WO2017076390A1 - Construction device stabilization method and system - Google Patents

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WO2017076390A1
WO2017076390A1 PCT/DE2016/100515 DE2016100515W WO2017076390A1 WO 2017076390 A1 WO2017076390 A1 WO 2017076390A1 DE 2016100515 W DE2016100515 W DE 2016100515W WO 2017076390 A1 WO2017076390 A1 WO 2017076390A1
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WO
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inclination
construction equipment
system state
predictive
subgrade
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Application number
PCT/DE2016/100515
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German (de)
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Inventor
Jürgen Grabe
Marius MILATZ
Dominik ZOBEL
Original Assignee
Technische Universität Hamburg-Harburg
Tutech Innovation Gmbh
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Publication date
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26Indicating devices
    • E02F9/261Surveying the work-site to be treated
    • E02F9/262Surveying the work-site to be treated with follow-up actions to control the work tool, e.g. controller
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00Other constructional features or details
    • B66C13/18Control systems or devices
    • B66C13/46Position indicators for suspended loads or for crane elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/88Safety gear
    • B66C23/90Devices for indicating or limiting lifting moment
    • B66C23/905Devices for indicating or limiting lifting moment electrical
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66FHOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F17/00Safety devices, e.g. for limiting or indicating lifting force
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
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    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/18Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels
    • E02F3/22Component parts
    • E02F3/26Safety or control devices
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    • E02F9/26Indicating devices
    • E02F9/264Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
    • E02F9/265Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool with follow-up actions (e.g. control signals sent to actuate the work tool)

Definitions

  • the invention relates to a construction equipment securing method for a construction equipment standing or moving on a resilient subgrade, the construction equipment having working devices and components which are adjustable relative to one another and form a detectable, variable system state, wherein a continuous or high-sampling rate inclination measurement takes place, and a construction equipment safety system for this.
  • Compliant planum means that the footprint on which the construction equipment is standing or driving, off
  • Construction equipment especially with a high center of gravity, are at risk of tipping over on yielding ground.
  • the stability limits for the excavator are set.
  • an underflooded soil under a stationary, moving or in-service excavator can gradually or suddenly give way, which can lead to overturning and thus to considerable damage to property and possibly personal injury.
  • Overload warning or shutdown devices for a hoist such as a crane or in particular hydraulic excavators have been known for a long time, such as
  • DE 103 20 382 A1 describes a mobile
  • Working machine which is provided with telescopic support feet, which are supported to increase the stability on a substrate and thereby raise the chassis, are arranged in the area of the support feet measuring devices comprising a support load sensor and a fußfußfuß unitede motion sensor for detecting the instantaneous support load and the
  • an evaluation unit which responds to the output signals of the measuring device and has an evaluation software for detecting and linking the output signals of the fußfußfuß concernede motion sensors and support load sensors and their extrapolation to determine the support foot related underground load capacity in the working phase.
  • the construction machine can also be equipped with a tilt sensor, for example, the inclination of the
  • Tilt switch with adjustable damping for anti-tipping safety monitoring in construction machinery and agricultural machinery known.
  • Another disadvantage of this inclination switch is that the inclination limit values in turn assume a rigid planum and such a tilt stabilizer
  • Soil failure can not be determined in situ.
  • EP 2 060 530 A1 discloses a method for checking the stability of a construction machine which has working devices and components which are adjustable relative to one another and form a detectable, variable system state, in which a continuous inclination measurement takes place.
  • a critical tilt angle for the respective system state is calculated from the current inclination of the construction device, the instantaneous inclination is compared with the respectively valid critical tilt angle, and safety measures are triggered before the respective critical tilt angle is reached.
  • Construction machines are known, the inclination sensors and acceleration sensors, the measured values are processed by an evaluation. In this case, compensation movements and / or warning signals can be issued as a precautionary measure if critical inclination situations arise.
  • a comparison device is provided in the control and monitoring device, which compares a stored alignment position signal with a transmitted from the Ausrichtpositionssensor current alignment position signal and outputs a position signal to the control and monitoring device, and the control and
  • Monitoring device on exceeding a predetermined value of the position signal outputs an activation signal to the warning device, which triggers this.
  • Triggering of safety measures when the tipping criterion is reached ensures that critical stress situations can be registered at an early stage.
  • the created planum model takes into account the changes in the load caused by the construction equipment due to the resilience of the subgrade when it is loaded, so that after a short time
  • Transient phase is the character of the subgrade, in particular its reaction to loads is mapped, so that a prediction of a slope of the construction equipment taking into account the state of the system and the
  • Kippkriteriums appropriate security measures can be triggered.
  • security measures mean the issuing of
  • Warning signals to the equipment operator in the form of visual and audible warning signals as well as the active control of the construction equipment and its
  • a piling device attached to the construction equipment can be set down on the ground or be adjusted in its inclination to the construction equipment in such a way that the center of gravity again moves into its standing area.
  • the safeguards are thus both passive warnings, as well as actively triggered changes to the system of the construction equipment to restore the stability.
  • the precautionary measures taken may be an amendment to the
  • Subsoil reduced in this direction for example, a drilling or piling set off on the ground, a deflected superstructure turned back in alignment with the undercarriage or a working device on the construction equipment are pivoted accordingly against the tilting direction.
  • the center of gravity characterizing the critical system state moves back closer to the central, vertical axis of the construction equipment or weight of the construction equipment is introduced by an additional support on the ground evenly on the variable, yielding ground, bringing undesirable floor congestion and a critical yielding of the ground be avoided. Accordingly, in a construction equipment safety system, a
  • Stress can be calculated in advance, and measured by the inclination sensor inclination data under consideration of the respective system state and compares with predetermined limits and the control unit is controlled by the evaluation when exceeding the limits for changing the system state to relieve the construction equipment in tilt direction.
  • Construction equipment with its implements and components that are mutually adjustable and form a detectable, variable system state, be modeled in a vehicle model. This can be burdens and
  • Torques of the entire construction equipment are simulated in its respective system state. This makes it possible to understand the complex dependencies between the respective working situation of the construction equipment and the underlying pliable subgrade.
  • the vehicle model dynamically takes into account changes in the system state of the construction equipment as well as in the external loads, the dynamically acting mass inertia of the entire system and a possible
  • a critical tilt angle suitable for the respective system state is calculated as the tilting criterion, which is compared with the predictive inclination, a prediction for a risk of tilting can be derived which, in addition to the actual state of the system, also determines future reactions from the previous reactions of the system both the construction equipment and the subgrade.
  • the data of the inclination measurement and / or the data of the predictive inclination can also be compared with previously determined, critical movement patterns, wherein the safety measures are triggered in the event of a match;
  • Inclination measurement data are calculated as a criterion for initiating safety measures, characterized by forming the first time derivative of the inclination measurement data, calculating a critical inclination rate to the respective system state, comparing the first derivative inclination measurement data with the respectively valid critical inclination rate, triggering the
  • slope measurement data is filtered for attenuation and / or smoothing, operating oscillations that are significantly more frequent than those for
  • the previously determined, critical movement pattern is a time series of Inclination data, inclination rates or inclination accelerations, which is compared with the respective measured data, their first time derivative or their second time derivative over a running time window. This can be determined, for example, by means of filter and / or deconvolution methods.
  • the construction equipment has a self-propelled undercarriage and rotatably arranged thereon an uppercarriage with at least one working device, the geometries belonging to the respective system state and from this the instantaneous center of gravity as well as the resulting ground load can be calculated. If the undercarriage has a chain chassis, are from the
  • Geometry data determines the respective tilting edges of the chassis and determines the stability and, depending on the location of the current center of gravity acting below the track chassis, locally variable ground load. If the implement on the superstructure is a drill or pile driver, there is a particularly high center of gravity, which significantly increases the risk of tipping.
  • FIG. 1 a construction equipment securing system is shown schematically.
  • a construction equipment 1 with an undercarriage 11 with tracked chassis 10 and an on the undercarriage 1 1 rotatable about a vertical axis Z rotatable superstructure 12 has a superstructure 12 arranged implement 13, such as a pile driver, and on the superstructure 12, a driver's cab 14.
  • 1 sensors 2 are provided on the construction equipment, of which position sensors 22 the
  • System state of the construction equipment 1, namely the position of the superstructure 12 to the undercarriage 11, the inclination and orientation of the pile driver 13 and at least one inclination sensor 21 can detect the inclination of the construction equipment 1 to the vertical axis Z.
  • an evaluation unit 3 is provided in the construction equipment 1, the one
  • Control unit 4 is connected downstream. Of the sensors 2, namely
  • Inclination sensor 21 and position sensor 22 go active compounds 23 to the evaluation unit 3.
  • the measurement data of the inclination sensor 21 are first passed through a filter 31 in the evaluation unit 3.
  • the filter 31 is a low-pass filter which filters out higher-frequency signals of the inclination sensors 21, which result from operating vibrations of the construction equipment 1, for example the diesel engine, the hydraulics or the implement 13.
  • FIG. 2 shows a diagram of the inclination data over the time axis, wherein the Unfiltered raw data includes a plurality of high-frequency noise and dashed to the low-pass filtered signal is shown.
  • Construction equipment 1 to the vertical axis Z calculated. Based on the
  • Device data of the construction equipment 1 and the determined system state could be calculated under the condition of a firm planum already the tipping safety.
  • a plan model is now being created which can simulate the properties of the soil on which the construction equipment stands and, in particular, can predict their reaction to loads.
  • a vehicle model is created, which is the
  • Contact model between the vehicle model and the plan model can predict the overall response of the system of construction equipment and planum.
  • the resulting predictive inclination of the construction equipment is then compared with the currently measured inclination of the construction equipment and by iterative adaptation of the plan model and, if necessary, the vehicle model for
  • the optimized planum model and vehicle model then delivers
  • precalculated (predictive) slope values that can be directly compared to given tilt criteria. It can thus be decided in advance (in advance) whether a critical condition could arise. Accordingly, then safeguards can be triggered to warn the driver of the construction equipment, actively intervene in the control and the To change the center of gravity positively or no longer in one
  • suitable protective measures are to be taken for the driver and the construction equipment or persons and property in the vicinity to be protected.
  • a suitable sensors such as imaging techniques, the data of a
  • Detection software to be supplied to monitor. It can
  • a first visual and audible warning to the equipment driver at 50% of the critical tilt angle according to A (1 in the circle) could be sent.
  • an immediate settling of the implement 13 or a rapid extension of Safety supports in order to achieve a significant relief of the overturning moment by changing the center of gravity of the device or increasing the load transfer into the ground.
  • a fall-over failure of a construction equipment 1 with a high center of gravity, such as a drill or pile driver 13 by dynamic measurement acquisition via the sensors 2, namely
  • Inclination sensor 21 and position sensor 22 detected. For this, both the
  • Planum model taking into account the current slope and the pitch curve for an evaluation and control by the evaluation unit 3 and control unit 4 detected, so that immediately safety measures, if necessary, can be made automatically to protect lives and property.
  • high values are used
  • Sampling rate monitors the instantaneous inclination of the construction equipment 1 and the temporal change of the inclination. For this purpose, a differentiation of
  • Critical movement patterns can be predetermined by model calculations, empirical determination or collected data from real accidents and as a time series of inclination data, inclination rates or
  • Acceleration accelerations are stored, in which case the actual measured inclination data, possibly their first time derivative or their second time derivative over a running time window are compared with these predetermined critical movement patterns.
  • This can be carried out by means of running time windows, which from the momentary moment in retrospect consider a period of, for example, 0.1 to 10 seconds, in particular 0.3 to 3 seconds, by corresponding digital signal processing by means of time series comparison, filter methods and / or deconvolution.
  • the retrospective time window is short enough to be able to perform sufficient protective measures against the overturning of the construction equipment, for the time to impact in a fall of a construction equipment quite several seconds depending on the system dimensions of the construction equipment with implement and in particular its center of gravity are to be set.
  • the window must be long enough to distinguish the corresponding critical movement patterns from non-critical movement patterns. For this distinction can also predictively calculated with planum and vehicle model
  • Safeguard measures are triggered.
  • First, warning and warning lights in the cab are enough to warn the construction crew driver.
  • automatic, situation-dependent changes by driving safety assistant on the system state of the equipment such as changing the inclination of the attachment, control of the landing gear to the process of the entire construction equipment, control of the Slewing ring between the upper and undercarriage and, if necessary, unfolding of additional safety supports.
  • driving safety assistant on the system state of the equipment, such as changing the inclination of the attachment, control of the landing gear to the process of the entire construction equipment, control of the Slewing ring between the upper and undercarriage and, if necessary, unfolding of additional safety supports.
  • Control unit 4 based on the analysis of the measured data carried out in the evaluation unit 3, the construction equipment by Rausdusen the driver's cab from the immediate danger area and triggering belt tensioner and driver airbags and any protective measures for the construction equipment itself and their
  • system or method according to the invention provides help for construction equipment operators to support their activity, to protect the
  • Construction equipment driver and in particular to avoid heavy falls.

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Abstract

The invention relates to a construction device stabilization method for a construction device (1) standing or driving on a soft subgrade. The construction device (1) has working devices (13) and components which can be moved relative to one another and form a detectable changing system state, and a measurement of the inclination of the construction device (1) is taken continuously or is sampled with a high sampling rate. The method is characterized by the steps of generating a subgrade model with which the softness of the subgrade under load can be calculated in advance; calculating the load on the subgrade for each system state of the construction device (1); calculating a predictive inclination of the construction device (1) in advance while taking into consideration the system state and the subgrade model; comparing the predictive inclination of the construction device (1) with the currently measured inclination of the construction device (1) and iteratively adapting the subgrade model in order to minimize the difference between the predictive inclination and the measured inclination; comparing the predictive inclination for each system state with a specified tilting criterion while taking into consideration the subgrade model, and initiating safety measures if the tilting criterion is reached. The invention further relates to a construction device stabilization system comprising a construction device (1) standing or driving on a soft subgrade, said construction device having working devices (13) and components which can be moved relative to one another and which form a detectable changing system state, and comprising at least one inclination sensor (21). The system is characterized in that an analysis unit (3) and a control unit (4) are provided, wherein the analysis unit (3) contains a subgrade model with which the softness of the subgrade under load can be calculated in advance, and the analysis unit analyzes inclination data measured by the inclination sensor (21) while taking into consideration the respective system state and compares same with specified thresholds. If the thresholds are exceeded, the control unit (4) is actuated by the analysis unit (3) so as to change the system state in order to relieve the load on the construction device (1) in the tilting direction.

Description

B E S C H R E I B U N G  DESCRIPTION
Baugerätstandsicherungsverfahren und -System Construction equipment securing method and system
Die Erfindung betrifft ein Baugerätstandsicherungsverfahren für ein auf einem nachgiebigen Planum stehendes oder fahrendes Baugerät, wobei das Baugerät Arbeitsgeräte und Bauteile aufweist, die zueinander verstellbar sind und einen erfassbaren, veränderlichen Systemzustand bilden, wobei eine kontinuierliche oder mit hoher Abtastrate abgetastete Neigungsmessung erfolgt, sowie ein Baugerätstandsicherungssystem dafür. Nachgiebiges Planum bedeutet dabei, dass die Aufstandsfläche, auf der das Baugerät steht oder fährt, aus The invention relates to a construction equipment securing method for a construction equipment standing or moving on a resilient subgrade, the construction equipment having working devices and components which are adjustable relative to one another and form a detectable, variable system state, wherein a continuous or high-sampling rate inclination measurement takes place, and a construction equipment safety system for this. Compliant planum means that the footprint on which the construction equipment is standing or driving, off
verschiedensten Gründen nicht ausreichend stabil ist. Beispielsweise können ein nicht ausreichend verdichteter Baugrund, ein bodenmechanisch veränderlicher Boden, sonstige Hohlräume im Untergrund oder Fehlstellen vorliegen. Dabei ist es unerheblich, aus welchem Material der Untergrund gebildet ist, da allein die Nachgiebigkeit des Untergrundes einschließlich der Gefahr eines Grundbruchs die Standsicherheit des Baugeräts gefährden. is not sufficiently stable for a variety of reasons. For example, an insufficiently compacted subsoil, a ground mechanically variable soil, other cavities in the ground or defects may be present. It is irrelevant from which material the substrate is formed, since only the flexibility of the substrate, including the risk of a ground fault endanger the stability of the construction equipment.
Baugeräte, insbesondere mit hohem Schwerpunkt, sind gefährdet, auf nachgebendem Untergrund umzukippen. Bei der Konstruktion derartiger Baugeräte wird gemäß den aktuellen Standards von einem starren Planum ausgegangen und daraus resultierend werden die Standsicherheitsgrenzen für den Bagger (Baugerät) festgelegt. Tatsächlich kann jedoch ein unzureichend befestigter Boden unter einem stehenden, fahrenden oder im Arbeitsbetrieb befindlichen Bagger allmählich oder plötzlich nachgeben, was zum Umstürzen und somit zu erheblichen Sachschäden und gegebenenfalls Personenschäden führen kann. Überlastwarn- oder -abschalteinrichtungen für einen Hebezug, wie Kran oder insbesondere Hydraulikbagger sind bereits lange Zeit bekannt, wie Construction equipment, especially with a high center of gravity, are at risk of tipping over on yielding ground. In the construction of such construction equipment is based on the current standards of a rigid planum and as a result, the stability limits for the excavator (construction equipment) are set. In fact, however, an underflooded soil under a stationary, moving or in-service excavator can gradually or suddenly give way, which can lead to overturning and thus to considerable damage to property and possibly personal injury. Overload warning or shutdown devices for a hoist, such as a crane or in particular hydraulic excavators have been known for a long time, such as
beispielsweise aus der DE 23 43 941 A1. Dabei wird jedoch der Untergrund, also die Tragfähigkeit des Bodens außer Acht gelassen und ein starres Planum vorausgesetzt. for example from DE 23 43 941 A1. However, the background, so disregarded the carrying capacity of the soil and assuming a rigid planum.
Im Gegensatz dazu beschreibt die DE 103 20 382 A1 eine mobile In contrast, DE 103 20 382 A1 describes a mobile
Arbeitsmaschine, die mit teleskopierbaren Stützfüßen versehen ist, die zur Erhöhung der Standsicherheit auf einem Untergrund abstützbar sind und dabei das Fahrgestell anheben, bei der im Bereich der Stützfüße Messeinrichtungen angeordnet sind, die einen Stützlastsensor sowie einen stützfußbezogenen Bewegungssensor zur Erfassung der momentanen Stützlast und der Working machine, which is provided with telescopic support feet, which are supported to increase the stability on a substrate and thereby raise the chassis, are arranged in the area of the support feet measuring devices comprising a support load sensor and a fußfußfußbezogene motion sensor for detecting the instantaneous support load and the
Stützfußbewegung beim Aufstellvorgang aufweisen. Damit kann beim Aufstellen der Arbeitsmaschine eine zuverlässige Vorhersage über die Tragfähigkeit des Untergrunds gemacht werden. Entsprechend ist eine Auswerteeinheit vorgesehen, die auf die Ausgangssignale der Messeinrichtung anspricht und eine Auswertesoftware zur Erfassung und Verknüpfung der Ausgangssignale der stützfußbezogenen Bewegungssensoren und Stützlastsensoren und deren Extrapolation zur Ermittlung der stützfußbezogenen Untergrundtragfähigkeit in der Arbeitsphase aufweist. Have Stützfußbewegung during installation. This can be done when setting up the machine a reliable prediction of the load capacity of the ground. Accordingly, an evaluation unit is provided which responds to the output signals of the measuring device and has an evaluation software for detecting and linking the output signals of the fußfußfußbezogene motion sensors and support load sensors and their extrapolation to determine the support foot related underground load capacity in the working phase.
Diese Art der Ermittlung der Untergrundtragfähigkeit ist jedoch nur mit ortsfesten Stützfüßen nicht für auf Raupen geführte Baugeräte, die sich auch auf dem Baugrund bewegen, anwendbar. Um die Standsicherheit einer Baumaschine in Baustellenfahrt z.B bei einem Raupenkran ohne Abstützung bestimmen zu können, schlägt daher die However, this type of determination of the underground load capacity is not applicable only to fixed support feet for crawler-mounted construction equipment, which also move on the ground. In order to be able to determine the stability of a construction machine in construction site travel, for example in a crawler crane without support, therefore proposes the
DE 10 2010 012 888 A1 bei Baumaschinen mit Unterwagen und einem über eine Rollendrehverbindung relativ zum Unterwagen verdrehbar gelagerten DE 10 2010 012 888 A1 mounted on construction machines with undercarriage and a rotatable relative to the undercarriage via a roller slewing connection
Oberwagen vor, ein Messmittel zur Messung der Kräfte in Zug-, Druck- und Horizontalrichtung auf die Rollendrehverbindung vorzusehen, wobei die Upper carriage before to provide a measuring means for measuring the forces in the tensile, compressive and horizontal directions on the roller slewing connection, wherein the
Messwerte einer Steuerung zugeführt und die Standsicherung überwacht werden kann. Ergänzt zu den Kraftsensoren kann die Baumaschine auch mit einem Neigungsgeber ausgestattet sein, der beispielsweise die Neigung des  Measured values fed to a controller and the stability can be monitored. Supplemented to the force sensors, the construction machine can also be equipped with a tilt sensor, for example, the inclination of the
Oberwagens um eine lotrechte Achse ermittelt. Ferner kann neben der Überwachung der Betriebs- und Standsicherheit des Raupenkrans bzw. des Mobilkrans auch über die Raupengeometrie und/oder die Bodenplatten auf die aktuell vorhandene Bodenpressung geschlossen werden. Nachteilig ist jedoch, dass Bodenreaktionen nicht erfasst werden können. Aus der DE 10 2008 009 002 B4 ist ein passiver elektromechanischer Superstructure determined about a vertical axis. Furthermore, besides the Monitoring the operational and stability of the crawler crane or the mobile crane are also on the track geometry and / or the bottom plates on the currently existing soil pressure closed. The disadvantage, however, is that soil reactions can not be detected. From DE 10 2008 009 002 B4 is a passive electromechanical
Neigungsschalter mit einstellbarer Dämpfung für die Kippsicherheitsüberwachung bei Baumaschinen und landwirtschaftlichen Maschinen bekannt. Nachteilig auch bei diesem Neigungsschalter ist, dass die Neigungsgrenzwerte wiederum von einem starren Planum ausgehen und eine solche Kippsicherung ein  Tilt switch with adjustable damping for anti-tipping safety monitoring in construction machinery and agricultural machinery known. Another disadvantage of this inclination switch is that the inclination limit values in turn assume a rigid planum and such a tilt stabilizer
Bodenversagen nicht in situ ermitteln kann. Soil failure can not be determined in situ.
Aus der EP 2 060 530 A1 ist ein Verfahren zur Überprüfung der Standsicherheit einer Baumaschine, die Arbeitsgeräte und Bauteile aufweist, die zueinander verstellbar sind und einen erfassbaren, veränderlichen Systemzustand bilden, bekannt, bei der eine kontinuierliche Neigungsmessung erfolgt. Dabei werden aus der momentanen Neigung des Baugeräts ein kritischer Kippwinkel zum jeweiligen Systemzustand berechnet, die momentane Neigung mit dem jeweils geltenden kritischen Kippwinkel verglichen und Sicherheitsmaßnahmen vor Erreichen des jeweils kritischen Kippwinkels ausgelöst. EP 2 060 530 A1 discloses a method for checking the stability of a construction machine which has working devices and components which are adjustable relative to one another and form a detectable, variable system state, in which a continuous inclination measurement takes place. In the process, a critical tilt angle for the respective system state is calculated from the current inclination of the construction device, the instantaneous inclination is compared with the respectively valid critical tilt angle, and safety measures are triggered before the respective critical tilt angle is reached.
Aus der US 8,548,689 B2 ist ein Neigungsbestimmungssystem für From US 8,548,689 B2 is a tilt determination system for
Baumaschinen bekannt, das Neigungssensoren und Beschleunigungssensoren aufweist, deren Messwerte über eine Auswerteeinheit verarbeitet werden. Dabei können als Sicherungsmaßnahme Ausgleichsbewegungen und/oder Warnsignale abgegeben werden, wenn kritische Neigungssituationen entstehen. Construction machines are known, the inclination sensors and acceleration sensors, the measured values are processed by an evaluation. In this case, compensation movements and / or warning signals can be issued as a precautionary measure if critical inclination situations arise.
Ferner ist aus der DE 202 06 677 IM eine Sicherheitsvorrichtung für Krane mit mindestens einem in der Position verstellbaren Lastaufnahmemittel, einemFurthermore, from DE 202 06 677 IM a safety device for cranes with at least one adjustable in the position load-carrying means, a
Lastsensor, einem Positionssensor, einer Steuer- und Überwachungseinrichtung und einer Warneinrichtung bekannt, bei der ein Sensor zur fortlaufenden Load sensor, a position sensor, a control and monitoring device and a warning device known in which a sensor for continuous
Erfassung der horizontalen und/oder vertikalen Ausrichtposition des Krans für die Dauer seiner Aufstellung vorgesehen ist. Dabei ist eine Vergleichseinrichtung in der Steuer- und Überwachungseinrichtung vorgesehen, die ein gespeichertes Ausrichtpositionssignal mit einem von dem Ausrichtpositionssensor übermittelten aktuellen Ausrichtpositionssignal vergleicht und ein Positionssignal an die Steuer- und Überwachungseinrichtung ausgibt, und die Steuer- und Detecting the horizontal and / or vertical alignment position of the crane for the Duration of its installation is provided. In this case, a comparison device is provided in the control and monitoring device, which compares a stored alignment position signal with a transmitted from the Ausrichtpositionssensor current alignment position signal and outputs a position signal to the control and monitoring device, and the control and
Überwachungseinrichtung bei Überschreiten eines vorgegebenen Wertes des Positionssignals ein Aktivierungssignal an die Warneinrichtung ausgibt, das diese auslöst.  Monitoring device on exceeding a predetermined value of the position signal outputs an activation signal to the warning device, which triggers this.
Ausgehend von den Schwierigkeiten hinsichtlich der Berücksichtigung der Tragfähigkeit des anstehenden Bodens wurde auf der Fachtagung Spezialtiefbau der BG BAU am 09. Juni 2011 in Hamburg ein Vortrag mit dem Titel Based on the difficulties regarding the consideration of the load-carrying capacity of the pending soil, a lecture entitled "Special Civil Engineering" of BG BAU was presented on June 9, 2011 in Hamburg
„Standsicherheit von Spezialtiefbaugeräten" von Karl Krollmann, Jürgen Grabe und Marius Milatz gehalten. Darin wird ausgeführt, dass Geräteumstürze meist auf ein Nachgeben des Planums zurückzuführen sind und somit eine "Stability of special civil engineering equipment" held by Karl Krollmann, Jürgen Grabe and Marius Milatz, which states that equipment crashes are usually due to sagging of the tarmac and thus a
Reduzierung derartiger Unfälle nur unter Ergänzung der Einflüsse des Reduction of such accidents only by supplementing the influences of the
Baugrundes möglich ist. Entsprechend soll in einem Forschungsprojekt eine Verbesserung der Standsicherheit über Software gestützte Lösungen erreicht werden, die auch geomechanische Aspekte mit einbezieht.  Subsoil is possible. Accordingly, in a research project an improvement of the stability is to be achieved by software supported solutions, which also include geomechanical aspects.
Entsprechend dieser Schrift ist es Aufgabe der Erfindung, ein According to this document, it is an object of the invention, a
Standsicherungsverfahren bzw. ein Standsicherungssystem für Baugeräte mit hohem Schwerpunkt anzugeben, das die Baugerät-Boden- Wechselwirkung bei üblichem, bodenmechanisch veränderlichem, nachgiebigem Baugrund berücksichtigt. State of stability method or a stand-securing system for construction equipment with a high center of gravity, which takes into account the construction-soil interaction in conventional, soil mechanical variable, yielding subsoil.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch ein Baugerätstandsicherungssystem gemäß Anspruch 12. This object is achieved by a method according to claim 1 and by a construction equipment securing system according to claim 12.
Durch Erstellung eines Planummodells, mit dem die Nachgiebigkeit des Planums bei Belastung vorausberechnet werden kann; Berechnen der Belastung des Planums zum jeweiligen Systemzustand des Baugeräts; Vorausberechnung einer prädiktiven Neigung des Baugerätes unter Berücksichtigung des By creating a plan model, with which the compliance of the planum can be predicted under load; Calculating the load of the subgrade on the respective system state of the construction equipment; Precalculation of a predictive inclination of the construction equipment taking into account the
Systemzustandes und des Planummodells; Vergleich der prädiktiven Neigung des Baugerätes mit der aktuell gemessenen Neigung des Baugeräts und iterative Anpassung des Planummodells zur Minimierung der Differenz zwischen prädiktiver Neigung und gemessener Neigung; Vergleichen der prädiktiven Neigung zum jeweiligen Systemzustand unter Berücksichtigung des System state and the plan model; Comparison of the predictive inclination of the construction equipment with the currently measured inclination of the construction equipment and iterative adaptation of the plan model to minimize the difference between predictive inclination and measured inclination; Comparing the predictive propensity for the respective system state taking into account the
Planummodells mit einem vorgegebenen Kippkriterium und Planummodells with a predetermined tilt criterion and
Auslösen von Sicherungsmaßnahmen bei Erreichen des Kippkriteriums wird erreicht, dass kritische Belastungssituationen frühzeitig registriert werden können. Dabei berücksichtigt das erstellte Planummodell die bei der Belastung durch das Baugerät entstehenden Veränderungen aufgrund der Nachgiebigkeit des Planums bei dessen Belastung, sodass nach einer kurzen Triggering of safety measures when the tipping criterion is reached ensures that critical stress situations can be registered at an early stage. The created planum model takes into account the changes in the load caused by the construction equipment due to the resilience of the subgrade when it is loaded, so that after a short time
„Einschwingphase" der Charakter des Planums, insbesondere seine Reaktion auf Belastungen abgebildet wird, sodass eine Vorausberechnung einer Neigung des Baugeräts unter Berücksichtigung des Systemzustandes und der "Transient phase" is the character of the subgrade, in particular its reaction to loads is mapped, so that a prediction of a slope of the construction equipment taking into account the state of the system and the
zwischenzeitlich erkannten Nachgiebigkeit des Planums (Planummodell) erfolgen kann. Bei dem Vergleich des jeweiligen Systemzustandes unter Berücksichtigung des Planummodells mit einem vorgegebenen Kippkriterium kann somit bereits vorausschauend eine Kippgefahr erkannt werden und bei Erreichen des in the meantime recognized yielding of the planum (Planummodell) can take place. In the comparison of the respective system state, taking into account the plan model with a predetermined tilting criterion, a risk of tipping can thus already be anticipated and, upon reaching the
Kippkriteriums können entsprechende Sicherungsmaßnahmen ausgelöst werden. Kippkriteriums appropriate security measures can be triggered.
Dabei bedeutet Sicherungsmaßnahmen einerseits das Ausgeben von On the one hand, security measures mean the issuing of
Warnsignalen an den Baugeräteführer in Form von optischen und akustischen Warnsignalen sowie das aktive Steuern des Baugeräts sowie seiner Warning signals to the equipment operator in the form of visual and audible warning signals as well as the active control of the construction equipment and its
Arbeitsgeräte und Bauteile zur Verringerung des Kipprisikos. Beispielsweise kann ein am Baugerät angesetztes Rammgerät auf dem Boden abgesetzt oder in seiner Neigung zum Baugerät so verstellt werden, dass der Schwerpunkt wieder weiter auf seine Standfläche hineinwandert. Die Sicherungsmaßnahmen sind somit sowohl passive Warnungen, wie auch aktiv ausgelöste Veränderungen am System des Baugeräts, um die Standsicherheit wieder her zu stellen. Die getroffenen Sicherungsmaßnahmen können eine Änderung des Tools and components to reduce the tip risk. For example, a piling device attached to the construction equipment can be set down on the ground or be adjusted in its inclination to the construction equipment in such a way that the center of gravity again moves into its standing area. The safeguards are thus both passive warnings, as well as actively triggered changes to the system of the construction equipment to restore the stability. The precautionary measures taken may be an amendment to the
Systemzustands bewirken, die zu einer Entlastung des Baugeräts in Kipprichtung führt. So wird durch Verlagerung des Schwerpunktes entgegengesetzt zur befürchteten Kipprichtung eine starke Belastung oder Überlastung des System state, which leads to a relief of the construction equipment in tilt direction. Thus, by shifting the center of gravity opposite to the feared tilting direction a heavy load or overload of the
Baugrunds in dieser Richtung reduziert, beispielsweise kann ein Bohr- oder Rammgerät auf dem Boden abgesetzt, ein ausgelenkter Oberwagen wieder in Ausrichtung mit dem Unterwagen zurückgedreht oder ein Arbeitsgerät an dem Baugerät entsprechend gegen die Kipprichtung verschwenkt werden. Jeweils wandert der den kritischen Systemzustand charakterisierende Schwerpunkt wieder näher an die mittige, lotrechte Achse des Baugeräts bzw. das Gewicht des Baugeräts wird durch eine zusätzliche Abstützung auf dem Boden gleichmäßiger auf dem veränderlichen, nachgiebigen Baugrund eingeleitet, womit unerwünschte Bodenüberlastungen und ein kritisches Nachgeben des Baugrundes vermieden werden. Entsprechend sind bei einem Baugerätstandsicherungssystem eine Subsoil reduced in this direction, for example, a drilling or piling set off on the ground, a deflected superstructure turned back in alignment with the undercarriage or a working device on the construction equipment are pivoted accordingly against the tilting direction. In each case, the center of gravity characterizing the critical system state moves back closer to the central, vertical axis of the construction equipment or weight of the construction equipment is introduced by an additional support on the ground evenly on the variable, yielding ground, bringing undesirable floor congestion and a critical yielding of the ground be avoided. Accordingly, in a construction equipment safety system, a
Auswerteeinheit sowie eine Steuereinheit vorgesehen, wobei die Auswerteeinheit ein Planummodell enthält, mit dem die Nachgiebigkeit des Planums bei  Evaluation unit and a control unit provided, wherein the evaluation unit includes a plan model, with the flexibility of the subgrade at
Belastung vorausberechnet werden kann, und vom Neigungssensor gemessene Neigungsdaten unter Berücksichtigung des jeweiligen Systemzustandes auswertet und mit vorbestimmten Grenzwerten vergleicht und die Steuereinheit von der Auswerteeinheit bei Überschreiten der Grenzwerte zum Verändern des Systemzustandes zur Entlastung des Baugeräts in Kipprichtung angesteuert wird. Stress can be calculated in advance, and measured by the inclination sensor inclination data under consideration of the respective system state and compares with predetermined limits and the control unit is controlled by the evaluation when exceeding the limits for changing the system state to relieve the construction equipment in tilt direction.
Wenn der Systemzustand des Baugeräts als Fahrzeugmodell mit verschiedenen, gekoppelten Massenpunkten simuliert wird, kann der Systemzustand desIf the system state of the construction equipment is simulated as a vehicle model with different, coupled mass points, the system state of the
Baugeräts mit seinen Arbeitsgeräten und Bauteilen, die zueinander verstellbar sind und einen erfassbaren, veränderlichen Systemzustand bilden, in einem Fahrzeugmodell nachgebildet werden. Damit können Belastungen und Construction equipment with its implements and components that are mutually adjustable and form a detectable, variable system state, be modeled in a vehicle model. This can be burdens and
Drehmomente des kompletten Baugeräts in seinem jeweiligen Systemzustand nachgebildet werden. Damit ist es möglich, die komplexen Abhängigkeiten zwischen der jeweiligen Arbeitssituation des Baugeräts und des darunter befindlichen, nachgiebigen Planums zu berücksichtigen. Torques of the entire construction equipment are simulated in its respective system state. This makes it possible to understand the complex dependencies between the respective working situation of the construction equipment and the underlying pliable subgrade.
Dadurch, dass äußere Lasten, nämlich am Baugerät angreifende Windlasten und/oder am Baugerät anhaftender Boden im Fahrzeugmodell berücksichtigt werden, können zudem die Standfestigkeit beeinflussende äußere Lasten und damit veränderte Schwerpunkte und Drehmomente im Fahrzeugmodell nachgebildet werden. Due to the fact that external loads, namely wind loads acting on the construction equipment and / or soil adhering to the construction equipment, are taken into account in the vehicle model, it is also possible to emulate the stability affecting external loads and thus changed focal points and torques in the vehicle model.
Wenn das Fahrzeugmodell Veränderungen am Systemzustand des Baugeräts sowie bei den äußeren Lasten dynamisch berücksichtigt, kann die dynamisch wirkende Massenträgheit des gesamten Systems sowie ein etwaiges If the vehicle model dynamically takes into account changes in the system state of the construction equipment as well as in the external loads, the dynamically acting mass inertia of the entire system and a possible
Schwingungsverhalten bei der Gesamtauswertung berücksichtigt werden.  Vibration behavior in the overall evaluation are taken into account.
Dadurch, dass ein Kontaktmodell zwischen Fahrzeugmodell und Planummodell die gegenseitige Beeinflussung simuliert, kann die Wechselwirkung zwischen dem Baugerät und dem Planum im Modell einfließen. Wrd beispielsweise durch den Systemzustand des Baugeräts eine äußere Seite der Aufstandsfläche besonders stark belastet, wirkt diese erhöhte Auflast entsprechend auf den nachgiebigen Untergrund, sodass die sich am Baugerät widerspiegelnde Neigung nicht nur durch die Einfederung des Baugeräts, sondern auch auf ein zusätzliches Einsinken des Kettenfahrwerks an dieser stärker belasteten Stelle des Planums herrührt. Dies kann mit Hilfe des Kontaktmodells als The fact that a contact model between vehicle model and plan model simulates the mutual influence, the interaction between the construction equipment and the planum in the model can be incorporated. For example, if the outer surface of the footprint is particularly heavily loaded by the system condition of the construction equipment, this increased load acts accordingly on the yielding ground so that the inclination reflected on the construction equipment is not only due to the deflection of the construction equipment but also to additional sinking of the tracked chassis this more heavily loaded site of the subgrade. This can be done with the help of the contact model
Wechselwirkung zwischen Fahrzeugmodell und Planummodell berechnet und somit vohergesagt werden.  Calculated interaction between vehicle model and plan model and thus be predicted.
Dadurch, dass bei der iterativen Vorausberechnung der prädiktiven Neigung des Baugerätes das Fahrzeugmodell und das Planummodell berücksichtigt werden, wobei die prädiktive Neigung des Baugerätes mit der aktuell gemessenen Neigung des Baugeräts verglichen wird und eine iterative Anpassung des Planummodells und des Fahrzeugmodells zur Minimierung der Differenz zwischen prädiktiver Neigung und gemessener Neigung erfolgt, wird eine weitere Anpassung der beiden Modelle, nämlich Planummodell und Fahrzeugmodell an die tatsächlich gemessenen Reaktionen des Baugeräts bei dessen Arbeitsbetrieb erreicht. Diese iterative Anpassung verbessert somit die Vorausberechnung der sich bei entsprechenden Veränderungen einstellenden Neigung des Baugeräts unter Berücksichtigung sowohl des Planums wie auch des Systemzustandes des Baugeräts. By considering in the iterative prediction of the predictive inclination of the construction equipment the vehicle model and the plan model, comparing the predictive inclination of the construction equipment with the currently measured inclination of the construction equipment and an iterative adaptation of the plan model and the vehicle model to minimize the difference between predictive Tilt and measured tilt done will be another Adaptation of the two models, namely plan model and vehicle model to the actual measured reactions of the construction equipment in its working operation achieved. This iterative adaptation thus improves the precalculation of the inclination of the construction equipment, which takes place in the event of corresponding changes, taking into account both the level and the system condition of the construction equipment.
Wenn als Kippkriterium ein zum jeweiligen Systemzustand passender, kritischer Kippwinkel berechnet wird, der mit der prädiktiven Neigung verglichen wird, kann eine Vorhersage für eine Kippgefahr hergeleitet werden, die neben dem Ist- Zustand des Systems auch aus den bisherigen Reaktionen des Systems ermittelte, zukünftige Reaktionen sowohl des Baugeräts, wie auch des Planums berücksichtigt. If a critical tilt angle suitable for the respective system state is calculated as the tilting criterion, which is compared with the predictive inclination, a prediction for a risk of tilting can be derived which, in addition to the actual state of the system, also determines future reactions from the previous reactions of the system both the construction equipment and the subgrade.
Alternativ oder ergänzend können auch die Daten der Neigungsmessung und/oder die Daten der prädiktiven Neigung mit vorher bestimmten, kritischen Bewegungsmustern verglichen werden, wobei bei einer Übereinstimmung die Sicherungsmaßnahmen ausgelöst werden, hierbei können kritische Alternatively or additionally, the data of the inclination measurement and / or the data of the predictive inclination can also be compared with previously determined, critical movement patterns, wherein the safety measures are triggered in the event of a match;
Bewegungsmuster, also auch dynamische Effekte erkannt werden, die zu einer kritischen Situation oder zum Umkippen des Baugeräts führen könnten. Movement patterns, so dynamic effects are detected, which could lead to a critical situation or tipping over the construction equipment.
In weiterer Ausbildung kann auch die erste zeitliche Ableitung der In a further embodiment, the first time derivative of the
Neigungsmessdaten als Kriterium zur Einleitung von Sicherheitsmaßnahmen errechnet werden, gekennzeichnet durch Bilden der ersten zeitlichen Ableitung der Neigungsmessdaten, Berechnen einer kritischen Neigungsrate zum jeweiligen Systemzustand, Vergleichen der Neigungsmessdaten erster Ableitung mit der jeweils geltenden kritischen Neigungsrate, Auslösen der Inclination measurement data are calculated as a criterion for initiating safety measures, characterized by forming the first time derivative of the inclination measurement data, calculating a critical inclination rate to the respective system state, comparing the first derivative inclination measurement data with the respectively valid critical inclination rate, triggering the
Sicherungsmaßnahme kurz vor Erreichen der jeweils geltenden kritischen Neigungsrate. Precautionary measure shortly before reaching the applicable critical rate of inclination.
Durch Bilden der zweiten zeitlichen Ableitung der Neigungsmessdaten, By forming the second time derivative of the slope measurement data,
Berechnen einer kritischen Neigungsbeschleunigung zum jeweiligen Systemzustand, Vergleichen der Neigungsmessdaten zweiter Ableitung mit der jeweils geltenden kritischen Neigungsbeschleunigung, Auslösen der ersten Sicherheitsmaßnahme kurz vor Erreichen der jeweils geltenden kritischen Neigungsbeschleunigung wird ein ergänzendes Kriterium für das Einleiten von Sicherungsmaßnahmen bereitgestellt. Calculating a critical slope acceleration to the respective one System state, comparing the second derivative slope measurement data to the applicable critical slope acceleration, triggering the first safety measure shortly before reaching the applicable critical slope acceleration, providing a supplementary criterion for initiating the containment measures.
Wenn die Neigungsmessdaten zur Dämpfung und/oder Glättung gefiltert werden, können Betriebsschwingungen, die erheblich höher frequent als die zur If the slope measurement data is filtered for attenuation and / or smoothing, operating oscillations that are significantly more frequent than those for
Umkippsicherung festzustellenden, zeitlich veränderlichen Neigungswerte sind, für die weitere Auswertung eliminiert werden. Tilting protection to be detected, temporally variable inclination values are eliminated for further evaluation.
Bei Überschreiten des kritischen Kippwinkels, der kritischen Neigungsrate und/oder der kritischen Neigungsbeschleunigung oder bei Auftreten eines bestimmten Bewegungsmusters kann als weitere Sicherungsmaßnahme eine Änderung des Systemzustands ausgelöst werden, die zu einem Schutz des Baugerätführers und des Baugeräts führt. Dabei werden durch aktive If the critical tilt angle, the critical inclination rate and / or the critical inclination acceleration or a certain movement pattern is exceeded, as a further precautionary measure, a change in the system state can be triggered, which leads to the protection of the operator and the construction equipment. Here are by active
Schutzmaßnahmen gegen die Folgen eines nunmehr nicht mehr aufzuhaltenden Kippvorgangs beispielsweise gegen die Gefahr des Zerquetschens der Kabine unter dem Baugerät durch Rausdrehen der Fahrerkabine aus dem kritischen Bereich, Auslösen von Gurtstraffern und Fahrerairbags (passive Protective measures against the consequences of a now unstoppable tipping, for example against the risk of crushing the cabin under the construction equipment by turning out the driver's cab from the critical area, triggering belt tensioners and driver airbags (passive
Schutzmaßnahmen) der Baugerätführer sowie ggf. zusätzlich das Baugerät selbst geschützt bzw. Beschädigungen in Folge des Umstürzens verringert. Protective measures) of the equipment guide and possibly additionally the construction equipment itself protected or damaged as a result of overturning reduced.
Wenn die Daten der Neigungsmessung mit vorher bestimmten, kritischen Bewegungsmustern verglichen werden, wobei bei einer ausreichenden If the data of the inclination measurement are compared with previously determined, critical movement patterns, with a sufficient
Übereinstimmung die erste oder zweite Sicherungsmaßnahme ausgelöst wird, können bestimmte, kritische Bewegungsabläufe im Voraus bestimmt und deren Auftreten anhand des Vergleichs mit den aktuellen Messdaten relativ schnell erkannt und entsprechend geeignete Sicherungsmaßnahmen eingeleitet werden. Um die in hoher Abtastrate ermittelten Messwerte oder daraus abgeleiteten Werte für Neigungsraten und Neigungsbeschleunigungen interpretieren zu können, ist das vorher bestimmte, kritische Bewegungsmuster eine Zeitreihe von Neigungsdaten, Neigungsraten oder Neigungsbeschleunigungen, das mit den jeweiligen Messdaten, deren erster zeitlichen Ableitung oder deren zweiter zeitlichen Ableitung über ein mitlaufendes Zeitfenster verglichen wird. Dies kann beispielsweise mittels Filter- und/oder Dekonvolutionsmethoden ermittelt werden. Um eine ausreichend schnelle Reaktion einerseits und eine genügende If the first or second precautionary measure is triggered, certain critical movement sequences can be determined in advance and their occurrence can be detected relatively quickly on the basis of the comparison with the current measured data, and suitable precautionary measures can be taken accordingly. In order to be able to interpret the measured values determined at high sampling rate or the values derived therefrom for inclination rates and inclination accelerations, the previously determined, critical movement pattern is a time series of Inclination data, inclination rates or inclination accelerations, which is compared with the respective measured data, their first time derivative or their second time derivative over a running time window. This can be determined, for example, by means of filter and / or deconvolution methods. To a sufficiently fast response on the one hand and a sufficient
Datenbasis zum Erkennen des kritischen Bewegungsmusters (typischer Database for recognizing the critical movement pattern (more typical
Finderabdruck) erreichen zu können, wird mit dem mitlaufenden Zeitfenster ein vom momentanen Zeitpunkt rückblickender Zeitraum von 0, 1 bis 10 s, insbesondere 0,3 bis 3 s betrachtet. Wenn das Baugerät einen selbstfahrenden Unterwagen und darauf drehbar angeordnet einen Oberwagen mit wenigstens einem Arbeitsgerät hat, sind die zum jeweiligen Systemzustand gehörenden Geometrien und daraus der momentane Schwerpunkt sowie die daraus resultierende Bodenbelastung berechenbar. Wenn der Unterwagen ein Kettenfahrwerk aufweist, werden aus den Finder's footprint), is considered with the running time window from the current time retrospective period of 0, 1 to 10 s, in particular 0.3 to 3 s. If the construction equipment has a self-propelled undercarriage and rotatably arranged thereon an uppercarriage with at least one working device, the geometries belonging to the respective system state and from this the instantaneous center of gravity as well as the resulting ground load can be calculated. If the undercarriage has a chain chassis, are from the
Geometriedaten die jeweiligen Kippkanten des Fahrwerks bestimmt und daraus die Standfestigkeit und je nach Lage des momentanen Schwerpunktes die unterhalb des Kettenfahrwerks wirkende, örtlich veränderliche Bodenbelastung ermittelt. Wenn das Arbeitsgerät am Oberwagen ein Bohrgerät oder Rammgerät ist, liegt ein besonders hoher Schwerpunkt vor, der die Kippgefahr deutlich erhöht.  Geometry data determines the respective tilting edges of the chassis and determines the stability and, depending on the location of the current center of gravity acting below the track chassis, locally variable ground load. If the implement on the superstructure is a drill or pile driver, there is a particularly high center of gravity, which significantly increases the risk of tipping.
Dadurch, dass ein erster Neigungssensor im Unterwagen und ein zweiter Neigungssensor im Oberwagen angeordnet sind, können auch The fact that a first inclination sensor in the undercarriage and a second inclination sensor are arranged in the superstructure, can also
Neigungsdifferenzen zwischen Ober- und Unterwagen, beispielsweise aufgrund eines Spiels im Drehwerk, erfasst und bei der Auswertung berücksichtigt werden. Inclination differences between the upper and lower carriage, for example, due to a game in the slewing, recorded and taken into account in the evaluation.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Hereinafter, an embodiment of the invention with reference to the
beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben. Darin zeigt: eine Prinzipskizze des im Baugerät verwirklichten enclosed drawings described in detail. In it shows: a schematic diagram of realized in the construction equipment
Standsicherungssystems; ein Diagramm mit Neigungsmessdaten vor und nach Filterung; die gefilterten Neigungsmessdaten gemäß Fig. 2 in einem Diagramm mit markierten Auslösepunkten für Sicherungsmaßnahmen;  Level alarm system; a chart with slope measurement data before and after filtering; the filtered tilt measurement data of Figure 2 in a diagram with marked trip points for safeguards.
Fig. 4 ein Diagramm der Neigungsrate im Zeitverlauf. 4 shows a diagram of the rate of inclination over time.
In Fig. 1 ist schematisch ein Baugerätstandsicherungssystem dargestellt. Ein Baugerät 1 mit einem Unterwagen 11 mit Kettenfahrwerk 10 und einem auf dem Unterwagen 1 1 drehbar um eine vertikale Achse Z drehbaren Oberwagen 12 weist ein am Oberwagen 12 angeordnetes Arbeitsgerät 13, beispielsweise ein Rammgerät, und am Oberwagen 12 eine Fahrerkabine 14 auf. Ferner sind am Baugerät 1 Sensoren 2 vorgesehen, von denen Lagesensoren 22 den In Fig. 1, a construction equipment securing system is shown schematically. A construction equipment 1 with an undercarriage 11 with tracked chassis 10 and an on the undercarriage 1 1 rotatable about a vertical axis Z rotatable superstructure 12 has a superstructure 12 arranged implement 13, such as a pile driver, and on the superstructure 12, a driver's cab 14. Furthermore, 1 sensors 2 are provided on the construction equipment, of which position sensors 22 the
Systemzustand des Baugeräts 1 , nämlich die Stellung des Oberwagens 12 zum Unterwagen 11 , die Neigung und Ausrichtung des Rammgeräts 13 sowie über wenigstens einen Neigungssensor 21 die Neigung des Baugeräts 1 zur vertikalen Achse Z erfassen können. System state of the construction equipment 1, namely the position of the superstructure 12 to the undercarriage 11, the inclination and orientation of the pile driver 13 and at least one inclination sensor 21 can detect the inclination of the construction equipment 1 to the vertical axis Z.
Ferner ist im Baugerät 1 eine Auswerteeinheit 3 vorgesehen, der eine Furthermore, an evaluation unit 3 is provided in the construction equipment 1, the one
Steuereinheit 4 nachgeschaltet ist. Von den Sensoren 2, nämlich Control unit 4 is connected downstream. Of the sensors 2, namely
Neigungssensor 21 und Lagesensor 22 gehen Wirkverbindungen 23 zur Auswerteeinheit 3. Die Messdaten des Neigungssensors 21 werden in der Auswerteeinheit 3 zunächst durch einen Filter 31 geleitet. Der Filter 31 ist ein Tiefpassfilter, der höherfrequente Signale der Neigungssensoren 21 , die von Betriebsschwingungen des Baugeräts 1 , beispielsweise dem Dieselmotor, der Hydraulik oder dem Arbeitsgerät 13 herrühren, herausfiltert. In Fig. 2 ist ein Diagramm der Neigungsdaten über der Zeitachse dargestellt, wobei die ungefilterten Rohdaten eine Vielzahl von hochfrequenten Störsignalen beinhalten und gestrichelt dazu das Tiefpass-gefilterte Signal dargestellt ist. Inclination sensor 21 and position sensor 22 go active compounds 23 to the evaluation unit 3. The measurement data of the inclination sensor 21 are first passed through a filter 31 in the evaluation unit 3. The filter 31 is a low-pass filter which filters out higher-frequency signals of the inclination sensors 21, which result from operating vibrations of the construction equipment 1, for example the diesel engine, the hydraulics or the implement 13. FIG. 2 shows a diagram of the inclination data over the time axis, wherein the Unfiltered raw data includes a plurality of high-frequency noise and dashed to the low-pass filtered signal is shown.
In der Auswerteeinheit 3 wird aus den Signalen der Lagesensoren 22 der Systemzustand des Baugeräts 1 erfasst und daraus der momentane In the evaluation unit 3 from the signals of the position sensors 22, the system state of the construction equipment 1 is detected and from the current
Geräteschwerpunkt unter Berücksichtigung einer etwaigen Neigung des Device focus taking into account any inclination of the
Baugeräts 1 zur vertikalen Achse Z errechnet. Unter Zugrundlegung der Construction equipment 1 to the vertical axis Z calculated. Based on the
Gerätedaten des Baugeräts 1 und dem festgestellten Systemzustand könnte unter der Voraussetzung eines festen Planums bereits die Kippsicherheit berechnet werden. Um die Nachgiebigkeit des Planums bei Belastung zu berücksichtigen, wird nun ein Planummodell erstellt, das die Eigenschaften des Bodens, auf dem das Baugerät steht, nachbilden und insbesondere deren Reaktion auf Belastungen vorausberechnen kann. Ferner wird ein Fahrzeugmodell erstellt, das die Device data of the construction equipment 1 and the determined system state could be calculated under the condition of a firm planum already the tipping safety. In order to take into account the yield of the subgrade under load, a plan model is now being created which can simulate the properties of the soil on which the construction equipment stands and, in particular, can predict their reaction to loads. Furthermore, a vehicle model is created, which is the
Lastverteilung im Baugerät zum jeweiligen Systemzustand des Baugeräts (Lage des Arbeitsgeräts) und der Bauteile am Baugerät beispielsweise mit Load distribution in the construction equipment to the respective system state of the construction equipment (position of the implement) and the components on the construction equipment, for example, with
verschiedenen, gekoppelten Massenpunkten nachbildet und über ein simulates different, coupled mass points and over
Kontaktmodell zwischen dem Fahrzeugmodell und dem Planummodell die Gesamtreaktion des Systems aus Baugerät und Planum vorausberechnen kann. Die sich dabei ergebende prädiktive Neigung des Baugeräts wird dann mit der aktuell gemessenen Neigung des Baugeräts verglichen und durch iterative Anpassung des Planummodells und ggfs. des Fahrzeugsmodells zur Contact model between the vehicle model and the plan model can predict the overall response of the system of construction equipment and planum. The resulting predictive inclination of the construction equipment is then compared with the currently measured inclination of the construction equipment and by iterative adaptation of the plan model and, if necessary, the vehicle model for
Minimierung der Differenz zwischen prädiktiver Neigung und gemessener Neigung angepasst. Minimization of the difference between predictive tilt and measured tilt adjusted.
Das somit optimierte Planummodell und Fahrzeugmodell liefert dann The optimized planum model and vehicle model then delivers
vorausberechnete (prädiktive) Neigungswerte, die direkt mit vorgegebenen Kippkriterien verglichen werden können. Es kann somit frühzeitig (im Voraus) entschieden werden, ob ein kritischer Zustand entstehen könnte. Entsprechend können dann Sicherungsmaßnahmen ausgelöst werden, um den Fahrzeugführer des Baugeräts zu warnen, aktiv in die Steuerung einzugreifen und die Schwerpunktlage positiv zu verändern oder bei einem nicht mehr zu precalculated (predictive) slope values that can be directly compared to given tilt criteria. It can thus be decided in advance (in advance) whether a critical condition could arise. Accordingly, then safeguards can be triggered to warn the driver of the construction equipment, actively intervene in the control and the To change the center of gravity positively or no longer in one
verhindernden Umkippen geeignete Schutzmaßnahmen für den Fahrzeugführer und das Baugerät bzw. in der Umgebung befindliche, zu schützende Personen und Sachwerte vorzunehmen. Dazu ist es erforderlich, dass die relevante Umgebung des Baugeräts kontinuierlich durch eine geeignete Sensorik, beispielsweise mit bildgebenden Verfahren, deren Daten einer preventing tipping over, suitable protective measures are to be taken for the driver and the construction equipment or persons and property in the vicinity to be protected. For this purpose, it is necessary that the relevant environment of the construction equipment continuously by a suitable sensors, such as imaging techniques, the data of a
Erkennungssoftware zugeführt werden, zu überwachen. Dabei können Detection software to be supplied to monitor. It can
Menschen, Bauwerke, Hindernisse und andere Baugeräte erfasst werden. People, structures, obstacles and other construction equipment are captured.
Entsprechend kann bei einer Feststellung eines Umsturzes im Rahmen des Möglichen ein Personenschaden verhindert und ein unvermeidbarer materieller Schaden minimiert werden. Accordingly, in the event of a discovery of an overthrow within the bounds of the possible, personal injury can be prevented and unavoidable material damage minimized.
Dadurch, dass die Sensorsignale in hoher Abtastrate von der Auswerteeinheit 3 abgefragt werden und stets der momentane Systemzustand und auch die jeweils gemessene Neigung zur vertikalen Achse Z aktualisiert werden und auch der zeitliche Verlauf der Neigungsänderung in der Auswerteeinheit 3 betrachtet wird, können Sicherheitshinweise über die Steuereinheit 4 an den in der The fact that the sensor signals are queried in a high sampling rate of the evaluation unit 3 and always the current system state and the respective measured inclination to the vertical axis Z are updated and also the time course of the change in inclination is considered in the evaluation unit 3, safety instructions on the control unit 4 at the in the
Fahrerkabine 14 sitzenden Baugerätefahrer ausgesendet und/oder aktiv Cabin 14 seated construction equipment driver sent out and / or active
Maßnahmen von der Steuereinheit 4 ausgeführt werden. Measures are performed by the control unit 4.
Wie in Fig. 3 dargestellt, könnte beispielsweise beim ständigen Vergleich der aktuellen Neigung mit dem stets neu berechneten kritischen Kippwinkel zum jeweiligen Systemzustand eine erste optische und akustische Warnung an den Baugerätefahrer bei 50 % des kritischen Kippwinkels gemäß A (1 im Kreis) gesendet werden. Bei Erreichen von 75 % des kritischen Kippwinkels gemäß B (2 im Kreis) in Fig. 3, wird dann beispielsweise über die Steuereinheit 4 neben einer optisch und akustischen Warnung an den Baugerätfahrer eine Veränderung des Systemzustandes des Baugeräts zur Entlastung in Kipprichtung angesteuert, um der Gefahr eines Umstürzens des Baugeräts 1 aktiv entgegen zu wirken. Bei dennoch zunehmender Annäherung an den kritischen Kippwinkel erfolgt beispielsweise bei 90 % des kritischen Kippwinkels gemäß C (3 im Kreis) in Fig. 3 ein sofortiges Absetzen des Arbeitsgeräts 13 oder ein schnelles Ausfahren von Sicherheitsstützen, um eine deutliche Entlastung des Kippmoments durch Veränderung des Geräteschwerpunkts bzw. Vergrößerung der Lasteinleitung in den Baugrund zu erreichen. As shown in Fig. 3, for example, in the constant comparison of the current slope with the always recalculated critical tilt angle to each system state, a first visual and audible warning to the equipment driver at 50% of the critical tilt angle according to A (1 in the circle) could be sent. When reaching 75% of the critical tilt angle according to B (2 in the circle) in Fig. 3, then, for example via the control unit 4 in addition to an optical and audible warning to the construction equipment driver a change in the system state of the construction equipment to relieve in the tilting direction driven to the Danger of falling over the construction equipment 1 actively counteract. With still increasing approach to the critical tilt angle takes place for example at 90% of the critical tilt angle according to C (3 in the circle) in Fig. 3, an immediate settling of the implement 13 or a rapid extension of Safety supports, in order to achieve a significant relief of the overturning moment by changing the center of gravity of the device or increasing the load transfer into the ground.
Kann diese Maßnahme nicht durchgeführt werden oder führt sie nicht zum gewünschten Erfolg und wird nach Überschreiten des kritischen Kippwinkels (Point of no return) und/oder bei Vergleich der Neigungsrate gemäß Fig. 4 durch ein mitlaufendes, rückblickendes Zeitfenster ein nicht mehr aufzuhaltendes Umkippen des Baugeräts festgestellt, werden über die Steuereinheit 4 sofortige Schutzmaßnahmen eingeleitet. Beispielsweise das Auslösen von Airbags in der Fahrerkabine 14 und/oder Gurtstraffern sowie Ausdrehen der Fahrerkabine 14 aus einem kritischen Aufprallbereich zur Vermeidung von Personenschäden. Ferner können automatische Maßnahmen zur Reduzierung der Materialschäden eingeleitet werden, beispielsweise automatisches Neigen des Arbeitsgeräts, Drehen des Oberwagens oder Verfahren des Baugeräts, quasi von einem Fahrsicherheitsassistenten eingeleitet werden. If this measure can not be carried out or does not lead to the desired result, and after exceeding the critical tilt angle (point of no return) and / or comparing the inclination rate according to FIG. 4 by a revolving, retrospective time window, an unstoppable tipping over of the construction device determined, 4 immediate protective measures are initiated via the control unit. For example, the triggering of airbags in the driver's cab 14 and / or belt tensioners and turning out of the driver's cab 14 from a critical impact area to avoid personal injury. Furthermore, automatic measures to reduce the material damage can be initiated, such as automatic tilting of the implement, turning the superstructure or procedures of the construction equipment, quasi be initiated by a driving safety assistant.
Somit wird erfindungsgemäß ein Umsturzversagen von einem Baugerät 1 mit hohem Schwerpunkt, wie einem Bohrgerät oder Rammgerät 13 durch dynamische Messwerterfassung über die Sensoren 2, nämlich Thus, according to the invention, a fall-over failure of a construction equipment 1 with a high center of gravity, such as a drill or pile driver 13 by dynamic measurement acquisition via the sensors 2, namely
Neigungssensor 21 und Lagesensor 22 erkannt. Dafür wird sowohl der Inclination sensor 21 and position sensor 22 detected. For this, both the
Systemzustand in einem Fahrzeugmodell wie auch der Boden in einem System state in a vehicle model as well as the ground in one
Planummodell unter Berücksichtigung der momentanen Neigung und des Neigungsverlaufs für eine Auswertung und Regelung durch die Auswerteeinheit 3 und Steuereinheit 4 erfasst, so dass umgehend Sicherheitsmaßnahmen, ggf. automatisch, getroffen werden können, um Menschenleben und Sachwerte zu schützen. Dabei werden bei der dynamischen Messwerterfassung mit hoherPlanum model, taking into account the current slope and the pitch curve for an evaluation and control by the evaluation unit 3 and control unit 4 detected, so that immediately safety measures, if necessary, can be made automatically to protect lives and property. In the case of dynamic measured value acquisition, high values are used
Abtastrate die momentane Neigung des Baugeräts 1 und die zeitliche Änderung der Neigung überwacht. Hierfür erfolgt eine Differentiation der Sampling rate monitors the instantaneous inclination of the construction equipment 1 and the temporal change of the inclination. For this purpose, a differentiation of
Neigungsmesswerte, nämlich Ausführen der ersten und ggf. zweiten Slope measurement values, namely execution of the first and possibly second
Zeitableitung des Messsignals, wobei der Verlust der Lagesicherheit beim Vergleich der Messsignale und abgeleiteten Messsignale bei einem bestimmten kritischen Bewegungsmuster (quasi einem kritischen„Fingerabdruck") detektiert Time derivative of the measurement signal, wherein the loss of position security when comparing the measurement signals and derived measurement signals at a given critical movement pattern (quasi a critical "fingerprint") detected
Dabei können kritische Bewegungsmuster durch Modellrechnungen, empirische Ermittlung oder gesammelten Daten von echten Unfällen vorbestimmt werden und als Zeitreihe von Neigungsdaten, Neigungsraten oder Critical movement patterns can be predetermined by model calculations, empirical determination or collected data from real accidents and as a time series of inclination data, inclination rates or
Neigungsbeschleunigungen abgelegt werden, wobei dann die tatsächlich gemessenen Neigungsdaten, ggf. deren erste zeitliche Ableitung oder deren zweite zeitliche Ableitung über ein mitlaufendes Zeitfenster mit diesen vorbestimmten kritischen Bewegungsmustern verglichen werden. Dies kann über mitlaufende Zeitfenster, die vom momentanen Zeitpunkt rückblickend einen Zeitraum von beispielsweise 0, 1 bis 10 Sekunden, insbesondere 0,3 bis 3 Sekunden betrachten, durch entsprechende digitale Signalverarbeitung mittels Zeitreihenvergleich, Filtermethoden und/oder Dekonvolution durchgeführt werden. Wichtig ist dabei, dass das rückblickende Zeitfenster kurz genug ist, um noch ausreichende Schutzmaßnahmen vor dem Umstürzen des Baugerätes durchführen zu können, wobei für die Zeitdauer bis zum Aufprall bei einem Umsturz eines Baugerätes durchaus mehrere Sekunden abhängig von den Systemabmessungen des Baugeräts mit Arbeitsgerät und insbesondere seiner Schwerpunktlage anzusetzen sind. Andererseits muss das Fenster ausreichend lang sein, um die entsprechenden kritischen Bewegungsmuster von unkritischen Bewegungsmustern unterscheiden zu können. Für diese Unterscheidung kann auch das mit Planum- und Fahrzeugmodell prädiktiv berechnete  Acceleration accelerations are stored, in which case the actual measured inclination data, possibly their first time derivative or their second time derivative over a running time window are compared with these predetermined critical movement patterns. This can be carried out by means of running time windows, which from the momentary moment in retrospect consider a period of, for example, 0.1 to 10 seconds, in particular 0.3 to 3 seconds, by corresponding digital signal processing by means of time series comparison, filter methods and / or deconvolution. It is important that the retrospective time window is short enough to be able to perform sufficient protective measures against the overturning of the construction equipment, for the time to impact in a fall of a construction equipment quite several seconds depending on the system dimensions of the construction equipment with implement and in particular its center of gravity are to be set. On the other hand, the window must be long enough to distinguish the corresponding critical movement patterns from non-critical movement patterns. For this distinction can also predictively calculated with planum and vehicle model
Bewegungsverhalten herangezogen werden. Movement behavior are used.
Je nach erkanntem Zustand können dann abgestuft entsprechende Depending on the detected state can then graded appropriate
Sicherungsmaßnahmen ausgelöst werden. Zunächst reichen Warntöne und Warnleuchten in der Fahrerkabine, um den Baugerätfahrer zu warnen. In einer nächsten Stufe könnten automatische, situationsabhängige Veränderungen mittels Fahrsicherheitsassistent an dem Systemzustand des Baugeräts, beispielsweise Veränderung der Neigung des Anbaugeräts, Ansteuerung des Fahrwerks zum Verfahren des gesamten Baugeräts, Ansteuerung des Drehkranzes zwischen Ober- und Unterwagen und ggf. Ausklappen von ergänzenden Sicherheitsstützen ausgelöst werden. Bei einer Detektion des typischen„Fingerabdrucks" eines Umkippens sind dann sofort die Arbeitsabläufe zu unterbrechen und Sicherheitsmaßnahmen zu aktivieren, die über die Safeguard measures are triggered. First, warning and warning lights in the cab are enough to warn the construction crew driver. In a next step, automatic, situation-dependent changes by driving safety assistant on the system state of the equipment, such as changing the inclination of the attachment, control of the landing gear to the process of the entire construction equipment, control of the Slewing ring between the upper and undercarriage and, if necessary, unfolding of additional safety supports. When a typical "fingerprint" of a tip - over is detected, the workflows must be interrupted immediately and security measures activated via the
Steuereinheit 4 anhand der in der Auswerteeinheit 3 durchgeführten Analyse der Messdaten das Baugerät durch Rausdrehen der Fahrerkabine aus dem unmittelbaren Gefahrenbereich und Auslösen von Gurtstraffer und Fahrerairbags sowie etwaigen Schutzmaßnahmen für das Baugerät selbst und deren Control unit 4 based on the analysis of the measured data carried out in the evaluation unit 3, the construction equipment by Rausdrehen the driver's cab from the immediate danger area and triggering belt tensioner and driver airbags and any protective measures for the construction equipment itself and their
Umgebung so beeinflussen, dass das Baugerät mit möglichst geringem Schaden und möglichst ohne Gefährdung von Menschen umstürzen kann. Influencing the environment so that the construction equipment can be overturned with as little damage as possible and without endangering people.
Somit bietet das erfindungsgemäße System bzw. Verfahren eine Hilfe für Baugerätefahrer zur Unterstützung seiner Tätigkeit, zum Schutz des Thus, the system or method according to the invention provides help for construction equipment operators to support their activity, to protect the
Baugerätfahrers und insbesondere zur Vermeidung schwerer Umstürze. Construction equipment driver and in particular to avoid heavy falls.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Baugerät 1 construction equipment
10 Kettenfahrwerk  10 tracked chassis
1 1 Unterwagen  1 1 undercarriage
12 Oberwagen 12 superstructures
13 Arbeitsgerät, Rammgerät  13 implement, pile driver
14 Fahrerkabine  14 driver's cab
2 Sensor 2 sensor
21 Neigungssensor 21 tilt sensor
22 Lagesensor  22 position sensor
3 Auswerteeinheit 3 evaluation unit
31 Filter 31 filters
4 Steuereinheit 4 control unit
A erster kritischer Kippwinkel (1 im Kreis) B zweiter kritischer Kippwinkel (2 im Kreis) C dritter kritischer Kippwinkel (3 im Kreis) A first critical tilt angle (1 in circle) B second critical tilt angle (2 in circle) C third critical tilt angle (3 in circle)
Z vertikale Achse Z vertical axis

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E P A T E N T A N S P R E C H E
Baugerätstandsicherungsverfahren für ein auf einem nachgiebigen Planum stehendes oder fahrendes Baugerät (1), wobei Construction equipment securing method for a building equipment (1) standing or moving on a flexible subgrade, wherein
das Baugerät (1) Arbeitsgeräte (13) und Bauteile aufweist, die zueinander verstellbar sind und einen erfassbaren, veränderlichen Systemzustand bilden, und  the construction equipment (1) has working devices (13) and components which are adjustable relative to one another and form a detectable, changeable system state, and
eine kontinuierliche oder mit hoher Abtastrate abgetastete Messung der Neigung des Baugeräts (1) erfolgt,  a continuous or high-sampling rate measurement of the inclination of the construction equipment (1) takes place,
gekennzeichnet durch die Schritte characterized by the steps
Erstellung eines Planummodells, mit dem die Nachgiebigkeit des Planums bei Belastung vorausberechnet werden kann;  Creation of a plan model with which the compliance of the subgrade can be predicted under load;
Berechnen der Belastung des Planums zum jeweiligen  Calculate the load of the planum to the respective
Systemzustand des Baugeräts (1);  System status of the construction equipment (1);
Vorausberechnung einer prädiktiven Neigung des Baugerätes (1) unter Berücksichtigung des Systemzustandes und des  Prediction of a predictive inclination of the construction equipment (1) taking into account the system condition and the
Planummodells;  Planum model;
Vergleich der prädiktiven Neigung des Baugerätes (1) mit der aktuell gemessenen Neigung des Baugeräts (1) und iterative Anpassung des Planummodells zur Minimierung der Differenz zwischen prädiktiver Neigung und gemessener Neigung;  Comparison of the predictive inclination of the construction equipment (1) with the currently measured inclination of the construction equipment (1) and iterative adaptation of the plan model to minimize the difference between predictive inclination and measured inclination;
Vergleichen der prädiktiven Neigung zum jeweiligen Systemzustand unter Berücksichtigung des Planummodells mit einem  Compare the predictive inclination to the respective system state taking into account the plan model with a
vorgegebenen Kippkriterium und  predetermined tilt criterion and
- Auslösen von Sicherungsmaßnahmen bei Erreichen des - triggering of safeguards upon reaching the
Kippkriteriums.  Kippkriteriums.
Baugerätstandsicherungsverfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Systemzustand des Baugeräts (1) als Fahrzeugmodell mit verschiedenen, gekoppelten Massenpunkten simuliert wird. Baugerätstandsicherungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass äußere Lasten, nämlich am Baugerät angreifende Windlasten und/oder am Baugerät anhaftender Boden im Fahrzeugmodell berücksichtigt werden. Construction equipment securing method according to claim 1, characterized in that the system state of the construction equipment (1) is simulated as a vehicle model with different, coupled mass points. Construction equipment securing method according to claim 2, characterized in that external loads, namely on the construction equipment attacking wind loads and / or adhering to the construction equipment soil are taken into account in the vehicle model.
Baugerätstandsicherungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugmodell Veränderungen am Construction equipment securing method according to claim 3, characterized in that the vehicle model changes at
Systemzustand des Baugeräts (1) sowie bei den äußeren Lasten dynamisch berücksichtigt. System status of the construction equipment (1) and dynamically taken into account in the external loads.
Baugerätstandsicherungsverfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontaktmodell zwischen Fahrzeugmodell und Planummodell die gegenseitige Beeinflussung simuliert. Construction equipment securing method according to claim 2, 3 or 4, characterized in that a contact model between the vehicle model and plan model simulates the mutual influence.
Baugerätstandsicherungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Vorausberechnung der prädiktiven Neigung des Baugerätes (1) das Fahrzeugmodell und das Construction equipment securing method according to claim 5, characterized in that in the prediction of the predictive inclination of the construction equipment (1) the vehicle model and the
Planummodell berücksichtigt werden, wobei die prädiktive Neigung des Baugerätes (1) mit der aktuell gemessenen Neigung des Baugeräts (1) verglichen wird und eine iterative Anpassung des Planummodells und des Fahrzeugmodells zur Minimierung der Differenz zwischen prädiktiver Neigung und gemessener Neigung erfolgt. Planum model are taken into account, wherein the predictive inclination of the construction equipment (1) is compared with the currently measured inclination of the construction equipment (1) and an iterative adaptation of the plan model and the vehicle model to minimize the difference between the predictive inclination and measured inclination.
Baugerätstandsicherungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kippkriterium ein zum jeweiligen Systemzustand passender, kritischer Kippwinkel berechnet wird, der mit der prädiktiven Neigung verglichen wird. Construction equipment securing method according to one of the preceding claims, characterized in that as a tilting criterion, a critical tilt angle matching the respective system state is calculated, which is compared with the predictive inclination.
Baugerätstandsicherungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten der Construction equipment securing method according to one of the preceding claims, characterized in that the data of the
Neigungsmessung und/oder die Daten der prädiktiven Neigung mit vorher bestimmten, kritischen Bewegungsmustern verglichen werden, wobei bei einer Übereinstimmung die Sicherungsmaßnahmen ausgelöst werden. Inclination measurement and / or the data of the predictive inclination are compared with predetermined, critical movement patterns, in case of a match, the safeguards are triggered.
Baugerätstandsicherungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das vorher bestimmte, kritische Construction equipment securing method according to claim 8, characterized in that the predetermined, critical
Bewegungsmuster eine Zeitreihe von Neigungsdaten, Neigungsraten oder Neigungsbeschleunigungen ist, das mit den jeweiligen Messdaten, deren erster zeitlichen Ableitung oder deren zweiter zeitlichen Ableitung über ein mitlaufendes Zeitfenster verglichen wird.  Movement pattern is a time series of inclination data, inclination rates or inclination accelerations, which is compared with the respective measurement data, their first time derivative or their second time derivative over a running time window.
10. Baugerätstandsicherungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigungsmessdaten zur10. Construction equipment safety method according to one of the preceding claims, characterized in that the inclination measurement data for
Dämpfung und/oder Glättung gefiltert werden. Damping and / or smoothing are filtered.
11. Baugerätstandsicherungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebung um das Baugerät (1) mit Erkennungssensorik überwacht wird. 12. Baugerätstandsicherungssystem mit einem auf einem nachgiebigen11. Baugerätstandsicherungsverfahren according to any one of the preceding claims, characterized in that the environment around the construction equipment (1) is monitored with detection sensors. 12. Construction equipment safety system with one on one compliant
Planum stehenden oder fahrenden Baugerät (1), das Arbeitsgeräte (13) und Bauteile aufweist, die zueinander verstellbar sind und einen erfassbaren, veränderlichen Systemzustand bilden, und wenigstens einem Neigungssensor (21), dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinheit (3) sowie eine Steuereinheit (4) vorgesehen sind, wobei Planum standing or moving construction equipment (1), the work equipment (13) and components which are mutually adjustable and form a detectable, variable system state, and at least one tilt sensor (21), characterized in that an evaluation unit (3) and a control unit (4) are provided, wherein
die Auswerteeinheit (3) ein Planummodell enthält, mit dem die Nachgiebigkeit des Planums bei Belastung vorausberechnet werden kann, und vom Neigungssensor (21) gemessene  the evaluation unit (3) contains a plan model with which the resilience of the subgrade can be predicted under load, and measured by the inclination sensor (21)
Neigungsdaten unter Berücksichtigung des jeweiligen  Inclination data taking into account the respective
Systemzustandes auswertet und mit vorbestimmten Grenzwerten vergleicht und die Steuereinheit (4) von der Auswerteeinheit (3) bei Überschreiten der Grenzwerte zum Verändern des Systemzustandes zur Entlastung des Baugeräts (1) in Kipprichtung angesteuert wird. System state evaluates and compares with predetermined limits and the control unit (4) is actuated by the evaluation unit (3) in the tilting direction when the limit values for changing the system state for relieving the load of the construction equipment (1) are exceeded.
Baugerätstandsicherungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Baugerät (1) einen selbstfahrenden Unterwagen (11) mit einem Kettenfahrwerk (10) und darauf drehbar angeordnet einen Oberwagen (12) mit wenigstens einem Construction equipment safety system according to claim 12, characterized in that the construction equipment (1) has a self-propelled undercarriage (11) with a tracked chassis (10) and rotatably arranged thereon an uppercarriage (12) with at least one
Arbeitsgerät (13) hat. Working device (13) has.
Baugerätstandsicherungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgerät (13) am Oberwagen (12) Bohrgerät oder Rammgerät (13) ist. Construction equipment securing system according to claim 13, characterized in that the working device (13) on the superstructure (12) drilling or piling device (13).
Baugerätstandsicherungssystem nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass Systemsensoren am Baugerät, seinen Construction equipment securing system according to claim 13 or 14, characterized in that system sensors on the construction equipment, his
Arbeitsgeräten und Bauteilen zur Erfassung des Systemzustandes, ein erster Neigungssensor im Unterwagen (1 1) und ein zweiter Working devices and components for detecting the system state, a first inclination sensor in the undercarriage (1 1) and a second
Neigungssensor im Oberwagen (12) angeordnet sind. Tilt sensor in the upper carriage (12) are arranged.
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