WO2017125198A1

WO2017125198A1 - Mobiles arbeitsgerät

Info

Publication number: WO2017125198A1
Application number: PCT/EP2016/080086
Authority: WO
Inventors: Martin Mayer
Original assignee: Putzmeister Engineering GmbH
Current assignee: Putzmeister Engineering GmbH
Priority date: 2016-01-21
Filing date: 2016-12-07
Publication date: 2017-07-27
Anticipated expiration: 2018-07-21
Also published as: DE102016000531A1

Abstract

Mobiles Arbeitsgerät (10) mit einem Unterbau (12), einem Auslegerarm (16), der um eine im wesentlichen senkrecht zu dem Unterbau (12) verlaufende Drehachse (R) an dem Unterbau (12) angeordnet und um eine im wesentlichen senkrecht zu der Drehachse (R) verlaufende Schwenkachse (S) in eine Auslegerstellung schwenkbar ist, und mit Erfassungsmitteln zum Erfassen einer Seitenneigung «p) der Schwenkachse (S).

Description

Mobiles Arbeitsgerät

Technisches Gebiet

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein mobiles Ar^¬ beitsgerät wie bspw. eine fahrbare Arbeitsmaschine.

Beschreibung des Standes der Technik [0002] Bei einem Einsatz von mobilen Arbeitsgeräten wie bspw. fahrbaren Arbeitsmaschinen in unebenem Gelände kann es selbst bei Einsatz von eine Neigung der Arbeitsmaschine ausglei^¬ chenden Abstützeinrichtungen auftreten, dass ein auf der Arbeitsmaschine drehbar und ausschwenkbar angebrachter Mast oder Ausleger in Schräglage benutzt werden muss. Für eine derartige Benutzung in Schräglagen existieren Vorschriften für einen maximalen Neigungswinkel, innerhalb dessen ein Betrieb möglich ist. So schreibt die entsprechende deutsche Norm DIN 24117:2007- 02 § 7 unter Punkt d) in Abschnitt 7 vor, "dass der Verteiler- mast möglichst ohne Seitenneigung (maximal 3°) waagerecht auf^¬ zubauen ist " .

[0003] Aus diesem Grunde sind fahrbare Arbeitsmaschinen konstruktiv auf einen Einsatz bis zu einer Seitenneigung des Verteilermasts von maximal 3° ausgelegt. Bei darüber hinausge- henden Seitenneigungen ist eine ausreichende Sicherheit für das Bedienpersonal und die Maschine nicht mehr gewährleistet und die Arbeitsmaschine darf nicht mehr verwendet werden.

[0004] Dies führt in der Praxis dazu, dass bei einer Nei^¬ gungsstellung aus Gründen der Vorsicht der unter Umständen mög- liehe maximale Betriebsbereich nicht vollständig ausgenutzt wird, um nicht Gefahr zu laufen, über die zulässigen 3° Seitenneigung hinauszukommen, nicht zuletzt, da es für das Bedienpersonal praktisch keine Möglichkeit gibt, einen Verlassen des si- cheren Arbeitsbereichs des Auslegerarms und dessen Eintritt in den Gefahrenbereich abzuschätzen.

[0005] Um dem Bedienpersonal Anhaltspunkte für die Größe der Neigung, mit der die fahrbare Arbeitsmaschine aufgestellt ist, zu geben und ggf. auch entsprechende von einer Steuerungs- einrichtung verwertbare Messsignale zu liefern, ist es bekannt, am Fahrgestell einer fahrbaren Arbeitsmaschine Lage- oder Nei^¬ gungssensoren vorzusehen. So ist aus der DE 10 2011 075 310 AI eine fahrbare Arbeitsmaschine der gattungsgemäßen Art bekannt, die einen an dem Fahrgestell angebrachten Lage- oder Neigungs- sensor umfasst, dessen Ausgangssignal ein Ist-Maß für die Lage oder die Neigung des Fahrgestells bzw. eines Fahrwerksteils re^¬ lativ zu einem herdfesten Bezugssystem darstellt und als Maßzahl für einen Abstütz- oder Abhebezustand des Fahrgestells her^¬ angezogen werden kann. Zusammenfassung der Erfindung

[0006] Ausgehend hiervon wird erfindungsgemäß ein mobiles Arbeitsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen.

[0007] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass selbst bei einer Aufstellung der fahrbaren Arbeitsmaschine mit einer Neigung von mehr als 3° noch ein sicherer Arbeitsbereich für den Auslegerarm existiert, bevor dieser eine Seitenneigung von mehr als 3° einnimmt (oder mit anderen Worten: die Seitenneigung des Auslegerarms hängt von der Drehung des Auslegerarms um die Drehachse senkrecht zum Arbeitsgerät bzw. dessen Unter- bau ab) . Dieser sichere Arbeitsbereich könnte somit selbst bei einer stark geneigten Aufstellung der Arbeitsmaschine noch genutzt werden; so ist es bspw. in bergigen Regionen kaum oder nur mit sehr großem Aufwand möglich, eine Aufstellung der Arbeitsmaschine mit einer Neigung von weniger als 3° zu erreichen. [0008] Um diesen sicheren Arbeitsbereich mit möglichst einfachen Mitteln ermitteln und dem Bedienpersonal kommunizieren zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, Mittel zum Messen bzw. Erfassen der Querneigung des Auslegerarms vorzusehen. Bei diesen Messmitteln handelt es sich bspw. um eine Messeinrich- tung zum Erfassen eines Winkels der (parallel zu der durch eine Basis der Arbeitsmaschine vorgegebenen Ebene verlaufenden) Schwenkachse des Auslegerarms. Das Messmittel kann dem Ausle^¬ gerarm erfindungsgemäß in drehfester Relation zugeordnet sein. Es kann bspw. an einem Drehkopf, auf dem der Auslegerarm dreh- montiert ist, oder an dem Auslegerarm selbst (z.B. an dessen Obergurt) angeordnet sein.

[0009] Das Vorsehen erfindungsgemäßer Messmittel gewährleistet unter Verwendung einfacher konstruktiver Maßnahmen eine deutliche Erhöhung der Bediensicherheit, so dass Bedienpersonal das Arbeitsgerät auch in Grenzbereichen sicher bedienen kann. Die Erfindung eignet sich insbesondere auch zur Nach- bzw. Aufrüstung existierender Arbeitsgeräte.

[0010] Die Messmittel können bspw. eine sogenannte elektro^¬ nische oder digitale Wasserwaage (electronic or digital incli- nometer) oder ein anderes vergleichbares Gerät sein, dessen Aus^¬ wahl im Ermessen des fachmännischen Könnens liegt.

[0011] Bei paralleler Anordnung einer derartigen elektronischen bzw. digitalen Wasserwaage zu der Schwenkachse des Aus^¬ legerarms kann dessen Neigung zur Waagerechten präzise gemessen und an eine (akustische und/oder optische) Anzeige- und/oder Steuervorrichtung des Arbeitsgeräts übermittelt werden, so dass das Bedienpersonal über einen möglichen Eintritt in den Gefahrenbereich ohne Zeitverzögerung informiert ist. Gegebenenfalls kann über die Steuervorrichtung auch eine weitere Schwenkbewe- gung in den Gefahrenbereich hinein blockiert werden.

[0012] Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung .

[0013] Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

[0014] Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Figur 1 zeigt in seitlicher Ansicht eine mobile Baustoffma^¬ schine mit einem vollständig eingefalteten Betonpumpenvertei- lermast auf in wesentlichem horizontalen Untergrund.

Figur 2 zeigt die Baustoffmaschine der Figur 1 auf einem Neigungsuntergrund .

Figur 3 zeigt die Baustoffmaschine der Figur 1 mit einem entlang der Fahrzeuglängsachse in Fahrtrichtung ausgefalteten Betonpumpenverteilermast . Figur 4 zeigt die Baustoffmaschine der Figur 3 auf einem Neigungsuntergrund .

Figur 5 zeigt die Baustoffmaschine der Figur 4 in rückwär^¬ tiger Ansicht und mit 90° nach rechts verschwenktem Ausleger- arm.

Figur 6 veranschaulicht in schematischer Darstellung die Querneigung der Schwenkachse S des Auslegerarms in der in Figur 5 dargestellten Situation mit um 90° nach rechts verschwenktem Auslegerarm. Figur 7 zeigt eine stark schematische Draufsicht auf Bau^¬ stoffmaschine der Figur 4 mit um einen Winkel ß nach rechts ver^¬ schwenktem Auslegerarm.

Ausführliche Beschreibung

[0015] Figur 1 zeigt als Beispiel eines erfindungsgemäßen mobilen Arbeitsgeräts eine Lkw-Baustoffmaschine 10 mit einem auf einem Fahrwerk mit Rädern 22 montierten Unterbau (Basis) 12 und einem Fahrerhaus 14. Auf der Basis 12 ist ein Betonpumpenver- teilermast mit einem Auslegerarm 16 montiert. Der Auslegerarm 16 ist auf der Basis 12 um eine im wesentlichen senkrecht zu dem Unterbau 12 verlaufende Drehachse (Rotationsachse) R montiert. Dies kann - wie in dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 darge^¬ stellt - durch Anbringen einer Drehbasis 19 des Auslegerarms 16 auf einem auf dem Unterbau 12 ausgebildeten bzw. montierten Drehkopf 18 erfolgen. [0016] Der Auslegerarm 16 wiederum ist um eine im wesentlichen senkrecht zu der Drehachse R (und somit im wesentlichen parallel zu einer durch die Längserstreckung des Fahrzeugunterbaus definierte Ebene) verlaufende Schwenkachse S schwenkbar. [0017] In der Darstellung der Figur 1 ist der Betonpumpen- verteilermast vollständig eingefaltet, während die Figur 3 den Betonpumpenverteilermast in einem in Fahrtrichtung gesehen nach vorne geschwenkten und ausgefalteten Betonpumpenverteilermast zeigt (und ausgefahrenen und das Arbeitsgerät abstützenden Ab- stützeinrichtungen 20) . In beiden Figuren ist das mobile Arbeitsgerät 10 auf einem im wesentlichen ebenen, d.h. waagerechten Untergrund 50 abgestellt.

[0018] Die Figuren 2 und 4 zeigen die Darstellungen der Fi- guren 1 bzw. 3 mit auf einem um einen Winkel geneigten Untergrund 50 ^λ abgestellten Arbeitsgerät. Der geneigte Untergrund 50 ^λ weist in der Darstellung der Figuren 2 und 4 eine Neigung von ca. = 3° gegenüber der Waagerechten auf. Aus Gründen einer vereinfachten Darstellung verläuft die Neigung entlang eine Längsachse L des mobilen Arbeitsgeräts 10, d.h. es gibt keine seitliche Neigungskomponente des Unterbaus, mit der Folge, dass der Auslegerarm 16 und somit auch dessen Schwenkachse S in der in Figur 4 gezeigten Position keine Querneigung aufweist. Als Querneigung, die maximal 3° betragen darf, wird ein Winkel φ de- finiert, und der Drehwinkel des Auslegerarms um die Drehachse wird mit ß bezeichnet. In der Darstellung der Figur 4 gilt so^¬ mit ß = 180° (gegenüber der eingefalteten Ruheposition) und φ = 0° .

[0019] Figur 5 zeigt das mobile Arbeitsgerät 10 in rückwär- tiger Ansicht, dieses Mal mit um ß = 90° nach rechts (in Fahrtrichtung gesehen) gedrehtem ausgeschwenktem Auslegerarm 16. In dieser Situation verläuft die Schwenkachse S parallel zu der Fahrzeuglängsachse L und weist somit deren Neigung von = 3° auf. Der Auslegerarm ist in dieser Konstellation daher vollstän- dig in seinem gesamten Drehbereich einsetzbar, da seine Neigung in keiner Drehwinkelstellung 3° übersteigt. Der Verlauf der Schwenkachse S und deren Neigung um den Winkel φ ist in Figur 6 schematisch veranschaulicht.

[0020] Das erfindungsgemäße Prinzip wird nun unter Bezug^¬ nahme auf die blockschematische Darstellung der Figur 7 näher beschrieben.

[0021] Figur 7 zeigt in Draufsicht das mobile Arbeitsgerät 10 in stark schematischer Blockdarstellung mit dem Unterbau 12, dem Fahrerhaus 14 und den Abstützeinrichtungen 20. Auf dem Unterbau 12 ist der Auslegerarm 16 (schematisch als breiter Strich gezeigt) um die Drehachse R drehbar angelenkt. Der Drehwinkel ß ist in der Darstellung der Figur 7 gegen die Längsachse L in Fahrtrichtung gezeigt (angelehnt an die Darstellung der Figur 4 ; das zu erläuternde Prinzip ist exakt dasselbe, wenn der ß ent^¬ gegen der Fahrtrichtung gemessen wird, d.h. 180° - ß bezogen auf die Darstellung der Figur 7) .

[0022] Aus Gründen der einfacheren Beschreibung wird zunächst wieder eine ausschließlich in Längsrichtung L verlaufende Neigung angenommen. Um die Querneigung der Schwenkachse φ zu bestimmen, gilt dann: φ = · sin ß, oder c max = 3° = · sin ß_max, oder ß_max = aresin (3°/ ) für Φ 0 ° .

[0023] Oder mit anderen Worten: bei einem Drehwinkel ß = 0° weist die Schwenkachse keine Querneigung auf (der Auslegerarm verläuft parallel zur Längsachse L und die Schwenkachse S senk^¬ recht zur Längsachse L, so dass sie nicht zur Seite geneigt ist) , und bei einem Drehwinkel ß = 90° wird die Seitenneigung maximal mit φ = (da die Schwenkachse S nun parallel zum geneigten Un^¬ tergrund 50 ^λ verläuft) . Diese beiden Extremfälle wurden voran^¬ stehend bereits kurz thematisiert.

[0024] Bei einer Längsneigung von 3° (wie in dem darge- stellten Ausführungsbeispiel) kann der Auslegerarm daher über den gesamten Drehbereich eingesetzt werden.

[0025] Erhöht sich die Neigung des Untergrunds nun z.B. auf 5° ändert sich die Situation: es gibt einen maximalen Drehwinkel ß, um den der Auslegerarm 16 gedreht werden darf, um den kritischen Neigungswinkel φ = 3° nicht zu übersteigen. Gemäß voranstehend wiedergegebener Formel beträgt dieser maximale Drehwinkel ß_max = 36,9°, bei einem Neigungswinkel des Untergrunds von 15° beträgt er 11,5° (jeweils gerundet) .

[0026] Der Auslegerarm kann somit bei schräg aufgestelltem Arbeitsgerät jeweils immerhin um einen Drehwinkel von knapp 37° bzw. 11,5° eingesetzt werden, ohne die kritische Seitenneigung von 3° zu übersteigen.

[0027] Wenn die Neigung des Untergrunds sowohl Neigungskomponenten in Längsrichtung als auch quer (senkrecht) zur Längs- richtung des Fahrzeugs aufweist, gilt die allgemeinere Formel φ = _L · sin ß + _Q · cos ß, mit _L für den Winkelanteil der Untergrundneigung (bzw. Unterbauneigung gegenüber der Waagerechten) parallel zu der Fahrzeuglängsachse L und _Q für den Winkelanteil der Untergrundnei- gung senkrecht zu der Fahrzeuglängsachse L.

[0028] Gemäß der Erfindung kann die Erfassung mittels eines geeigneten Messmittels bzw. Messelements bzw. Messsensors erfolgen. Dabei kann es sich bspw. um eine elektronische/digi^¬ tale Wasserwaage handeln, die parallel zu der Schwenkachse und in drehfester Relation zu dieser angeordnet ist. Dies kann bspw. durch eine Anordnung an dem Drehkopf 18 oder dem Basisteil 19 oder direkt an dem Auslegerarm 16 (bspw. an dessen Obergurt) erfolgen. Es sind aber auch Anordnungen fern dem Auslegerarm denkbar, sofern sich diese mit dem Auslegerarm mitdrehen.

[0029] Die Erfassung kann aber auch wie voranstehend erläu^¬ tert rechnerisch erfolgen, indem mit einem ersten Messelement die Neigungswinkelkomponenten _L und _Q des Unterbaus und mit ei^¬ nem Winkelmesser der Drehwinkel ß bestimmt und einer Steuerungs^¬ einrichtung mit Rechenprozessor zugeführt werden (hierzu kann in an sich bekannter Weise einer oder mehrere Neigungssensoren an dem Unterbau 12 vorgesehen sein, während der Winkelmesser bspw. an einer Drehachsenwelle angeordnet sein kann) . Der Rechenpro^¬ zessor berechnet den maximalen Drehwinkel ß_max und die Steue^¬ rungseinrichtung gibt diesen aus und/oder gibt eine Warnung an die Bedienperson aus, wenn der kritische Bereich erreicht wird und/oder blockiert eine Weiterdrehung des Auslegerarms in den kritischen Bereich hinein.

[0030] Auch bei einer direkten Messung der Seitenneigung der Schwenkachse S gibt die Steuerungseinrichtung den kritischen Winkel bzw. dessen Erreichen aus und/oder gibt eine Warnung an die Bedienperson aus, wenn der kritische Bereich erreicht wird und/oder blockiert eine Weiterdrehung des Auslegerarms in den kritischen Bereich hinein.

[0031] Alternativ kann die Steuerungseinrichtung derart eingerichtet sein, dass sie bei Erreichen eines vorbestimmten Limit-Winkels der Seitenneigung φ_1ίη, wobei cpi_im -S cp_max gilt, eine Maßnahme einleitet, die eine weitere Drehung des Auslegerarms 16 über die maximale Seitenneigung cp_max der Schwenkachse S hinaus verhindert. Eine derartige Maßnahme kann neben dem bereits an^¬ gesprochenen reinen Blockieren ein aktives Zurückfahren der Maschine in einen definierten sicheren Zustand sein. Wiederum alternativ kann die Steuerungseinrichtung dahingehend ausgelegt sein, dass sie bei Erreichen der vorbestimmten Seitenneigung ci_im eine Aufforderung an das Bedienpersonal ausgibt und erst nach Erfüllung der Aufforderung eine weitere Drehung des Auslegerarms 16 über die maximale Seitenneigung cp_max hinaus gestattet. Die Aufforderung kann auf eine bloße Eingabe oder das Vornehmen einer definierten Maßnahme gerichtet sein. Dabei kann es sich bspw. um das Senkrechtstellen des Auslegerarms (bzw. bei einem mehrteiligen Auslegerarm um den ersten Arm oder Masten) handeln.

[0032] Selbstverständlich ist das voranstehend dargestell^¬ te und in den angehängten Patentansprüchen definierte erfin- dungsgemäße Konzept auch auf andere Arbeitsgeräte mit Ausleger^¬ arm als die dargestellte Lkw-Baustoffpumpe anwendbar, bei denen der Auslegerarm auf eine maximale Seitenneigung bzw. Querneigung seiner Schwenkachse ausgelegt ist.

[0033] Unter der Bezeichnung „Auslegerarm" sind im Zusam- menhang mit dieser Anmeldung sowohl einarmige als auch mehrar- mige Ausleger zu verstehen.

[0034] Bei mehrarmigen Auslegern kann zusätzlich eine Erfassung der Stellungen der weiteren Auslegerteile vorgesehen sein, um bei momentenminimierenden Stellungen (also bspw. bis auf den ersten Auslegermast vollständig eingefaltete Arme) eine etwas größere Seitenneigung der Schwenkachse zuzulassen (Berechnung durch die Recheneinrichtung/Steuerungseinrichtung).

[0035] Wie der Fachmann ohne weiteres erkennt, kann eine Umsetzung der vorliegenden Erfindung gegebenenfalls die Anpas- sung der Tragstruktur an größere Querkräfte, bspw. durch stärker versteiften Unterbau o.dgl., notwendig machen.

Claims

Patentansprüche 1. Mobiles Arbeitsgerät (10) mit einem Unterbau (12), ei^¬ nem Auslegerarm (16), der um eine im wesentlichen senkrecht zu dem Unterbau (12) verlaufende Drehachse (R) an dem Unterbau (12) angeordnet und um eine im wesentlichen senkrecht zu der Dreh^¬ achse (R) verlaufende Schwenkachse (S) in eine Auslegerstellung schwenkbar ist, und mit Erfassungsmitteln zum Erfassen einer Seitenneigung (φ) der Schwenkachse (S) .

2. Arbeitsgerät (10) nach Anspruch 1, bei dem die Erfas^¬ sungsmittel mindestens ein Winkelmesselement umfassen.

3. Arbeitsgerät (10) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Erfassungsmittel der Schwenkachse (S) in drehfester Relation zu^¬ geordnet sind.

4. Arbeitsgerät (10) nach Anspruch 3, bei dem ein Drehkopf (18) vorgesehen ist, auf dem die Erfassungsmittel angeord^¬ net sind.

5. Arbeitsgerät (10) nach Anspruch 3, bei dem die Erfas- sungsmittel an dem Auslegerarm angeordnet sind.

6. Arbeitsgerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Erfassungsmittel parallel zu der Schwenkachse (S) angeordnet sind.

7. Arbeitsgerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Erfassungsmittel die Seitenneigung (φ) der Schwenkachse (S) direkt erfassen.

8. Arbeitsgerät (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem das Winkelmesselement eine elektronische/digitale Was^¬ serwaage ist.

9. Arbeitsgerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Erfassungsmittel erste Mittel zum Messen der Nei^¬ gungskomponenten ( _L, _Q) des Unterbaus (12) und zweite Mittel zum Messen des Drehwinkels (ß) sowie eine Recheneinrichtung zum Berechnen des maximalen Drehwinkels (ß_max) gemäß cp_max = _L · sin ßmax + CXQ ' cos ß_max umfassen, mit _L für den Winkelanteil der Un^¬ terbauneigung parallel zu einer Unterbaulängsachse (L) und _Q für den Winkelanteil der Unterbauneigung senkrecht zu der Unterbaulängsachse (L) .

10. Arbeitsgerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, das des weiteren eine Steuerungseinrichtung umfasst, die bei Erreichen einer maximalen Seitenneigung (cp_max) eine optische und/oder akustische Anzeige ausgibt und/oder eine weitere Dre- hung des Auslegerarms (16) über die maximale Seitenneigung (cp_max) der Schwenkachse (S) verhindert.

11. Arbeitsgerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, das des weiteren eine Steuerungseinrichtung umfasst, die bei Er- reichen einer vorbestimmten Seitenneigung ((pn_m -S cp_max) eine Maß^¬ nahme einleitet, die eine weitere Drehung des Auslegerarms (16) über die maximale Seitenneigung (cp_max) der Schwenkachse (S) ver^¬ hindert .

12. Arbeitsgerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, das des weiteren eine Steuerungseinrichtung umfasst, die bei Erreichen einer vorbestimmten Seitenneigung (φ_11η < cp_max) eine Aufforderung an das Bedienpersonal ausgibt und erst nach Erfüllung der Aufforderung eine weitere Drehung des Auslegerarms (16) über die maximale Seitenneigung ((p_max ) der Schwenkachse (S) gestat^¬ tet .