stage 44 as part of a microprocessor, provides for the corresponding energization of the proportional solenoid 56 of the pressure limiting valve 50 for setting the highest required pressure as a preload pressure. All the drive cylinders 18 can thus be approached at the same time because none of them remains under-supplied for their required working pressure during a certain dead time. After this start-up time effects in the chain of actuators 26 are rather subordinate and there is enough hydraulic oil available, so that if necessary, the pressure control can be disabled.
  • control unit 36 via a control line 48 'and a pump controller, not shown directly on the pivoting angle of a variable displacement pump 32 acts to set a desired biasing pressure.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of the use of the control device 36 in conjunction with a constant displacement pump 32 ', wherein only two actuators 26 with their proportional valves 62 and downstream hydraulic drive cylinders 18 are shown in the circuit diagram for the sake of simplicity.
  • the load pressure is determined by pressure sensor 38 and preset to the pressure relief valve 50 via a proportional solenoid coil 56 according to the highest detected pressure variable.
  • the directional control valve 64 closes, and the pressure is transmitted hydraulically via a load-sensing line 66 to the pressure compensator 68.
  • the excess hydraulic oil is diverted from the branch point 70 to the tank 60.
  • the pressure balance 68 has a switching valve 72, which is acted upon by the load-sensing pressure at its one spring-biased control input and by the pump pressure at its other control input and correspondingly controls or blocks in an intermediate position.
  • the taps 74 for the load pressure transmission are located on the supply side of the proportional valves 62.
  • the shuttle valve chain 76 ensures that only the highest load pressure on the load-sensing line 66 is controlled in the ferry mode.
  • the drive cylinders 18 are locked by the load-holding valves 78, and no load-sensing signal is provided.
  • the control device 36 which is coupled to the pressure sensors 38, makes it possible to provide the required pressure prestress in order to use an electronic mast control device (for example known as EBC, Ergonic Boom Control) Start command in suitable synchronized pivoting movements of the mast arms 16 to implement without individual drive cylinder 18 lead with lower supply pressure requirement.
  • EBC Ergonic Boom Control

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur hydraulischen Steuerung eines mehrere Mastarme (16) umfassenden Betonverteilermasts (14), wobei hydraulische Antriebszylinder (18) für die gelenkig miteinander verbundenen Mastarme (16) über eine Hydraulikschaltung (34) angesteuert werden, wobei über eine Hydraulikpumpe (32) der Hydraulikschaltung (34) ein Versorgungsdruck geliefert wird, und wobei in den Antriebszylindern (18) durch jeweils mindestens einen Druckaufnehmer (38) ein Drucksignal erfasst wird. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der höchste Druck in den Antriebszylindern (18) aus den Drucksignalen ermittelt wird, und dass der Versorgungsdruck nach Maßgabe des höchsten Drucks durch eine elektronische Steuereinheit (36) angepasst wird.

Description

Verfahren und System zur hydraulischen Steuerung eines Betonver- teilermasts
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur hydraulischen Steuerung eines meh- rere Mastarme umfassenden Betonverteilermasts, bei welchem zum An- trieb der gelenkig miteinander verbundenen Mastarme ausgebildete hyd- raulische Antriebszylinder über eine Hydraulikschaltung angesteuert wer- den, wobei über eine Hydraulikpumpe der Hydraulikschaltung ein Versor- gungsdruck geliefert wird, und in den Antriebszylindern durch jeweils min- destens einen Druckaufnehmer ein Drucksignal erfasst wird. Die Erfindung betrifft weiter ein System zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Aus der DE 10 2005 035 981 A1 ist eine hydraulische Schaltungsanordnung bekannt, bei der für eine Anfahrphase eines Betonverteilermasts eine auf den Lastdruck ansprechende Steuergruppe mit einem Schaltventil vorgese- hen, die unterhalb eines vorgegebenen Mindestwerts des Lastdrucks ein Verstellorgan der Hydraulikpumpe in seine Position für maximalen Förder- strom bringt. Die Abgriffe für die durch hydraulische Steuerleitungen über- mittelten Lastdrücke befinden sich dabei jeweils auf der Verbraucherseite von Proportionalventilen zur Ansteuerung der Antriebszylinder, wobei die über eine Wechselventilkette weitergemeldet werden. Da an den Antriebs- zylindern so genannte Lasthalteventile vorgesehen sind, sind die erfassten Lastdrücke zunächst gleich Null. Je höher nun die feste Vorgabe für das Schaltventil eingestellt wird, desto höher ist der Systemdruck über eine län- gere Zeit, woraus ein entsprechender Energieverlust resultiert.
Bei aktuellen Steuersystemen für Betonverteilermasten, wie sie von der An- melderin als so genannte EBC-Steuerung (Ergonic Boom Control) vertrie- ben werden, kann der Bediener mit einem Joystick einer Fernbedienung alle Mastarme rechnergestützt gleichzeitig ansteuern, so dass gezielte Be- wegungen in einem Maschinenkoordinatensystem ohne besonderen Hand- habungsaufwand möglich sind. Hierfür werden Drucksignale direkt in den Antriebszylindern erfasst. Beispielsweise könnte sich der Mast in einer bo- genförmigen Stellung befinden, so dass zum horizontalen Bewegen der Mastspitze bzw. des Endschlauchs einzelne Mastarme angehoben und an- dere abgeknickt werden müssen. In diesem gekoppelten Betrieb reagieren bedingt durch den benötigten Druckaufbau die stellungsbedingt niedrigbe- lasteten Mastarm- bzw. Antriebszylinder früher als Antriebszylinder mit hö- herer Last. Dadurch kann der Mast zu Schwingungen angeregt werden und die Bahnkurve der Mastspitze unerwünscht beeinflusst werden.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die im Stand der Technik bekannten Verfahren und Systeme zur Maststeuerung weiter zu verbessern und eine möglichst rasche gezielte Druckanpassung insbe- sondere für eine Verbesserung der Bahnkurve bei der Mastbewegung an- zugeben.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 bzw. 15 angege- bene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen An- sprüchen.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, an den bzw. allen Antriebszy- lindern direkt abgegriffene Druckmesswerte als elektrisch übermittelte Sig- nale für eine elektronische Vorsteuerung des Versorgungsdrucks zu nut- zen. Dementsprechend wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der höchste Druck in den Antriebszylindern aus den Drucksignalen ermittelt wird, und dass der Versorgungsdruck nach Maßgabe des höchsten Drucks durch eine elektronische Steuereinheit angepasst wird. Durch die elektri- sche Signalübertragung werden Totzeiten bzw. Laufzeiteffekte in hydrauli- schen Steuerketten vermieden, während durch die elektronische Steuerein- heit der von der aktuellen bzw. momentanen Maststellung abhängige Ver- sorgungsdruck zielgenau als variable Stellgröße eingestellt werden kann. Daraus resultieren insbesondere in der Anfahrphase genauere Bahnkurven und verminderte Schwingungen, ohne dass ein Überschuss an hydrauli- scher Energie erforderlich ist.
Zur Vermeidung eines verzögerten Druckaufbaus ist es weiter von Vorteil, wenn die Drucksignale als elektrische Signale über elektrische Signalleitun- gen von den Druckaufnehmern an die elektronische Steuereinheit übertra- gen werden. Die bspw. als piezoresistiver oder Dehnungs-messender Druckmessumformer arbeitenden Druckaufnehmer wandeln dabei die phy- sikalische Messgröße Druck in ein elektrisches Signal, insbesondere ein Standard-Bussignal bspw. für einen CAN-Bus um.
Um hydraulische Signalleitungen zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn die Drucksignale jeweils an der Bodenseite und/oder der Stangenseite der An- triebszylinder direkt abgegriffen werden.
Für eine elektronische Signalverarbeitung ist es vorteilhaft, wenn die elektri- schen Drucksignale an einen insbesondere durch eine elektronische Schal- tung oder Software gebildeten Vergleicher der Steuereinrichtung übertra- gen werden.
Für eine indirekte Anpassung des Versorgungsdrucks ist es vorteilhaft, wenn der Versorgungsdruck durch ein an einer Speiseleitung der Hydrau- likpumpe insbesondere über eine Abzweigleitung angeschlossenes, regel- bares Druckbegrenzungsventil als Stellglied angepasst wird. Um auch hier Laufzeiteffekte zu vermeiden und eine feinfühlige Druckein- stellung zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn das Druckbegrenzungs- ventil über eine elektrische Steuerleitung insbesondere mittels eines Mag- neten betätigt wird.
In einer einfachen Schaltungsvariante ist es vorgesehen, dass die Hydrau- likpumpe als Konstantpumpe ausgebildet ist.
Alternativ ist es auch möglich, dass der Versorgungsdruck durch Regelung einer als Verstellpumpe ausgebildeten Hydraulikpumpe über einen hydrau- lischen oder elektrischen Pumpenregler angepasst wird.
Um eine hinreichende Versorgung aller hydraulischen Verbraucher zu ge- währleisten, sollte der Versorgungsdruck auf den Wert des höchsten Drucks oder einen um einen vorgegebenen Betrag darüberliegenden Wert einge- stellt werden.
Die elektronische Ansteuerung lässt sich variabel darauf anpassen, dass der jeweilige Druck in den Antriebszylindern durch die momentane bzw. ak- tuelle Stellung der Mastarme beeinflusst wird, wobei insbesondere eine An- fahrstellung berücksichtigt werden kann.
Um einen robusten Betrieb zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn der Ver- sorgungsdruck nach einer Anfahrphase des Betonverteilermasts insbeson- dere durch einen Load-Sensing-Regler unabhängig von den Drucksignalen der Druckaufnehmer eingestellt wird.
Für eine möglichst exakte Mastbewegung ist es günstig, wenn die Antriebs- zylinder über jeweils ein zugeordnetes Stellglied der Hydraulikschaltung, insbesondere ein Proportional-Wegeventil mit einem von dem Versor- gungsdruck abgeleiteten Arbeitsdruck beaufschlagt werden. Eine weitere Erhöhung des Gebrauchsnutzens ergibt sich dadurch, dass die Bewegung der Mastarme des Betonverteilermasts nach Vorgabe von Fahrbefehlen rechnerunterstützt koordiniert wird.
Günstig ist es auch, wenn am Anfang einer Bewegungsphase, insbeson- dere beim Anfahren des Betonverteilermasts aus den Drucksignalen der höchste Druck ermittelt wird. Im Hinblick auf ein Steuerungssystem wird vorgeschlagen, dass eine elekt- ronische Steuereinheit dazu ausgebildet ist, zumindest beim Anfahren des Betonverteilermasts aus den Drucksignalen einen höchsten Druck zu ermit- teln und den Versorgungsdruck nach Maßgabe des höchsten Drucks anzu- passen. Daraus ergeben sich Systemvorteile analog zu den eingangs er- läuterten vorteilhaften Wirkungen.
Um eine rasche Signalübertragung direkt von den Antriebszylindern an die Steuereinheit zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn die Druckaufnehmer ausgangsseitig über elektrische Signalleitungen an die Steuereinheit ange- schlossen sind.
Vorteilhafterweise besitzt die Steuereinheit einen mit den Drucksignalen be- aufschlagten Vergleicher zur Ermittlung des höchsten Drucks, so dass auf aufwendige hydraulische Ventilketten für einen Druckvergleich verzichtet werden kann.
Eine flexible Anpassung wird dadurch ermöglicht, dass die Steuereinheit eine Auswerteroutine zur Ermittlung eines Sollwerts des Versorgungs- drucks in Abhängigkeit von dem höchsten Druck aufweist. Ein weiterer Systemvorteil ergibt sich dadurch, dass die Steuereinheit einen hydraulischen oder elektrischen Pumpenregler oder ein an einer Speiselei- tung der Flydraulikpumpe angeschlossenes, regelbares Druckbegren- zungsventil zur Anpassung des Versorgungsdrucks aufweist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Autobetonpumpe mit einem durch hydraulische Antriebszy- linder an seinen Mastarmen bewegbaren Betonverteilermast in ei- ner Seitenansicht,
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Systems zur Ansteuerung des Betonver- teilermasts unter lastdruckabhängiger Anpassung des Versor- gungsdrucks;
Fig. 3 eine Flydraulikschaltung mit einer Konstantpumpe und einem last- druckabhängig angesteuerten Druckbegrenzungsventil. Die in Fig. 1 in einer abgestützten Arbeitsstellung gezeigte Autobetonpumpe 10 umfasst ein Fahrzeug 12 und einen damit transportierbaren Betonvertei- lermast 14, dessen gelenkig miteinander verbundene Mastarme 16 mittels jeweils eines hydraulischen Antriebszylinders 18 um ein jeweiliges Gelenk 20 schwenkbar sind, so dass ein Endschlauch 22 zum Ausbringen von Be- ton im Arbeitsraum positionierbar ist.
Fig. 2 zeigt ein Steuerungssystem 24 für den Betonverteilermast 14. Dieses umfasst Stellglieder 26 für die doppeltwirkenden hydraulischen Antriebszy- linder 18 und für einen Drehantrieb 28 zur Mastdrehung um eine Fahrzeug- hochachse, eine rechnerunterstützte Fernbedieneinheit 30 zur Betätigung der Stellglieder 26 unter Kontrolle eines Maschinisten, einer eine Hydraulik- pumpe 32 enthaltenden Hydraulikschaltung 34 zur hydraulischen Ansteue- rung der Antriebszylinder 18 über deren Stellglieder 26 und eine elektroni- schen Steuereinrichtung 36 zur lastabhängigen Anpassung des von der Hydraulikpumpe 32 gelieferten Versorgungsdrucks zumindest beim Anfah- ren des Betonverteilermasts 14.
Zu diesem Zweck ist jeder Antriebszylinder 18 mit boden- und stangensei- tigen Druckaufnehmern 38 versehen, deren Drucksignale als elektrische Ausgangssignale über elektrische Signalleitungen 40 einem Vergleicher 42 der Steuereinrichtung 36 zugeführt werden. Dieser ist dazu ausgebildet, den höchsten Druckwert aus den Drucksignalen zu ermitteln und an eine Auswertestufe 44 der Steuereinrichtung 36 weiterzuleiten. In der Auswerte- stufe 44 kann daraus ein Sollwert des Versorgungsdrucks bestimmt wer- den, wobei ggf. der ermittelte höchste Druckwert noch um einen vorgege- benen Betrag erhöht wird. Um den Versorgungsdruck auf diesen Sollwert einzustellen, ist ein Druckstellglied 46 vorgesehen, das durch die Steuer- einrichtung 36 über eine Steuerleitung 48 ansteuerbar ist.
In der in Fig. 2 gezeigten Ausführung umfasst der Druckregler 46 ein Druck- begrenzungsventil 50, dessen Eingang über eine Abzweigleitung 52 an eine ausgangsseitige Speiseleitung 54 der Hydraulikpumpe 32 angeschlossen ist. Die Ventilbetätigung erfolgt über einen Proportionalmagnetspule 56 am Ende der Steuerleitung 48. Der Ausgang des Druckbegrenzungsventils 50 ist über eine Rückführleitung 58 an den Tank 60 angeschlossen.
Der Versorgungs- bzw. Lieferdruck der als Verstellpumpe ausgebildeten Hydraulikpumpe 32 wird über die Hydraulikschaltung 34 parallel auf die Stellglieder 26 verteilt. Diese basieren auf Proportionalwechselventilen, die sich boden- oder stangenseitig auf die Antriebszylinder 18 aufschalten las- sen und in ihrer Nullstellung für eine hydraulische Verriegelung sorgen, so dass die Mastarme 16 in einer gegebenen Stellung verharren und die Hyd- raulikpumpe 32 nicht stetig unter Volllast arbeiten muss.
Der jeweilige Druck in den Antriebszylindern 18 wird durch die momentane Stellung der Mastarme 16 beeinflusst und ist damit unterschiedlich hoch. Beispielsweise benötigt der fahrzeugnahe erste Antriebszylinder 18 in Fig. 1 für das Aufrichten den größten Druck, während der letzte Antriebszylinder vor dem Mastende für das Abknicken weniger Druck braucht. Der Hydrau- likdruck kann aber nicht sprungartig bereitgestellt werden, sondern baut sich über eine gewisse Zeit auf.
Wenn nun der Betonverteilermast 14 aus einer gegebenen Stellung ange- fahren werden soll, sorgt das automatische Steuerungssystem 24 selbsttä- tig dafür, dass der aktuell maximal erforderliche Versorgungsdruck bereit- gestellt wird. Hierfür werden die als elektrische Signale bzw. Stromsignale bereitgestellten Messsignale der Druckaufnehmer 38 in dem Vergleicher 42 verarbeitet, um den höchsten benötigten Druck elektronisch bzw. digital zu ermitteln. Die Auswertestufe 44 sorgt als Teil eines Mikroprozessors für die entsprechende Bestromung der Proportionalmagnetspule 56 des Druckbe- grenzungsventils 50 zur Einstellung des höchsten benötigten Drucks als Vorspanndruck. Damit können alle Antriebszylinder 18 gleichzeitig angefah- ren werden, weil keiner für seinen erforderlichen Arbeitsdruck während ei- ner gewissen Totzeit unterversorgt bleibt. Nach dieser Anfahrphase sind Laufzeiteffekte in der Kette von Stellgliedern 26 eher untergeordnet und es steht genügend Hydrauliköl zur Verfügung, so dass ggf. die Druckregelung außer Funktion gesetzt werden kann.
Anstelle der indirekten Drucksteuerung mittels eines regelbaren Druckbe- grenzungsventils 50 ist es auch denkbar, dass die Steuereinheit 36 über eine Steuerleitung 48‘ und einen nicht gezeigten Pumpenregler direkt auf den Schwenkwinkel einer Verstellpumpe 32 wirkt, um einen gewünschten Vorspanndruck einzustellen.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für den Einsatz der Steuerein- richtung 36 in Verbindung mit einer Konstantpumpe 32‘, wobei in dem Schaltplan zur Vereinfachung nur zwei Stellglieder 26 mit ihren Proportio- nalventilen 62 und nachgeordneten hydraulischen Antriebszylindern 18 dar- gestellt sind. Auch dort wird der Lastdruck über Druckaufnehmer 38 ermittelt und an dem Druckbegrenzungsventil 50 über eine Proportionalmagnetspule 56 entsprechend dem höchsten erfassten Druck variabel voreingestellt. So- bald im weiteren Mastbetrieb ein höherer Druck erforderlich wird, schließt das Wegeventil 64, und die Druckübertragung erfolgt hydraulisch über eine Load-Sensing-Leitung 66 an die Druckwaage 68. Dort wird das überschüs- sige Hydrauliköl vom Abzweigpunkt 70 zum Tank 60 abgeleitet. Die Druck- waage 68 weist hierfür ein Schaltventil 72 auf, das an seinem einen feder- vorgespannten Steuereingang mit dem Load-Sensing-Druck und an seinem anderen Steuereingang mit dem Pumpendruck beaufschlagt ist und ent- sprechend in eine Zwischenstellung durchsteuert oder sperrt.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, befinden sich die Abgriffe 74 für die Lastdruck- Übermittlung auf der Versorgungsseite der Proportionalventile 62. Die Wechselventilkette 76 sorgt dafür, dass im Fährbetrieb nur der höchste Lastdruck auf die Load-Sensing-Leitung 66 durchgesteuert wird.
Im Stand-by-Betrieb, also in der gezeigten Mittelstellung der Proportional- ventile 62, sind die Antriebszylinder 18 durch die Lasthalteventile 78 verrie- gelt, und es wird kein Load-Sensing-Signal bereitgestellt. Hier ermöglicht die mit den Druckaufnehmern 38 gekoppelte Steuereinrichtung 36 die er- forderliche Druckvorspannung, um mittels einer elektronischen Mastkontrol- leinrichtung (beispielsweise bekannt als EBC, Ergonic Boom Control) einen Anfahrbefehl in geeignete synchronisierte Schwenkbewegungen der Mast- arme 16 umzusetzen, ohne dass einzelne Antriebszylinder 18 mit geringe- rem Versorgungsdruckbedarf voreilen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur hydraulischen Steuerung eines mehrere Mastarme (16) umfassenden Betonverteilermasts (14), bei welchem hydraulische An- triebszylinder (18) für die gelenkig miteinander verbundenen Mast- arme (16) über eine Hydraulikschaltung (34) angesteuert werden, wo- bei über eine Hydraulikpumpe (32) der Hydraulikschaltung (34) ein Versorgungsdruck geliefert wird, und in den Antriebszylindern (18) durch jeweils mindestens einen Druckaufnehmer (38) ein Drucksignal erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass der höchste Druck in den Antriebszylindern (18) aus den Drucksignalen ermittelt wird, und dass der Versorgungsdruck nach Maßgabe des höchsten Drucks durch eine elektronische Steuereinheit (36) angepasst wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksignale als elektrische Signale über elektrische Signalleitungen (40) von den Druckaufnehmern (38) an die elektronische Steuereinheit (36) übertragen werden. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksignale jeweils an der Bodenseite und/oder der Stangenseite der Antriebszylinder direkt abgegriffen werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich- net, dass die elektrischen Drucksignale an einen insbesondere durch eine elektronische Schaltung oder Software gebildeten Vergleicher der Steuereinrichtung übertragen werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungsdruck durch ein an einer Speiseleitung (54) der Hydraulikpumpe (32) insbesondere über eine Abzweigleitung (52) angeschlossenes, regelbares Druckbegrenzungsventil (50) als Stell- glied angepasst wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (50) über eine elektrische Steuerleitung (48) insbesondere mittels einer Magnetspule (56) betätigt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe (32) als Konstantpumpe ausgebildet ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich- net, dass der Versorgungsdruck durch Regelung einer als Verstell- pumpe ausgebildeten Hydraulikpumpe (32) über einen hydraulischen oder elektrischen Pumpenregler angepasst wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich- net, dass der Versorgungsdruck auf den Wert des höchsten Drucks oder einen um einen vorgegebenen Betrag darüberliegenden Wert eingestellt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich- net, dass der jeweilige Druck in den Antriebszylindern (18) durch die momentane Stellung der Mastarme (16) beeinflusst wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungsdruck nach einer Anfahrphase des Betonverteilermasts (14) insbesondere durch einen Load-Sensing- Regler (66,68) unabhängig von den Drucksignalen der Druckaufneh- mer (38) eingestellt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebszylinder (18) über jeweils ein zugeordnetes Stellglied der Hydraulikschaltung (34), insbesondere ein Proportional- Wegeventil (26) mit einem von dem Versorgungsdruck abgeleiteten
Arbeitsdruck beaufschlagt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Mastarme (16) des Betonverteiler- masts (14) nach Vorgabe von Fahrbefehlen rechnerunterstützt koordi- niert wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass am Anfang einer Bewegungsphase, insbesondere beim Anfahren des Betonverteilermasts (14) aus den Drucksignalen der höchste Druck ermittelt wird.
15. System zur hydraulischen Steuerung eines mehrere Mastarme (16) umfassenden Betonverteilermasts (14), mit jeweiligen hydraulischen Antriebszylindern (18) für die gelenkig miteinander verbundenen Mast- arme (16) und einer eine Hydraulikpumpe (32) umfassenden Hydrau- likschaltung (34) zur Ansteuerung der Antriebszylinder (18), wobei durch jeweils mindestens einen Druckaufnehmer (38) in den Antriebs- zylindern (18) ein Drucksignal erfassbar ist, wobei der jeweilige Druck in den Antriebszylindern (18) von der momentanen Stellung der Mast- arme (16) abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektro- nische Steuereinheit (36) dazu ausgebildet ist, aus den Drucksignalen einen höchsten Druck zu ermitteln und den Versorgungsdruck nach Maßgabe des höchsten Drucks anzupassen.
16. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckaufnehmer (38) ausgangsseitig über elektrische Signalleitungen
(40) an die elektronische Steuereinheit (36) angeschlossen sind.
17. System nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (36) einen mit den Drucksignalen beaufschlagten Vergleicher (42) zur Ermittlung des höchsten Drucks aufweist.
18. System nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (36) eine Auswertestufe (44) zur Ermittlung eines Sollwerts des Versorgungsdrucks in Abhängigkeit von dem höchsten Druck aufweist.
19. System nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (36) einen hydraulischen oder elektrischen Pumpenregler oder ein an einer Speiseleitung der Hydraulikpumpe (32) angeschlossenes, regelbares Druckbegrenzungsventil (50) zur
Anpassung des Versorgungsdrucks aufweist.
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