Steuerung einer Autobetonpumpe

Technisches Gebiet

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Autobeton pumpe und ein Verfahren zur stabilitätsrelevanten Steuerung einer Autobetonpumpe.

Beschreibung des Standes der Technik

[0002] Die EP 2 733 281 Al offenbart eine stabilitätsrele vante Steuerung, die auf einer Berechnung des statischen

Schwerpunktes des Unterbaus (Metacenter) basiert. Unter weite rer Heranziehung des Schwerpunkts des gesamten Fahrzeugs und einer Grenze des sicheren Betriebs aus der konkreten Abstütz konfiguration wird ein Sicherheitskoeffizient bestimmt. Der Sicherheitskoeffizient entspricht dem Verhältnis zwischen dem Abstand von Metacenter zu Schwerpunkt und dem Abstand von Schwerpunkt zu Sicherheitsgrenze. Ein Sicherheitskoeffizient größer Eins signalisiert einen sicheren Betrieb.

[0003] Aus der EP 2 555 067 Al ist eine Stabilitätssteue rung für Betonförderfahrzeuge bekannt, bei der der Schwerpunkt jeder Komponente bestimmt wird, um daraus den Gesamtschwer punkt des Fahrzeugs zu berechnen. Dieser wird mit einem vorge gebenen Gleichgewichtsbereich (Balance Range) verglichen, der die Abstützarme in horizontaler Projektion berücksichtigt. Bei Überschreitung des Gleichgewichtsbereichs wird ein Alarm aus gegeben . [0004] Die EP 2 038 493 Al offenbart eine Autobetonpumpe mit Stützauslegern und einer Steuerungseinrichtung für die Mastarmbewegung. Die bekannte Steuerungseinrichtung umfasst eine auf eine ausgewählte Abstützkonfiguration der Stützausle ger ansprechende Softwareroutine, die den Schwenkwinkel eines ersten Knickarms um seine Knickachse und einen zugehörigen Drehwinkelbereich des Drehkopfs um die Hochachse nach Maßgabe der gewählten Abstützkonfiguration begrenzt. Damit geht eine Verkürzung der Reichweite des Auslegers einher, während sich der radiale mögliche Arbeitsbereich für eine gegebene Abstütz konfiguration vergrößert.

[0005] Aus der DE 10 2014 215 019 Al ist eine Autobeton pumpe mit einem aus mehreren schwenkbaren Mastarmen gebilde ten, an einem Drehwerk auf einem Fahrgestell drehbar angeord neten Betonverteilermast und einem Neigungssensor zur Erfas sung einer Schrägstellung der Autobetonpumpe bekannt, bei der eine mit dem Neigungssensor gekoppelte Sicherheitseinrichtung zur Beschränkung des Arbeitsbereichs des Betonverteilermasts in Abhängigkeit von der Schrägstellung vorgesehen ist. Die Si cherheitseinrichtung ist dazu konfiguriert, die Drehbewegung an dem Drehwerk und/oder die Schwenkbewegung wenigstens eines Mastarms in Abhängigkeit von einer Schrägstellung des Fahr zeugs zu begrenzen.

[0006] Die DE 102 42 270 Al offenbart ein Hubbühnenfahr zeug, bei dem zum sicheren Betrieb in unebenem Gelände eine Reichweitenbegrenzung der Hubbühne unter Berücksichtigung der AufStellneigung erfolgt. Hierzu wird mit einem Neigungssensor die AufStellneigung der Hubarbeitsbühne zu deren Betrieb er fasst und ein Soll-Ist-Vergleich für zulässige Reichweiten bei unterschiedlichen Schrägstellungen derart vorgenommen, dass die größte Reichweite erzielt. Zusammenfassung der Erfindung

[0007] Ausgehend hiervon werden erfindungsgemäß eine Auto betonpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfah ren zur stabilitätsrelevanten Steuerung einer Autobetonpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 6 vorgeschlagen.

[0008] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine stabilitätsrelevante Steuerung einer Autobetonpumpe in Echtzeit effektiv durch die Berechnung des Lastmoments im Mastarm und den Vertikal- und/oder Horizontalkräften in zumin dest zwei Stützbeinen der Autobetonpumpe möglich ist. Hierzu sind die Vertikal- bzw. Horizontalkräfte entweder direkt zu messen, bspw. im Rahmen einer 3D-Kraftmessung mit geeigneten Sensoren, oder es werden zumindest der Druck im Stellzylinder des Mastarms, der Drehwerkswinkel der Mastarmanlenkung, die Abstützpunkte der Stützbeine sowie die Neigung des Betonpum penunterbaus (d.h. des Fahrgestells) sensorisch erfasst, um auf dieser Grundlage die vertikal bzw. horizontal wirkenden Kräfte in zumindest zwei Stützbeinen zu ermitteln.

[0009] Die Erfindung ermöglicht unter Berücksichtigung der aktuellen Abstützkonfiguration und der Maschinenneigung eine Aussage über die tatsächliche Stabilitätsreserve der Autobe tonpumpe und eine sogenannte Pumpaussage, d.h. eine Aussage darüber, ob in der momentanen Maschinenaufstellung (Maststel lung, Unterbauneigung) ein Pumpvorgang eingeleitet werden kann (unter Berücksichtigung der Erkenntnis, dass durch ein Füllen der Förderrohrleitungen mit Beton eine weitere Gewichtsverän derung eintritt, die die Maschine aus dem Bereich der Stabili tätsreserve herausführen kann) .

[0010] Die vorliegende Beschreibung deckt auch ein Compu terprogramm mit Programmcode ab, der dazu geeignet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, wenn das Computerpro gramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Rechenein heit, insbesondere einer Recheneinheit einer Autobetonpumpe, abläuft. Es werden sowohl das Computerprogramm selbst als auch das auf einem computerlesbaren Medium abgespeicherte Computer programm (Computerprogrammprodukt) beansprucht.

[0011] Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeich nung .

[0012] 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.

[0013] 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

[0014] Figur 1 zeigt in seitlicher stark schematischer Darstellung eine Autobetonpumpe auf geneigtem Untergrund mit ausgeschwenkten Mastarmen.

[0015] Figur 2 zeigt die Autobetonpumpe der Figur 1 in Draufsicht mit ausgefahrenen Stützbeinen und zur Seite gedreh tem Betonverteilermast.

[0016] Figur 3 zeigt in vergrößerter schematischer Dar stellung eine Veranschaulichung der Kraftwirkungen auf ein Stützbein bei Abstützung auf geneigtem Untergrund in seitli cher Schnittansicht gemäß der Schnittlinie III-III der Figur

2. [0017] Figur 4 zeigt in vergrößerter schematischer Dar stellung eine Veranschaulichung der Kraftwirkungen auf das Stützbein der Figur 3 in Draufsicht.

[0018] Figur 5 zeigt eine beispielhafte schematische Dar stellung des zulässigen Mastmoments bei extremer Schrägstel lung und Vollabstützung einer Autobetonpumpe bei Neigung in Längsrichtung .

[0019] Figur 6 zeigt eine beispielhafte schematische Dar stellung des zulässigen Mastmoments bei extremer Schrägstel lung und Teilabstützung einer Autobetonpumpe bei Neigung in Längsrichtung .

[0020] Figur 7 zeigt eine beispielhafte schematische Dar stellung des zulässigen Mastmoments bei extremer Schrägstel lung und Teilabstützung einer Autobetonpumpe bei Neigung in Querrichtung .

[0021] Figur 8 zeigt eine beispielhafte schematische Dar stellung einer Bedienungsanzeige.

Ausführliche Beschreibung

[0022] Figur 1 zeigt in seitlicher stark schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Autobetonpumpe 10 mit einem Fahrgestell (Unterbau) 12 und einem über ein Drehwerk 16 auf dem Fahrgestell 12 aufgebrachten Betonverteilermast 18, der schwenkbare Mastarme 20 (in dem dargestellten Ausführungsbei spiel drei Mastarme 20.1, 20.2, 20.3) umfasst. Der erste Mast arm (A-Arm) 20.1 des Betonverteilermasts 18 ist mittels eines Stellzylinders 22 neigungsverstellbar an dem Drehwerk 16 ange lenkt. Die folgenden Mastarme 20.2, 20.3 sind entsprechend mittels (nicht dargestellter) Stellzylinder gegeneinander ver- schwenkbar . [0023] Zur Abstützung im Betrieb weist die Autobetonpumpe 10 in an sich bekannter Art und Weise vier ausfahrbare (und ggf. verstellbare) und auf einem Untergrund U mit Abstütztel lern 15 abstützbare Stützbeine 14 auf (vgl. Figur 2) . An dem Fahrgestell bzw. Unterbau 12 ist des Weiteren ein Betonaufnah metrichter 24 vorgesehen.

[0024] Die erfindungsgemäße Autobetonpumpe 10 umfasst au ßerdem Abstützsensoren SB in den Stützbeinen 14 zum Erfassen von Abstützpunkten P der Stützbeine 14, Neigungssensoren SN zum Erfassen einer Neigung des Fahrgestells 12, einen Dreh winkelsensor SD zum Erfassen eines Drehwinkels d des Drehwerks 16 und einen Sensor SZ zum Erfassen eines Drucks in dem Stell zylinder 22 (Zylinderdrucksensor oder Zylinderkraftsensor) so wie in den Mastarmen 20 angeordnete Mastwinkelsensoren SM (der Öffnungswinkel des ersten Mastarms 20.1 ist als f bezeichnet) . Die Erfassung der Neigung des Fahrgestells 12, mithin des Nei gungswinkels des Untergrunds U, wird vorzugsweise entlang zwei Achsen gemessen; aus Gründen der vereinfachten Darstellung ist in Figur 1 lediglich ein Längsneigungswinkel eingezeichnet (in der Schnittebene einer Längserstreckung L der Autobeton pumpe 10) . In einer Ebene senkrecht zu der Längserstreckung L der Autobetonpumpe 10 kann bspw. eine Neigung um einen

Querneigungswinkel ß vorliegen (vgl. hierzu auch die nachfol gende Beschreibung zu den Figuren 3 und 4) .

[0025] Mit der im Folgenden im Detail beschriebenen Erfin dung wird eine Stabilitätsüberwachung einer Autobetonpumpe 10 ermöglicht, um Fehlbedienungen im Betrieb der Betonpumpe (Ab stützen der Autobetonpumpe 10 insb. bei geneigter Aufstellung, Drehen/Ausfahren des Betonverteilermasts 18, Pumpbetrieb in Grenzbereichen) zu vermeiden, die zum Umkippen der Maschine 10 oder Überlastung von Stahlbauteilen der Maschine führen könn ten. Dabei kann erfindungsgemäß auch (zumindest in einem ein geschränkten Bereich) mit einer vergrößerten Schrägstellung gearbeitet werden, die über die üblicherweise einzuhaltenden 3° Neigung hinausgeht.

[0026] Dazu werden folgende Größen messtechnisch anhand geeigneter Sensoren erfasst: die Gelenkzylinderdrücke in dem Stellzylinder (bzw. den Stellzylindern) des Verteilermasts 18 (bzw. genauer des ersten Mastarms 20.1), der Drehwerkswinkel d, die Abstützpunkte der Stützbeine und die Neigung des Be tonpumpenunterbaus (um zwei Achsen) sowie den Öffnungswinkel des A-Gelenks.

[0027] Als weitere Größen werden das Gesamtgewicht, das Unterbaugewicht und der Unterbauschwerpunkt benötigt, die auf grund ihrer Variabilität als Schätzwerte in die Berechnung einfließen .

[0028] Mit den Schnittkräften und den Schnittmomenten zwi schen Mast 18 und Unterbau 12 und der Masse (Mast plus Unter bau) und dem Schwerpunkt des Unterbaus 12 können nun über eine vereinfachte theoretische Berechnung die Abstützkräfte in al len drei Dimensionen in Echtzeit berechnet werden. Mit dieser Berechnung können die folgenden Überprüfungen durchgeführt werden .

[0029] Es kann geprüft werden, wie groß der Anteil der Vertikalkräfte ist, die nur über zwei Abstützpunkte P abgelei tet werden. Wird ein Grenzwert (z.B. 95%) überschritten, ist die Maschine kippgefährdet und es müssen alle Handlungen ver mieden werden, die das Lastmoment ansteigen lassen.

[0030] Des Weiteren kann die Querkraft auf die Abstütz beine 14 geprüft werden, insb. bei stark geneigter Maschinen aufstellung (> 3°) . Für alle Stützbeine 14 wird geprüft, ob eine zulässige Vergleichsbelastung (Kombination aus Horizon talkraft und Vertikalkraft am Stützbein 14) überschritten wird. Ist dies der Fall, darf die Maschine nicht mehr so ver fahren werden, dass sich die kritische Belastung (wie etwa das Lastmoment und/oder die Querkraft auf ein Stützbein bei extre mer Schrägstellung o.dgl.) erhöht. Dies ist beispielhaft in den Figuren 3 und 4 skizziert: Figur 3 zeigt einen vergrößer ten Ausschnitt um einen Abstützpunkt P eines Stützbeins 14 auf einem geneigten Untergrund U gemäß der Schnittlinie III-III der Figur 2. Die Neigung des Untergrunds U entlang der Ebene durch das Stützbein 14 ist mit g bezeichnet. Die Kräftever hältnisse an dem Abstützpunkt P sind anhand eines dem Fachmann geläufigen Kräfteparallelogramms dargestellt.

[0031] Eine am Abstützpunkt P des Stützbeins 14 angrei fende Gravitationskraft (d.h. der Anteil der Gesamt-Gravitati onskraft der Autobetonpumpe auf dieses Stützbein 14) ist lot recht nach unten weisend mit F _G bezeichnet. Diese Kraft lässt sich in der dargestellten Schnittebene durch das Stützbein 14 in eine senkrecht zum Untergrund U verlaufende senkrechte Kraftkomponente F _s ,u und eine parallel zum Untergrund U verlau fende parallele Kraftkomponente F _P zerlegen. Die parallele Kraftkomponente F _P stellt die in Stützbeinrichtung angreifende Hangabtriebskraft bei dem Neigungswinkel g dar.

[0032] Figur 4 zeigt beispielhaft und schematisch eine weitere Aufteilung dieser Hangabtriebskraft F _P in eine Kompo nente parallel zur Gesamtuntergrundneigung (definiert durch die Winkel g und ) und eine Komponente senkrecht zu dem

Stützbein 14 in Draufsicht. Eine parallel zu der Gesamtneigung des Untergrunds (also unter Berücksichtigung des Längsnei gungswinkels und des Neigungswinkels in Stützbeinrichtung g) verlaufende und an dem Abstützpunkt P angreifende Kraftkompo nente ist mit Fu bezeichnet. Diese setzt sich zusammen aus der parallelen Kraftkomponente F _P und einer senkrecht zu dem Stütz bein 14 verlaufenden Komponente F _s ,i4. Bei diesen Komponenten F _P und F _s ,i4 handelt es sich um die tatsächlich an dem Abstützpunkt P angreifenden Kräfte in Richtung des Stützbeines und quer zum Stützbein .

[0033] Schließlich kann das Drehmoment am Drehwerksge triebe geprüft werden, ebenfalls insb. bei stark geneigter Ma schinenaufstellung (> 3°) . Nun kann der Mast 18 nicht in voll gestreckter Stellung mit maximalem Lastmoment gedreht werden, ohne das Drehwerk 16 zu überlasten. Es wird das zum Mastdrehen notwendige Drehmoment berechnet; falls dieses größer ist, als das Auslegerdrehmoment, darf keine Bewegung mehr ausgeführt werden, die das Moment erhöht.

[0034] Die Erfindung ermöglicht auch eine sogenannte Pump vorhersage, d.h. eine Anzeige, ob bei der gegebenen Maststel lung auch gepumpt werden könnte. Hierzu wird parallel das the oretisch maximale Lastmoment bei der aktuellen Maststellung und Unterbauneigung berechnet, indem mit dem bekannten Winkel und den aus der Maschinenspezifikation bekannten Massen das Lastmoment bei maximalem Förderleitungsgewicht ermittelt wird. Dabei müssen sichere Annahmen zum Füllstand im Trichter 24 und im Wassertank getroffen werden.

[0035] Hierauf aufbauend können für die aktuelle Situation (Maststellung, Betriebslasten und Neigung) jeweils Sicher- heitsbeiwerte für die kritischen Systeme (z.B. Standsicher heit, Beinüberlastung und Drehmoment am Drehwerk) berechnet werden (sicherheitskritischer Teil der Steuerung) .

[0036] Außerdem können noch nicht-sicherheitskritische Si- cherheitsbeiwerte in der aktuellen Maststellung und Neigung bei maximalen Betriebslasten am Arm (wie bspw. Aussagen zu „kann ich in dieser AufStellsituation bzw. Armstellung bzw. Neigung auch pumpen?") berechnet werden. Diese dienen nur zur Information des Bedienpersonals und sind ohne Konsequenz in der Steuerung) . [0037] Es kann eine Anzeige für das Bedienpersonal vorge sehen sein, in der jeweils nur der minimale Sicherheitsfaktor für aktuelle Beladung und maximale Beladung angezeigt wird. Dadurch kann der Maschinenbetreiber sehen, ob er in der aktu ellen Stellung auch pumpen kann, und es wird vermieden, dass die Maschine dies unerwartet als lastmomenterhöhenden Vorgang ablehnt .

[0038] Die Figuren 5 bis 8 zeigen beispielhafte Darstel lungen zur Erzeugung einer Anzeige für das Bedienpersonal.

[0039] Figur 5 zeigt eine beispielhafte Darstellung eines zulässigen Mastmoments bei extremer Schrägstellung in Längs richtung L der Autobetonpumpe 10 bei Vollabstützung (d.h. bei voll ausgefahrenen Stützbeinen 14) . Die Darstellung der Figur 5 veranschaulicht, wie sich eine optische Anzeige einer Ge samteinschränkung des Bewegungsradius des Mastaufbaus 18 der Autobetonpumpe 10 aus einer Betrachtung von Teileinschränkun gen zusammensetzt. In einem ersten Bild Dl .1 ist die Autobe tonpumpe 10 stark schematisch mit vollständig ausgefahrenen Stützbeinen 14 in Draufsicht dargestellt, umgeben von einer durchgezogenen Kreislinie Z, die das zulässige Lastmoment bei ebener (also neigungsfreier) Vollabstützung (Idealfall) dar stellt. Die Kreislinie Z stellt somit den maximalen Wirkungs kreis der Autobetonpumpe dar. In dem ersten Bild Dl .1 ist zu dem mit gestrichelter Linie LI .1 die Einschränkung des Wir kungskreises aufgrund unzulässiger Stützbeinlängs- und -quer- kräfte (vgl. Figuren 3 und 4) bei der konkreten Schrägstellung der Maschine eingezeichnet. Ein zweites Bild Dl.2 zeigt mit gestrichelten Linien LI.2 die Einschränkung des Wirkungskrei ses aufgrund erhöhter Drehwerksmomente bei der konkreten

Schrägstellung der Maschine, und ein drittes Bild Dl .3 zeigt mit gestrichelter Linie LI.3 die Überlagerung der Einschrän kungen LI .1 und LI.2, mithin die Grenze des maximal zulässigen Lastmoments bei aktueller Abstützung und Schrägstellung. [0040] Figur 6 zeigt in ähnlicher Darstellung eine Autobe tonpumpe 10 in gleicher Schrägstellung in Längsrichtung, aber in Teilabstützung . Wie aus einem ersten Bild D2.1 ersichtlich, ist aufgrund eines Hindernisses H ein Stützbein 14.1 nur teil weise ausgefahren, während die verbleibenden Stützbeine voll ständig ausgefahren sind. Daraus ergibt sich eine geänderte Einschränkung des Wirkungskreises (gestrichelte Linie L2.1) aufgrund unzulässiger Stützbeinlängs- und -querkräfte, da das nur teilweise ausgefahrene Stützbein 14.1 lediglich einen ge ringeren Absturzanteil übernehmen kann, so dass in einem in der Darstellung links unten liegenden Bereich ein Ausfahren des Mastarms 18 stark eingeschränkt ist. Ein zweites Bild D2.2 zeigt wieder mit gestrichelten Linien L2.2 analog zu dem zwei ten Bild der Figur 5 die Einschränkung des Wirkungskreises aufgrund erhöhter Drehwerksmomente bei der konkreten Schräg stellung und Teilabstützung der Maschine (unverändert gegen über Figur 5), und ein drittes Bild D2.3 zeigt mit gestrichel ter Linie L2.3 wieder die Überlagerung der Einschränkungen L2.1 und L2.2, mithin die Grenze des maximal zulässigen Last moments bei aktueller (Teil-) Abstützung und Schrägstellung.

[0041] Figur 7 schließlich zeigt in analoger Weise anhand dreier Bilder D3.1, D3.2, D3.3 die Einschränkungsverhältnisse bei Teilabstützung entsprechend der Situation in Figur 6, je doch bei Schrägstellung der Autobetonpumpe 10 in Querrichtung (Richtung quer zur Längsachse L, Neigung ß) . Dies führt zu ei nem unveränderten Wirkungskreis bei Betrachtung der Stützbein- längs- und -querkräfte (Linie L3.1 in Bild D3.1), jedoch zu einem veränderten Wirkungskreis gegenüber der Darstellung der Figur 6 hinsichtlich der Einschränkung aufgrund erhöhter

Triebwerksmomente (aufgrund der geänderten Schrägstellung) ge mäß der gestrichelten Linie L3.2 in Bild D3.2. Entsprechend ergibt sich eine etwas veränderte Überlagerung der Wirkungs kreise, wie sie mit der gestrichelten Linie L3.3 in Bild D3.3 dargestellt ist. [0042] Figur 8 zeigt am Beispiel der Lastmoment-Verhält nisse des dritten Bildes D3.3 der Figur 7 (also Teilabstützung aufgrund des Hindernisses H und Schrägstellung ß quer zur Längsachse L) eine mögliche Anzeigendarstellung für Bedienper sonal mit ausgefahrenem Mastarm 18, der in der Darstellung der Figur 8 um ca. 70° gegenüber seiner Ruhestellung auf der Auto betonpumpe 10 ausgeschwenkt ist. Die Anzeige gibt der Bedien person zudem einen Hinweis über die Lage des Lastmoments bei aktueller Beladung der Autobetonpumpe und des Förderschlauchs des Mastarms. In dem Ausführungsbeispiel der Figur 8 ist dies eine entlang der Wiedergabe des Mastarms 18 eingezeichnete kreisrunde Anzeige MA, die sich innerhalb des durch die ge strichelte Linie L3.3 wiedergegebenen Wirkungskreises befin det. Damit ist der Bedienperson signalisiert, dass die Autobe tonpumpe 10 im unkritischen (grünen) Bereich operiert. Ent sprechend kann die Anzeige MA bspw. in grün sein. Zur weiteren Information der Bedienperson kann zusätzlich eine Anzeige MZ vorgesehen sein, die die Lage des Lastmoments bei maximal zu lässiger Beladung in dieser Maststellung wiedergibt. Diese An zeige MZ kann ebenfalls entlang der Wiedergabe des Mastarms 18 eingezeichnet sein. Da es sich um eine Grenzangabe (maximal zulässige Beladung bei der konkreten Mastarmstellung) handelt, liegt diese ebenfalls innerhalb des Wirkungskreises der Linie L3.3. Der Abstand zwischen den beiden Anzeigen MA und MZ sig nalisiert der Bedienperson, ob und wieviel Beton noch in den Förderschlauch des Mastarms gepumpt werden kann.

[0043] Im Folgenden werden als Ausführungsbeispiel mögli che Berechnungsarten dargestellt.

[0044] Das Lastmoment kann aus den Zylinderdrücken berech net werden gemäß

tast ⁼ A-Zylinder ^ ^e ^ ^e ^Öffnung A Gelenk) [0045] Der Faktor „Hebel" in der letztgenannten Gleichung stellt einen von der Gelenkstellung (d.h. von dem aktuellen Gelenköffnungswinkel cp) des A-Gelenks (d.h. des Gelenks des ersten Mastarms 20.1 (A-Arm) zum Drehwerk 16) abhängigen Pro- portionalitätsfaktor dar, der das Verhältnis zwischen Gelenk moment M _Last und der gemessenen Zylinderkraft F _A-Zyiinder angibt, und kann in Echtzeit aus der Geometrie berechnet werden. Es kann alternativ in der Steuerung ein Kennfeld oder eine algeb raische Gleichung hinterlegt werden. Weiter alternativ kann die Zylinderkraft direkt gemessen werden.

[0046] Sodann kann das in der aktuellen Stellung maximal mögliche Lastmoment aus der Armstellung berechnet werden.

Falls die Autobetonpumpe eine Sensorik umfasst, die die Stel lung des Mastes ermitteln kann, ist es zusätzlich möglich, zu ermitteln, wie groß das Lastmoment wäre, wenn die Förderlei tung mit Beton der maximalen Dichte gefüllt wäre.

[0047] Die Schwerpunkte und Endpunkte der einzelnen Arme sind tabelliert hinterlegt ebenso wie deren Massen mit und ohne Beton in der Leitung.

[0048] Wenn die folgende Berechnung mit diesem Lastmoment ausgeführt wird, kann angegeben werden, ob in der aktuellen Maststellung gepumpt werden kann. Wenn die Sensorik der Mast stellungsermittlung sicherheitsgerichtet ist, kann dieses Mo ment so verwendet werden, allerdings werden dabei Überladungen der Betonpumpe (wie z.B. durch Schwerbeton) nicht erkannt. [0049] Als nächstes werden Maschineneigengewicht und Schwerpunkt ermittelt. Das Armgewicht geht (wie im Folgenden noch erkannt wird) nicht in die Berechnung ein, wohl aber das Gesamtgewicht und das Lastmoment. Um das Gesamtgewicht der Ma schine abzuschätzen, sollte in der Rechnung immer konservativ mit dem minimal möglichen Armgewicht gerechnet werden.

[0050] Wenn mit dem wie voranstehend ermittelten maximal möglichen Lastmoment gerechnet wird, entspricht dies der ge füllten Förderleitung am Verteilermast (andernfalls wäre das Lastmoment kleiner) .

[0051] Wenn mit dem zuvor aus den gemessenen Zylinderdrü cken ermittelten Lastmoment gerechnet wird, muss das minimale Armgewicht berücksichtigt werden, welches das gemessene Last moment erzeugen kann. D.h. dass die Armmasse bei kleinem Last moment mit der minimalen Armmasse erst dann auf den zur Erzeu gung des Momentes notwendigen Wert angehoben wird, wenn der voll gestreckte Arm das Lastmoment ohne Nutzlast nicht mehr erzeugen könnte. Es ist natürlich auch möglich, immer konser vativ mit der minimalen Armmasse zu rechnen (zur Ableitung des Schwerpunkts der Auslegerarmanordnung - je leichter der Arm bei gleichem Lastmoment, desto weiter „außen" liegt der

Schwerpunkt) .

[0052] Weiterhin sind die Gesamtmasse des Unterbaus (bzw. Gesamtfahrzeugs ) und der Schwerpunkt des Unterbaus wichtig. Beides wird üblicherweise für jede Maschine „leer" gemessen (einmal im Werk) und kann in die Steuerung eingepflegt werden.

[0053] Für die Unterbaumasseneigenschaften ist außerdem die Stellung der Stützbeine 14 wichtig. Diese Stellungen sind durch übliche Sensorik SB, wie bspw. die ESC-Sensorik der An melderin, bekannt, so dass ihr Schwerpunkt in der Steuerung berechnet und der Unterbauschwerpunkt entsprechend korrigiert werden kann.

[0054] Zusätzlich können auch das Betongewicht im Trichter 24 der Betonpumpe 10 und das Wasser im Wassertank berücksich- tigt werden. Je nach Maststellung kann/sollte jeweils mit dem schlimmsten Fall gerechnet werden (Trichter leer wenn der Arm nach vorne ragt, Trichter voll wenn nach hinten gepumpt wird) . Beim Wassertank wäre auch eine Füllstandsmessung denkbar, wo bei dann je nach Abstützung das Leerpumpen des Tanks verrie- gelt werden müsste.

[0055] Schließlich erfolgt die Berechnung der Stützbein kräfte. Das Lastmoment kann nun in die Koordinatenrichtungen aufgeteilt werden (dabei ist es unerheblich, aus welcher Be rechnungsmethode es stammt) .

[0056] Die Kräfte in den Stützbeinen 14 können nach den Gesetzen der statischen Festigkeitslehre näherungsweise be rechnet werden:

[0057] Bei der üblichen Koordinatensystemwahl liegt die Position des Drehkopfes bzw. Drehwerks 16 im Koordinatenur- Sprung, so dass das Mastgewicht aus den Gleichungen heraus fällt. Lediglich das Gesamtgewicht der Maschine sowie das Un terbaugewicht mit Schwerpunkt gehen in die Gleichungen ein.

[0058] Wenn mehr als drei Stützbeine 14 mit dem Boden in Kontakt sind, ist das System überbestimmt, eine eindeutige Lö sung ist dann nicht möglich. Deswegen können für die Stütz beine Federkonstanten angenommen werden, um die Kräfte zu be rechnen. Außerdem wird angenommen, dass die Maschine 10 in der (schiefen) Ebene steht. Für jedes weitere Stützbein (bei vier Stützbeinen gibt es nur ein weiteres, es sind aber auch Fälle mit weiteren Stützbeinen denkbar) muss auch noch folgende Be dingung erfüllt sein:

[0059] Dabei gilt für jedes Stützbein:

[0060] Ergibt sich bei dieser Berechnung für eine Kraft ein negativer Betrag, ist dies ein Zeichen dafür, dass das be- treffende Stützbein abhebt. Dieses Stützbein wird dann aus der Berechnung entfernt und das Gleichungssystem wird mit einem Stützbein weniger gelöst.

[0061] Die Steifigkeiten der Stützbeine hängen im allge meinen Fall von der Ausfahrlänge und der Bauart des Unterbaus ab; hier kann wahlweise eine Konstante, ein Kennfeld oder eine Näherungsformel gewählt werden, die entweder in der mechani schen Auslegung oder experimentell bestimmt werden. [0062] Eine alternative Formulierung, die Stützkräfte in alle Raumrichtungen liefert, wäre die Bestimmung der Auflage kräfte mit einem vereinfachten Finite Elemente-Modell (FEM) . Dieses besteht im einfachsten Fall aus vier Balkenelementen, die mit Kräften und Momenten, die vorher auf den Drehwerksmit telpunkt umgerechnet worden sind, beaufschlagt werden. In die sen Kräften und Momenten sind alle Lasten aus Eigengewicht, Mast, Betriebslasten usw. zusammengefasst.

[0063] Nun werden für alle maßgeblichen Komponenten der Betonpumpe die zulässigen Grenzen überprüft. Beispielhaft wer den hier die Prüfungen für einige Bauteile dargestellt.

[0064] Bei der Standsicherheitsberechnung bzw. Stabili tätsprüfung wird geprüft, wie groß der Anteil der Vertikal kräfte ist, die nur über zwei Abstützpunkte abgeleitet werden. Wird ein Grenzwert (z.B. 95%) überschritten, ist die Maschine kippgefährdet, und es müssen alle Handlungen vermieden werden, die das Lastmoment ansteigen lassen (wie bspw. und insbeson dere die Mastgelenke in ungünstigere Stellungen zu verfahren, das Drehwerk in eine ungünstigere Stellung zu fahren, Vor wärtspumpen mit der Kernpumpe usw.) .

[0065] Bei der Prüfung der Belastung der Abstützbeine 14 wird angenommen, dass bei gerader Aufstellung der Maschine die Querkräfte in x- bzw. z-Richtung einem Anteil Windfaktor an den Aufstandskräften entsprechen, sinnvoll sind Annahmen von 1 % bis 5 %. Wenn die Maschine schräg aufgestellt ist, steigen die Querkräfte näherungsweise mit dem Sinus des Kippwinkels an : [0066] Aus den Kräften wird mit Hilfe von Konstanten ein Vergleichsauslastungsgrad der Stützbeine 14 bestimmt. Die Kon stanten können bspw. in der FEM-Auslegung oder experimentell bestimmt werden. Bspw. gilt:

[0067] Wenn die obenstehende Ungleichung für alle Stütz beine 14 erfüllt ist, dann ist der aktuelle Winkel zulässig.

[0068] Es kann dabei sinnvoll sein, dass die Sicherheits faktoren S _x bis S _z in der Gleichung von der aktuellen Position des jeweiligen Stützbeins abhängen. Die Sicherheitsfaktoren können bei der Auslegung im FE-System oder experimentell be stimmt werden.

[0069] Eine Überprüfung des Drehmoments am Drehwerksge triebe wird insb. bei Aufstellung der Maschine mit einer Nei gung > 3° vorgenommen. Nun kann der Mast nicht in voll ge streckter Stellung mit maximalem Lastmoment in jede Position gedreht werden, ohne das Drehwerk und in der Folge auch den Mast zu überlasten. Es wird daher das zum Mastdrehen notwen dige Drehmoment berechnet; ist dieses höher als das Ausleger drehmoment, darf keine Bewegung mehr ausgeführt werden, die das Moment erhöht.

[0070] In dem Faktor S _Drehwerk sind Sicherheiten enthalten, unter anderem können hier Windkräfte berücksichtigt werden. Theoretisch wäre es auch möglich, diesen Faktor zur Laufzeit zu bestimmen (Windmesser) , dann wäre aber eine Anfälligkeit für veränderliche Wetterbedingungen gegeben. [0071] Falls die Messung der Armstellungen oder eine Ver wendung dieser Messergebnisse unterbleibt, ist weiterhin eine Stabilitätsüberwachung möglich, jedoch ohne Aussage über die Standsicherheit mit maximaler Beladung.

[0072] Falls die aktuelle Armstellung mit sicherer Senso rik ermittelt wird, kann aus diesen Signalen das maximale Lastmoment bei voller Beladung berechnet werden. Damit kann immer berechnet werden, ob die Maschine in dieser Stellung auch pumpen kann, eine Ermittlung des aktuellen A-Gelenksmo- ments wird unnötig.

[0073] Falls die Standsicherheit über die Messung der ak tuellen Kippsicherheit realisiert wird, müssen für die Stand sicherheit bei maximaler Beladung zusätzlich die Armwinkel ausgewertet werden. Da diese Information aber nicht-sicher- heitskritisch ist, kann dies mit nicht-sicherheitsgerichteter Mastsensorik erfolgen, und die Angabe, ob die Maschine in der Stellung auch noch pumpen kann, wird rein informativ ange zeigt .

[0074] Erfindungsgemäß kann die Standsicherheitsberechnung somit entweder aus der Messung des Stellzylinderdrucks (A-Zylinder) , des Öffnungswinkel des A-Arms, des Drehwerkswinkels d und einer Messung der Positionen der Stützbeine (zzgl. einer Schwerpunktberechnung aus der (unsicheren) Gelenk winkelmessung zur Berechnung des maximalen A-Gelenkmo- ments und der Stützbeinpositionen) aus der Messung der Abstützkräfte (zzgl. einer Schwer punktberechnung aus der (unsicheren) Gelenkwinkelmessung zur Berechnung des maximalen A-Gelenkmoments und der Stützbeinpositionen) aus einer Messung der Zylinderkraft oder einer Bolzen kraft (zur Vermeidung von Messungsproblemen in den End lagen) verbunden mit der Berechnung des maximalen A-Ge- lenkmoments (aus der Messung des Gelenkwinkels und des Drehwerkswinkels d) erfolgen .

[0075] Erfindungsgemäß wird eine unnötige Einschränkung des Arbeitsbereichs einer Autobetonpumpe auch bei stark ge neigter Aufstellung vermieden. Es kann auch außerhalb des ak- tuellen, sicheren Arbeitsbereichs mit verkürzter Reichweite gearbeitet werden. Es kann eine Pumpvorhersage in der Bedien anzeige erfolgen. Des Weiteren ist eine Vergrößerung des zu lässigen Neigungswinkels (z.B. 10°) der Maschine möglich;

falls nötig, wird von der Steuerung die Reichweite einge- schränkt.