DE4231441A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Sicherung eines Krans oder Hubrettungsfahrzeugs vor einem Kippen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Sicherung eines Krans oder Hubrettungsfahrzeugs vor einem KippenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Sicherung eines Krans oder Hubrettungsfahrzeugs vor einem Kip
pen durch Spannen und Arretieren der Radfedern mittels einer
hydraulischen Federfeststellvorrichtung und Ausfahren und Anordnen
einer Abstützvorrichtung auf dem Boden mittels einer Steuer
einrichtung.
Bei bekannten Federfeststellungen an Fahrzeugen werden übli
cherweise vor Ausfahren der Abstützbalken die Federwege der
Achsen durch Seilzug verspannt und über hydraulische Zylinder
gesichert. Druckdichte Sperrventile verhindern ein Nachlassen
dieser Verriegelungsposition. Anschließend werden die Ausleger
der Abstützvorrichtung in die entsprechende Position ausgefah
ren und in Bodenkontakt gebracht, um eine erhöhte Auflageflä
che in einem gewünschten festen Bodenbereich einzurichten.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und
einer Vorrichtung zur Sicherung eines Krans oder Hubrettungs
fahrzeugs vor dem Kippen der eingangs genannten Art, wobei mit
Hilfe einfacher Mittel eine erhöhte Standsicherheit und insbe
sondere Abstützüberwachung zuverlässig eingerichtet wird.
Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch
ein Verfahren der im Patentanspruch 1 angegebenen Art.
Vorteilhaft weitergebildet wird das erfindungsgemäße Verfahren
nach den Unteransprüchen 2 bis 6.
Eine bevorzugte Kippsicherung zur Durchführung des erfindungs
gemäßen Verfahrens kennzeichnet sich durch die Merkmale des
Anspruchs 7. Sie wird vorteilhaft weitergebildet durch die
Merkmale der Unteransprüche 8 bis 10.
Die Erfindung nutzt die eingangs genannte bekannte Art der Fe
derfeststellung aus, um bei einem nachfolgenden Abstützvorgang
den zur Wirkung kommenden hydraulischen Reaktionsdruck im Fe
derfeststellzylinder aus dem Abstützvorgang als Steuergröße
für die Standsicherheit zu verwenden. Wird dem auf dem Boden
verbleibenden Rad ein bestimmter Wert zugeordnet, so wirkt bei
der Belastung des Auslegers auf der entlasteten Seite des
Fahrzeugs dieser festgelegte Wert zusätzlich auf den Feder
feststellzylinder als zusätzliche Größe ein. Der hydraulische
Druck im Zylinder steigt. Dieser Effekt wird zur Absicherung
des Fahrzeugs vor dem Kippen genutzt, indem belastungs- und
momentvergrößernde Steuerungswerte nicht mehr zugelassen wer
den. Der proportionale Anstieg der Steuerungsgröße gibt die
Möglichkeit, eine sanfte Abregelung der Bewegung des Objekts
auszuführen.
Die Kippsicherung ist also anwendbar für Fahrzeuge mit arre
tierbaren, hydraulischen Federfeststelleinrichtungen an den
Achsen und erfordert den Bodenkontakt der Räder. Sie sichert
das Fahrzeug mit definierten, festgelegten Raddrücken vor dem
Kippen in den üblicherweise gefährdeten linken und rechten
Seitenbereichen. In diesen Bereichen sind meist bauartbedingt
die Gegengewichte klein. Der von den Rädern ausgeübte Boden
druck, mit der dadurch hervorgerufenen Haftreibung der Räder
auf dem Boden, stabilisiert das Fahrzeug, und dies inbesondere
in den besonderen Fällen bei Schräglagen und bei dynamischen
Stößen. Der besondere Vorteil der Erfindung ist darin zu se
hen, daß das Meßelement in keinem unmittelbar tragenden Ab
stützteil der Abstützvorrichtung angeordnet ist.
Der Steuervorgang für eine Sperrung oder sanfte Abregelung be
lastungs- und momentvergrößernder Steuerungswerte kann sowohl
hydraulisch, elektrisch, elektronisch als auch zusammen ausge
führt werden.
Bei einer einachsigen Anordnung mit zwei Federn an jeder Seite
der Achse treten an der Kippgrenze folgende Kräftegleichge
wichte auf, wenn keine hydraulische Vorspannung in den Feder
feststellzylindern vor dem Abstützen erzeugt wird:
Hinterachslast = Radlast/2 = maximale Seilzugkraft (welche dem maximalen hydraulischen Druck im Zylinder entspricht).
Hinterachslast = Radlast/2 = maximale Seilzugkraft (welche dem maximalen hydraulischen Druck im Zylinder entspricht).
Durch die verbleibende Last der Räder auf dem Boden bewirkt
dieser Lastanteil eine geringere Seilzugkraft auf die Zylin
der. Damit wird eine Unterscheidung zwischen dieser und der
maximalen Belastung möglich. Der einfachste Weg ist die Auf
nahme des Druckes im Zylinder mittels geeigneter, leckölfreier
und druckfester elektronischer Druckaufnehmer. Mit der hydrau
lischen Vorspannung der Zylinder beim Spannen des Seiles er
höht sich der maximale Druck im Zylinder um den Zuwachs aus
der Reaktionskraft der Feder durch den Vorspanndruck.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei
spiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher be
schrieben; es zeigen:
Fig. 1 eine Übersicht der Kräfte und Momente an einem
Hubrettungsfahrzeug mit Auslegern in einer der meist
kritischen Seitenstellungen,
Fig. 2 ein Beispiel einer Federfeststellung mit Seilzug auf
eine hydraulischen Zylinder, mit dessen Hilfe die
Feder einer Achse festgespannt wird, und
Fig. 3 die Kennlinie der Radfeder bei einem Verspannen der
Kippsicherung nach Fig. 2.
In Fig. 1 ist ein Hubrettungsfahrzeug (1) mit einer Ausleger
aufweisenden Abstützvorrichtung (2) und einer hydraulischen
Federfeststellungsvorrichtung (3) in einer der meist kritischen
Seitenstellungen gezeigt, wobei dargestellt ist, wie die äuße
ren Abstützungen bei festem Untergrund den Drehpunkt des Last-
oder Kippmoments M bilden, wenn beim Rettungskorb des Drehturm
die Last L einwirkt und die Gegenseite "aus den Federn" geho
ben wird. Die Elastizität des Rahmens trägt dazu bei, den Meß
wert vor dem Kippen wirksam werden zu lassen, und liefert
einen weiteren Sicherheitsfaktor hinzu.
Die in Fig. 2 veranschaulichte Kippsicherung ist anwendbar bei
einem Kran oder Hubrettungsfahrzeugen, welche mit Feder
feststellvorrichtungen (3) mit Hydraulikzylinder (6) aus
gestattet sind und die einen verbleibenden Raddruck der Fahr
zeugräder (7) auf den Boden (5) ausüben. Die Anordnungen sind
gewöhnlich nur an der oder den Hinterachsen der Fahrzeuge,
können jedoch auch an allen Achsen angebracht sein, d. h. ent
sprechend der gefederten Achsen mit Federfeststellvorrichtun
gen versehen sein. Als Federfeststellvorrichtungen (3) kommen
hydraulische Federfeststellzylinder (6) in Betracht, die di
rekt oder beispielsweise mittels Seilzug (11) mit oder ohne
Umlenkungen gegen die Federkräfte der Achsen und Räder (7) ge
richtet sind. Ebenso können auch direkt angelenkte, hydrauli
sche Zylinder eingesetzt werden, die im Fahrbetrieb über Dros
selventile Stoßdämpferfunktion aufweisen. Diese hydraulischen
Zylinder sind für das Spannen und Festhalten der Radfedern (4)
eingesetzt. Dies ermöglicht die einfache Messung der Reakti
onskräfte der Achsfedern über Druckaufnehmer (8) im Arbeits
raum (12) der Federfeststellzylinder (6).
Wird die normal belastete Achse durch die Federfeststellzylinder
(6) verspannt, bewirkt im Arbeitsraum (12) dieser vorgespannte
Druck eine zusätzliche Kraft auf die Feder (4) der Achse. Wird
das Fahrzeug danach abgestützt, beginnt sich, sowie die Stüt
zen (13) den Boden (6) erreicht haben, der Druck im Arbeits
raum zu steigern. Vor Erreichen des Maximalwertes - der maxi
mal den Wert:
Druck p = Federkraft F/wirksame Fläche A des Zylinders
(6)
betragen kann - wird bei einem beliebig niederen Druck die
weitere Abstützung gesperrt. Dieser Druck ergibt den verblei
benden Bodendruck oder Rest-Raddruck des Fahrzeugrades (7).
Die Kippeinrichtung nutzt die Elastizität des Fahrzeugrahmens
(14) aus, um einen Teil der Vorderradlast als weitere Sicher
heitsgröße gegen das Kippen einzubringen.
Die Meßwerte im Federfeststellzylinder (6) auf der dem Lastmo
ment entgegengesetzten Seite sind bis zur Kippgrenze mit dem
Kippmoment M ansteigend.
Entsprechend der Steifheit der gesamten Konstruktion, abhängig
von den gesicherten Achsen und je nach gewähltem Rest-Rad
druck, bildet dieser Druck eine Größe für das Kippen des Fahr
zeugs (1). Je nach Sicherheitsbedarf werden vor dem Erreichen
dieses Druckes über den Mikrocomputer (9) die weiteren lastmo
mentvergrößernden Bewegungen reduziert bzw. gesperrt. Die Ver
arbeitung mittels Mikrocomputer (9) ermöglicht die laufende
Kontrolle zur Standsicherheit des Fahrzeugs.
Der Druck im Federfeststellzylinder (6) kann auch direkt zur
Ansteuerung von Sperrventilen (10) für die Begrenzung von
schädlichen Steuerbewegungen der Steuereinrichtung der Ab
stützvorrichtung (2) genutzt werden.
Eine wichtige Aussage kann auch aus der lastmomentseitigen An
ordnung gezogen werden. Hier darf praktisch keine Druckredu
zierung eintreten, denn dies würde ein Einsacken der Stütztel
ler der Stützen (13) im Boden (5) bedeuten. Mittels Mikrocom
puter (9), der die Werte des Abschaltdruckes der Abstützung
bei der Inbetriebnahme gespeichert hält, kann ein laufender
Vergleich des Meßwertes aus dem Feststellzylinder (6) erfolgen
und die Zunahme auf der Entlastungsseite wie auch die Abnahme
auf der Lastseite überwacht werden. Dazu wird die Position des
Auslegers über einen Drehwinkelgeber ermittelt.
Mit einer derartigen Einrichtung kann die tatsächliche Reak
tion aus dem Abstützvorgang bei unbekannter Bodenbeschaffen
heit zur Sicherung der Standsicherheit überwacht werden.
Es wird also mittels Seilzug (11), welcher an die Federfest
stellvorrichtung (3) angeschlossen ist, die Feder (4) der
Achse gemäß Fig. 2 festgespannt. Das Verspannen wird vor einem
Abstützvorgang des Fahrzeugs ausgeführt, um eine definierte
Ausgangsbasis zu erhalten. Dazu zählen Achslast H und der Vor
spanndruck p des hydraulischen Zylinders 6 einer Anordnung mit
Seilzug 11 zum Spannen des Seiles.
Wie in Fig. 3 veranschaulicht, stehen Federweg s zur Achslast
H in einem prinzipiellen Zusammenhang, und das Beispiel zeigt
eine Feder mit parabolischer Kennlinie. Die durch den hydrau
lischen Druck p erzeugte Vorspannkraft V wirkt zusätzlich auf
die Feder (4) der Achse. Federkraft F und Vorspannkraft V er
geben im Entlastungsfall beim Anheben des Rades den maximalen
hydraulischen Druck im Zylinder.
Wird eine größere Genauigkeit bei Schräglagen verlangt, kann
die Neigung des Fahrzeugs (1) für eine Achslast- bzw. Radlast
korrektur genommen und mittels Mikrocomputer errechnet und den
einzelnen Rädern als Korrekturwert unterschiedlich für die Be
grenzung der Steuerbewegung zugeordnet werden.
Alle in der Beschreibung erwähnten und/oder in der Zeichnung
dargestellten neuen Merkmale allein oder in sinnvoller Kombi
nation sind erfindungswesentlich, auch soweit sie in den An
sprüchen nicht ausdrücklich beansprucht sind.
Claims (10)
1. Verfahren zur Sicherung eines Krans oder Hubrettungsfahr
zeugs (1) vor einem Kippen durch Spannen und Arretieren
der Radfedern (4) mittels einer hydraulischen Federfest
stellvorrichtung (3) und Ausfahren und Anordnen einer Ab
stützvorrichtung (2) auf dem Boden (5) mittels einer
Steuereinrichtung,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch Spannen der Radfedern (4) mittels der
Federfeststellvorrichtung (3) ein Rest-Raddruck des Fahr
zeugs (1) auf dem Boden (5) festgelegt wird, und daß bei
einem nachfolgenden Abstützvorgang der zur Wirkung kom
mende Reaktionsdruck im Federfeststellzylinder (6) als
Steuergröße der Steuereinrichtung für die Standsicherheit
des Fahrzeugs (1) ausgenutzt wird, dergestalt, daß bei
Belastung S des Auslegers der Abstützvorrichtung (2) auf
der entlasteten Seite des Fahrzeugs (1) der Rest-Raddruck
auf den Federfeststellzylinder als zusätzliche Größe ein
wirkt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch Spannen der Federfeststellzylinder (6) mit ei
nem definierten hydraulischen Druck die Ausgangsgröße für
eine Reaktionskraft aus der Radfeder (4) der Achse im
Federfeststellzylinder (6) in Form eines hydraulischen
Drucks p gebildet wird, der bei der Abstützvorrichtung
(2) im aktuellen Lastfall auf der entlasteten Seite dem
maximalen meßbaren Reaktionsdruck bei völliger Entlastung
des Rades (7) entspricht, der mittels Druckaufnehmer (8)
gemessen und in einem Mikrocomputer (9) als Vergleichs
größe zu dem momentanen Wert, der aus dem Rest-Raddruck
entsteht, gespeichert wird und eine Meßgröße der
Entlastung des Rades (7) zum Kippmoment bildet, und daß
der Mikrocomputer (9) vor Erreichen der Kippgrenze die
lastmomentvergrößernden Steuerbewegungen reduziert und
bei Erreichen sperrt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Drehgeber am Drehturm des Krans oder Hubrettungs
fahrzeugs (1) dem Mikrocomputer (9) die aktuelle
Lastrichtung für die Auswertung der Radseite meldet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Mikrocomputer (9) auf der Lastseite vor einer Un
terschreitung eines bei dein Abstützvorgang festgestellten
Druckes ebenso lastvergrößerende Steuerbewegungen sperrt
und zusätzlich eine Warneinrichtung auslöst.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Reaktionsdruck im Federfeststellzylinder (6) teils
hydraulisch, pneumatisch, teils elektronisch/elektrisch
einzeln oder gemischt auf die Steuerung wirkt und die
lastmomentvergrößernde Steuerbewegung verhindert oder eine
lastmomentverkleinernde Steuerbewegung zuläßt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Fahrzeugen mit zugelassenen Schräglagen über die
Berechnung des Fahrzeugschwerpunktes die Achslastvertei
lung korrigiert wird und die Reaktionskräfte aus den
Achsfedern den Fehler aus der Schräglage korrigieren.
7. Kippsicherung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Drehgeber am Drehturm des Krans oder Hubrettungs
fahrzeugs (1) vorgesehen ist, welcher über ein Ausgangs
signal den Mikrocomputer (9) ansteuert zwecks Meldung
der aktuellen Lastrichtung für die Auswertung der Rad
seite.
8. Kippsicherung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Mikrocomputer (9) eine Sperrvorrichtung der Steu
ervorrichtung zwecks Sperrung lastvergrößernder Steuerbe
wegungen und zusätzlich eine Warneinrichtung zwecks
Auslösung eines Warnsignals ansteuert, wenn auf der Last
seite bei einem Abstützvorgang ein bestimmter Druckwert
unterschritten wird.
9. Kippsicherung nach einem der Ansprüche 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Sperrventil (10) vorgesehen ist, welches vom
Reaktionsdruck im Arbeitsraum des Federfeststellzylinders
(6) direkt angesteuert ist, und daß das angesteuerte
Sperrventil die hydraulische Antriebsvorrichtung der
Abstützvorrichtung (2) zwecks Verhinderung lastmomentver
größernder Steuerbewegungen sperrt.
10. Kippsicherung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß diese unabhängig von der Fahrzeugachsenanzahl zumin
dest an einzelnen Rädern (7) angebracht ist.
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