DE4233441A1 - Auxiliary device for vehicle with articulated parts or tools for working on electric power lines - has sensor for detecting metal objects or electromagnetic and/or electrostatic fields and evaluation unit connected to alarm and/or actuator - Google Patents
Auxiliary device for vehicle with articulated parts or tools for working on electric power lines - has sensor for detecting metal objects or electromagnetic and/or electrostatic fields and evaluation unit connected to alarm and/or actuatorInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hilfsvorrichtung für Fahrzeuge mit schwenkbaren Teilen und/oder Arbeitsgeräten.The invention relates to an auxiliary device for Vehicles with swiveling parts and / or work equipment.
Bei Arbeiten mit solchen Fahrzeugen besteht erhöht die Gefahr, daß insbesondere durch Unachtsamkeit der Bediener Fahrzeugteile und dabei insbesondere die äußeren Enden von Schwenkteilen mit spannungsführenden Leitungen, insbesondere Freileitungen, in Berührung kommen können. In vielen Fällen führt dies außer zu Sachbeschädigungen auch zu meist schweren oder sogar tödlichen Verletzungen von Personen. Außerdem kommt es immer wieder vor, daß bei Grabarbeiten Sprengkörper erfaßt werden, die durch meist lange Lagerzeit im Erdreich eine ganz erhebliche Gefahr bilden.When working with such vehicles, there is an increased risk of that especially due to carelessness of the operator Vehicle parts and in particular the outer ends of Swivel parts with live cables, in particular Overhead lines, can come into contact. In many cases, this leads to property damage as well mostly serious or even fatal injuries from People. In addition, it always happens that at Digging explosive devices to be captured by mostly long Storage time in the ground form a very considerable danger.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hilfsvorrichtung für Fahrzeuge zu schaffen, die es ermöglicht, auch im Bereich von spannungsführenden Leitungen gefahrlos mit diesen Fahrzeugen arbeiten zu können und bei Grabarbeiten rechtzeitig vor dem Erfassen von Sprengkörpern auf die Gefahr aufmerksam zu machen. The object of the present invention is a To create auxiliary device for vehicles that enables also in the area of live cables to be able to work with these vehicles and when digging in good time before the detection of explosive devices at risk to draw attention.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vorgeschlagen, daß zumindest an einem Endbereich eines Schwenkteiles oder dergleichen wenigstens ein Sensor zum Orten beziehungsweise Erfassen eines metallischen Gegenstandes oder eines elektromagnetischen und/oder elektrostatischen Feldes in der Nähe einer stromführenden oder unter Spannung stehenden Leitung angeordnet ist und daß der Sensor mit einer Auswerteeinrichtung verbunden ist.To solve this problem, the invention in particular proposed that at least one end region of a Swivel part or the like at least one sensor for locating or detection of a metallic object or an electromagnetic and / or electrostatic field in close to a live or live Line is arranged and that the sensor with a Evaluation device is connected.
Mit dieser Hilfsvorrichtung kann eine Feldstärkemessung vorgenommen werden und es kann rechtzeitig, bevor die Gefahr einer Berührung mit der spannungsführenden Leitung besteht, ein bei der Auswerteeinrichtung vom Sensor eintreffendes Meßsignal ausgewertet werden. Außerdem können insbesondere auch im Boden befindliche, metallische Gegenstände, insbesondere Bomben oder andere metallische Körper rechtzeitig vor einem Berühren geortet werden.A field strength measurement can be carried out with this auxiliary device can be made and it can be timely before the danger there is contact with the live line, one arriving at the evaluation device from the sensor Measurement signal can be evaluated. In addition, in particular also metallic objects in the ground, in particular bombs or other metallic bodies in good time be located before touching.
Dabei kann die Auswerteeinrichtung nach einer Weiterbildung der Erfindung an einen Alarmgeber und/oder eine Betätigungsvorrichtung für den Fahrantrieb, den Hub- oder Schwenkantrieb oder dergleichen des Fahrzeuges angeschlossen sein.The evaluation device can be a further training the invention to an alarm and / or Actuator for the drive, the lifting or Swivel drive or the like of the vehicle connected his.
Der Bediener kann somit auf die Gefahr aufmerksam gemacht werden beziehungsweise der Bewegungsablauf kann auch direkt gestoppt werden.The operator can thus be made aware of the danger or the movement can also be direct being stopped.
Zweckmäßig kann es sein, wenn mehrere Sensoren an Schwenkteilen oder dergleichen angeordnet sind und wenn gegebenenfalls deren Abstand voneinander gleich oder kleiner als der Wirkbereich eines Sensors ist. Dadurch ergibt sich eine erhöhte Sicherheit, weil so auch die Lage von Zwischenelementen beziehungsweise auch Zwischenstellungen mitüberwacht werden können.It can be useful if several sensors are on Swivel parts or the like are arranged and if where appropriate, their distance from one another is equal or smaller than the effective range of a sensor. This results in increased security because the location of Intermediate elements or intermediate positions can be monitored.
In praktischen Versuchen hat es sich gezeigt, daß es günstig ist, wenn der Wirkungsbereich um den Sensor herum ein bis mehrere Meter, vorzugsweise etwa zwei Meter beträgt und wenn der Sensor ein vorzugsweise etwa kugelförmiges Meßprofil hat. Ein Abstand von mindestens zwei Metern von einer spannungsführenden Leitung gibt genügend Sicherheit auch bei Hochspannung führenden Leitungen und ermöglicht auch noch ein rechtzeitiges Reagieren.Practical tests have shown that it is cheap is when the effective range around the sensor is one to is several meters, preferably about two meters and if the sensor has a preferably approximately spherical measurement profile. A distance of at least two meters from one live line also provides sufficient security High voltage carrying lines and also allows one timely response.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die Auswerteeinrichtung wenigstens eine vorzugsweise einstellbare Auslöseschwelle für das vom Sensor kommende Meßsignal aufweist und daß vorzugsweise eine erste Auslöseschwelle für das Ansteuern eines Alarmgebers und eine zweite, höhere Auslöseschwelle zum direkten Stoppen eines Bewegungsablaufes vorgesehen ist.An advantageous embodiment provides that the Evaluation device at least one preferably adjustable Has trigger threshold for the measurement signal coming from the sensor and that preferably a first trigger threshold for the Activate one alarm and a second, higher one Trigger threshold for stopping a sequence of movements directly is provided.
Durch die einstellbare Auslöseschwelle kann der Sicherheitsabstand zwischen Sensor und der spannungsführenden Leitung eingestellt werden und wenn zwei Auslöseschwellen unterschiedlicher Höhe vorgesehen sind, kann zunächst ein zum Beispiel akustischer oder optischer Alarm gegeben werden und bei weiterer Annäherung an eine spannungsführende Leitung kann dann bei Überschreiten der zweiten Auslöseschwelle die Bewegung des Schwenkteiles oder dergleichen gestoppt werden. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Sensor Teil eines felderzeugenden Generators oder dergleichen und weist eine Feldspule auf. Dieser Sensor eignet sich auch zum Erfassen passiver, metallischer Gegenstände, so daß außer Leitungen auch zum Beispiel im Boden befindliche Gegenstände, wie zum Beispiel Bomben geortet werden können. Dies bedeutet bei Grabarbeiten mit einem Bagger einen ganz erheblichen Sicherheitsfaktor.Due to the adjustable trigger threshold, the Safety distance between the sensor and the live one Line can be set and if two trigger thresholds different heights are provided, can first to Example acoustic or visual alarm can be given and with further approach to a live line then when the second trigger threshold is exceeded Movement of the pivoting part or the like can be stopped. According to a development of the invention, the sensor is part a field generating generator or the like and has a field coil. This sensor is also suitable for Detect passive, metallic objects, so that except Pipes, for example objects in the ground, how bombs can be located. this means a very considerable one when digging with an excavator Safety factor.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Feldspulen-Sensor bei einem Bagger im Bereich des Löffels angeordnet ist. Um Störeinflüsse durch den metallischen Baggerlöffel und den Löffelarm und dergleichen zu vermeiden, weist der Feldspulen-Sensor eine Abschirmung für ein gebündeltes Richtfeld insbesondere in Richtung zu dem Grabbereich neben dem Löffel auf.It is useful if the field coil sensor at one Excavator is arranged in the area of the bucket. To interference through the metallic excavator bucket and the bucket arm and To avoid the like, the field coil sensor has a Shielding for a bundled directional field, especially in Direction to the grave area next to the spoon.
Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.Additional embodiments of the invention are in the others Subclaims listed. Below is the invention with their essential details with reference to the drawings explained in more detail.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 eine schematisierte Blockschaltbild-Darstellung einer Hilfsvorrichtung, Fig. 1 is a schematic block diagram representation of an auxiliary device,
Fig. 2 eine Anordnung eines zur erfindungsgemäßen Hilfsvorrichtung gehörenden Sensors an einem Lastwagen mit aufschwenkbarer Ladefläche, Fig. 2 shows an arrangement of an auxiliary device according to the invention belonging to the sensor on a truck with hinged loading surface,
Fig. 3 eine Anordnung einer Hilfsvorrichtung mit zwei Sensoren an einem Ladekran eines Lastkraftwagens, Fig. 3 shows an arrangement of an auxiliary device with two sensors at a loading crane of a lorry,
Fig. 4 eine Anordnung zweier Sensoren einer erfindungsgemäßen Hilfsvorrichtung an einem Bagger, und Fig. 4 shows an arrangement of two sensors of an auxiliary device according to the invention on an excavator, and
Fig. 5 eine Anordnung eines Sensors einer erfindungsgemäßen Hilfsvorrichtung an einer Hubarbeitsbühne. Fig. 5 shows an arrangement of a sensor of an auxiliary device according to the invention on an aerial work platform.
Eine in Fig. 1 gezeigte Hilfsvorrichtung 1 ist zum Anbau an Fahrzeugen mit schwenkbaren Teilen und/oder Arbeitsgeräten (vergleiche Fig. 2 bis 5) vorgesehen und dient als Sicherheitseinrichtung gegen Berührung stromführender beziehungsweise unter Spannung stehender Leitungen.An auxiliary device 1 shown in Fig. 1 is to be mounted on vehicles having pivotable parts and / or working devices (see Fig. 2 to 5) and serves as a safety device against contact with live or under voltage lines.
Die Hilfsvorrichtung 1 weist im wesentlichen einen Sensor 2 zum Erfassen eines elektromagnetischen oder elektrostatischen Feldes sowie eine Auswerteeinrichtung 3 auf. The auxiliary device 1 essentially has a sensor 2 for detecting an electromagnetic or electrostatic field and an evaluation device 3 .
In Fig. 1 ist angedeutet, daß die Auswerteeinrichtung 3 an einen Alarmgeber 4 sowie eine Betätigungsvorrichtung, im vorliegenden Ausführungsbeispiel an ein hydraulisches Steuerventil 5 angeschlossen sein kann. Wird vom Sensor 2 ein Steuersignal an die Auswerteeinrichtung 3 geliefert, so wird das Steuerventil betätigt und damit die Ölzufuhr beispielsweise zu einem Hubzylinder 6 unterbrochen. Damit kann der Bewegungsablauf beispielsweise eines mit dem Hubzylinder 6 verbundenen Schwenkteiles gestoppt werden. Gleichzeitig kann über den Alarmgeber 4 ein Alarmsignal gegeben werden. Der Alarmgeber kann als akustischer und/oder optischer Alarmgeber ausgebildet sein.In Fig. 1 it is indicated that the evaluation device 3 can be connected to an alarm transmitter 4 and an actuating device, in the present embodiment to a hydraulic control valve 5 . If a control signal is supplied from the sensor 2 to the evaluation device 3 , the control valve is actuated and the oil supply to a lifting cylinder 6 is interrupted, for example. The movement sequence of a swivel part connected to the lifting cylinder 6 can thus be stopped. At the same time, an alarm signal can be given via the alarm transmitter 4 . The alarm transmitter can be designed as an acoustic and / or optical alarm transmitter.
Die eine Steuerelektronik beinhaltende Auswerteeinrichtung 3 kann auch mit anderen nachgeschalteten Stellgliedern verbunden sein, über die auch andere Bewegungsabläufe eines Fahrzeuges oder dergleichen beeinflußt werden können. Beispielsweise kann dies auch die Betätigungsvorrichtung für den Fahrbetrieb sein, wobei es zweckmäßig ist, wenn im Gefahrenfalle alle möglichen Bewegungen gestoppt werden.The evaluation device 3 containing control electronics can also be connected to other downstream actuators, by means of which other movement sequences of a vehicle or the like can also be influenced. For example, this can also be the actuation device for driving operation, it being expedient if all possible movements are stopped in the event of danger.
In Fig. 1 ist mit 7 noch ein zum Hydrauliksystem gehörendes Rückströmventil bezeichnet.In FIG. 1, 7 is also a backflow valve belonging to the hydraulic system.
Die zur Auswerteeinrichtung 3 gehörende Steuerelektronik kann so ausgebildet sein, daß für den Alarmgeber 4 einerseits und ein Stellglied, beispielsweise ein hydraulisches Steuerventil 5 zum Stoppen eines Bewegungsablaufes andererseits, unterschiedliche Ansprech- oder Auslöseschwellen vorgesehen sind. Damit kann über den Alarmgeber 4 zunächst ein Vorwarnsignal abgegeben werden, so daß der Bediener selbst noch genügend Zeit hat, eine weitere Annäherung an eine spannungs- oder stromführende Leitung zu verhindern. Erst falls das Vorsignal ignoriert wird und tatsächlich dann Gefahr im Verzug ist, wird jede weitere Bewegung durch Betätigung eines oder mehrerer Stellglieder unterbunden.The control electronics belonging to the evaluation device 3 can be designed such that different response or trigger thresholds are provided for the alarm transmitter 4 on the one hand and an actuator, for example a hydraulic control valve 5 for stopping a movement sequence on the other hand. In this way, a pre-warning signal can initially be emitted via the alarm transmitter 4 , so that the operator himself still has enough time to prevent a further approach to a live or live line. Only if the distant signal is ignored and there is actually a danger, is any further movement prevented by actuating one or more actuators.
Der Sensor 2 zum Erfassen eines elektromagnetischen und/oder elektrostatischen Feldes kann unterschiedlich realisiert sein. The sensor 2 for detecting an electromagnetic and / or electrostatic field can be implemented in different ways.
Beispielsweise kann als feldempfindliches Element wenigstens ein Hallgenerator, Feldplatten, eine Spulen- und/oder Spulen- Kondensatoranordnung, eine Magnetdiode oder dergleichen vorgesehen sein.For example, at least as a field-sensitive element a Hall generator, field plates, a coil and / or coil Capacitor arrangement, a magnetic diode or the like be provided.
Zum Erfassen von elektromagnetischen Wechselfeldern kann der Sensor 2 so abgestimmt sein, daß der die üblichen Netzfrequenzen, insbesondere 16 2/3 Hertz bis 50 oder 60 Hertz überdeckt.To detect alternating electromagnetic fields, the sensor 2 can be tuned such that it covers the usual network frequencies, in particular 16 2/3 Hertz to 50 or 60 Hertz.
Die Fig. 2 bis 5 zeigen Anwendungsbeispiele der erfindungsgemäßen Hilfsvorrichtung 1. Der Einfachheit halber sind dabei jeweils nur die Sensoren 2 der Hilfsvorrichtung 1 dargestellt. Figs. 2 to 5 show application examples of the auxiliary device 1 according to the invention. For the sake of simplicity, only the sensors 2 of the auxiliary device 1 are shown in each case.
Fig. 2 zeigt einen Lastwagen 8 mit einer auf- und abschwenkbaren Ladefläche 9, an deren hochschwenkbaren Ende der Sensor 2 angebracht ist. Er befindet sich hier am oberen Rand der vorderen Ladeflächen-Begrenzungswand 10. Dies ist der beim Hochschwenken der Ladefläche 9 jeweils höchste Punkt, der einer eventuell oberhalb des Fahrzeuges befindlichen Freileitung 11 am nächsten kommen würde. Strichpunktiert ist der vorgesehene Wirkungsbereich W eingezeichnet, der beispielsweise vier Meter im Durchmesser betragen kann. FIG. 2 shows a truck 8 with a loading surface 9 that can be swiveled up and down, on the swiveling end of which the sensor 2 is attached. It is located here at the upper edge of the front loading area boundary wall 10 . This is the highest point in each case when the loading area 9 is swiveled up, which would come closest to an overhead line 11 possibly located above the vehicle. The intended effective range W, which can be, for example, four meters in diameter, is shown in dash-dotted lines.
Es ist zwar in den Ausführungsbeispielen ein kugelförmiges Meßprofil dargestellt, jedoch kann auch je nach Anwendungsfall ein anderes Meßprofil vorgesehen sein. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wäre auch, wie strichliniert angegeben, ein keulenförmiges, gerichtetes Meßprofil möglich. Dadurch können bedarfsweise auch größere, gerichtete Meß-Reichweiten erzielt werden.Although a spherical measuring profile is shown in the exemplary embodiments, a different measuring profile can also be provided depending on the application. In the exemplary embodiment according to FIG. 2, a club-shaped, directed measuring profile would also be possible, as indicated by dashed lines. As a result, larger, directed measuring ranges can also be achieved if necessary.
Fig. 3 zeigt die Anordnung mehrerer Sensoren 2 am Beispiel eines Ladekrans 12. Dieser Ladekran 12 hat eine drehbare Trägersäule 13, an deren oberem Ende ein Ausleger 14 mit zwei Schwenkarmen 15, 16 angebracht ist. Fig. 3 shows the arrangement of a plurality of sensors 2 for the example of a loading crane 12th This loading crane 12 has a rotatable support column 13 , at the upper end of which a boom 14 with two swivel arms 15 , 16 is attached.
Ein erster Sensor 2 ist hier am freien Ende des äußeren Schwenkarmes 16 angebracht und befindet sich somit an der Stelle, die den größten Schwenkbereich überstreicht.A first sensor 2 is attached here to the free end of the outer swivel arm 16 and is therefore located at the point that covers the largest swivel range.
Um auch bei abgewinkeltem, äußeren Schwenkarm 16 einen Schutz vor Berührung des dann vorstehenden Gelenkbereiches zwischen den beiden Schwenkarmen 15 und 16 zu erreichen, ist zusätzlich auch an dieser "exponierten" Stelle ein weiterer Sensor 2 angeordnet.In order to achieve protection against contact of the joint area between the two swivel arms 15 and 16, even when the outer swivel arm 16 is angled, a further sensor 2 is also arranged at this "exposed" point.
Fig. 4 zeigt einen Löffelbagger 17, bei dem ein Sensor 2 im Bereich des Löffels 18 am Löffelarm 19 und ein weiterer Sensor 2 im Gelenkbereich zwischen Ausleger 20 und Löffelarm 19 angeordnet sind. Diese Anordnung entspricht etwa der bei dem Ladekran 12 in Fig. 3. Fig. 4 shows a backhoe 17 , in which a sensor 2 in the area of the bucket 18 on the bucket arm 19 and another sensor 2 are arranged in the articulated area between the boom 20 and the bucket arm 19 . This arrangement corresponds approximately to that of the loading crane 12 in FIG. 3.
Der beim Löffel 18 angebrachte Sensor 2 bietet einen Berührungsschutz sowohl in Strecklage von Löffelarm und Ausleger gegenüber einer oberhalb des Baggers 17 befindlichen Freileitung 11 und darüberhinaus auch die Möglichkeit, im Boden verlegte Erdkabel 21 aufzuspüren.The sensor 2 attached to the bucket 18 offers protection against accidental contact both in the extended position of the bucket arm and the extension arm with respect to an overhead line 11 located above the excavator 17 and also the possibility of detecting underground cables 21 laid in the ground.
Fig. 5 zeigt schließlich ein Anwendungsbeispiel bei einer fahrbaren Hubarbeitsbühne 22, bei der ein Sensor 2 am Hubkorb 23 angebracht ist. FIG. 5 finally shows an application example for a mobile aerial work platform 22 , in which a sensor 2 is attached to the lifting cage 23 .
Die Hilfsvorrichtung 1 kann außer bei den vorbeschriebenen Anwendungsbeispielen gemäß Fig. 2 bis 5 auch an anderen Geräten, Fahrzeugen und dergleichen angebracht werden, bei denen ebenfalls die Gefahr besteht, während des Betriebes mit spannungsführenden Leitungen in Berührung kommen zu können.The auxiliary device 1 according to FIG except for the above-described application examples. 2 are also attached to other devices, vehicles and the like to 5, in which also the danger during operation to come into contact with live wires.
Erwähnt sei hierbei insbesondere auch die Möglichkeit, ausfahrbare Leitern, z. B. Feuerwehrleitern zumindest am obersten Ende des letzten Leitergliedes mit einem solchen Sensor anzurüsten. Gegebenenfalls können aber auch, insbesondere zusätzlich, weitere Sensoren im Verlauf der Längserstreckung der Leiter angeordnet sein. Dies erhöht gerade bei Feuerwehrleitern erheblich die Sicherheit, weil dadurch auch eine seitliche Annäherung an spannungsführende Leitungen erkannt werden kann. Beispielsweise ist dies dann vorteilhaft, wenn sich in einer Straße Oberleitungen für die Straßenbahn oder dergleichen befinden, die Feuerwehrleiter aber durch dieses Oberleitungsnetz hindurch zu höherliegenden Stockwerken eines Hauses ausgefahren werden muß.The possibility of extendable ladders, e.g. B. fire chiefs at least top end of the last conductor link with one Sensor. If necessary, in particular, additional sensors in the course of Longitude of the ladder may be arranged. This increases Especially with fire brigade ladders, the security is significant because thereby also a lateral approach to live voltage Lines can be recognized. For example, this is then advantageous if there are overhead lines for the in a street Tram or the like, the fire department ladder but through this overhead line network to higher lying Floors of a house must be extended.
Außer den speziellen Sensoren für elektrostatische oder elektromagnetische Felder für die vorbeschriebenen Anwendungsbeispiele kann der Sensor auch zum Aufspüren von Metallteilen in der Art eines Metalldetektors ausgebildet sein. Zweckmäßigerweise ist dazu der Sender Teil eines felderzeugenden Generators und bildet dabei die Spule eines Schwingkreises.In addition to the special sensors for electrostatic or electromagnetic fields for the above The sensor can also be used to track down application examples Metal parts designed in the manner of a metal detector his. For this purpose, the transmitter is expediently part of a field-generating generator and forms the coil of one Resonant circuit.
Bei Annäherung dieses Sensors an ein Metallteil wird dem Schwingkreis Energie entzogen, beziehungsweise die Schwingfrequenz beeinflußt, was dann durch die Auswerteeinrichtung 3 registriert wird.When this sensor approaches a metal part, energy is withdrawn from the oscillating circuit, or the oscillation frequency is influenced, which is then registered by the evaluation device 3 .
Dieses sogenannte passive Verfahren läßt sich auch universell für die anderen Anwendungsfälle bei strom- oder spannungsführenden Leitungen und dergleichen einsetzen.This so-called passive method can also be used universally for the other applications with electricity or Use live cables and the like.
Um den Störeinfluß zum Beispiel eines metallischen Baggerlöffels weitgehend auszuschalten, kann der Feldspulen- Sensor eine Abschirmung für ein gebündeltes Richtfeld insbesondere in Richtung zu dem Grabbereich neben dem Löffel aufweisen.For example, the influence of a metallic To largely switch off the bucket, the field coil Sensor a shield for a bundled directional field especially towards the grave area next to the spoon exhibit.
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