ELEKTROHYDRAULISCHER STEUERKREIS FÜR EINEN GROSSMANIPULATOR

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen elektrohydraulischen Steuerkreis mit hydraulisch betätigten Antriebsaggregaten, mittels dessen Mastsegmente eines Manipulators, insbesondere eines Großmanipulators für Autobetonpumpen, hinsichtlich ihrer Orientierung verstellbar sind, mit jeweils einem der Antriebsaggregate zugeordnetem elektrisch angesteuerten Proportionalventil, welches mit hydraulischen Arbeitsleitungen des jeweiligen Antriebsaggregates zu dessen Ansteuerung im Normalbetrieb verbunden ist, wobei das jeweilige Proportionalventil mit einer Druckversorgungsleitung verbunden ist, wobei für den Notbetrieb ein Notventil mit den hydraulischen Arbeitsleitungen des jeweiligen Antriebsaggregates zu dessen Ansteuerung im Notbetrieb verbunden ist.

[0002] Außerdem betrifft die Erfindung einen Manipulator, insbesondere Großmanipulator für Autobetonpumpen, mit einem solchen Steuerkreis.

[0003] Ein solcher elektrohydraulischer Steuerkreis ist aus der WO 2014/165888 A1 bekannt. Diese Schrift offenbart keine Möglichkeit, die Notventile bei einem Ausfall der Elektronik oder der Hydraulik für den Normalbetrieb einfach und sicher anzusprechen, so dass der Manipulator nicht komfortabel und intuitiv über die Notventile für eine Bergung bzw. Reparatur gesteuert werden kann. Zudem ist für den Normalbetrieb und den Notbetrieb eine gemeinsame Rücklaufleitung offenbart. Bei einer Undichtigkeit dieser Rücklaufleitung wäre ein Notbetrieb nicht möglich. Außerdem ist ein Notbetrieb ebenfalls nicht möglich, wenn die Druckversorgungseinheit, welche mit der Druckversorgungsleitung verbunden ist, ausfällt. Nachteilig bei dem offenbarten Steuerkreis ist außerdem, dass ein separater Steuerölkreis zum Öffnen/Schließen der hydraulisch entsperrbaren Rückschlagventile sowie zur Versorgung des hydraulisch vorgesteuerten Proportionalventils vorgesehen ist. Dadurch ist eine weitere Druckversorgungsleitung sowie Tankleitung für diesen Steuerölkreis erforderlich.

[0004] Die DE 20 2007 008628 U1 offenbart ein Notbetätigungsventil, um beispielsweise bei einem Bagger das Hydrauliköl aus einer Kammer eines Hydraulikzylinders gezielt abzulassen und den Baggerarm bei Ausfall der Hydraulik oder Elektronik abzusetzen. Das am Hydraulikzylinder angeordnete Notbetätigungsventil wird über eine Energieübertragungsleitung mittels eines Energiespeichers oder durch eine Muskelkraftvorrichtung betätigt.

[0005] Die CN 201 924 601 U betrifft eine dezentrale Hydraulik für den Mast einer Autobetonpumpe.

[0006] Die CN 104 863 366 A zeigt einen Hydrauliksteuerblock für die dezentrale Steuerung eines Betonpumpenmastes. Der Block enthält ein Steuerventil, das von einem zentralen Vorsteuerventil hydraulisch angesteuert wird.

[0007] In der EP 2 347 988 A1 wird eine Mastdämpfung für den Mast einer Autobetonpumpe beschrieben. Die einzelnen Mastzylinder werden konventionell, d.h. zentral, angesteuert. Die Ansteuerung des ersten und zweiten Mastzylinders wird für die Schwingungsdämpfung von dezentral, also an den Mastzylindern, angeordneten Ventilen überlagert, die von einer separaten Hydraulikpumpe versorgt werden.

[0008] Beschrieben wird in US 6 282 893 B1 ein Hydraulikzylinder, in den das Steuerventil, unter Umständen auch die Hydraulikpumpe und der Hydrauliktank, integriert ist.

[0009] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Steuerkreis sowie einen Manipulator anzugeben, der die beschriebenen Nachteile behebt und einen sicheren Notbetrieb und eine komfortable und intuitive Bedienung beim Ausfall der regulären Steuerkreiskomponenten ermöglicht.

[0010] Gelöst wird diese Aufgabe durch einen elektrohydraulischen Steuerkreis gemäß Anspruch 1 sowie durch einen Manipulator gemäß Anspruch 6.

[0011] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass im Notbetrieb das Notventil über eine Notbedienungseinheit angesteuert wird. Dies hat den besonderen Vorteil, dass bei einem Ausfall oder Problemen der normalen Steuerung, die die Proportionalventile anspricht, die Antriebsaggregate über die Notventile noch sicher angesprochen werden können, um beispielsweise den Knickmast auch bei Ausfall der Masthydraulik für den Normalbetrieb oder der elektrischen Steuerung bergen zu können. Erfindungsgemäß wird im Notbetrieb das Notventil über eine Notbedienungseinheit elektrisch angesteuert. Hierdurch ist eine zuverlässige Ansteuerung im Notbetrieb möglich.

[0012] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass im Notbetriebszustand eine Spannungsversorgung zu der Notbedienungseinheit mittels eines Schlüsselschalters aktiviert wird. Die Notbedienungseinheit weist erfindungsgemäß einfache Taster und/oder Schalter auf, mit denen zum einen das zu steuernde Knickgelenk oder Drehwerk des Knickmastes ausgewählt wird und zum anderen die Verfahrrichtung für das ausgewählte Knickgelenk oder Drehwerk bzw. das jeweilige

[0013] Antriebsaggregat festgelegt wird. Mit dieser Notbedienungseinheit ist eine einfache und wenig fehleranfällige Steuerung für den Notbetrieb gegeben, da die Notbedienungseinheit elektrisch robust ist.

[0014] Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Proportionalventil und das Notventil direkt am zugeordneten, zu steuernden Antriebsaggregat angeordnet sind. Die dadurch relativ kurzen hydraulischen Verbindungsleitungen führen zu einer feinfühligeren Ansteuerung der Antriebsaggregate. Bei der üblichen Anordnung der Proportionalventile zur Steuerung der Antriebsaggregate eines Großmanipulators in einem zentral, abseits der Antriebsaggregate angeordnetem, Steuerblock sind die Proportionalventile über relativ lange Hydraulikleitungen mit den Antriebsaggregaten verbunden. Weil bei dieser Anordnung Schlauchbrüche oder ähnliches nicht auszuschließen sind, sind an den Antriebsaggregaten üblicherweise Senkbremsventile angeordnet die ein Absinken des Großmanipulators im Schadensfall verhindern. Diese Senkbremsventile müssen bei Maschinen nach dem Stand der Technik zunächst durch den Hydraulikdruck aufgedrückt werden, bevor eine Reaktion des Antriebsaggregates erfolgen kann, in Verbindung mit den langen Hydraulikleitungen bzw. -schläuchen führt dies zu einem stark verzögerten Ansprechverhalten der Antriebsaggregate. Bei der Anordnung des Proportionalventils an oder in unmittelbarer Nähe zum Antriebsaggregat kann die Hydraulikverschlauchung zwischen dem Proportionalventil und dem Antriebsaggregat entfallen und die Senkbremsventile können durch Rückschlagventile mit einem im Vergleich schnelleren Aufsteuerverhalten ersetzt werden, wodurch die Reaktion des Antriebsaggregates auf Stellbefehle des Proportionalventils weiter verbessert wird.

[0015] Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Notbedienungseinheit mit der Spannungsversorgung und dem Notventil verbunden, vorzugsweise verkabelt, ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass über einfache vorzugsweise elektrische Verbindungen, beispielsweise ohne die Verfügbarkeit der üblichen kabellosen Funkfernsteuerung zur Ansteuerung der Proportionalventile für den Normalbetrieb oder einer elektronischen Maststeuerung, der Manipulator im Notbetrieb sicher gesteuert werden kann,

[0016] Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Notbedienungseinheit über ein bewegliches Kabel mit der Spannungsversorgung und dem Notventil verbunden, vorzugsweise verkabelt, ist. Auf diese Weise kann der Bediener sich mit der Notbedienungseinheit von der Maschine etwas entfernen, um die Stellung des Mastes während der Notbedienung sehen zu können. Dadurch ist auch im Notbetrieb noch eine sichere Steuerung des Knickmastes gewährleistet.

[0017] Erfindungsgemäß stellt die Spannungsversorgung eine konstante Spannung zur Verfügung und das Notventil wird mit dieser konstanten Spannung angesteuert.

[0018] Hiermit wird auf einfache Weise sichergestellt, dass im Notbetrieb der Manipulator mit einer einfachen, nicht notwendigerweise geregelten Spannungsversorgung im Notbetrieb betrieben werden kann. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Notbedienungseinheit für den Notbetrieb mit einem Schlüsselschalter aktiviert wird, so dass eine unbeabsichtigte oder unbefugte Aktivierung des Notbetriebes nicht möglich ist.

[0019] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass auf der Notbedienungseinheit Schalter und/oder Taster angeordnet sind, mit denen das Notventil durch Betätigung der Schalter und/oder Taster mit konstanter Spannung beaufschlagt werden kann, um das zugehörige Antriebsaggregat zu bewegen. Hierdurch wird eine einfache, robuste Ansteuerung der Antriebsaggregate auch im Notbetrieb ermöglicht.

[0020] Weiter vorteilhaft ist, dass das Proportionalventil mit einem Schrittmotor ansteuerbar ist. Dadurch lässt sich ein sicherer elektrohydraulischer Steuerkreis realisieren, der ein hervorragendes Ansprechverhalten der Mastsegmente gewährleistet. Zudem sind mit einem Schrittmotor ansteuerbare Proportionalventile deutlich leichter und kleiner als ähnlich leistungsfähige Ventile mit Proportionalmagneten, was eine deutliche Gewichtseinsparung und eine Reduzierung des erforderlichen Bauraums ermöglicht. Da das Proportionalventil mit Schrittmotor des Weiteren kein hydraulisch vorgesteuertes Ventil ist, entfällt bei dieser Ausgestaltung der Erfindung das Erfordernis nach einem eigenen Steuerölkreislauf, womit die Anzahl der hydraulischen Leitungen an den Mastsegmenten reduziert wird, wodurch ebenfalls eine deutliche Gewichtseinsparung erzielt wird.

[0021] Von besonderem Vorteil ist, dass der Schrittmotor des Proportionalventils über eine BUS-Datenverbindung ansteuerbar sein kann. Hierdurch lässt sich deutlich Gewicht einsparen gegenüber einer hydraulischen Vorsteuerung des Ventils. Dies ist von besonderem Interesse, da hierdurch der stetige Wunsch nach einer größeren Reichweite von Großmanipulatoren realisierbar wird.

[0022] Weiter vorteilhaft ist, dass an dem Antriebsaggregat eine lokale Steuereinrichtung (ECU) eingerichtet ist, um BUS-Datensignale zu empfangen und den Schrittmotor des Proportionalventils zu steuern. Mit einer solchen lokalen Steuereinrichtung (ECU) kann der Schrittmotor durch genaue Vorgabe der Stellschritte besonders präzise und schnell gesteuert werden. Vorteil der lokalen Steuereinrichtung ist außerdem, dass Informationen lokal verarbeitet werden können und daher die Anzahl elektrischen Leitungen am Knickmast sowie die Auslastung des CAN-Bus-Systems auf ein Minimum reduziert werden können.Vorteilhafterweise wird eine Spannungsversorgung der Ausgänge der lokalen Steuereinrichtung (ECU) bei Umschaltung in den Notbetrieb abgeschaltet. Damit wird garantiert, dass die von der lokalen Steuereinrichtung angesteuerten (sicherheitsrelevanten) Ventile in einen sicheren Zustand versetzt werden.

[0023] Von besonderem Vorteil ist, dass zu der lokalen Steuereinrichtung (ECU) mehrere getrennte Spannungsversorgungen führen können, wobei wenigstens eine erste Spannungsversorgung die lokalen Steuereinrichtung (ECU), genauer gesagt die Recheneinheiten dieser, versorgt und wenigstens eine zweite Spannungsversorgung die Ausgänge an der lokalen Steuereinrichtung (ECU) versorgt. Auf diese Weise lassen sich die Ausgänge der lokalen Steuereinrichtung (ECU), welche mit sicherheitsgerichteten Ventilen verbunden sein können, unabhängig von den Recheneinheiten der lokalen Steuereinrichtung (ECU) abschalten. Damit kann in einem Fehlerfall ein sicherer Zustand des Systems gewährleistet werden, wobei durch die Recheneinheiten der lokalen Steuereinrichtung (ECU) immer noch Daten verarbeiten werden können, um beispielsweise das Abfragen von lokal angeschlossenen Sensoren und die Übermittlung der Messwerte an eine zentrale Steuerung zu ermöglichen.

[0024] Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass bei Umschaltung in den Notbetrieb die erste Spannungsversorgung unterbrochen wird und/oder die zweite Spannungsversorgung aktiviert bleibt. Die Unterbrechung der ersten Spannungsversorgung führt zu einer Abschaltung der Steuereinrichtung (ECU), so dass hierdurch bedingte Fehler umgangen werden. Die Aktivierung der zweiten Spannungsversorgung macht eine Steuerung der Antriebsaggregate weiterhin möglich. Von Vorteil kann aber auch sein, die erste Spannungsversorgung nicht zu unterbrechen, damit die mit der Steuereinrichtung (ECU) verbunden Sensoren weiterhin Informationen liefern und die Steuereinrichtung (ECU) diese protokolliert.

[0025] Besonders vorteilhaft ist, dass das Notventil in periodischen Abständen automatisch betätigt wird. Dies kann beispielsweise geschehen, wenn der Steuerkreis oder der Manipulator in Betrieb genommen werden und der Mast beispielsweise noch in einer Auflage liegt. Mit dieser automatischen Betätigung der Ventile kann sichergestellt werden, dass diese auch durch lang andauernde Nichtnutzung nicht verklemmen. Für diese Betätigung verfügt die Steuereinrichtung zusätzlich über einen Steuerausgang für das Notventil, der vorzugsweise über eine Diodenschaltung von der zweiten Spannungsversorgung abgetrennt ist.

[0026] Weiter vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, bei der dem Proportionalventil vor- und/oder nachgeschaltete Rückschlagventile im Notbetrieb entlastet werden. Dies verhindert, dass sich die Rückschlagventile öffnen, da bei größeren Hydraulikölfördermengen, insbesondere beim Verfahren des Knickmastes, je nach verwendetem Querschnitt der Rücklaufleitungen nicht zu vernachlässigende Staudrücke auftreten können.

[0027] Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Proportionalventil und/oder ein Schaltventil und/oder wenigstens ein Rückschlagventil bei Wegfall der Spannungsversorgung, insbesondere bei Wegfall der Spannungsversorgungen in einen sicheren Zustand schalten. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der Manipulator sich bei Wegfall der Spannungsversorgung nicht bewegt und in der derzeitigen Position verharrt.

[0028] Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Notventil mit einer weiteren Rücklaufleitung verbunden ist, während das Proportionalventil mit einer anderen, regulären Rücklaufleitung verbunden ist. Dadurch lässt sich das Antriebsaggregat über das Notventil steuern, auch wenn die reguläre Rücklaufleitung einen Fehler oder eine Undichtigkeit aufweist. Die Rückführung des Hydrauliköls zum Tank über getrennte Rücklaufleitungen macht den Steuerkreis weniger fehleranfällig.

[0029] Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die weitere Druckversorgungsleitung mit einer Notdruckversorgungseinheit verbunden ist, während die andere Druckversorgungsleitung mit einer anderen Druckversorgungseinheit verbunden ist. Dadurch lässt sich das Antriebsaggregat im Notbetrieb sicher antreiben, auch wenn die reguläre Druckversorgungseinheit ausfällt. Die Nutzung einer separaten Notdruckversorgungseinheit macht den Steuerkreis fehlertoleranter.

[0030] Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Proportionalventil und das Notventil direkt am zugeordneten, zu steuernden Antriebsaggregat angeordnet sind. Die dadurch relativ kurzen hydraulischen Verbindungsleitungen führen zu einer feinfühligeren Ansteuerung der Antriebsaggregate. Bei der üblichen Anordnung der Proportionalventile zur Steuerung der Antriebsaggregate eines Großmanipulators in einem zentral, abseits der Antriebsaggregate angeordnetem, Steuerblock sind die Proportionalventile über relativ lange Hydraulikleitungen mit den Antriebsaggregaten verbunden. Weil bei dieser Anordnung Schlauchbrüche oder ähnliches nicht auszuschließen sind, sind an den Antriebsaggregaten üblicherweise Senkbremsventile angeordnet die ein Absinken des Großmanipulators im Schadensfall verhindern. Diese Senkbremsventile müssen bei Maschinen nach dem Stand der Technik zunächst durch den Hydraulikdruck aufgedrückt werden, bevor eine Reaktion des Antriebsaggregates erfolgen kann, in Verbindung mit den langen Hydraulikleitungen bzw. -schläuchen führt dies zu einem stark verzögerten Ansprechverhalten der Antriebsaggregate. Bei der Anordnung des Proportionalventils an oder in unmittelbarer Nähe zum Antriebsaggregat kann die Hydraulikverschlauchung zwischen dem Proportionalventil und dem Antriebsaggregat entfallen und die Senkbremsventile können durch Rückschlagventile mit einem im Vergleich schnelleren Aufsteuerverhalten ersetzt werden, wodurch die Reaktion des Antriebsaggregates auf Stellbefehle des Proportionalventils weiter verbessert wird.

[0031] Weiter vorteilhaft ist, dass das Proportionalventil mit einem Schrittmotor ansteuerbar ist. Dadurch lässt sich ein sicherer elektrohydraulischer Steuerkreis realisieren, der ein hervorragendes Ansprechverhalten der Mastsegmente gewährleistet. Zudem sind mit einem Schrittmotor ansteuerbare Proportionalventile deutlich leichter und kleiner als ähnlich leistungsfähige Ventile mit Proportionalmagneten, was eine deutliche Gewichtseinsparung und eine Reduzierung des erforderlichen Bauraums ermöglicht. Da das Proportionalventil mit Schrittmotor des Weiteren kein hydraulisch vorgesteuertes Ventil ist, entfällt bei dieser Ausgestaltung der Erfindung das Erfordernis nach einem eigenen Steuerölkreislauf, womit die Anzahl der hydraulischen Leitungen an den Mastsegmenten reduziert wird, wodurch ebenfalls eine deutliche Gewichtseinsparung erzielt wird.

[0032] Von besonderem Vorteil ist, dass der Schrittmotor des Proportionalventils über eine BUS-Datenverbindung ansteuerbar sein kann. Hierdurch lässt sich deutlich Gewicht einsparen gegenüber einer hydraulischen Vorsteuerung des Ventils. Dies ist von besonderem Interesse, da hierdurch der stetige Wunsch nach einer größeren Reichweite von Großmanipulatoren realisierbar wird.

[0033] Weiter vorteilhaft ist, dass an dem Antriebsaggregat eine lokale Steuereinrichtung (ECU) eingerichtet sein kann, um BUS-Datensignale zu empfangen und den Schrittmotor des Proportionalventils zu steuern. Mit einer solchen lokalen Steuereinrichtung (ECU) kann der Schrittmotor durch genaue Vorgabe der Stellschritte besonders präzise und schnell gesteuert werden. Vorteil der lokalen Steuereinrichtung ist außerdem, dass Informationen lokal verarbeitet werden können und daher die Anzahl elektrischen Leitungen am Knickmast sowie die Auslastung des CAN-Bus-Systems auf ein Minimum reduziert werden können.

[0034] Vorteilhafterweise wird eine Spannungsversorgung der Ausgänge der lokalen Steuereinrichtung (ECU) bei Umschaltung in den Notbetrieb abgeschaltet. Damit wird garantiert, dass die von der lokalen Steuereinrichtung angesteuerten (sicherheitsrelevanten) Ventile in einen sicheren Zustand versetzt werden.

[0035] Von besonderem Vorteil ist, dass zu der lokalen Steuereinrichtung (ECU) mehrere getrennte Spannungsversorgungen führen können, wobei wenigstens eine erste Spannungsversorgung die lokalen Steuereinrichtung (ECU), genauer gesagt die Recheneinheiten dieser, versorgt und wenigstens eine zweite Spannungsversorgung die Ausgänge an der lokalen Steuereinrichtung (ECU) versorgt. Auf diese Weise lassen sich die Ausgänge der lokalen Steuereinrichtung (ECU), welche mit sicherheitsgerichteten Ventilen verbunden sein können, unabhängig von den Recheneinheiten der lokalen Steuereinrichtung (ECU) abschalten. Damit kann in einem Fehlerfall ein sicherer Zustand des Systems gewährleistet werden, wobei durch die Recheneinheiten der lokalen Steuereinrichtung (ECU) immer noch Daten verarbeiten werden können, um beispielsweise das Abfragen von lokal angeschlossenen Sensoren und die Übermittlung der Messwerte an eine zentrale Steuerung zu ermöglichen.

[0036] Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass bei Umschaltung in den Notbetrieb die erste Spannungsversorgung unterbrochen wird und/oder die zweite Spannungsversorgung aktiviert bleibt. Die Unterbrechung der ersten Spannungsversorgung führt zu einer Abschaltung der Steuereinrichtung (ECU), so dass hierdurch bedingte Fehler umgangen werden. Die Aktivierung der zweiten Spannungsversorgung macht eine Steuerung der Antriebsaggregate weiterhin möglich. Von Vorteil kann aber auch sein, die erste Spannungsversorgung nicht zu unterbrechen, damit die mit der Steuereinrichtung (ECU) verbunden Sensoren weiterhin Informationen liefern und die Steuereinrichtung (ECU) diese protokolliert.

[0037] Weiter vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, bei der dem Proportionalventil vor- und/oder nachgeschaltete Rückschlagventile im Notbetrieb entlastet werden. Dies verhindert, dass sich die Rückschlagventile öffnen, da bei größeren Hydraulikölfördermengen, insbesondere beim Verfahren des Knickmastes, je nach verwendetem Querschnitt der Rücklaufleitungen nicht zu vernachlässigende Staudrücke auftreten können.

[0038] Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Notdruckversorgungseinheit im Normalbetrieb zur Druckversorgung eines anderen im Normalbetrieb verwendeten Druckempfängers eingerichtet ist. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Wasserpumpe für einen Hochdruckreiniger handeln, da diese Einheit im Notbetrieb üblicherweise nicht genutzt wird und daher für den Antrieb im Notbetrieb zur Verfügung steht. Diese Mehrfachnutzung sowohl im Normalbetrieb als auch im Notbetrieb spart Gewicht ein und reduziert die Zahl erforderlicher Komponenten.

[0039] Von besonderem Vorteil ist eine Ausgestaltung, bei der die Notdruckversorgungseinheit im Normalbetrieb zur Druckversorgung eines Rührwerkes eingerichtet ist. Das Rührwerk wird im Normalbetrieb von einem hydraulischen Motor angetrieben und rührt den flüssigen Beton im Aufgabetrichter einer Betonpumpe um, so dass der Beton nach dem Einfüllen durch einen Fahrmischer nicht in dem Aufgabetrichter verfestigt und den Saugöffnungen der Förderzylinder besser zugeführt werden kann. Für den Notbetrieb des Manipulators wird die Notdruckversorgungseinheit einfach umgeschaltet.

[0040] Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Proportionalventil und/oder ein Schaltventil und/oder wenigstens ein Rückschlagventil bei Wegfall der Spannungsversorgung, insbesondere bei Wegfall der Spannungsversorgungen in einen sicheren Zustand schalten. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der Manipulator sich bei Wegfall der Spannungsversorgung nicht bewegt und in der derzeitigen Position verharrt. Besonders vorteilhaft ist, dass das Notventil in periodischen Abständen automatisch betätigt wird. Dies kann beispielsweise geschehen, wenn der Steuerkreis oder der Manipulator in Betrieb genommen werden und der Mast beispielsweise noch in einer Auflage liegt. Mit dieser automatischen Betätigung der Ventile kann sichergestellt werden, dass diese auch durch lang andauernde Nichtnutzung nicht verklemmen. Für diese Betätigung verfügt die Steuereinrichtung zusätzlich über einen Steuerausgang für das Notventil, der vorzugsweise über eine Diodenschaltung von der zweiten Spannungsversorgung abgetrennt ist.

[0041] Weiter vorteilhaft ist, dass zum Schließen von Rückschlagventilen diese über die weitere Rücklaufleitung entlastet werden. Dies ermöglicht die Verwendung kleinerer Querschnitte für die reguläre Rücklaufleitung, da die Rückschlagventile so auch bei größeren Staudrücken sicher geschlossen werden können. Ein geringerer Querschnitt bei der Rücklaufleitung bietet zudem Potenzial bei der Verringerung des Gesamtgewichts des Steuerkreises oder des Manipulators. Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein Manipulator, insbesondere ein Großmanipulator für Autobetonpumpen, mit einem ausfaltbaren Knickmast, der einen um eine Hochachse drehbaren Drehschemel und eine Mehrzahl von Mastsegmenten aufweist, wobei die Mastsegmente an Knickgelenken jeweils um Knickachsen gegenüber einem benachbarten Mastsegment oder dem Drehschemel begrenzt verschwenkbar sind wobei ein elektrohydraulischer Steuerkreis, wie oben und im Nachfolgenden beschrieben, vorgesehen ist. Ein Manipulator mit einem solchen Steuerkreis ermöglicht einen sicheren Notbetrieb bei Ausfall der regulären Steuerkreiskomponenten.

[0042] Eine vorteilhafte Ausführungsform dieses Manipulators sieht vor, dass das Proportionalventil direkt an einem zugeordneten, zu steuernden Antriebsaggregat, das heißt am Anbringungsort des Antriebsaggregates angeordnet ist. Aufgrund der besonders geringen Größe und des geringen Gewichts des erfindungsgemäßen Proportionalventils eignet sich dieses besonders für einen dezentralen hydraulischen Steuerkreis. So kann das Proportionalventil an dem zu steuernden Antriebsaggregat derart angeordnet sein, dass das Proportionalventil zusammen mit dem Antriebsaggregat am Mastsegment des Knickmastes seine Position gegenüber dem Drehschemel bzw. der Betonpumpe ändert. Dank der direkten Anordnung des Proportionalventils an dem zugeordneten, zu steuernden Antriebsaggregat kann die Länge der Arbeitsleitungen deutlich reduziert werden, wodurch das Ansprechverhalten des Manipulators verbessert wird und sich dieser agiler und dynamischer verfahren lässt.

[0043] Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnungen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den folgenden Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Einander entsprechende Gegenstände sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

Figuren 1 und 2:

einen hydraulischen Steuerkreis gemäß der Erfindung;

Figur 3:

Schaltplan eines Steuerkreises für ein einzelnes Antriebsaggregat;

Figur 4:

erfindungsgemäßer Manipulator

Figur 5:

einen elektrohydraulischen Steuerkreis gemäß der Erfindung mit Notbedienungseinheit.

[0044] Die Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Steuerkreis 1 zum Ansteuern von hydraulisch betätigten Antriebsaggregaten, wobei in Figur 1 insgesamt fünf Antriebsaggregate 2, 2a, 2b, 2c, 2d zum Antrieb der Mastsegmente 3, 3a, 3b, 3c, 3d (Fig. 4) gezeigt sind. Die Antriebsaggregate 2, 2a, 2b, 2c, 2d ermöglichen eine Verstellung der Mastsegmente 3, 3a, 3b, 3c, 3d (Fig. 4) des Manipulators 4 (Fig. 4) hinsichtlich ihrer Orientierung. Die Antriebsaggregate 2, 2a, 2b, 2c, 2d sind im Normalbetrieb mittels einer ersten hydraulischen Druckversorgungseinheit 5 antreibbar, wobei dieser Betriebszustand in Figur 1 gezeigt ist. Hier versorgt die erste Druckversorgungseinheit 5 die Antriebsaggregate 2, 2a, 2b, 2c, 2d über die Druckversorgung (P1) 24 mit Hydraulikdruck, um die Antriebsaggregate 2, 2a, 2b, 2c, 2d anzutreiben. Die erste Druckversorgung (P1) 24 ist in Figur 1 gestrichelt dargestellt, während der erste Rücklauf (T1) 25 strichpunktiert dargestellt ist. Das von der ersten Druckversorgungseinheit 5 geförderte Hydrauliköl wird mittels der ersten Druckversorgung (P1) 24 über das Hauptventil 18 an die einzelnen Mastsegmente 3, 3a, 3b, 3c, 3d (Fig. 4) bzw. die dort angeordneten Antriebsaggregate 2, 2a, 2b, 2c, 2d verteilt. Der erste Rücklauf (T1) 25 führt das Hydrauliköl von den Antriebsaggregaten 2, 2a, 2b, 2c, 2d zurück in den Tank 23, von wo aus das Hydrauliköl für die erneute Förderung durch den Hydraulikpumpenstrang 22 zur Verfügung steht. Der Hydraulikpumpenstrang 22 umfasst neben der ersten Druckversorgungseinheit 5 weitere Druckversorgungseinheiten 6, 8. Die zweite Druckversorgungseinheit 6 ist in ihrem ersten Betriebszustand zur Aufladung eines Hydraulikspeichers 7 geschaltet. Die dritte Druckversorgungseinheit 8, welche als Notdruckversorgungseinheit 8 eingesetzt wird, versorgt im Normalbetrieb ein Rührwerk 9 bzw. dessen Antriebsmotor mit Hydraulikdruck. Den einzelnen Antriebsaggregaten 2, 2a, 2b, 2c, 2d sind eigene Proportionalventile 28 (Fig. 3), zugeordnet, die auf der ersten Druckversorgung (P1) 24 und auf dem ersten Rücklauf (T1) 25 parallel zueinander angeordnet sind. Vorzugsweise ist das Proportionalventil 28 (Fig. 3) mit einem Schrittmotor 31 (Fig. 3) ansteuerbar. Mit dem Proportionalventil 28 (Fig. 3) kann das zugeordnete Antriebsaggregat 2, 2a, 2b, 2c, 2d, insbesondere der Hydraulikzylinder, verfahren werden, indem das Proportionalventil 28 (Fig. 3) die dem Antriebsaggregat 2, 2a, 2b, 2c, 2d zugeordneten Arbeitsleitungen 29, 30 (Fig. 3) mit einer Druckdifferenz beaufschlagt. Hierfür werden die Arbeitsleitungen 29, 30 (Fig. 3) wahlweise jeweils mit einer ersten Druckversorgung (P1) 24 oder einem ersten Rücklauf (T1) 25 durch das Proportionalventil 28 (Fig. 3) verbunden. In Figur 1 auch zu erkennen ist ein Not-Halt-Kreislauf mit Not-Halt-Ventil 21 durch welches das durch die Druckversorgungseinheiten 5, 6 geförderte Hydrauliköl im Notfall einfach in den Tank 23 zurücklaufen kann. Das Not-Halt-Ventil 21 wird beispielsweise geschaltet, wenn einer der Not-Halt-Taster 51 (Fig. 5) betätigt wird. Die zweite Druckversorgungseinheit 6 hat für ihren zweiten Betriebszustand eine nachgeschaltete Umschaltung 19, über welche das geförderte Hydrauliköl vom Hydraulikspeicher 7 einer Kolbenpumpe weg auf die erste Druckversorgung (P1) 24 hin umgeschaltet werden kann. Mit der Umschaltung der zweiten Druckversorgungseinheit 6 auf die erste Druckversorgung (P1) 24 kann das Fördervolumen derart gesteigert werden, dass die Antriebsaggregate 2, 2a, 2b, 2c, 2d die Mastsegmente 3, 3a, 3b, 3c, 3d (Fig. 4) derart verschwenken, dass die vorgegebenen Geschwindigkeiten der einzelnen Antriebsaggregate 2, 2a, 2b, 2c, 2d auch beim gleichzeitigen Verfahren mehrerer Antriebsaggregate zuverlässig erreicht werden. Insbesondere für das schnelle Auf- und Abbauen des Knickmastes 10 (Fig. 3) ist die Zuschaltung der zweiten Druckversorgungseinheit 6 sinnvoll, um den Manipulator 4 (Fig. 4) im Bereich der maximal möglichen Geschwindigkeit verschwenken zu können. Die Notdruckversorgungseinheit 8 weist ebenfalls eine nachgeschaltete Umschaltung 20 auf, wobei hier im Notbetrieb das geförderte Hydrauliköl weg von dem Rührwerk 9, als möglicher Druckempfänger im Normalbetrieb, hin zum Notkreislauf (P2, T2) 26, 27 geschaltet werden kann. Dieser Notkreislauf 26, 27 ermöglicht ein Verfahren der Antriebsaggregate 2, 2a, 2b, 2c, 2d bei Ausfall der regulären Druckversorgung (P1, T1) 24, 25. Die Antriebsaggregate 2, 2a, 2b, 2c, 2d, insbesondere deren Hydraulikzylinder, können so im Notbetrieb verfahren werden, indem die separate Druckversorgung (P2) 26 bzw. der separate Rücklauf (T2) 27 die Antriebsaggregate 2, 2a, 2b, 2c, 2d mit einer Druckdifferenz beaufschlagt. Hierfür werden die Arbeitsleitungen 29, 30 (Fig. 3) wahlweise jeweils mit der zweiten Druckversorgung (P2) 26 oder einem zweiten Rücklauf (T2) 27 von dem Steuerventil 36 für den Notbetrieb verbunden. Im Notbetrieb erfolgt die Druckversorgung der Antriebsaggregate 2, 2a, 2b, 2c, 2d durch die Notdruckversorgungseinheit 8 über die separate Druckversorgung (P2) 26 und den separaten Rücklauf (T2) 27, sodass bei einer Undichtigkeit der Druckversorgung (P1) 24 oder des Rücklaufs (T1) 25, aber auch bei Ausfall der ersten Druckversorgungseinheit 5, weiterhin eine Steuerung der Antriebsaggregate 2, 2a, 2b, 2c, 2d möglich ist. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass bei Ausfall der regulären Druckversorgung (P1, T1) 24, 25, der Knickmast 10 (Fig. 4) noch verfahren werden kann, um beispielsweise den Knickmast 10 (Fig. 4) einzufahren und gegebenenfalls den Restbeton aus der Betonpumpe und den Förderrohren herauszupumpen.

[0045] In Figur 2 ist der elektrohydraulische Steuerkreis 1 aus Figur 1 im Notbetriebszustand gezeigt. Die Notdruckversorgungseinheit 8 ist über die Umschaltung 20 der separaten Druckversorgung (P2) 26, welche gestrichelt eingezeichnet ist, zugeschaltet und versorgt die Antriebsaggregate 2, 2a, 2b, 2c, 2d mit Hydraulikdruck und treibt so die Antriebsaggregate 2, 2a, 2b, 2c, 2d an. Der Rücklauf des Hydrauliköls verläuft über den zweiten Rücklauf (T2) 27, welcher strichpunktiert eingezeichnet ist. In diesem Zustand wird eine Spannungsversorgung zu einer Notbedienungseinheit 56 (Fig. 5) mittels eines Schlüsselschalters 53 (Fig. 5) über einen beispielsweise elektrisch anzusteuernden Schalter 55 (Fig. 5) aktiviert. Die Notbedienungseinheit 56 ist über den Schalter 55 mit einer einfachen Spannungsquelle, zum Beispiel der Bordbatterie 54 des Manipulators verbunden, die eine konstante Spannung liefert (Fig. 5) und weist einfache Taster und/oder Schalter auf, mit denen zum einen das zu steuernde Knickgelenk 13, 13a, 13b, 13c, 13d (Fig. 4) oder Drehwerk 12 (Fig. 4) des Knickmastes 10 (Fig. 4) ausgewählt wird und zum anderen die Verfahrrichtung für das ausgewählte Knickgelenk 13, 13a, 13b, 13c, 13d (Fig. 4) oder Drehwerk 12 (Fig. 4) bzw. das Antriebsaggregat 2, 2a, 2b, 2c, 2d (Fig. 1 bis 3) festgelegt wird. Mit dieser Notbedienungseinheit 56 (Fig. 5) ist eine einfache und wenig fehleranfällige Steuerung für den Notbetrieb gegeben, da die Notbedienungseinheit 56 (Fig. 5) elektrisch robust ist. Von der Notbedienungseinheit 56 (Fig. 5) führt ein Leitungsbündel mit zwölf Adern zu den Notventilen. Mit der Betätigung der Taster an der Notbedienungseinheit 56 (Fig. 5) wird die 24-V-Spannungsversorgung einer Bordbatterie 54 (Fig. 5) auf das jeweils zu betätigen elektromagnetische Notventil 36 des ausgewählten Knickgelenks 13, 13a, 13b, 13c, 13d (Fig. 4) oder Drehwerks 12 (Fig. 4) gelegt. Die Notbedienungseinheit 56 (Fig. 5) kann fest verkabelt oder verdrahtet sein oder über eine Steckverbindung, beispielsweise Optionsbox, mit der elektrischen Anlage verbunden sein. Vorzugsweise ist die Notbedienungseinheit 56 (Fig. 5) über ein langes Kabel 57 (Fig.5) mit der Maschine verbunden, sodass sich der Benutzer mit der Notbedienungseinheit 56 (Fig. 5) von dem Manipulator entfernen und die Knickmastbewegungen verfolgen kann, ohne hierfür auf die Hilfe weiterer Personen angewiesen zu sein.

[0046] Alternativ ist es auch denkbar die Notbedieneinheit 56 (Fig. 5) aus einer an der Maschine angebrachten Schalteinrichtung mit einem Funkempfänger auszubilden, die über eine weitere einfache separate Funkfernbedienung oder die von der normalen Steuerung im Notbetrieb u.U. abgekoppelten Funkfernsteuerung 15 (Fig. 4 u. 5) gesteuert wird.

[0047] Die Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrohydraulischen Steuerkreis 1 zum Ansteuern eines hydraulisch betätigten Antriebsaggregates 2, mittels dessen ein Mastsegment 3, 3a, 3b, 3c, 3d (Fig. 4) eines Manipulators, insbesondere eines Großmanipulator für Autobetonpumpen, hinsichtlich seiner Orientierung verstellbar ist, mit einem elektrisch angesteuerten Proportionalventil 28, welches mit den hydraulischen Arbeitsleitungen 29, 30 des Antriebsaggregates 2 zu dessen Ansteuerung verbunden ist. Zur besseren Übersicht ist nur ein Detail des Steuerkreises 1 aus Figur 1 und 2 gezeigt, der ein Antriebsaggregat 2 steuert. Das Proportionalventil 28 ist mit einem Schrittmotor 31 ansteuerbar, wobei das Proportionalventil 28 einen Ventilkolben und eine Rückstellfeder enthält. Die Ansteuerung des Ventilkolbens am Proportionalventil 28 erfolgt über eine Zahnstange mittels des Schrittmotors 31. An dem Schrittmotor 31 ist eine Überwachungseinheit zur Überwachung der von dem Schrittmotor 31 durchgeführten Stellschritte vorgesehen. Um nachvollziehen zu können, in welcher Stellung sich das Proportionalventil 28 befindet, ist zudem ein Speicher vorgesehen für die Speicherung der durchgeführten Stellschritte des Schrittmotors 31. Die Ansteuerung mittels Schrittmotor 31 ermöglicht eine sehr präzise Einstellung des Proportionalventils 28 unabhängig von den auftretenden Strömungskräften, was eine besonders genaue Steuerung des Antriebsaggregates 2 ermöglicht. In Figur 3 ist weiterhin das elektrisch angesteuerte Proportionalventil 28 erkennbar, mit welchem das Antriebsaggregat 2, insbesondere der Hydraulikzylinder, verfahren werden kann, indem das Proportionalventil 28 die dem Antriebsaggregat 2 zugeordneten Arbeitsleitungen 29, 30 mit einer Druckdifferenz beaufschlagt. Hierfür werden die Arbeitsleitungen 29, 30 wahlweise jeweils mit einer ersten Druckversorgung (P1) 24 oder einem ersten Rücklauf (T1) 25 durch das Proportionalventil 28 verbunden. Die Ansteuerung des Proportionalventils 28 erfolgt über einen zugeordneten Schrittmotor 31 durch eine lokale elektronische Steuereinrichtung ECU (electronic control unit), welche eingerichtet ist, BUS-Datensignale zu empfangen und den Schrittmotor des Proportionalventils zu steuern. Die lokale elektronische Steuereinrichtung (ECU) überwacht den Zustand des lokalen Systems über daran angeschlossene Sensoren (z.B. die Drucksensoren 32a, 32b), ermöglicht die Implementierung komplexer Algorithmen, bietet eine Schnittstelle zur Kommunikation nach außen, insbesondere zu einer zentralen Steuereinheit 52 über ein Bussystem (vorzugsweise CAN) zu verbinden. Der Anschluss der Sensoren kann dabei entweder analog oder über ein weiteres lokales BUS-System (insbesondere CAN) erfolgen. Die lokale Verarbeitung der Sensordaten hat den Vorteil, dass dadurch die elektrischen Verbindungsleitungen zu einer zentralen Steuereinheit 52 (Fig. 4 u. 5) sowie die Auslastung des BUS-Systems, welches die lokale Steuereinrichtung (ECU) mit der zentralen Steuereinheit 52 (Fig. 4 u. 5) verbindet, reduziert werden bzw. wird. Zur Versorgung der lokalen Steuereinrichtung (ECU) mit Energie sind mehrere Spannungsversorgungen vorgesehen, wobei eine erste Spannungsversorgung (U1) die lokale Steuereinrichtung (ECU) versorgt und wenigstens eine zweite Spannungsversorgung (U2) die Ausgänge an der lokalen Steuereinrichtung (ECU) versorgt. Bei einem Not-Halt, ausgelöst durch einen an der Maschine angebrachten Not-Halt-Taster 51 (Fig. 5) oder durch Feststellung eines schwerwiegenden Fehlers durch die lokale Steuereinrichtung (ECU) oder die zentrale Steuereinheit 52 (Fig. 4 u. 5), werden folgende Schritte durchgeführt: der Hydraulikölfluss wird über das Not-Halt-Ventil 21 (Fig. 1 u. 2) zum Tank 23 (Fig. 1 u. 2) umgeleitet, außerdem werden sämtliche Hydraulikversorgungen für den Betrieb der Betonpumpe abgeschaltet bzw. zum Tank 23 (Fig. 1 u. 2) umgeleitet. Weiterhin wird die zweite Spannungsversorgung (U2) abgeschaltet, so dass die Ausgänge der lokalen Steuereinrichtung (ECU) stromlos sind, und alle Ventile schalten in einen sicheren Zustand, so dass keine Mastbewegung stattfinden kann. Zum Bergen oder Einfalten des Mastes kann in diesem Fehlerfall mit dem Schlüsselschalter 53 (Fig. 5) in den Notbetrieb umgeschaltet werden, sodass die Notbedienungseinheit 56 (Fig. 5) über einen Schalter 55 (Fig. 5) von einer Bordbatterie 54 (Fig. 5) mit Spannung versorgt werden. Des Weiteren kann der Notbetrieb aktiviert werden, wenn einer der Antriebsaggregate 2, 2a, 2b, 2c, 2d oder das Drehwerk 12 (Fig. 4) aufgrund einer Fehlfunktion im Normalbetrieb nicht verfahren werden kann. Hier wird ebenfalls mit dem Schlüsselschalter 53 (Fig. 5) in den Notbetrieb umgeschaltet, was ebenso zur Folge hat, dass die zweite Spannungsversorgung (U2) abgeschaltet wird, sodass die Ausgänge der lokalen Steuereinrichtung (ECU) stromlos sind.

[0048] Im Normalbetrieb wird abhängig von der Stellung des Proportionalventils 28 ein der Druckversorgung (P1) 24 zugeordneter Versorgungsdruck auf eine Arbeitsleitung 29 oder 30 des zugeordneten Antriebsaggregates 2 geschaltet. Die Sperrventile 33, 33a erfüllen eine Lasthaltefunktion, wenn sich der Steuerkreis 1 in einem inaktiven Zustand oder sicheren Zustand befindet. Das Sperrventil 38 hat ebenfalls eine Sicherheitsfunktion, insbesondere verhindert es ein Aufdrücken der Sperrventile 33, 33a im Falle eines klemmenden Ventilkolbens außerhalb der Mittellage im Proportionalventil 28. Die Sperrventile 33, 33a und 38 werden bevorzugt als hydraulisch entsperrbare Rückschlagventile ausgeführt, welche indirekt mittels eines elektrisch ansteuerbaren Schaltventils 37 geöffnet werden. Darüber hinaus sind Drucksensoren 32, 32a 32b vorgesehen, welche den Versorgungsdruck im aktiven Zustand des Steuerkreises 1 und die Drücke messen, welche auf das Antriebsaggregat 2 wirken. Der elektrohydraulische Steuerkreis 1 umfasst in der dargestellten Ausführung außerdem einen dem Proportionalventil 28 parallel geschalteten hydraulischen Notkreis für den Notbetrieb. Dieser Notkreis ermöglicht ein Verfahren des Antriebsaggregates 2 bei Ausfall der dem Proportionalventil 28 zugeordneten (vor-bzw. nachgeschalteten) Bauteile. Jedem Proportionalventil 28 zur Steuerung eines Antriebsaggregates 2, 2a, 2b, 2c, 2d ist ein eigener Notkreis zugeordnet. Der Notkreis umfasst ein Steuerventil 36 zur Steuerung der Verfahrrichtung des Antriebsaggregates 2 im Notbetrieb sowie zwei gegenseitig verkoppelte Ventile 35, 35a, welche als hydraulisch entsperrbare Rückschlagventile oder Senkbremsventile 35, 35a in klassischer Verschaltung ausgeführt sind. Mit den nachgeschalteten einstellbaren Stromregelventilen 34, 34a kann die Verfahrgeschwindigkeit im Notbetrieb eingestellt werden. Das Antriebsaggregat 2, insbesondere der Hydraulikzylinder, kann so im Notbetrieb verfahren werden, indem das Steuerventil 36 für den Notbetrieb die dem Antriebsaggregat 2 zugeordneten Arbeitsleitungen 29, 30 mit einer Druckdifferenz beaufschlagt. Hierfür werden die Arbeitsleitungen 29, 30 wahlweise jeweils mit einer zweiten Druckversorgung (P2) 26 oder einem zweiten Rücklauf (T2) 27 von dem Steuerventil 36 verbunden. Im Notbetrieb erfolgt die Druckversorgung des Antriebsaggregates 2 vorzugsweise über die separate Druckversorgung (P2) 26 und den separaten Rücklauf (T2) 27, so dass bei einer Undichtigkeit der Druckversorgung (P1) 24 oder des Rücklaufs (T1) 25 weiterhin eine Steuerung des Antriebsaggregates 2 möglich ist. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass bei Ausfall der regulären Maststeuerung samt Proportionalventil 28 der Knickmast 10 (Fig. 4) noch verfahren werden kann, um beispielsweise den Knickmast 10 (Fig. 4) einzufahren und gegebenenfalls den Restbeton aus der Betonpumpe und den Förderrohren herauszupumpen. Die lokale elektronische Steuereinrichtung (ECU) überwacht hierzu den Zustand und das Verhalten des Steuerkreises 1 mittels der zur Verfügung stehenden Sensoren. Sobald die lokale elektronische Steuereinrichtung (ECU) einen Fehler erkennt, schaltet sie den Steuerkreis 1 automatisch in einen sicheren Zustand. Hierzu werden vorzugsweise das Proportionalventil 28 und über das Schaltventil 37 die Rückschlagventile 33, 33a, 38, insbesondere auch bei Wegfall der Spannungsversorgung, in einen sicheren Zustand geschaltet. Die Ansteuerung der lokalen elektronischen Steuereinrichtung (ECU) kann über ein BUS-System erfolgen, welches Steuerbefehle und Sollwerte überträgt, die vorzugsweise über eine Benutzerschnittstelle, wie beispielsweise über die Fernsteuereinrichtung 15 (Fig. 4), von einem Benutzer vorgegeben und an die zentrale Steuereinheit 52 (Fig. 4 u. 5) übermittelt werden die diese, unter Umständen verarbeitet, an die lokalen elektronischen Steuereinrichtungen (ECU) weitergibt.

[0049] In Figur 4 schematisch dargestellt ist ein erfindungsgemäßer Manipulator 4, insbesondere Großmanipulator für Autobetonpumpen, mit ausfaltbarem Knickmast 10, der einen um eine Hochachse 11 drehbaren Drehschemel 12 und eine Mehrzahl von Mastsegmenten 3, 3a, 3b, 3c, 3d aufweist. Die Mastsegmente 3, 3a, 3b, 3c, 3d, im Ausführungsbeispiel insgesamt fünf Stück, sind an Knickgelenken 13, 13a, 13b, 13c, 13d jeweils um Knickachsen gegenüber einem benachbarten Mastsegment 3, 3a, 3b, 3c, 3d oder dem Drehschemel 12 verschwenkbar. Hierzu ist an den Mastsegmenten 3, 3a, 3b, 3c, 3d in den Knickgelenken 13, 13a, 13b, 13c, 13d jeweils ein Antriebsaggregat 2, 2a, 2b, 2c, 2d (Fig. 1 bis 3) angeordnet. Zur Ansteuerung der Antriebsaggregate 2, 2a, 2b, 2c, 2d (Fig. 1 bis 3) ist eine zentrale Steuereinheit 52 vorgesehen, die einen Fahrbefehl, der eine gewünschte Bewegungsrichtung und Verfahrgeschwindigkeit der Mastspitze 14 des Knickmastes 10 oder eines daran angebrachten Endschlauchs angibt, in Ansteuersignale für die Antriebsaggregate 2, 2a, 2b, 2c, 2d (Fig. 1 bis 3) umsetzt. Mit dem Steuerhebel 16 an der Fernsteuereinrichtung 15, welcher in mehrere Stellrichtungen verstellbar ist, lässt sich entsprechender Fahrbefehl generieren. Hierzu wird der Steuerhebel 16 in eine Stellrichtung verstellt, und die zentrale Steuereinheit 52 empfängt den generierten Fahrbefehl. Die zentrale Steuereinheit 52 setzt den Fahrbefehl dann in Ansteuersignale für die Antriebsaggregate 2, 2a, 2b, 2c, 2d (Fig. 1 bis 3) um. Diese Ansteuersignale werden von der lokalen Steuereinrichtung (ECU) empfangen und in Schaltsignale für das jeweilige Proportionalventil 28 (Fig. 3) bzw. dessen Schrittmotor 31 (Fig. 3) umgewandelt. Mit dem Fahrbefehl wird auch die gewünschte Verfahrgeschwindigkeit vorgegeben. Um höhere Verfahrgeschwindigkeiten realisieren zu können, schaltet die zentrale Steuereinheit 52 zum Antrieb der Antriebsaggregate 2, 2a, 2b, 2c, 2d (Fig. 1 bis 3) die weitere Druckversorgungseinheit 6 (Fig. 1 u. 2) der ersten Druckversorgungseinheit 5 (Fig. 1 u. 2) zu, dies erfolgt vorzugsweise automatisch. Die Steuereinheit lässt sich zwischen mehreren Betriebszuständen umschalten, wobei die automatische Zuschaltung der weiteren Druckversorgungseinheit 6 (Fig. 1 u. 2) vorzugsweise nur in einem speziellen Betriebszustand erfolgt. Diesen speziellen Betriebszustand wählt der Benutzer, insbesondere beim Ein- und Ausfalten des Knickmastes 10, um hier die maximal möglichen oder zulässigen Geschwindigkeiten für die Antriebsaggregate 2, 2a, 2b, 2c, 2d (Fig. 1 u. 2) optimal ausnutzen zu können und so Zeit beim Mastaufbau zu sparen.

Bezugszeichenliste

[0050] 

1

Steuerkreis

2 2a, 2b, 2c, 2d

Antriebsaggregate

3 3a, 3b, 3c, 3d

Mastsegmente

4

Manipulator

5

Erste Druckversorgungseinheit

6

Zweite Druckversorgungseinheit

7

Hydraulikspeicher

8

Notdruckversorgungseinheit

9

Rührwerk

10

Knickmast

11

Hochachse

12

Drehschemel

13 13a, 13b, 13c, 13d

Knickgelenke

14

Mastspitze

15

Fernsteuereinrichtung

16

Steuerhebel

17

Steuerung

18

Hauptventil

19

Umschaltung A

20

Umschaltung B

21

Not-Halt-Ventil

22

Hydraulikpumpenstrang

23

Tank

24

Druckversorgung (Normalbetrieb)

25

Rücklauf (Normalbetrieb)

26

Druckversorgung (Notbetrieb)

27

Rücklauf (Notbetrieb)

28

Proportionalventil

29

Arbeitsleitung A

30

Arbeitsleitung B

31

Schrittmotor

32 32a, 32b

Drucksensoren

33 33a

Lasthalte-/Sperrventile

34 34a

einstellbare Stromregelventile

35 35a

Senkbrems-(Rückschlag-)ventile

36

Steuerventil (Notbetrieb)

37

Schaltventil

38

Sperrventil

51

Not-Aus-Taster

52

Zentrale Steuerung

53

Schlüsselschalter

54

Bordbatterie

55

Umschalter Notbetrieb

56

Notbedieneinheit,

57

Kabel

ECU

Steuereinrichtung

U1

erste Spannungsversorgung

U2

zweite Spannungsversorgung

Ansprüche

1. Elektrohydraulischer Steuerkreis (1) mit hydraulisch betätigten Antriebsaggregaten (2, 2a, 2b, 2c, 2d), mittels dessen Mastsegmente (3, 3a, 3b, 3c, 3d) eines Manipulators (4), insbesondere eines Großmanipulators für Autobetonpumpen, mit einem ausfaltbaren Knickmast (10), der einen um eine Hochachse drehbaren Drehschemel (12) und eine Mehrzahl Mastsegmente (3, 3a, 3b, 3c, 3d) aufweist, wobei die Mastsegmente (3, 3a, 3b, 3c, 3d) an Knickgelenken (13, 13a , 13b, 13c, 13d) jeweils um Knickachsen gegenüber einem benachbarten Mastsegment (3, 3a, 3b, 3c, 3d) oder dem Drehschemel (12) mittels je eines Antriebsaggregates begrenzt verschwenkbar sind, hinsichtlich ihrer Orientierung verstellbar sind, mit jeweils einem der Antriebsaggregate zugeordnetem elektrisch angesteuerten Proportionalventil (28), welches mit hydraulischen Arbeitsleitungen (29, 30) des jeweiligen Antriebsaggregates (2, 2a, 2b, 2c, 2d) zu dessen Ansteuerung im Normalbetrieb verbunden ist, wobei das jeweilige Proportionalventil (28) mit einer Druckversorgungsleitung (24) und mit einer Rücklaufleitung (25) verbunden ist, wobei für den Notbetrieb ein Notventil (36) mit den hydraulischen Arbeitsleitungen (29, 30) des jeweiligen Antriebsaggregates (2, 2a, 2b 2c, 2d) zu dessen Ansteuerung im Notbetrieb verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Notbetrieb das Notventil (36) über eine Notbedienungseinheit (56) elektrisch angesteuert wird, wobei die Notbedienungseinheit (56) für den Notbetrieb mit einem Schlüsselschalter (53) aktiviert wird, wobei eine Spannungsversorgung (54) mit konstanter Spannung zu der Notbedienungseinheit (56) mittels des Schlüsselschalters (53) aktiviert wird, wobei auf der Notbedienungseinheit (56) Schalter und/oder Taster angeordnet sind, wobei das Notventil (36) durch Betätigung wenigstens eines der Schalter und/oder Taster mit der konstanten Spannung beaufschlagt werden kann, um das zugehörige Antriebsaggregat (2, 2a, 2b, 2c, 2d) zu bewegen, wobei mit den Schaltern und/oder Tastern zum einen das zu steuernde Knickgelenk (13, 13a, 13b, 13c, 13d) oder der Drehschemel (12) des Knickmastes (10) ausgewählt wird und zum anderen die Verfahrrichtung für das ausgewählte Knickgelenk (13, 13a, 13b, 13c, 13d) oder den Drehschemel (12) bzw. das jeweilige Antriebsaggregat (2, 2a, 2b, 2c, 2d) festgelegt wird

2. Steuerkreis (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Notbedienungseinheit (56) mit der Spannungsversorgung (54) und dem Notventil (36) verbunden ist.

3. Steuerkreis (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Notbedienungseinheit (56) über ein bewegliches Kabel (57) mit der Spannungsversorgung (54) und dem Notventil (36) verbunden ist.

4. Steuerkreis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Proportionalventil (28) mit einem Schrittmotor (31) ansteuerbar ist, wobei der Schrittmotor (31) des Proportionalventils (28) über eine BUS-Datenverbindung ansteuerbar ist.

5. Steuerkreis (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem jeweiligen Antriebsaggregat (2, 2a, 2b, 2c, 2d) eine Steuereinrichtung (ECU) eingerichtet ist, um BUS-Datensignale zu empfangen und den Schrittmotor (31) des Proportionalventils (28) zu steuern.

6. Manipulator (4), insbesondere Großmanipulator für Autobetonpumpen, mit einem ausfaltbaren Knickmast (10), der einen um eine Hochachse (11) drehbaren Drehschemel (12) und eine Mehrzahl von Mastsegmenten (3, 3a, 3b, 3c, 3d) aufweist, wobei die Mastsegmente (3, 3a, 3b, 3c, 3d) an Knickgelenken (13, 13a ,13b, 13c, 13d) jeweils um Knickachsen gegenüber einem benachbarten Mastsegment (3, 3a, 3b, 3c, 3d) oder dem Drehschemel (12) begrenzt verschwenkbar sind, gekennzeichnet durch einen elektrohydraulischen Steuerkreis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Claims

1. Electrohydraulic control circuit (1) with hydraulically operated drive units (2, 2a, 2b, 2c, 2d) by means of which boom segments (3, 3a, 3b, 3c, 3d) of a manipulator (4), in particular a large manipulator for truck-mounted concrete pumps, with a fold-out articulated boom (10), which has a turntable (12) rotatable about a vertical axis and a plurality of boom segments (3, 3a, 3b, 3c, 3d), wherein the boom segments (3, 3a, 3b, 3c, 3d) are pivotable to a limited extent on articulated joints (13, 13a, 13b, 13c, 13d) respectively about articulated axes relative to an adjacent boom segment (3, 3a, 3b, 3c, 3d) or the turntable (12) by means of a drive unit in each case, are adjustable in respect of their orientation, each with an electrically controlled proportional valve (28) associated with one of the drive units, which valve is connected to hydraulic operating lines (29, 30) of the respective drive unit (2, 2a, 2b, 2c, 2d) for controlling it in normal operation, wherein the respective proportional valve (28) is connected to a pressure supply line (24) and to a return line (25), wherein an emergency valve (36) is connected for emergency operation to the hydraulic operating lines (29, 30) of the respective drive unit (2, 2a, 2b, 2c, 2d) for controlling it in emergency operation,
characterised in that
in emergency operation the emergency valve (36) is electrically controlled via an emergency operating unit (56), wherein the emergency operating unit (56) for emergency operation is activated by a key switch (53), wherein a voltage supply (54) with constant voltage to the emergency operating unit (56) is activated by means of the key switch (53), wherein switches and/or buttons are arranged on the emergency operating unit (56), wherein the emergency valve (36) can be acted upon by actuation of at least one of the switches and/or buttons with the constant voltage in order to move the associated drive unit (2, 2a, 2b, 2c, 2d), wherein the articulated joint (13, 13a, 13b, 13c, 13d) to be controlled or the turntable (12) of the articulated boom (10) is selected using the keys and/or buttons on the one hand and on the other hand the direction of travel for the selected articulated joint (13, 13a, 13b, 13c, 13d) or the turntable (12) and the respective drive unit (2, 2a, 2b, 2c, 2d) is determined.

2. Control circuit (1) according to claim 1, characterised in that the emergency operating unit (56) is connected to the voltage supply (54) and the emergency valve (36).

3. Control circuit (1) according to claim 2, characterised in that the emergency operating unit (56) is connected via a flexible cable (57) to the voltage supply (54) and the emergency valve (36).

4. Control circuit (1) according to any one of the previous claims, characterised in that the respective proportional valve (28) is controllable by a stepper motor (31), wherein the stepper motor (31) of the proportional valve (28) is controllable via a BUS data connection.

5. Control circuit (1) according to claim 4, characterised in that a control device (ECU) is arranged on the respective drive unit (2, 2a, 2b, 2c, 2d) to receive BUS data signals and to control the stepper motor (31) of the proportional valve (28).

6. Manipulator (4), in particular large manipulator for truck-mounted concrete pumps, with a fold-out articulated boom (10), which has a turntable (12) rotatable about a vertical axis (11) and a plurality of boom segments (3, 3a, 3b, 3c, 3d), wherein the boom segments (3, 3a, 3b, 3c, 3d) are pivotable to a limited extent on articulated joints (13, 13a, 13b, 13c, 13d) respectively about articulated axes relative to an adjacent boom segment (3, 3a, 3b, 3c, 3d) or the turntable (12), characterised by an electrohydraulic control circuit (1) according to any one of the previous claims.

Revendications

1. Circuit de commande électrohydraulique (1) muni d'organes d'entraînement actionnés hydrauliquement (2, 2a, 2b, 2c, 2d), au moyen desquels des segments de mât (3, 3a, 3b, 3c, 3d) d'un manipulateur (4), en particulier d'un manipulateur de grande taille pour pompes à béton sur camion, muni d'un mât articulé déployable (10), qui présente une sellette rotative (12) pouvant tourner autour d'un axe vertical et une pluralité de segments de mât (3, 3a, 3b, 3c, 3d), les segments de mât (3, 3a, 3b, 3c, 3d) pouvant pivoter de manière limitée sur des articulations (13, 13a, 13b, 13c, 13d) respectivement autour d'axes d'articulation par rapport à un segment de mât voisin (3, 3a, 3b, 3c, 3d) ou par rapport à la sellette rotative (12) au moyen d'un organe d'entraînement respectif, sont réglables au regard de leur orientation, munis respectivement d'une soupape proportionnelle (28) à commande électrique associée aux organes d'entraînement, qui est reliée à des conduites de travail hydrauliques (29, 30) de l'organe d'entraînement respectif (2, 2a, 2b, 2c, 2d) pour sa commande en mode de fonctionnement normal, la soupape proportionnelle respective (28) étant reliée à une conduite d'alimentation en pression (24) et à une conduite de retour (25), une soupape de secours (36) étant reliée pour le mode de fonctionnement de secours aux conduites de travail hydrauliques (29, 30) de l'organe d'entraînement respectif (2, 2a, 2b, 2c, 2d) pour sa commande dans le mode de fonctionnement de secours,
caractérisé en ce que
dans le mode de fonctionnement secours, la soupape de secours (36) est commandée électriquement par l'intermédiaire d'une unité de commande de secours (56), l'unité de commande de secours (56) étant activée pour le mode de fonctionnement de secours avec un commutateur à clé (53), une alimentation en tension (54) avec une tension constante vers l'unité de commande de secours (56) étant activée au moyen du commutateur à clé (53), des commutateurs et/ou des boutons-poussoirs étant agencés sur l'unité de commande de secours (56), la soupape de secours (36) pouvant être alimentée avec la tension constante par actionnement d'au moins un des commutateurs et/ou des boutons-poussoirs, afin de déplacer l'organe d'entraînement associé (2, 2a, 2b, 2c, 2d), les commutateurs et/ou les boutons-poussoirs permettant, d'une part, de sélectionner l'articulation (13, 13a, 13b, 13c, 13d) à commander ou la sellette rotative (12) du mât articulé (10) et, d'autre part, de définir la direction de déplacement pour l'articulation (13, 13a, 13b, 13c, 13d) sélectionnée ou la sellette rotative (12) ou l'organe d'entraînement respectif (2, 2a, 2b, 2c, 2d).

2. Circuit de commande (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de commande de secours (56) est reliée à l'alimentation en tension (54) et à la soupape de secours (36).

3. Circuit de commande (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité de commande de secours (56) est reliée à l'alimentation en tension (54) et à la soupape de secours (36) par l'intermédiaire d'un câble mobile (57).

4. Circuit de commande (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la soupape proportionnelle respective (28) peut être commandée par un moteur pas à pas (31), le moteur pas à pas (31) de la soupape proportionnelle (28) pouvant être commandé par une liaison de données BUS.

5. Circuit de commande (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un dispositif de commande (ECU) est aménagé sur l'organe d'entraînement respectif (2, 2a, 2b, 2c, 2d) pour recevoir des signaux de données BUS et pour commander le moteur pas à pas (31) de la soupape proportionnelle (28).

6. Manipulateur (4), en particulier manipulateur de grande taille pour pompes à béton sur camion, comprenant un mât articulé déployable (10), qui présente une sellette rotative (12) pouvant tourner autour d'un axe vertical (11) et une pluralité de segments de mât (3, 3a, 3b, 3c, 3d), les segments de mât (3, 3a, 3b, 3c, 3d) peuvent pivoter de manière limitée sur des articulations (13, 13a, 13b, 13c, 13d) respectivement autour d'axes d'articulation par rapport à un segment de mât voisin (3, 3a, 3b, 3c, 3d) ou à la sellette rotative (12), caractérisé par un circuit de commande électrohydraulique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.

Zeichnung