WO2016075306A1 - Verfahren zur hubhöhen- und/oder schwenkwinkelbegrenzung eines baggers - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for lifting height and / or swing angle limiting of an excavator and to an excavator according to the features of the respective preamble of the independent patent claims.
- Excavators which have a movable undercarriage and a rotatable superstructure arranged thereon, wherein a basic element of a cantilever and on the base element at least one further element, in particular a central element of the cantilever is pivotally arranged on the superstructure, are known.
- the invention is therefore an object of the invention to provide a method for Hub Oundel- and / or swivel angle limitation of an excavator and an excavator itself, with the above-described disadvantages are avoided.
- the invention provides that by means of an angle sensor, an angle of attack of the base element and by means of a further angle sensor an angle of at least one further element is detected, taking into account the detected angle and the length of the elements a highest point of the excavator is determined. Since the articulation point of the boom on the superstructure and thus the distance of this point to the floor of the excavator is known, a maximum highest point can be determined from the detected angles of attack in combination with the known height of the articulation point of the boom on the superstructure.
- the angle of attack of the boom is taken into account in an advantageous manner.
- the installation height of the excavator is taken into account, so that then by the determined or known height of the articulation point of the boom on the superstructure and the consideration of the respective angle of the respective elements and their known length of the maximum highest point can be calculated, this highest point has been calculated or determined, it can be compared, whether it is below or above a predefined level above the excavator, this level above the excavator in space specifies a kind of virtual ceiling, making sure that The excavator with its boom does not pierce this virtual ceiling upwards to prevent it from entering a safety-critical area. At the same time it must be ensured that the operation of the excavator is only made possible up to this virtual blanket, in order to exclude just the described safety risks.
- the same method can not only be applied to a plane above the excavator, but, taking into account the rotation of the superstructure, can also be used only on a lateral virtual wall and / or the lateral virtual wall adjacent to the excavator and the virtual blanket above the excavator.
- a pivoting of the upper carriage relative to the lower carriage is detected in an advantageous manner by means of a rotation sensor and taken into account in the determination of the virtual lateral wall.
- FIG. 1 shows an excavator 1 which, in a manner known per se, has an undercarriage 2 with driven wheels 3 arranged thereon. Instead of the wheels 3, a chain drive or a track chassis can be used.
- a support element 4 possibly also two or four support elements 4, are put into operation. The operation of the support elements 4, if they are present and are used, an effect on the maximum possible height of the excavator 1, which will be discussed later.
- the excavator 1 in a conventional manner an upper carriage 5, in which z. B. a cabin for the excavator driver, a drive, hydraulic means and the like are housed.
- a base member 6 is pivotally mounted.
- a working tool can be arranged.
- this embodiment of the boom is merely beispieihaft and the number of elements and the type of working tool can vary.
- an angle sensor 10 is present, which has an angle of attack of the base element 6 with respect to the ground on which the excavator 1 is set up or, for example, the surface of the undercarriage 2 and a further angle sensor 11 which determines the angle of incidence of the Middle element 7 determined with respect to the base element 6.
- a proximity sensor 12 is provided as an additional securing device.
- Particularly preferred are also another angle sensor (not shown) and a further angle sensor (also not shown) at the end of the dipper stick 8 available.
- the Ausienkung of the spoon handle 8 with respect to the footprint of the excavator 1 and the central element 7 and with the arranged at the end of the spoon handle 8 angle sensor angle of attack of the working tool, in particular the spoon 9, with respect to the arm of the dipper 8 or in relation to the Aufsteil constitutional the excavator 1 are determined.
- a rotation sensor 13 for example, which detects the rotational movement of the superstructure 5 in relation to the undercarriage 2, is used for this purpose.
- control unit 14 equipped with a display unit 15 and, as a rule, an input unit (not shown) is.
- the inventive method for Hubtownnbegrenzung will be explained with reference to Figure 1 and with reference to a highest point 16 shown there.
- a highest point 16 can be determined due to the detection of the angle and the known or measured height of the excavator 1 on its footprint.
- This highest point 16 is located in a plane above the excavator, wherein the movement of the elements of the excavator in the control unit 14 is set so that the movement of the excavator 1 or its elements only a maximum up to this level, in which the highest point 16 is possible, although a movement of the elements beyond this level would be possible (due to the construction of the excavator 1) or the excavator 1 is constructed with its elements so that even at maximum possible angles of attack and maximum possible height, the outer end of Jib (or possibly also an intermediate area) this level, in which the highest point 16 is located, can not be exceeded.
- this level (virtual ceiling) above the excavator, in the highest point 16 is limited, the maximum allowable working height below which there is no safety risk when working with the excavator 1. In this case, no further safeguards would be required.
- this virtual ceiling is in a room in which z. For example, if safety-critical equipment (such as an overhead electrical overhead line above tracks) is located, it is necessary to limit the height of the plane in which the highest point 16 is located. This height can be specified via the input unit of the control unit 14.
- Point 16 is located and represents a safety-critical level (which will be below the maximum possible working height of the excavator 1) found that a part of the excavator 1, in particular a part of the boom and in turn especially arranged at the end of the boom working tool not only this Nourishing boundary plane, but this would also pierced, the further operation of the excavator is prevented in these lying in view of Figure 1 above the plane with the highest point 16 space.
- an amount resulting from the actuation of at least one support element 4 in the determination of the highest point 16 is advantageously taken into account. This means that the height BASE of the articulation point of the base element 6 on the superstructure 4 can change (because, for example, the support element 4, but also a track chassis or the like is actuated) is taken into account.
- a pivot angle limitation can also be carried out.
- pivoting of the superstructure 5 relative to the undercarriage 2 is detected by means of the rotation sensor and then prevented further pivoting, if at least a part of the superstructure 5, in particular an element of the boom or the working tool at the end of the boom this predetermined and via the control unit 15th predetermined virtual lateral wall would pierce.
- a support element 4 or laterally two support elements 4 are arranged only at the front end of the undercarriage 2, it is quite possible that at least one support element 4 arranged in the front region of the undercarriage 2 is actuated by actuation thereof the undercarriage 2 is not only tilted, but also has an impact on the height BASE. This, too, can be taken into account advantageously for determining the highest point 16 or a maximum possible lateral point (not shown) during the movement of the excavator 1.
- the highest point 16 lies in a plane above the excavator 1.
- This highest point 16 need not necessarily lie on a straight line which is formed by the longitudinal axis or an axis parallel to the longitudinal axis, but may also lie laterally next to these axes. This is the case when the superstructure 3 has been pivoted relative to the undercarriage 2. Is this highest point 16 of the maximum achievable point, the boom of the excavator due to its structural conditions and taking into account the use of the working tool can reach maximum and is a safety critical space above this highest point 16, there is no security risk, because due to the structural conditions of the Bagger 1 is ensured that none of its elements can reach this safety-critical space.
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Abstract
Verfahren zur Hubhöhen- und/oder Schwenkwinkelbegrenzung eines Baggers (1), der einen fahrbaren Unterwagen (2) und einen darauf angeordneten drehbaren Oberwagen (5) aufweist, wobei an dem Oberwagen (5) schwenkbar ein Grundelement (6) eines Auslegers und an dem Grundelement (6) zumindest ein weiteres Element, insbesondere ein Mittelelement (7), des Auslegers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Winkelsensors (10) ein Anstellwinkel des Grundelementes (6) und mittels eines Winkelsensors (11) ein Anstellwinkel des zumindest einen weiteren Elementes erfasst wird, wobei unter Berücksichtigung der erfassten Anstellwinkel und der Länge der Elemente ein höchster Punkt (16) des Baggers (1) bestimmt wird.
Description
B E S C H R E I B U N G
Verfahren zur Hubhöhen- und/oder Schwenkwinkelbegrenzung eines Baggers
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hubhöhen- und/oder Schwenkwinke!begrenzung eines Baggers sowie einen Bagger nach den Merkmalen des jeweiligen Oberbegriffes der unabhängigen Patentansprüche.
Bagger, die einen fahrbaren Unterwagen und einen darauf angeordneten drehbaren Oberwagen aufweisen, wobei an dem Oberwagen schwenkbar ein Grundelement eines Auslegers und an dem Grundelement zumindest ein weiteres Element, insbesondere ein Mittelelement, des Auslegers angeordnet ist, sind bekannt.
Diese Bagger sind mobil und werden beispielsweise auf Rädern oder Ketten bewegt. Wenn an ihrem Einsatzort angekommen sind, können sie aufgrund der Schwenkbewegung des Auslegers und gegebenenfalls einer Rotation des Oberwagens, an dem der Ausleger angeordnet ist, in einem bestimmten Arbeitsraum ihre Arbeit verrichten. Oftmals kann jedoch aufgrund der örtlichen Gegebenheiten dieser grundsätzlich maxima! zur Verfügung stehende Arbeitsraum nicht ausgenutzt werden. Dies kann z. B. daran liegen, dass in einem Teil des möglichen Arbeitsraumes sich Gegenstände (wie z. B. Häuser, Bäume, Oberleitungen, Mauern, Fahrzeuge oder dergleichen) befinden. Es ist aber auch denkbar, dass ein Bagger mit einem Gleisfahrwerk auf Gleisschienen eingesetzt wird und parallel zu den Gleisschienen weitere Gleisschienen vorhanden sind, wo während der Arbeit des Baggers Züge verkehren können. Daher würde es ein sehr großes Sicherheitsrisiko darstellen, wenn der Bediener des Baggers den Ausleger in einen Bereich des maximalen Arbeitsraumes bewegt, in den der Ausleger grundsätzlich nicht hinein bewegt werden darf aufgrund des bestehenden Sicherheitsrisikos.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Hubhöhen- und/oder Schwenkwinkelbegrenzung eines Baggers und einen Bagger selber bereitzustellen, mit dem die eingangs geschilderten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll sichergestellt werden, dass der Bagger in einem Teilbereich des maximal möglichen Arbeitsraumes arbeiten kann und während seiner Arbeiten ein Eindringen in den nicht-zulässigen Teil des Arbeitsraumes wirksam verhindert wird.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmal der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mittels eines Winkelsensors ein Anstellwinkel des Grundelements und mittels eines weiteren Winkelsensors ein Anstellwinkel des zumindest einen weiteren Elementes erfasst wird, wobei unter Berücksichtigung der erfassten Anstellwinkel und der Länge der Elemente ein höchster Punkt des Baggers bestimmt wird. Da der Anlenkpunkt des Auslegers an dem Oberwagen und somit der Abstand dieses Punktes zu dem Aufstellboden des Baggers bekannt ist, kann aus den erfassten Anstellwinkeln in Kombination mit der bekannten Höhe des Anlenkpunktes des Auslegers an dem Oberwagen ein maximal höchster Punkt bestimmt werden. Wenn dieser bestimmte höchste Punkt, den der Bagger mit seinem Ausleger bzw. mit seinen Elementen seines Auslegers erreichen kann, noch unterhalb einer unkritischen Ebene liegt, wird das Arbeiten des Baggers bis zu diesem höchsten maximal möglichen Punkt zugelassen. Wird jedoch festgesellt, dass der maximal mögliche höchste erfasste Punkt oberhalb einer vorgegebenen Ebene auf bestimmter Höhe liegt und es somit möglich wäre, dass ein Teil des Auslegers über diese Ebene hinaus in einen kritischen Raum schwenkt, wird der Betrieb des Baggers nur bis zu dem maximal zulässigen höchsten Punkt begrenzt. Damit ist sichergestellt, dass eine Ebene oberhalb des Baggers definiert ist, unterhalb derer ein unkritischer Betrieb des Baggers möglich ist, wobei gleichzeitig verhindert wird, dass Elemente des Auslegers des Baggers oberhalb dieser festgelegten Ebene in einen sicherheitskritischen Raum eindringen. Hierzu wird in vorteilhafter Weise der Anstellwinkel der Ausleger berücksichtigt. Ebenso wird dabei die Aufstellhöhe des Baggers berücksichtigt, so dass dann durch die ermittelte oder bekannte Höhe des Anlenkpunktes des Auslegers an dem Oberwagen und der Berücksichtigung der jeweiligen Anstellwinkel der jeweiligen Elemente und deren bekannte Länge der maximal höchste Punkt
berechnet werden kann, ist dieser höchste Punkt errechnet bzw. ermittelt worden, kann verglichen werden, ob er unterhalb oder oberhalb einer vordefinierten Ebene oberhalb des Baggers liegt, wobei diese Ebene oberhalb des Baggers im Raum eine Art virtuelle Decke vorgibt, wobei sicherzustellen ist, dass der Bagger mit seinem Ausleger diese virtuelle Decke nach oben hin nicht durchstößt, um zu verhindern, dass er in einen sicherheitskritischen Bereich eindringt. Gleichzeitig ist sicherzustellen, dass der Betrieb des Baggers nur bis hin zu dieser virtuellen Decke ermöglicht wird, um eben die geschilderten Sicherheitsrisiken auszuschließen.
Das gleiche Verfahren kann nicht nur bezüglich einer Ebene oberhalb des Baggers angewendet werden, sondern unter Berücksichtigung der Drehung des Oberwagens auch nur auf einen seitliche virtuelle Wand und/oder die seitliche virtuelle Wand neben dem Bagger und der virtuellen Decke oberhalb des Baggers eingesetzt werden. Hierzu wird in vorteilhafter Weise mittels eines Rotationssensors eine Verschwenkung des Oberwagens gegenüber dem Unterwagen erfasst und bei der Bestimmung der virtuellen seitlichen Wand berücksichtigt. Wird mittels des Rotationssensors und auch unter Berücksichtigung der Anstellwinkel der Elemente des Auslegers sowie deren bekannter Länge und auch unter Berücksichtigung der Kreisbahn, auf der sich der Anlenkpunkt des Auslegers an dem Oberwagen bewegt, festgestellt, dass zumindest ein Teil des Baggers, insbesondere das vorderste Ende des Auslegers, die vorher definierte virtuelle seitliche Wand (und/oder dabei auch möglicherweise die vorher definierte virtuelle Decke des Baggers) durchstößt, kann ein weiterer Betrieb des Baggers in diesem Bereich dahinter nicht zugelassenen werden, weil es sich um einen sicherheitskritischen Bereich handelt. Das bedeutet, dass dann, wenn die virtuelle Decke oberhalb des Baggers und/oder die seitliche Wand neben dem Bagger definiert worden sind und sich aus der Erfassung der Anstellwinkel der Elemente des Auslegers und/oder der Rotation des Oberwagens, die mittels des Rotationssensors festgestellt wird, ergibt, dass eine Bewegung des Oberwagens zu einem Bewegen eines Elementes des Baggers in einen Bereich oberhalb der virtuellen Decke und/oder seitlich neben der virtuellen Wand führt, dann wird diese Bewegung in diesen unzulässigen Raum hinein sofort unterbunden oder ein Warnsignal abgegeben oder beides.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben, wobei die weiteren Verfahrensschritte aus den Unteransprüchen im Folgenden im Zusammenhang mit der Figurenbeschreibung näher erläutert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Hubhöhen- und/oder Schwenkwinkelbegrenzung eines Baggers wird anhand einer Prinzipdarstellung eines Baggers in Figur 1 näher erläutert.
Figur 1 zeigt einen Bagger 1 , der in an sich bekannter Weise einen Unterwagen 2 mit daran angeordneten angetriebenen Rädern 3 aufweist. Anstelle der Räder 3 können auch ein Kettenantrieb bzw. ein Gleisfahrwerk eingesetzt werden. Während der Arbeit des Baggers 1 kann, muss aber nicht, ein Abstützelement 4, möglicherweise auch zwei oder vier Abstützelemente 4, in Betrieb genommen werden. Der Betrieb der Abstützelemente 4 hat, sofern sie vorhanden sind und eingesetzt werden, eine Auswirkung auf die maximal mögliche Höhe des Baggers 1 , worauf später noch eingegangen wird.
Weiterhin weist der Bagger 1 in an sich bekannter Weise einen Oberwagen 5 auf, in dem z. B. eine Kabine für den Baggerfahrer, ein Antrieb, Hydraulikmittel und dergleichen untergebracht sind. An diesen Oberwagen 5 ist ein Grundelement 6 schwenkbar angeordnet. Am Ende dieses Grundelementes 6 ist zumindest ein weiteres Element, insbesondere ein Mittelelement 7, schwenkbar angeordnet. Am Ende des weiteren Elementes kann ein Arbeitswerkzeug angeordnet sein. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 weist der Ausleger des Baggers 1 am Ende des Mittelelementes 7 einen Löffelstiel 8 auf, an dessen Ende wiederum ein betätigbarer Löffel 9 (Baggerschaufel) angeordnet ist. Es sei darauf hingewiesen, dass dieser Ausgestaltung des Auslegers, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, lediglich beispieihaft ist und die Anzahl der Elemente und die Art des Arbeitswerkzeuges variieren kann.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind ein Winkelsensor 10 vorhanden, der einen Anstellwinkel des Grundelementes 6 in Bezug auf den Boden, auf dem der Bagger 1 aufgestellt ist, bzw. beispielsweise die Oberfläche des Unterwagens 2 sowie ein weiterer Winkelsensor 11 vorhanden, der den Anstellwinkel des Mittelelementes 7 in Bezug auf das Grundelement 6 ermittelt. Am Ende des Löffelstieles 8 ist ein Näherungssensor 12 als zusätzliche Sicherungseinrichtung vorhanden. Besonders bevorzugt sind auch ein weiterer Winkelsensor (nicht dargestellt) sowie ein weiterer Winkelsensor (ebenfalls nicht dargestellt) am Ende des Löffelstieles 8 vorhanden. Mittels dieser beiden weiteren Winkelsensoren können auch die Ausienkung des Löffelstieles 8 in Bezug auf die Aufstellfläche des Baggers 1 bzw. des Mittelelementes 7 und mit dem am Ende des Löffelstieles 8 angeordneten Winkelsensors der Anstellwinkel des Arbeitswerkzeuges, insbesondere des Löffels 9, in Bezug auf den Löffelstiel 8 bzw. in Bezug auf die Aufsteilfläche des Baggers 1 ermittelt werden.
Die vorstehend beschriebenen Winkelsensoren werden dazu benötigt, um unter Berücksichtigung der bekannten Längen L1 des Grundelementes 5, L2 des Mittelelementes 7 sowie L3 des Löffelstieles 8 und auch unter Berücksichtigung der maximal möglichen Erstreckung des Arbeitswerkzeuges, insbesondere des Löffels 9, sowie unter Berücksichtigung der Höhe des Anlenkpunktes des Grundelementes 6 an dem Oberwagen 5 (Höhe = BASE) die maximal mögliche Erstreckung des äußersten Punktes des Auslegers mit seinem Arbeitswerkzeug zu bestimmen. Dies ist für das Verfahren zur Schwenkwinkelbegrenzung erforderlich.
Soll alternativ oder ergänzend dazu auch eine Hubhöhenbegrenzung erfolgen, wird hierfür beispielsweise ein Rotationssensor 13 eingesetzt, der die rotatorische Bewegung des Oberwagens 5 in Bezug auf den Unterwagen 2 erfasst.
Zur Steuerung bzw. Regelung und Begrenzung der Bewegung des Baggers 1 (um zu verhindern, dass Elemente des Baggers 1 in unzulässige Bereiche eindringen) ist auch eine Steuereinheit 14 vorhanden, die mit einer Anzeigeeinheit 15 und im Regelfall mit einer Eingabeeinheit (nicht dargestellt) ausgerüstet ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Hubhöhenbegrenzung wird anhand der Figur 1 und an anhand eines dort dargestellten höchsten Punktes 16 im Folgenden erläutert.
Wird der Anstellwinkel des Grundelementes 6 und/oder der Anstellwinkel des Mittelelementes 7 und/oder der Anstellwinkel des Löffelstieles 8 verändert und/oder auch der Anstellwinkel des Arbeitswerkzeuges, insbesondere des Löffels 9, verändert, genauso wie möglicherweise die Höhe der Aufstellung des Baggers 1 durch Betätigung des Abstützelementes 4, können aufgrund der Erfassung der Anstellwinkel und der bekannten oder gemessenen Höhe des Baggers 1 über seiner Aufstellfläche ein höchster Punkt 16 bestimmt werden. Dieser höchste Punkt 16 liegt in einer Ebene oberhalb des Baggers, wobei die Bewegung der Elemente des Baggers in der Steuereinheit 14 so vorgegeben wird, dass die Bewegung des Baggers 1 bzw. seiner Elemente nur maximal bis zu dieser Ebene, in dem der höchste Punkt 16 liegt, möglich ist, obwohl eine Bewegung der Elemente über diese Ebene hinaus möglich wäre (aufgrund der Konstruktion des Baggers 1 ) oder das der Baggers 1 mit seinen Elementes so konstruiert ist, dass selbst bei maximal möglichen Anstellwinkeln und maximal möglicher Höhe das äußere Ende des Auslegers (oder möglicherweise auch ein Zwischenbereich) diese Ebene, in dem der höchste Punkt 16 liegt, nicht überschritten werden kann.
Während des Betriebes des Baggers 1 kann es sein, dass diese Ebene (virtuelle Decke) oberhalb des Baggers, in dem höchste Punkt 16 liegt, die maximal zulässige Arbeitshöhe begrenzt, unterhalb der kein Sicherheitsrisiko beim Arbeiten mit dem Bagger 1 besteht. In diesem Fall wären keine weiteren Sicherungsmaßnahmen erforderlich. Liegt diese virtuelle Decke jedoch in einem Raum, in dem sich z. B. sicherheitskritische Einrichtungen (wie z. B. eine elektrische Oberleitung oberhalb von Gleisen) befindet, ist es erforderlich, die Höhe der Ebene, in der sich der höchste Punkt 16 befindet, zu begrenzen. Diese Höhe kann über die Eingabeeinheit der Steuereinheit 14 vorgegeben werden. Mittels der Sensorik, die beschrieben an dem Bagger 1 vorhanden ist, kann dann jederzeit festgestellt werden, ob ein Teil insbesondere des Auslegers des Baggers 1 die jetzt begrenzte Ebene (virtuelle Decke), die unterhalb der sicherheitskritischen Ebene liegt, überschreiten würde. Wird also bei Betrachtung der Figur 1 festgestellt, dass die Ebene, in die der höchste
Punkt 16 liegt und die eine sicherheitskritische Ebene darstellt (die unterhalb der maximal möglichen Arbeitshöhe des Baggers 1 liegen wird) festgestellt, dass sich ein Teil des Baggers 1 , insbesondere ein Teil des Auslegers und wiederum insbesondere das am Ende des Auslegers angeordnete Arbeitswerkzeug nicht nur dieser Begrenzungsebene nährt, sondern diese auch durchstoßen würde, wird der weitere Betrieb des Baggers in diesen bei Betrachtung der Figur 1 oberhalb der Ebene mit dem höchsten Punkt 16 liegenden Raum verhindert. Hierbei wird in vorteilhafter Weise eine sich aus der Betätigung zumindest des einen Abstützelementes 4 zusätzlich ergebende Höhe bei der Bestimmung des höchsten Punktes 16 berücksichtigt. Das bedeutet, dass die Höhe BASE des Anlenkpunktes des Grundelementes 6 an dem Oberwagen 4 sich verändern kann (weil z. B. das Abstützeiement 4, aber auch ein Gleisfahrwerk oder dergleichen betätigt wird) berücksichtigt wird.
Wie vorstehend beschrieben kann alternativ oder ergänzend zu der Hubhöhenbegrenzung auch eine Schwenkwinkelbegrenzung durchgeführt werden. Hierzu wird mitteis des Rotationssensors eine Verschwenkung des Oberwagens 5 gegenüber dem Unterwagen 2 erfasst und dann eine weitere Verschwenkung unterbunden, wenn zumindest ein Teil des Oberwagens 5, insbesondere ein Element des Auslegers oder das Arbeitswerkzeug am Ende des Auslegers diese vorher bestimmte und über die Steuereinheit 15 vorgegebene virtuelle seitliche Wand durchstoßen würde. Wird also mittels der Sensorik des Baggers 1 festgestellt, dass eine solche vorgegebene virtuelle Wand, hinter der sich ein sicherheitskritischer Raum befindet, durchstoßen, wird entweder der weitere Betrieb des Baggers 1 unterbunden (vorzugsweise eine Weiterverschwenkung des Oberwagens 5 gestoppt) öder es kann auch ein Warnhinweis gegeben werden oder beides erfolgen.
Außerdem kann es erforderlich sein, auch eine Neigung des Baggers 1 gegenüber seiner Aufstellfläche zu erfassen, da dies ebenfalls einen Einfluss auf die Hubhöhe bzw. die Verschwenkung des Baggers 1 in Richtung der virtuellen Decke oder der virtuellen Wand hat. Ist, wie beispielsweise in Figur 1 dargestellt, nur am vorderen Ende des Unterwagens 2 ein Abstützelement 4 oder seitlich zwei Abstützelemente 4 angeordnet, kann es durchaus passieren, dass durch Betätigung dieses zumindest einen im vorderen Bereich des Unterwagens 2 angeordneten Abstützelementes 4
der Unterwagen 2 nicht nur schräg angestellt wird, sondern dies auch einen Einfluss auf die Höhe BASE hat. Auch dies kann ich vorteilhafter Weise zur Bestimmung des höchsten Punktes 16 oder eines nicht dargestellten maximal möglichen seitlichen Punktes bei der Bewegung des Baggers 1 berücksichtigt werden.
Zur Klarstellung sei noch einmal darauf verwiesen, dass der höchste Punkt 16, wie er in Figur 1 dargestellt ist, in einer Ebene oberhalb des Baggers 1 liegt. Dieser höchste Punkt 16 muss nicht zwangsweise auf einer Gerade liegen, die durch die Längsachse oder eine Achse parallel zu der Längsachse gebildet ist, sondern kann auch seitlich neben diesen Achsen liegen. Dies ist dann der Fall, wenn der Oberwagen 3 gegenüber dem Unterwagen 2 verschwenkt wurde. Ist dieser höchste Punkt 16 der maximal erreichbare Punkt, den der Ausleger des Baggers aufgrund seiner konstruktiven Gegebenheiten und unter Berücksichtigung der Verwendung des Arbeitswerkzeuges maximal erreichen kann und liegt ein sicherheitskritischer Raum oberhalb dieses höchsten Punktes 16, besteht kein Sicherheitsrisiko, da aufgrund der konstruktiven Gegebenheiten des Baggers 1 sichergestellt ist, dass keines seiner Elemente diesen sicherheitskritischen Raum erreichen kann. Liegt jedoch die Ebene, in der sich der höchste Punkt 16 befindet, in einem sicherheitskritischen Raum (also liegt die Ebene, in der sich der höchste Punkt 16 befindet, darunter) wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Hubhöhenbegrenzung sichergestellt, dass aufgrund der Sensorik des Baggers 1 jederzeit die Höhen der einzelnen Elemente des Auslegers unter Berücksichtigung ihrer biometrischen Erstreckungen (insbesondere Länge) bekannt sind und daraus der gerade dann eingenommene höchste Punkt berechnet werden kann, wobei dieser dann berechnete gerade eingenommen höchste Punkt mit der Ebene verglichen wird, ab deren Überschreitung ein Sicherheitsrisiko besteht. Liegt der gerade dann berechnete und eingenommene höchste Punkt des Baggers 1 unterhalb dieser vorgegebenen virtuellen Decke, wird der Betrieb weiter ermöglicht, während er bei Überschreiten dieser virtuellen Decke in einen sicherheitskritischen Bereich hinein unterbunden wird oder ein Warnsignal gegeben wird oder beides.
Bezugszeichenliste
1. Bagger
2. Unterwagen
3. Räder
4. Abstützelement
5. Oberwagen
6. Grundelement
7. Mittelelement
8. Löffelstiel
9. Löffel
10. Winkelsensor
11. Winkelsensor
12. Näherungssensor
13. Rotationssensor
14. Steuereinheit
15. Anzeigeeinheit
16. Höchster Punkt
Claims
1. Verfahren zur Hubhöhen- und/oder Schwenkwinkeibegrenzung eines Baggers (1), der einen fahrbaren Unterwagen (2) und einen darauf angeordneten drehbaren Oberwagen (5) aufweist, wobei an dem Oberwagen (5) schwenkbar ein Grundelement (6) eines Auslegers und an dem Grundelement (6) zumindest ein weiteres Element, insbesondere ein Mittelelement (7), des Auslegers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mitteis eines Winkelsensors (10) ein Anstellwinkel des Grundelementes (6) und mittels eines Winkelsensors (1 1) ein Anstellwinkel des zumindest einen weiteren Elementes erfasst wird, wobei unter Berücksichtigung der erfassten Anstellwinkel und der Länge der Elemente ein höchster Punkt (16) des Baggers (1) bestimmt wird.
2. Verfahren zur Hubhöhen- und/oder Schwenkwinkeibegrenzung eines Baggers (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine sich aus der Betätigung zumindest eines Abstützelementes (4) zusätzlich ergebende Höhe bei der Bestimmung des höchsten Punktes (16) berücksichtigt wird.
3. Verfahren zur Hubhöhen- und/oder Schwenkwinkeibegrenzung eines Baggers (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich aus der Betätigung eines Gleisfahrwerkes des Baggers (1) zusätzlich ergebende Höhe bei der Bestimmung des höchsten Punktes (16) berücksichtigt wird.
4. Verfahren zur Hubhöhen- und/oder Schwenkwinkeibegrenzung eines Baggers (1) nach Anspruch 1 ,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Mittelelement (7) ein Löffelstiel (8) angeordnet ist und bei der Bestimmung des höchsten Punktes (16) der mittels eines Winkelsensors erfasste Anstellwinkel des Löffelstieles (8) in Bezug auf das Mittelelement (7) und die Länge des Löffelstieles (8) berücksichtigt wird.
5. Verfahren zur Hubhöhen- und/oder Schwenkwinkelbegrenzung eines Baggers (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Löffelstiel (8) ein Arbeitswerkzeug, insbesondere ein Löffel (9), angeordnet ist und bei der Bestimmung des höchsten Punktes (16) die mittels eines Sensors erfasste Ausrichtung des Arbeitswerkzeuges in Bezug auf den Löffelstiel (8) und die Länge des Arbeitswerkzeuges berücksichtigt wird.
6. Verfahren zur Hubhöhen- und/oder Schwenkwinkelbegrenzung eines Baggers (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Rotationssensors (13) eine Verschwenkung des Oberwagens (5) gegenüber dem Unterwagen (2) erfasst wird.
7. Verfahren zur Hubhöhen- und/oder Schwenkwinkelbegrenzung eines Baggers (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Neigungssensors eine Neigung des Oberwagens (5) gegenüber dem Unterwagen (2) und/oder eine Neigung des Unterwagens (2) gegenüber seiner Aufstellfläche erfasst wird.
8. Verfahren zur Hubhöhen- und/oder Schwenkwinkelbegrenzung eines Baggers (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein höchster zulässiger Punkt (16) vorgegeben wird und bei Überschreiten des höchsten zulässigen Punktes (16) durch den Aufbau des Baggers (1 ) sein weiterer Betrieb über diesen höchsten zulässigen Punkt ( 6) hinaus unterbunden wird.
9. Verfahren zur Hubhöhen- und/oder Schwenkwinkelbegrenzung eines Baggers (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein seitlicher maximal zulässiger Bereich vorgegeben wird und bei Überschreiten des seitlich maximal zulässigen Bereiches durch den Aufbau des Baggers (1) sein weiterer Betrieb über diesen seitlichen maximal zulässigen Bereich hinaus unterbunden wird.
10. Bagger (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Bagger (1) dazu geeignet und ausgebildet ist, das Verfahren zur Hubhöhen- und/oder Schwenkwinkelbegrenzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
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