DE102010035937A1

DE102010035937A1 - Mobile Arbeitsmaschine, insbesondere Bagger

Info

Publication number: DE102010035937A1
Application number: DE201010035937
Authority: DE
Inventors: Dr. Glitza Oliver
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2012-03-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mobile Arbeitsmaschine, insbesondere einen Bagger, mit einem elektrohydraulischen System zur Steuerung von Arbeitsbewegungen oder des Fahrens. Es stellt sich die Aufgabe, eine mobile Arbeitsmaschine mit einem elektrohydraulischen System so zu gestalten, dass die Unfallgefahr mit geringem Aufwand vermindert wird. Dies wird dadurch erreicht, dass ein Sensorsystem mit einer Anzahl von Sensoren zur Erfassung von Personen und Gegenständen im Nahbereich vorhanden ist und dass zumindest eine Komponente des elektrohydraulischen Systems von einem elektrischen Steuergerät unter Einbeziehung der Signale des Sensorsystems angesteuert wird. Das elektrohydraulische System bietet die Möglichkeit, mit Hilfe eines automatischen Systems in die Steuerung der Maschinenbewegung unfallverhindernd einzugreifen.

Description

Die Erfindung betrifft eine mobile Arbeitsmaschine, insbesondere einen Bagger, mit einem elektrohydraulischen System zur Steuerung von Arbeitsbewegungen oder des Fahrens.
Der weitaus größte Teil mobiler Arbeitsmaschinen, insbesondere Bagger, wird heutzutage fast ausschließlich hydraulisch angesteuert. Sämtliche Bewegungen von Arbeitsarm und Oberwagen sowie Fahrmanöver werden vom Bediener der Arbeitsmaschine initiiert und ausgeführt.
Dem Bediener obliegt damit auch die Verantwortung über die sichere Verwendung der Arbeitsmaschine. Die Unfallgefahren sind jedoch aufgrund der großen bewegten Massen sowie der schnellen und für Außenstehende unvorhersehbaren Bewegungsformen sehr hoch. Insbesondere der Aufenthalt im Schwenkbereich der Maschine ist für Menschen sehr gefährlich. Die Gefährdung bezieht sich jedoch nicht nur auf Personen, sondern es kann durch Kollisionen der Arbeitsmaschine (insbesondere Arbeitsarm und Oberwagen) mit Gebäuden, Geräten, Maschinen, Rohren, Masten und ähnlichen Einrichtungen oder Objekten auch hoher Sachschaden entstehen.
In DE 41 20 596 C2 wird eine Vorrichtung beschrieben, die Unfälle mobiler Arbeitsmaschinen verhindern soll, indem potentiell gefährdete Personen, die z. B. in der Nähe der Maschinen arbeiten, mit Erfassungssystemen ausgestattet werden. Wird von der erfindungsgemäßen Vorrichtung festgestellt, dass diese Personen sich im Gefährdungsbereich der Maschine befinden, wird durch die Vorrichtung, z. B. durch Abschaltung, in den Bewegungsablauf der Maschine eingegriffen, um den Unfall zu verhindern. Das System ist mit dem Nachteil behaftet, dass die gefährdeten Personen mit spezieller Ausrüstung versehen werden müssen und Personen und Objekte, die diese Ausrüstung nicht tragen, prinzipbedingt nicht geschützt werden können. Außerdem ist der organisatorische Aufwand zum Betrieb dieses Sicherheitssystems sehr hoch.
In Zukunft ist damit zu rechnen, dass mobile Arbeitsmaschinen, insbesondere Bagger, zunehmend mit sogenannten elektrohydraulischen Systemen ausgerüstet werden. Diese Systeme steuern die Ventile zur Bewegung des Arbeitsarms und des Oberwagens durch elektrische Signale an, die von einem Steuergerät geliefert werden. Es stellt sich die Aufgabe, eine mobile Arbeitsmaschine mit einem elektrohydraulischen System so zu gestalten, dass die Unfallgefahr mit geringem Aufwand vermindert wird.
Dies wird dadurch erreicht, dass ein Sensorsystem mit einer Anzahl von Sensoren zur Erfassung von Personen und Gegenständen im Nahbereich vorhanden ist und dass zumindest eine Komponente des elektrohydraulischen Systems von einem elektrischen Steuergerät unter Einbeziehung der Signale des Sensorsystems angesteuert wird. Das elektrohydraulische System bietet die Möglichkeit, mit Hilfe eines automatischen Systems in die Steuerung der Maschinenbewegung unfallverhindernd einzugreifen.
Aus dem Automobilbereich sind Warneinrichtungen bekannt, die Kollisionen bei geringer Geschwindigkeit, zum Beispiel bei Park- und Rangiermanövern, verhindern sollen. Dies sind insbesondere ultraschallbasierte Systeme, die in die Stoßfänger von Pkw eingebaut werden. Erfassungsbereiche (einige Zentimeter bis einige Meter) und Objektgrößen (einige Zentimeter bis einige Meter) dieser Systeme stimmen mit den Verhältnissen an mobilen Arbeitsmaschinen sehr gut überein, so dass deren Verwendung zum Unfallschutz bei mobilen Arbeitsmaschinen besonders günstig ist.
Kern der Erfindung ist die Kombination eines elektrohydraulischen Systems einer mobilen Arbeitsmaschine mit einem Nahbereichs-Entfernungssensorsystem, z. B. Ultraschallsensoren, zu einem Sicherheitssystem, so dass Kollisionen des Arbeitsarms und des Oberwagens einer mobilen Arbeitsmaschine mit Personen und Gegenständen durch einen erfindungsgemäßen automatischen Eingriff der Vorrichtung aufgrund einer von dem Sensorsystem erkannten Kollisionsgefahr verhindert werden.
Befinden sich Personen oder Objekte im Gefahrenbereich des Arbeitsarms oder des Oberwagens in einer Weise, dass durch den aktuellen Bewegungsvorgang Kollisionen drohen, kann das die Vorrichtung repräsentierende Steuergerät durch entsprechende Einwirkung auf die relevanten Ventile die Bewegung automatisch stoppen oder rechtzeitig verlangsamen und einen Unfall verhindern. Dies wird erreicht durch einen Eingriff in die für die Armbewegung sowie für die Oberwagendrehung verantwortlichen Ventile. Zusätzlich kann natürlich auch in den Fahrbetrieb eingegriffen werden. Der Bediener wird somit zu einem sehr großen Teil vom Unfallschutz entlastet.
Das System ist außerdem, bei geeigneter Anordnung der Sensoren, in der Lage, auch Bereich zu erfassen, die vom Bediener nicht eingesehen werden können. Auch die Gefahr unbeabsichtigter Bewegungen kann so wesentlich gemindert werden.
In der Zeichnung ist ein Bagger mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitssystem dargestellt. Es zeigen
1 einen Bagger mit Oberwagen und Ausrüstung sowie mit Bestückung mit Entfernungssensoren,
2 eine schematische Draufsicht auf den Bagger aus 1 mit Erfassungsbereichen der Entfernungssensoren und
3 einen Bagger mit dem gesamten Unfallschutzsystem.
In 1 ist die Ausrüstung einer Arbeitsmaschine mit Entfernungssensoren beispielhaft dargestellt. Derartige Sensoren befinden sich am Arm und Stiel der Ausrüstung sowie am Oberwagen. Bei Unfallgefahr wird in die Ansteuerung der Hydrozylinder, die sich zwischen Oberwagen und Arm, zwischen Arm und Stiel und zwischen Stiel und Löffel befinden, sowie in die Ansteuerung des hydraulischen Drehantriebs zwischen Unterwagen und Oberwagen eingegriffen, indem die entsprechenden Ventile soweit notwendig anders als durch den Baggerführer an einem Joystick vorgegeben betätigt oder sogar nicht mehr betätigt werden.
Gemäß 3 werden die Signale der Entfernungssensoren einem elektronischen Steuergerät zugeführt, das die Signale der Sensoren verarbeitet und gegebenenfalls kollisionsverhindernde Stellsignale für die Ventile eines elektrohydraulischen Ventilblock generiert.
Denkbar ist es auch, dass das Steuergerät die Einstellung von verstellbaren Hydropumpen und verstellbaren Hydromotoren beeinflusst, wobei aber auch hier die. Verstellung meist durch ein Regelventil gesteuert wird und insofern auch eine Ansteuerung eines Ventils vorliegt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4120596 C2 [0004]

Claims

Mobile Arbeitsmaschine, insbesondere Bagger, mit einem elektrohydraulischen System zur Steuerung von Arbeitsbewegungen oder des Fahrens, dadurch gekennzeichnet,: dass ein Sensorsystem mit einer Anzahl von Sensoren zur Erfassung von Personen und Gegenständen im Nahbereich vorhanden ist und dass zumindest eine Komponente des elektrohydraulischen Systems von einem elektrischen Steuergerät unter Einbeziehung der Signale des Sensorsystems angesteuert wird.
Mobile Arbeitsmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale des Sensorsystems nur dann in die Ansteuerung einbezogen werden, wenn durch den aktuellen Bewegungsvorgang eine Kollision droht.
Mobile Arbeitsmaschine nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente des elektrohydraulischen Systems ein Ventil ist.
Mobile Arbeitsmaschine nach Patentanspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbeziehung der Signale des Sensorsystems die Bewegung eines Arbeitsarms beeinflusst.
Mobile Arbeitsmaschine nach einem vorhergehenden Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbeziehung der Signale des Sensorsystems die Bewegung eines Oberwagens beeinflusst.
Mobile Arbeitsmaschine nach einem vorhergehenden Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbeziehung der Signale des Sensorsystems einen Fahrantrieb beeinflusst.
Mobile Arbeitsmaschine nach einem vorhergehenden Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren Ultraschallsensoren sind.