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Dokumentenidentifikation DE4404797A1 10.08.1995
Titel Verfahren zur Steuerung von Hubgeräten
Anmelder Prischmann, Horst, Dipl.-Ing., 10317 Berlin, DE
Erfinder Prischmann, Horst, Dipl.-Ing., 10317 Berlin, DE
Vertreter A. Hübner und Kollegen, 10317 Berlin
DE-Anmeldedatum 09.02.1994
DE-Aktenzeichen 4404797
Offenlegungstag 10.08.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.08.1995
IPC-Hauptklasse B66C 13/18
IPC-Nebenklasse B66F 11/04   B25J 9/06   B25J 9/02   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Hubgeräten mit einem am Ende eines Auslegersystems angeordneten Arbeitskorb, einem Werkzeug oder einer Last entlang eines vorgegebenen räumlichen Weges mit konstanter Geschwindigkeit.
Um den Arbeitskorb, das Werkzeug oder die Last durch Betätigung zweier Steuerhebel, ohne Programmspeicherung unabhängig von einer Bezugslinie und unabhängig von einer Sollbewegung des Auslegersystems als Führungsbewegung zu bewegen, wird die Lage einer vertikalen Ebene 7, in der ein Referenzpunkt 4 am Ende eines Auslegersystems 2, 3 bewegt werden soll, der durch einen horizontalen Abstand lhp und dem, von den vertikalen Ebenen 7 und 8 eingeschlossenen Winkel epsilon bzw. zeta bestimmt ist, durch Ändern des Winkels epsilon bzw. zeta, über ein erstes Steuerelement in Form von Befehlstasten um die Vertikale 5 gedreht, womit eine neue vertikale Ebene 7 definiert ist, in der der Referenzpunkt 4 nun weiter bewegt werden kann - Fig. 3.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Bewegung eines Arbeitskorbes, eines Werkzeuges oder einer Last am Ende eines Auslegersystems, bestehend aus Teleskop- und/oder Gelenkauslegern, entlang eines vorgegebenen räumlichen Weges mit konstanter Geschwindigkeit, wobei die Gelenk- und Teleskopbewegungen ständig von Winkel- und Längenmeßeinrichtungen erfaßt, einem Rechner oder Funktionsgenerator zugeführt und von diesem entsprechende Regelmittel bekannter Art auf bekannte Weise veranlaßt werden, die Bewegungen des Auslegersystems über die Antriebsaggregate so zu steuern, daß Arbeitskorb, Werkzeug oder Last entlang eines vorgegebenen räumlichen Weges bewegt werden, ohne daß dazu die für die Bewegung der einzelnen Teile des Auslegersystems erforderlichen Steuerhebel koordiniert werden müssen.

In der DE-PS 27 54 698 ist eine Steuerung für Drehwerks- oder Hubwerksantriebe eines Krans, insbesondere für Schiffe beschrieben, bei dem am Ende eines horizontal drehbaren Innenholms ein horizontal drehbarer Außenholm mit einem Ladegeschirr angeordnet ist. Über einen Steuerhebel wird ein Drehwinkel des Innenholms bezüglich einer Bezugslinie als Sollwert vorgegeben. Ein Funktionsgenerator ermittelt in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Innenholms und eines vorgegebenen Abstandes der Transportwegkurve von der inneren Drehachse des Innenholms den Sollwert des durch Innenholm und Außenholm eingeschlossenen Winkels. Ein Stellhebel als Eingabevorrichtung dient der Änderung des Abstandes des Transportweges von der Drehachse des inneren Drehgelenkes des Innenholms. Der Drehwerksantrieb einer am Ende des Außenholms drehbar gelagerten Scheibe wird in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Innenholms und dem durch Innen- und Außenholm eingeschlossenen Winkel derart gesteuert, daß die Last entlang des Transportweges parallel zu ihrer Achse bewegt wird.

Aus der DE-OS 25 44 646 ist eine Regelung bekannt, bei der zur Erzielung einer vorprogrammierten senkrechten Bewegung des Innen- und Außenholms eines Krans ein Programmspeicher, z. B. in Form eines Magnetbandes, vorgesehen ist. Die auf dem Band gespeicherten Winkelsollwerte werden mit Winkelistwerten des Innen- und Außenholms verglichen. Die Werte der Winkeldifferenzen des Innen- und Außenholms werden den zugehörigen Steuereinrichtungen für die Stellantriebe des Innen- und Außenholms zugeführt. Hierbei ist nur ein nach den gespeicherten Sollwertprogrammen vorgegebener Bewegungsablauf möglich. Für einen anderen Bewegungsablauf müssen neue Sollwertprogramme erstellt werden. Dabei ist es erforderlich, den Sollwertverlauf für Innen- und Außenholm neu aufzunehmen und auf einem Magnetband zu speichern.

Aus der DE-AS 19 06 599 ist eine Steuerung zur Bewegung zweier im Zwillingsbetrieb arbeitender Krane bekannt, bei der der Ausleger jedes Kranes unter Anwendung einer Verkettung zweier Winkelfunktionen mit einer konstanten Strecke (Ausleger) in drei Koordinaten gesteuert wird. Dabei kann die Kopfrolle aber lediglich in einer vorbestimmten senkrechten Ebene bewegt werden, die senkrecht zur Verbindungslinie der beiden Krane liegt.

Aus der DE-PS 29 33 861 ist eine Geschwindigkeitssteuerung für einen Knickgelenkkran bekannt, dieser besitzt zur Vorgabe einer Transportgeschwindigkeit einen mit einem Steuerhebel versehenen Sollwertgeber, der einen Signalumformer speist, welcher ein nach einer vorgegebenen Funktion sich zeitlich änderndes Signal (± V·t) bildet, das einem Rechner zugeführt wird, in dem für die Drehwinkelgeber der zeitliche Verlauf des Drehwinkelsollwertes des Innenholms in Abhängigkeit vom rechtwinkligen Abstand des Transportweges von der inneren Drehachse des Innenholms gebildet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, durch Betätigung zweier Steuerhebel, ohne Programmspeicherung, einen Arbeitskorb, ein Werkzeug oder eine Last entlang eines vorgegebenen räumlich orientierten Weges, unabhängig von einer Bezugslinie und unabhängig von einer Sollbewegung des Auslegersystems als Führungsbewegung, mit konstanter Geschwindigkeit zu bewegen, wobei der zeitliche Verlauf der Bewegung der einzelnen Teile des Auslegersystems allein von der vorgegebenen Geschwindigkeit und unabhängig von äußeren geometrischen Parametern ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst. Die weitere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes geht aus den Unteransprüchen hervor.

Hubgeräte, wie beispielsweise Hubbühnen und Ladekrane größerer Reichweite, sind so aufgebaut, daß auf einem horizontal drehbaren Schemel ein vertikal drehbarer Teleskopausleger angebracht ist, an dessen freien Ende ein gleichermaßen vertikal drehbarer Lastarm sitzt, an dessen freien Ende wiederum sich ein horizontal drehbarer Arbeitskorb, ein horizontal drehbares Werkzeug oder ein horizontal drehbares Lastaufnahmemittel befindet.

Ein Hubgerät wird an einer beliebigen Stelle des abzufahrenden Objektes, zum Beispiel einer Gebäudefassade, eines Behälters oder einer Stahlkonstruktion, so abgestellt, daß nach Augenschein der abzufahrende Weg bequem erreicht wird. Sollen vertikale Flächen großer Breite bis in Bodennähe abgefahren werden, muß der Mindestabstand des Hubgerätes von der Fläche mindestens so groß gewählt werden, daß der Teleskopausleger im eingefahrenen Zustand und in horizontaler Lage an der Fläche vorbei geschwenkt werden kann.

Danach wird der Arbeitskorb, das Werkzeug oder eine Last an einer beliebigen Stelle des abzufahrenden Weges positioniert. Dies erfolgt im Modus Positionieren und entspricht der normalen Bedienung des Hubgerätes, wobei über Weg- und Winkelmeßeinrichtungen alle durchgeführten Bewegungen von Teleskopausleger, Korbarm und Arbeitskorb erfaßt werden.

Aus den erfaßten geometrischen Größen, Wege und Winkel, wird die Lage einer vertikalen Ebene, bezogen auf die vertikale Drehachse des Drehschemels des Hubgerätes ermittelt. Dies ist dann möglich, wenn der horizontale Abstand der vertikalen Ebene von der vertikalen Drehachse des Drehschemels in der durch das Auslegersystem aufgespannten vertikalen Ebene durch die gemessenen geometrischen Größen und der durch beide Ebenen eingeschlossene Winkel bekannt sind.

Ist der Arbeitskorb, das Werkzeug oder die Last an einer beliebigen Stelle des abzufahrenden Weges positioniert, so erfolgt die Bewegung des Arbeitskorbes, des Werkzeuges oder der Last im Modus Parallelbetrieb solange in der momentan definierten Richtung, solange wie die beiden Steuerhebel zur Richtungsänderung konstant gehalten werden.

Während der Bewegung des Arbeitskorbes, des Werkzeuges oder der Last wird durch Änderung eines ersten Drehwinkels die vertikale Ebene um eine durch den Referenzpunkt (Verbindungsgelenk zwischen Lastarm und Arbeitskorb, Werkzeug oder Lastaufnahmemittel) gehende Vertikale horizontal gedreht. Arbeitskorb, Werkzeug oder Last werden gleichermaßen mitgedreht, so daß die horizontale Systemlinie des Arbeitskorbes, des Werkzeuges oder der Last stets parallel zur momentan definierten vertikalen Ebene liegt.

Während der Bewegung des Arbeitskorbes, des Werkzeuges oder der Last wird durch Änderung eines zweiten Drehwinkels die Neigung bestimmt, mit der die Bewegung in der momentan definierten vertikalen Ebene erfolgt. Damit wird der Arbeitskorb, das Werkzeug oder die Last entlang räumlich beliebig gerichteter Wege bewegt, ohne daß der Bedienende ständig die dazu erforderlichen Bedienelemente der einzelnen Teile des Auslegersystems koordinieren muß.

Die Erfindung wird nachfolgend am Beispiel einer Hubbühne, deren Auslegersystem aus einem horizontal und vertikal drehbaren Teleskopausleger, an dessen vorderen Ende ein vertikal drehbarer Korbarm mit horizontal drehbaren Arbeitskorb besteht, näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 Hubbühne mit beliebig im Raum positioniertem Arbeitskorb in der Vorderansicht,

Fig. 2 Ansicht rechtwinklig zu der durch das Auslegersystem aufgespannten Ebene nach Fig. 1,

Fig. 3 Draufsicht zu Fig. 1 und Fig. 2,

Fig. 4 Bedienpult,

Fig. 5 Schrittweise Bewegung in der momentan definierten vertikalen Ebene in der Vorderansicht,

Fig. 6 Draufsicht zur Fig. 5,

Fig. 7 Gespiegelte Darstellung zur Fig. 6,

Fig. 8 Ansicht rechtwinklig zu der durch das Auslegersystem aufgespannten Ebene nach Fig. 6 nach erfolgter Horizontalbewegung,

Fig. 9 Ansicht rechtwinklig zu der durch das Auslegersystem aufgespannten Ebene bei vertikale Lage des Korbarms,

Fig. 10 Ansicht rechtwinklig zu der durch das Auslegersystem aufgespannten Ebene bei horizontal liegendem Teleskopausleger,

Fig. 11: Ansicht rechtwinklig zu der durch das Auslegersystem aufgespannten Ebene wenn Teleskopausleger und Korbarm in einer Linie liegen,

Fig. 12 Draufsicht zur Bewegung entlang einer gekrümmten horizontalen Wegkurve,

Fig. 13 Seitenansicht zur Bewegung entlang einer gekrümmten vertikalen Wegkurve.

Fig. 1 zeigt eine Hubbühne in schematischer Darstellung mit beliebig im Raum positionierten Arbeitskorb 1. Am Ende eines Auslegersystems 2, 3, bestehend aus Teleskopausleger 2 und Korbarm 3, befindet sich ein Referenzpunkt 4 (Verbindungsgelenk zwischen Korbarm 3 und Arbeitskorb 1). Der Referenzpunkt 4 liegt im Schnittpunkt einer Vertikalen 5 und einer Horizontalen 6, die eine vertikale Ebene 7 aufspannen. Die Vertikale 5 ist die Schnittlinie der durch das Auslegersystem 2,3 aufgespannten vertikalen Ebene 8 und der vertikalen Ebene 7.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht rechtwinklig zu der durch das Auslegersystem 2, 3 aufgespannten Ebene 8, deren Schnittlinie mit der Ebene 7 die Vertikale 5 ist. Während des Positionierens des Arbeitskorbes 1 wird ständig die Länge lt und der vertikale Drehwinkel α des Teleskopauslegers 2 sowie der vertikale Drehwinkel β des Korbarmes 3 erfaßt. Aus den Drehwinkeln α und β wird der Drehwinkel y ermittelt. Mit den geometrischen Größen lt, α, γ und der konstanten Länge lk des Korbarmes 3 ist mittels einfacher mathematischer Beziehungen gleichermaßen die Höhe h des Referenzpunktes 4 und der horizontale Abstand lhp der Vertikalen 5 von der horizontalen Drehachse 9 des Teleskopauslegers 2 bekannt.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht zu Fig. 1 und Fig. 2. Während des Positionierens wurde die vertikale Ebene 7 und damit gleichermaßen der Arbeitskorb I aus einer Grundstellung heraus um den Winkel δ gedreht. Damit ist der von den vertikalen Ebenen 7 und 8 eingeschlossene Winkel ε beziehungsweise ζ bekannt. Aus der Differenz der ermittelten Länge lhp und der konstanten Abmessung ld folgt der horizontale Abstand lvp der Vertikalen 5 und damit der Ebene 7 von der vertikalen Drehachse 10 des Teleskopauslegers 2.

Fig. 4 zeigt ein Bedienpult mit Befehlstasten, Drehknöpfen und Anzeigefenstern. Um das Auslegersystem 2, 3 und den Arbeitskorb 1 zu bewegen, muß zum Anfang die Befehlstaste 1 (Positionieren) gedrückt werden.

Während des Positionierens werden im Anzeigfenster 4 die momentane Neigung α des Teleskopauslegers 2, die momentane Neigung γ des Korbarmes 3, die momentane Länge lt des Teleskopauslegers 2, die momentane Höhe h des Referenzpunktes 4, der momentane horizontale Abstand lhp der Vertikalen 5 von der horizontalen Drehachse 9 und der bisher vom Referenzpunkt 4 zurück gelegte Weg lh angezeigt.

Das Anzeigefeld 3 zeigt, die Befehlstaste 2 (Parallelbetrieb), Befehlstaste 21, (Notaus) und die Befehlstasten 11 bis 20 an, deren Befehle der Rechner erwartet. Andere Befehle werden im Modus Positionieren nicht akzeptiert.

Mit dem Einschalten der Befehlstaste 2 (Parallelbetrieb) definieren die momentanen Werte der geometrischen Größen lvp und ε bzw. ζ die Lage der vertikalen Ebene 7 bezüglich der vertikalen Drehachse 9 des Teleskopauslegers 2. Im Gegensatz zur DE-PS 27 54 698 ist dazu keine Bezugslinie und kein Startwinkel erforderlich.

Das Anzeigefeld 3 zeigt, die Befehlstaste 1 (Positionieren), Befehlstaste 21, (Notaus), den Drehknopf 6, die Befehlstasten 7 bis 10 und die Befehlstasten 13, 14 an, deren Befehle der Rechner erwartet. Andere Befehle werden nicht akzeptiert.

Mit dem Drehknopf 6 wird ein Winkel Φ eingestellt, der die Richtung bestimmt, in der der Referenzpunkt 4 und damit der Arbeitskorb 1 in der momentan definierten vertikalen Ebene 7 bewegt werden soll. Mit den Befehlstasten 7 bis 10 kann exakt eine vertikale bzw. horizontale Bewegungsrichtung eingestellt werden. Mit der Befehlstaste 13, 14 wird die momentan definierte vertikale Ebene 7 und damit auch der Arbeitskorb 1 um die Vertikale 5 gedreht, wobei das Drehen des Arbeitskorbes 1 konstruktiv begrenzt ist.

Das Anzeigefeld 3 zeigt, die Befehlstaste 1 (Positionieren), Befehlstaste 21, (Notaus), den Drehknopf 5, die Befehlstasten 7 bis 10 und die Befehlstasten 13, 14 an, deren Befehle der Rechner erwartet. Andere Befehle werden nicht akzeptiert.

Erst wenn mindestens eine der Befehlstasten 6 bis 10 oder 13, 14 aktiviert wurde, wird die Einstellung der Geschwindigkeit, die durch den Drehknopf 5 erfolgt, frei gegeben. Damit ist eine Bewegung in eine nicht gewollte Richtung ausgeschlossen. Solange der Drehknopf 5 gedreht wird erfolgt eine beschleunigte Bewegung, wird der Drehknopf gehalten erfolgt eine Bewegung mit der eingestellten Geschwindigkeit, die so lange konstant bleibt, so lange der Drehknopf 5 konstant gehalten wird.

Das Anzeigefeld 3 zeigt die Befehlstaste 1 (Positionieren), die Befehlstaste 21 (Notaus), den Drehknopf 5, die Befehlstasten 7 bis 10 und die Befehlstasten 13, 14 an, deren Befehle der Rechner erwartet. Andere Befehle werden nicht akzeptiert.

Wird der über eine Torsionsfeder vorgespannte Drehknopf 5 losgelassen, so geht aus Sicherheitsgründen die Geschwindigkeit auf 0 zurück und die Bewegung wird abgebrochen.

Wird während der Bewegung die Befehlstaste 1 (Positionieren) gedrückt, so wird die Bewegung unterbrochen, um das Auslegersystem 2, 3 und den Arbeitskorb 1 neu zu positionieren. Mit dem Drehen des Arbeitskorbes 1 wird gleichermaßen die vertikale Ebene 7 gedreht. Die Befehlstaste 21, (Notaus) ist immer wirksam.

Das Anzeigefeld 3 zeigt, daß während der Bewegung die Richtung der Bewegung in der momentan definierten vertikalen Ebene 7 und die Lage der vertikalen Ebene 7 selbst, ständig geändert werden kann, so daß die Bewegung des Referenzpunktes 4 und damit des Arbeitskorbes 1 durch Aktivieren der Befehlstasten 6 bis 10 sowie 13, 14 auf einfache Weise entlang vorgegebener räumlicher Wege erfolgt. Werden die Befehlstasten 13, 14 nicht aktiviert, erfolgt eine Bewegung in der momentan definierten vertikalen Ebene 7. Durch Aktivieren der Befehlstasten 7, 8 erfolgt eine exakt lotrechte und durch Aktivieren der Befehlstasten 9, 10 eine exakt waagerechte Bewegung innerhalb der momentan definierten vertikalen Ebene 7.

Im Gegensatz zur DE-PS 27 54 698, wo der Drehwinkel zwischen Innen- und Außenholm als Funktion des Drehwinkels des Innenholms und des Abstandes der Wegkurve vom inneren Gelenk des Innenholms für nichtlineare Wegkurven im Funktionsgenerator einprogrammiert werden muß, das gilt auch für den Fall, daß die Bezugslinie nicht rechtwinklig zur Wegkurve bzw. deren Tangente liegt, werden hier ohne Vorprogrammierung räumlich lineare Wege exakt und nichtlineare Wege durch Ändern der Richtung in der vertikalen Ebene 7 und durch horizontales Drehen der vertikalen Ebene 7 für die meisten Anwendungsfälle genau genug abgefahren. An dieser Stelle sei angemerkt, daß das in der DE-PS 27 54 698 erforderliche Vorprogrammieren mit erheblichen Meß- und Programmieraufwand verbunden ist und damit für einen Einsatz wie beispielsweise im Hochbau kaum zur Anwendung kommen wird.

Nach der DE-PS 27 54 698 können auch bei rechtwinkliger Lage der Bezugslinie zu einer linearen Wegkurve nichtlineare Wege in einer horizontalen Ebene abgefahren werden, wenn der Abstand des Weges vom hinteren Drehgelenk mittels zugehörigem Steuerhebel ständig geändert wird. Damit wird die Wegkurve standig zur ursprünglichen parallel verschoben. Allerdings bewegt sich dann die Last nicht mit ihrer Symmetrieachse parallel der Wegkurve. Räumlich ausgerichtete lineare und nichtlineare Wegkurven können nicht abgefahren werden.

Fig. 5 zeigt beispielgebend die Vorderansicht zum schrittweisen Bewegungsvorgang in der momentan definierten vertikalen Ebene 7. In Abhängigkeit von der eingestellten Geschwindigkeit ist die Wegstrecke Δr, die pro Zeiteinheit zurückzulegen ist, bekannt und bildet die Basis der durchzuführenden geometrischen und kinematischen Berechnungen. Mit der Wegstrecke Δr als Basis der geometrischen und kinematischen Berechnungen ergibt sich auf einfache Weise eine konstante Geschwindigkeit.

Im Gegensatz zur DE-PS 29 33 861, wo nach einer vorgegebenen Funktion das sich zeitlich ändernde Signal (±v·t) das einer sich zeitlich ändernden Wegstrecke Δr entspricht, gebildet wird, einem Rechner zugeführt wird, der den zeitliche Verlauf der Bewegung des Innenholms in Abhängigkeit vom rechtwinkligen Abstand des Transportweges von der inneren Drehachse des Innenholms bildet, ist hier für den zeitlichen Verlauf der Bewegungen des Auslegersystems 2, 3 keine vorzugebende Funktion erforderlich und der zeitliche Verlauf der Bewegungen des Auslegersystems 2, 3 ist unabhängig von der Art der Wegkurve und deren Lage zur vertikalen Drehachse 10 des Teleskopauslegers 2.

Um die Wegstrecke Δr nach Fig. 5 zurückzulegen, muß der Referenzpunkt 4 und damit der Arbeitskorb 1 theoretisch um den Betrag Δrh horizontal nach rechts und um den Betrag Δrv vertikal nach unten bewegt werden. Die Beträge Δrh und Δrv werden aus dem Betrag Δr und dem Winkel Φ der eingestellten Bewegungsrichtung ermittelt. Ist die Bewegungsrichtung genau horizontal, entspricht der Betrag Δrh genau dem Betrag Δr, ist die Bewegungsrichtung genau vertikal entspricht der Betrag Δrv genau dem Betrag Δr.

Fig. 6 zeigt eine Draufsicht zur Vorderansicht der Fig. 4. Die Abstände lhp, lhp&min;, lvp, lvp&min; und ld sind Projektionen des Auslegersystems 2, 3 in eine horizontal Ebene. Die Abstände lhp, lvp und der Drehwinkel ε werden nach dem Positionieren, mit dem Einschalten des Modus Parallelbetrieb gemäß Fig. 2 ermittelt. In dem durch die Abstände lvp, lvp&min; und Δrh aufgespannten Dreieck sind die Abstände lvp, Δrh und der Winkel ε bekannt. Damit kann der Abstand lvp&min; und der horizontale Drehwinkelsollwert Δη mittels Cosinussatz ermittelt werden. Den Abstand lhp&min; erhält man gemäß Fig. 2 aus der Summe der Abstände lvp&min; und ld.

Hieraus resultiert ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens. Die mit der Bewegung des Referenzpunktes 4 und des Arbeitskorbes 1 ständig neu zu ermittelten Größen zur Orientierung in der horizontalen Ebene 7 sind lediglich vom Drehwinkel ε bzw. ζ sowie dem horizontalen Anteil Δrh des Wegbetrages Δr nach Fig. 5 abhängig. Wird eine der beiden Größen, Drehwinkel ε bzw. ζ, Geschwindigkeit und damit der Wegbetrag Δr und damit auch Δrh oder beide geändert, werden sofort die Abstände lhp&min; und lvp&min; sowie der erforderliche Drehwinkelsollwert Δη des Teleskopauslegers 2 angepaßt.

Das bedeutet, solange der Drehwinkel ε bzw. ζ nicht geändert wird, erfolgt die Bewegung des Referenzpunktes 4 und des Arbeitskorbes 1 in der momentan definierten vertikalen Ebene 7. Mit der Änderung des Drehwinkels ε bzw. ζ wird sofort eine neue vertikale Ebene 7 definiert, in der der Referenzpunkt 4 und damit der Arbeitskorb 1 wiederum solange bewegt werden, solange wie der Drehwinkel ε bzw. ζ nicht geändert wird.

Der erforderliche Drehrichtungssinn für das horizontale Drehen des Teleskopauslegers 2 wird aus der in der vertikalen Ebene 7 eingestellten Bewegungsrichtung Φ ermittelt. Wurde in der vertikalen Ebene 7 eine Bewegungsrichtung nach oben, rechts oben, rechts, rechts unten oder unten eingestellt, entspricht dies den Winkelbereichen:



Diesen Winkelbereichen ist gemeinsam, daß der Cosinus ≤0 ist. Die Winkelbereiche <0 ergeben sich wenn der Drehknopf 6 im Uhrzeigersinn gedreht wird.

Wurde in der vertikalen Ebene 7 eine Bewegungsrichtung nach links oben, links, oder links unten eingestellt, entspricht dies den Winkelbereichen:



Diesen Winkelbereichen ist gemeinsam, daß der Cosinus <0 ist.

Legt man nun fest (Fig. 6), daß für das Drehen nach rechts, also im Uhrzeigersinn Δη ≤0 und für das Drehen nach links, also entgegen dem Uhrzeigersinn Δη<0 gelten muß, so erhält man den vorzeichenbehafteten Drehwinkelsollwert Δη durch Multiplikation mit der Signumfunktion:

Δη = Δη·SGN(COS(Φ))

Wurde in der vertikalen Ebene 7 eine Bewegungsrichtung nach oben oder nach unten eingestellt, entspricht dies den Winkeln:



Diesen Winkeln ist gemeinsam, daß der Cosinus =0 ist, womit keine Horizontalbewegung erfolgt.

Wenn der Teleskopausleger 2 horizontal um den Drehwinkelsollwert Δη gedreht wird und der Arbeitskorb 1 weiterhin parallel zur vertikalen Ebene 7 liegen soll, muß der Arbeitskorb 1 um den Betrag des Drehwinkelsollwertes Δη in entgegengesetzter Richtung gedreht werden. Das heißt, beide Drehwinkelsollwerte Δη und Δε sind betragsmäßig gleich, aber mit entgegengesetztem Vorzeichen behaftet.

Den durch die vertikale Ebene 7 und die vertikale Ebene 8 eingeschlossenen Winkel ε beziehungsweise ζ erhält man gemäß der Beschreibung zu Fig. 2.

Zur Orientierung in der horizontalen Ebene wiederholt sich der beschriebene Vorgang ständig für die fortschreidende Bewegung, in dem die geometrischen Größen ε&min; bzw. ζ&min;, lhp&min; und lvp&min; in ε bzw. ζ, lhp und lvp übergehen und damit die Berechnungsbasis für die Horizontalbewegung bilden.

Wurde die vertikale Ebene 7 und damit der Arbeitskorb 1 während des Positionierens nicht gedreht, so daß die durch das Auslegersystem 2, 3 aufgespannte vertikale Ebene 8 rechtwinklig zur vertikalen Ebene 7 liegt, so gilt für die durch die Ebenen 7 und 8 eingeschlossenen Winkel:



Wurde die vertikale Ebene 7 und damit der Arbeitskorb 1 während des Positionierens im Uhrzeigersinn gedreht, wie in Fig. 3 zutreffend, und wurde in der vertikalen Ebene 7 eine Bewegungsrichtung nach rechts, rechts oben oder rechts unten eingestellt, so ist der spitze Winkel ε maßgebend, der sich dann aus der Differenz von π/2 und dem absoluten Betrag des Winkels δ ergibt.

Wurde die vertikale Ebene 7 und damit der Arbeitskorb 1 während des Positionierens im Uhrzeigersinn gedreht, wie in Fig. 3 zutreffend, und wurde in der vertikalen Ebene 7 eine Bewegungsrichtung nach links, links oben oder links unten eingestellt, so ist der stumpfe Winkel ζ maßgebend, der sich dann aus der Summe von π/2 und dem absoluten Betrag des Winkels δ ergibt.

Fig. 7 zeigt eine gespiegelte Darstellung zur Fig. 3. Der maßgebliche Drehwinkel ε oder ζ wird in Analogie zur Beschreibung der Fig. 3 wie folgt ermittelt.

Wurde die vertikale Ebene 7 und damit der Arbeitskorb 1 während des Positionierens entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wie in Fig. 7 zutreffend, und wurde in der vertikalen Ebene 7 eine Bewegungsrichtung nach links, links oben oder links unten eingestellt, so ist der spitze Winkel ε maßgebend, der sich dann aus der Differenz von π/2 und dem absoluten Betrag des Winkels δ ergibt.

Wurde die vertikale Ebene 7 und damit der Arbeitskorb 1 während des Positionierens entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wie in Fig. 7 zutreffend, und wurde in der vertikalen Ebene 7 eine Bewegungsrichtung nach rechts, rechts oben oder rechts unten eingestellt, so ist der stumpfe Winkel ζ maßgebend, der sich dann aus der Summe von π/2 und dem absoluten Betrag des Winkels δ ergibt.

Fig. 8 zeigt eine Ansicht rechtwinklig zur durch das Auslegersystem 2, 3 aufgespannten vertikalen Ebene 8 nach Fig. 6 zur Bewegung des Arbeitskorbes nach rechts unten, wobei die horizontale Bewegung Δrh bereits ausgeführt wurde. Zunächst wird eine Verbindungslinie 11 von der horizontalen Drehachse 9 des Teleskopauslegers 2 zum Referenzpunkt 4 gezogen. Deren Länge folgt aus dem durch die momentane Höhe h und dem momentanen Abstand l&min;hp aufgespannten rechtwinkligen Dreieck. Die Höhe h folgt aus der Differenz der ursprünglichen Höhe h&min; und der Höhendifferenz Δrv. Der Abstand l&min;hp ist gemäß der Beschreibung zu Fig. 2 bekannt.

Anschließend wird im voran genannten rechtwinkligen Dreieck der von der Verbindungslinie 11 und der Horizontalen eingeschlossene Winkel φ ermittelt. Liegt der Referenzpunkt 4 unterhalb der Horizontalen, folgt eine negative Höhe h damit der Winkel γ&min; für diesen Fall das richtige Vorzeichen erhält, darf nicht mit dem Cosinus gerechnet werden, sondern mit dem Tangens oder Sinus.

Danach muß geprüft werden, ob die Summe aus momentaner Teleskopauslegerlänge lt und der Länge lk des Korbarmes 3 größer, gleich oder kleiner ist als die Länge der Verbindungslinie 11. Gemäß Fig. 8 ist für den vorliegenden Fall die Summe aus Teleskopauslegerlänge lt und Länge lk des Korbarmes 3 größer als die Länge der Verbindungslinie 11. Nun muß an dieser Stelle ermittelt werden, ob der momentan von Teleskopausleger 2 und der Horizontalen eingeschlossene Winkel α > 0 ist. Gemäß Fig. 8 trifft auch dies zu.

Deshalb wird jetzt in dem durch Verbindungslinie 11, Teleskopausleger 2 und Korbarm 3 aufgespannten Dreieck der von Teleskopausleger 2 und Verbindungslinie 11 eingeschlossene Winkel λ mittels Cosinussatz ermittelt. Für den Fall, daß der Korbarm 3 mit der Horizontalen einen Winkel y einschließt, der größer ist als der Winkel α, den der Teleskopausleger 2 mit der Horizontalen einschließt (in Fig. 8 die Winkel α* und γ*), wird der Winkel λ mit einem negativen Vorzeichen versehen. Damit folgt nun der Winkel α bzw. α* aus der Summe der Winkel φ und λ bzw. φ und λ*.

Da der Teleskopausleger 2 sowohl vertikal als auch horizontal gedreht wird, muß geprüft werden, ob die Länge lth der Projektion der momentanen Teleskopauslegerlänge lt auf die Horizontale größer ist als die nach Fig. 6 ermittelte Länge l&min;hp. Diesen Fall zeigt Fig. 9 in einer Ansicht rechtwinklig zur durch das Auslegersystem 2, 3 aufgespannten Ebene 8.

Das Verfahren ist so aufgebaut, daß die Bewegung "Teleskopieren" nur dann erfolgt, wenn es, wie im vorliegenden Fall, zwingend notwendig ist. Das bedeutet, daß die Vertikalbewegungen vorrangig durch vertikales Drehen des Teleskopauslegers 2 und Korbarmes 3 erfolgt. Damit ist gewährleistet, daß der Korbarm 3 bei einer Abwärtsbewegung stets in Richtung der Vertikalen 5 nach oben oder unten gedreht wird. Damit wird bei Abwärtsbewegung der Korbarm 3 automatisch und so schnell wie möglich in eine Lage unterhalb der Horizontalen gebracht. Womit gewährleistet ist, daß in jedem Fall die Höhen h <0 unterhalb der horizontalen Lage des Teleskopauslegers 2 ohne zusätzliche Manipulationen, wie neu Positionieren, mit kontinuierlichem Bewegungsablauf erreicht werden.

Fig. 9 zeigt einen Bewegungszustand, bei dem es nicht genügt, Teleskopausleger 2 und Korbarm 3 vertikal zu drehen, um den Referenzpunkt 4 in die definierte vertikale Ebene 7 zu bringen. Da die Länge lth größer als die Länge l&min;hp ist, schließt der Korbarm 3 mit der Horizontalen einen Winkel



ein. Damit der Referenzpunkt 4 wieder in die definierte vertikale Ebene 7 gelangt, muß vor der Ermittlung des Winkels φ nach Fig. 8 und der zugehörigen Beschreibung, der Teleskopausleger 2 um den Sollwert Δl eingefahren werden. Die erforderliche Teleskopauslegerlänge l&min;t wird aus dem durch Teleskopausleger 2, Horizontale durch die horizontale Drehachse 9 des Teleskopauslegers 2 und Vertikale 5, aufgespannten, rechtwinkligen Dreieck mittels Cosinus, was der Projektion des Abstandes l&min;hp auf den geneigten Teleskopausleger 2 entspricht, ermittelt.

Den Sollwert Δl, um den der Teleskopausleger 2 eingefahren werden muß, erhält man aus der Differenz der ursprünglichen Teleskopauslegerlänge lt und der erforderlichen Teleskopauslegerlänge lt&min;. Selbstverständlich ist für das erforderliche Teleskopieren Voraussetzung, daß der Teleskopausleger 2 nicht auf seine Mindestlänge eingefahren ist. Ist dies der Fall, stellt die beschriebene Bewegungssituation eine erste Abbruchbedingung dar, da der Referenzpunkt 4 bei einer Weiterbewegung in der momentanen Richtung die vertikale Ebene 7 verlassen würde. Deshalb muß der entsprechende Test vor den noch durchzuführenden Berechnungen nach Fig. 8 erfolgen. Nachfolgend wird die vorgenannte Abbruchbedingung nochmals allgemeiner formuliert:

Abbruchbedingung 1

Entspricht die momentane Teleskopauslegerlänge lt der Mindestlänge des Teleskopauslegers 2 im eingefahrenen Zustand und verlangt die Bewegung des Referenzpunktes 4 das Einfahren des Teleskopauslegers 2, ist die Bewegung zu unterbrechen.

Nachfolgend wird davon ausgegangen, daß die Abbruchbedingung 1 nicht maßgebend ist und damit die, in Fig. 8 und Fig. 9 dargestellte Bewegung ausgeführt werden kann.

Nach dem der Winkel α&min; nach Fig. 8 und der zugehörigen Beschreibung ermittelt wurde, muß geprüft werden, ob dieser >0 ist, was für die Darstellung in Fig. 8 zutrifft.

Der Drehwinkelsollwert Δα, um den der Teleskopausleger 5 vertikal gedreht werden muß, damit der Referenzpunkt 4 um den Betrag Δrv gemäß Fig. 8 nach unten, bei einer Aufwärtsbewegung nach oben, bewegt werden muß, erhält man aus der Differenz des momentan noch maßgebenden Winkels α und dem nach Fig. 8 neu berechneten Wert α*. Das entsprechende Vorzeichen <0 für eine Abwärts- und >0 für eine Aufwärtsbewegung ergibt sich für den Drehwinkelsollwert Δα damit automatisch.

In der Beschreibung zur Fig. 5 wurde bereits darauf hingewiesen, daß die Wegstrecke Δr und damit auch die vertikale und horizontale Projektion Δrv und Δrh zeitbezogen sind. Damit sind auch die entsprechenden Drehwinkelsollwerte für das horizontale Drehen Δη (Fig. 6), das vertikale Drehen Δα (Fig. 8) des Teleskopauslegers 2 und das vertikale Drehen Δγ (Fig. 8) des Korbarmes 3 zeitbezogen, womit die erforderlichen Winkelgeschwindigkeiten und damit die in Abhängigkeit von den Ventilkennlinien erforderlichen Volumenströme für die in der Regel hydraulischen Antriebsaggregate bekannt sind. Das gleiche gilt selbstverständlich auch für das Teleskopieren (Sollwert Δl). Da der Arbeitskorb 1 um die durch den Referenzpunkt 4 gehende Vertikale 5 gedreht wird, beeinflußt das Drehen des Arbeitskorbes 1 und damit auch das Drehen der vertikalen Ebene 7 nicht die Bewegungsgeschwindigkeit.

Hieraus resultiert ein weiterer wesentliche Vorteil des Verfahrens. Die Berechnungen zur erforderlichen Vertikalbewegung einschließlich der erforderlichen Geschwindigkeiten erfolgen grundsätzlich in dem durch Teleskopausleger 2, Korbarm 3 und der Verbindungslinie 11 aufgespannten Dreieck.

Damit wird automatisch auf der Basis der Lage und Länge der Verbindungslinie 11 die erforderliche Bewegung von Teleskopausleger 2, Teleskopieren und/oder vertikal Drehen, und des Korbarmes 3, vertikal Drehen, festgelegt, ohne daß umfangreiche und komplizierte Tests, wie es beim Festlegen einer Führungsbewegung und einer Führungsgeschwindigkeit, wie zu Fig. 5 beschrieben, erforderlich sind.

Bei der in der DE- PS 27 54 698 beschriebenen Regelung wurde eine Sollbewegung des Innenholms γsoll bezüglich einer Bezugslinie als Führungsbewegung festgelegt. Der durch Innen- und Außenholm eingeschlossene Winkel εsoll wird als Funktion des Winkels γsoll und Parametern zur Charakterisierung der Weggeometrie ermittelt. Allein schon die Gleichung für einen linearen Weg, der dazu auch noch rechtwinklig zur Bezugslinie liegt, zeigt beim vorliegenden, einfachsten Fall einen komplizierten Aufbau. Nach dem hier vorgestellten Verfahren stellt selbst der komplizierteste Weg keine Probleme.

Wie bereits voran erwähnt, gilt für die Darstellung in Fig. 8, daß der Winkel α >0 ist. Der zugehörige Drehwinkelsollwert Δα ist bereits ermittelt. Nun muß noch der Winkel γ&min; ermittelt werden, den der Korbarm 3 mit der Horizontalen einschließen muß, damit der Referenzpunkt 4 in der vertikalen Ebene 7 mit der geforderten Höhe h liegt. Dazu wird zunächst die Differenzhöhe Δh aus der geforderten Höhe h und der vertikalen Projektion l&min;tv der Teleskopauslegerlänge l&min;t gebildet. Danach wird in dem durch Korbarm 3, Horizontale und Höhendifferenz Δh aufgespannten rechtwinkligen Dreieck mittels Sinus der erforderliche Winkel γ&min; ermittelt.

Die Ermittlung des Winkels γ&min; basiert auf der Höhendifferenz Δh. Gleichermaßen könnte die Projektion der Teleskopauslegerlänge l&min;th auf die Horizontale und die Differenz zum Abstand l&min;hp mit dem Cosinus herangezogen werden. Dies hätte aber den Nachteil, daß im Gegensatz zur voran beschriebenen Methode, getestet werden müßte ob der Winkel γ&min;<0 und damit unterhalb der Horizontalen, wie in Fig. 8 dargestellt, der Winkel γ&min;>0 und damit oberhalb der Horizontalen oder der Winkel γ&min;=0 und damit in der Horizontalen liegt.

Bei der maßgebenden Methode mit der Höhendifferenz Δh als Basis folgt das Vorzeichen für den Winkel γ&min; aus der Höhendifferenz Δh automatisch, denn, ist die Höhe l&min;tv größer als die Höhe h, so folgt eine negative Höhendifferenz Δh und damit aus dem Sinus ein negativer Winkel γ&min; ist die Höhe l&min;tv kleiner als die Höhe h, folgt eine positive Höhendifferenz Δh und damit ein positiver Winkel γ&min;. Sind beide Höhen l&min;tv und h gleich, so ist der Winkel γ&min;=0.

Entspricht die Höhendifferenz Δh genau der Länge lk des Korbarmes 3, so zeigt der Korbarm 3 entweder vertikal nach unten, so ist der Winkel



wie in Fig. 9 dargestellt, oder vertikal nach oben, so ist der Winkel



Die Richtung nach oben oder nach unten ist gleichermaßen von der Höhendifferenz Δh abhängig und muß auch in diesem Fall nicht getestet werden.

Das Verfahren erlaubt, den Referenzpunkt 4 in beliebiger Richtung in der momentan definierten vertikalen Ebene 7 zu bewegen und zu verhindern, daß der Referenzpunkt 4 auf keinen Fall die vertikale Ebene 7 im Modus Parallelbetrieb verläßt. Stillschweigend wurde vorausgesetzt, daß dies auch für das vordere Ende des Teleskopauslegers 2 gilt.

Diesbezüglich zeigt sich wiederum ein Vorteil des Verfahrens, da, wie bereits beschrieben, die Berechnungen auf der Lage und Länge der Verbindungslinie 11 basieren und damit für den Fall, daß das Ende des Teleskopauslegers 2 hinter die vertikale Ebene 7 bewegt werden soll, sofort Teleskopausleger 2 einfahren gefordert wird, wie zu Fig. 9 beschrieben. Hat der Teleskopausleger 2 bereits seine Mindestlänge erreicht, wird die Abbruchbedingung 1 wirksam. Hieraus folgt, daß der Winkel γ bzw. γ&min; maximal den Wert



und minimal den Wert



erreichen kann.

Fig. 10 zeigt eine Ansicht rechtwinklig zu der durch das Auslegersystem 2, 3 aufgespannten Ebene 8 für den Fall, daß der Teleskopausleger 2 horizontal liegt und damit der Winkel α=0 ist. Der Referenzpunkt 4 und damit der Arbeitskorb 1 kann dabei oberhalb oder unterhalb der Horizontalen liegen. Beide Lagen haben gemeinsam, daß der von der Verbindungslinie 11 und der Horizontalen eingeschlossene Winkel φ bzw. φ* und der von der Verbindungslinie 11 und dem Teleskopausleger 2 eingeschlossene Winkel λ bzw. λ* gleich groß sind.

Da der Winkel α gemäß den Beschreibungen zu Fig. 8 auf der Basis der vorzeichenbehafteten Höhe h und dem Größenverhältnis der Winkel α und γ ermittelt wird, ergibt sich folgerichtig für beide in Fig. 10 dargestellten Lagen ein Winkel α=0.

Für beide in Fig. 10 dargestellten Lagen kann eine Horizontal- und Abwärtsbewegung nur dann durchgeführt werden, wenn für den Teleskopausleger 2 kein vertikales Drehen nach unten erforderlich ist. Das gilt nicht nur für eine Bewegung vertikal nach unten, sondern auch für die Bewegungen nach links unten und rechts unten.

Die genannten Bewegungungen müssen mit "Teleskopieren" und "Korbarm 3 vertikal drehen" durchgeführt werden. Hieraus folgt, daß die Bewegungen nur dann, beziehungsweise nur solange ausgeführt werden können, solange in der erforderlichen Richtung Teleskopieren möglich ist. Bezüglich vertikales Drehen des Korbarmes 3 können die Bewegungen solange durchgeführt werden, solange der Korbarm 3 keine vertikale Lage einnimmt. Ist dies der Fall, wird die Abbruchbedingung 1 wirksam.

Soll der nach Fig. 10 oberhalb bzw. unterhalb der Horizontalen liegende Referenzpunkt 4 und damit der Arbeitskorb 1 horizontal bewegt werden, kann dies nur mit der Bewegung "Teleskopieren" erfolgen. Die Lage des Korbarmes 3 darf nicht geändert werden, da dies zwangsläufig zu einer Höhenänderung führt. Das bedeutet, daß die Bewegung nur solange durchgeführt werden kann, solange Teleskopieren möglich ist. Für den Fall, daß der "Teleskopausleger 2" seine Maximallänge erreicht hat und die durchzuführende Bewegung Teleskopausleger 2 ausfahren verlangt, muß eine zweite Abbruchbedingung aufgestellt werden.

Abbruchbedingung 2

Entspricht die momentane Teleskopauslegerlänge lt der Maximallänge des Teleskopauslegers 2 im ausgefahrenen Zustand und verlangt die Bewegung des Referenzpunktes 4 das Ausfahren des Teleskopauslegers 2, ist die Bewegung zu unterbrechen.

Soll der nach Fig. 10 oberhalb der Horizontalen liegende Arbeitskorb 1 vertikal nach unten, nach rechts unten oder nach links unten bewegt werden, erfordert dies die Bewegungen "Teleskopausleger 2 einfahren" und "Korbarm 3 abwärts drehen". Ist der Teleskopausleger 2 aber bereits auf seine Minimallänge eingefahren, kann die Bewegung nicht ausgeführt werden. Der dargelegte Sachverhalt ist in der Abbruchbedingung 1 enthalten.

Soll der nach Fig. 10 unterhalb der Horizontalen liegende Arbeitskorb 1 vertikal nach unten, nach rechts unten oder nach links unten bewegt werden, erfordert dies die Bewegungen "Teleskopausleger 2 ausfahren" und "Korbarm 3 abwärts drehen". Ist der Teleskopausleger 2 aber bereits auf seine Maximallänge ausgefahren, kann die Bewegung nicht ausgeführt werden. Der dargelegte Sachverhalt ist in der Abbruchbedingung 2 enthalten.

Fig. 11 zeigt eine Ansicht rechtwinklig zu dem durch das Auslegersystem 2, 3 aufgespannten Ebene 8 für den Fall, daß Teleskopausleger 2 und Korbarm 3 in einer Linie liegen, so daß die Winkel α und γ gleich groß sind und die Verbindungslinie 11 mit dem Auslegersystem 2, 3 zusammenfällt.

Dieser Fall tritt dann ein, wenn die Summe aus der Länge lt des Teleskopauslegers 2 und lk des Korbarmes 3 kleiner ist als die der Verbindungslinie 11. Der Winkel λ wird zu 0 und der Winkel α ist gleich dem Winkel φ. Für diesen Fall erfolgt die auszuführende Bewegung durch Drehen und Ausfahren des Teleskopauslegers 2.

Der Sollwert Δl, um den der Teleskopausleger 2 ausgefahren werden muß, folgt aus der Differenz der Länge der Verbindungslinie 11 und der Summe aus der momentan noch maßgebenden Länge lt des Teleskopauslegers 2 und lk des Korbarmes 3.

Die Bewegung kann solange durchgeführt werden, solange der Teleskopausleger 2 nicht auf seine Maximallänge ausgefahren ist. Ist der Teleskopausleger 2 aber bereits auf seine Maximallänge ausgefahren, kann die Bewegung nicht ausgeführt werden. Der dargelegte Sachverhalt ist in der Abbruchbedingung 2 enthalten.

Wird in diesem Zustand eine Abwärtsbewegung verlangt, so ist die Summe aus der Länge lt des Teleskopauslegers 2 und lk des Korbarmes 3 kleiner ist als die der Verbindungslinie 11 und die Bewegung erfolgt wieder durch vertikales Drehen des Teleskopauslegers 2 und des Korbarmes 3, wie in Fig. 8 dargestellt.

Im vorgenannten Sachverhalt zeigt sich ein weiterer Vorteil des Verfahrens, da unter der Voraussetzung, daß die Verbindungslinie 11 mit der Horizontalen einen Winkel φ>0 einschließt und die durchzuführende Bewegung eine Vergrößerung des Abstandes lhp erfordert, wie beispielsweise in Fig. 6 (bei entgegengesetzter Bewegungsrichtung) dargestellt, so erfolgt grundsätzlich das vertikale Drehen des Korbarmes 3 in der Richtung, die eine Verringerung der Differenz zwischen Winkel α und Winkel γ mit sich bringt.

Ist die Differenz zwischen Winkel α und Winkel γ gleich 0, so daß Teleskopausleger 2 und Korbarm 3 in einer Linie liegen und erfordert die durchzuführende Bewegung eine Vergrößerung des Abstandes lhp wie beispielsweise in Fig. 6 (bei entgegengesetzter Bewegungsrichtung) dargestellt, so erfolgt die Bewegung grundsätzlich so, daß Teleskopausleger 2 und Korbarm 3 weiterhin in einer Linie liegen.

Damit ist gewährleistet, daß unabhängig von der Bewegungsrichtung stets die maximale Reichweite des Auslegersystems 2, 3 genutzt werden kann und eine Stellung des Auslegersystems 2, 3, wie sie Fig. 8 (untere Stellung) zeigt im Modus "Parallelbetrieb" ausgeschlossen ist, vorausgesetzt, daß genannte Stellung nicht im Positionierbetrieb erzeugt wurde.

Soll der Arbeitskorb 1 innerhalb einer vertikalen Ebene 7 bewegt werden, wie in Fig. 5 und Fig. 6 dargestellt, so ist lediglich der Drehknopf 5 zur Geschwindigkeitseinstellung und der Drehknopf 6 bzw. die Befehlstasten 7 bis 10 zur Einstellung der Bewegungsrichtung der Fig. 4 zu bedienen. Wird die Geschwindigkeitseinstellung 5 konstant gehalten, bewegt sich der Arbeitskorb 1 mit der eingestellten Geschwindigkeit selbständig in der mit dem Drehknopf 6 bzw. den Befehlstasten 7 bis 10 eingestellten Richtung ohne die vertikale Ebene 7 zu verlassen. Damit kann die Bewegung mit großer Geschwindigkeit durchgeführt werden, was beispielsweise für Feuerwehreinsätze wichtig ist.

Fig. 12 zeigt die fortlaufende Bewegung des Arbeitskorbes 1 entlang einer horizontalen gekrümmten (nichtlinearen) Wegkurve 12 in der Draufsicht. Zunächst wird im Modus "Positionieren" der Arbeitskorb 1 an der Wegkurve 12 in Stellung gebracht. Mit dem Einschalten des Modus "Parallelbetrieb" ist eine erste vertikale Ebene 7 definiert.

Mit der Befehlstaste 10 wird eine Richtung horizontal nach rechts eingestellt. Damit bleibt für die fortlaufende Bewegung unabhängig von der Lage einer vertikalen Ebene 7 die Höhe h konstant. Mit der Befehlstaste 13 wird mit der fortlaufenden Bewegung die vertikale Ebene 7 und damit der Arbeitskorb 1 nach links gedreht, so daß, der Arbeitskorb 1 entlang der Wegkurve 12 bewegt wird.

Ist die Krümmung der Wegkurve kreisförmig, was beispielsweise bei Gebäuden, Behältern und Stahlkonstruktionen häufig der Fall ist, so ist der Drehwinkelzuwachs pro Zeit- oder Wegeinheit für das Drehen der vertikalen Ebene 7 konstant, was das tangentiale Angleichen der Bewegung an die Wegkurve vereinfacht.

Fig. 13 zeigt die fortlaufende Bewegung des Arbeitskorbes 1 entlang einer vertikal, gekrümmten (nichtlinearen) Wegkurve 12 in einer Ansicht rechtwinklig zu dem durch das Auslegersystem 2, 3 aufgespannten Ebene 8. Zunächst wird im Modus Positionieren der Arbeitskorb 1 an der Wegkurve 12 in Stellung gebracht. Danach wird mit der Befehlstaste 13 oder 14 die vertikale Ebene 7 bis zum Winkel +90° oder -90° nach links bzw. rechts gedreht, so daß die vertikale Ebene 7 mit der durch das Auslegersystem 2, 3 aufgespannten Ebene 8 zusammenfällt. Der Arbeitskorb 1 wird dabei allerdings nur bis zur mechanischen Drehbegrenzung mitgedreht. Mit dem Einschalten des Modus "Parallelbetrieb" ist die vertikale Ebene 7 definiert.

Mit dem Drehknopf 6 wird eine nicht vertikale Richtung (0<φ<90) bzw. (90<φ<180) je nach der Richtung, in der die der vertikalen Ebene 7 gedreht wurde, eingestellt. Mit der fortlaufenden Bewegung wird mit dem Drehknopf 6 die Neigung entsprechend dem vertikalen Verlauf der Wegkurve 12 verringert.

Liegt die gekrümmte Wegkurve 12 nicht vertikal und nicht horizontal, wie voran beschrieben, sondern in einer beliebigen Neigung im Raum, so muß sowohl die Richtung in der momentan definierten Ebene 7, als auch die Lage der vertikalen Ebene 7 selbst dem Verlauf der gekrümmten Wegkurve 12 angeglichen werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Steuerung der Bewegung eines Arbeitskorbes, eines Werkzeuges oder einer Last am Ende eines Auslegersystems, bestehend aus Teleskop- und/oder Gelenkauslegern, entlang eines vorgegebenen räumlichen Weges mit konstanter Geschwindigkeit, wobei die Gelenk- und Teleskopbewegungen ständig von Winkel- und Längenmeßeinrichtungen erfaßt, einem Rechner oder Funktionsgenerator zugeführt und von diesem entsprechende Regelmittel bekannter Art auf bekannte Weise veranlaßt werden, die Bewegungen des Auslegersystems über die Antriebsaggregate so zu steuern, daß Arbeitskorb, Werkzeug oder Last entlang eines vorgegebenen räumlichen Weges bewegt werden, ohne daß dazu die für die Bewegung der einzelnen Teile des Auslegersystems erforderlichen Steuerhebel koordiniert werden müssen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage einer vertikalen Ebene (7), in der ein Referenzpunkt (4) am Ende eines Auslegersystems (2, 3) bewegt werden soll, durch einen horizontalen Abstand lhp der vertikalen Schnittlinie (5) der vertikalen Ebene (7) und einer durch das Auslegersystem (2, 3) aufgespannten vertikalen Ebene (8) von einer vertikalen Drehachse (10) eines Teleskopauslegers (2) und dem, von den vertikalen Ebenen (7 und 8) eingeschlossenen Winkel ε bzw. ζ bestimmt ist und durch Ändern des Winkels ε bzw. ζ, über ein erstes Steuerelement Befehlstasten 13, 14, die vertikale Ebene (7) um die Vertikale (5) gedreht wird, womit eine neue vertikale Ebene (7) definiert ist, in der der Referenzpunkt (4) nun weiter bewegt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über ein zweites Steuerelement, einen Drehknopf (5) bzw. Befehlstasten 7 bis 10 eine beliebige Richtung bzw. eine horizontale bzw. vertikale Richtung eingestellt wird, in der der Referenzpunkt (4) in der momentan definierten vertikalen Ebene (7) bewegt wird.
  3. 3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwinkelsollwerte Δα und Δη für das vertikale und horizontale Drehen des Teleskopauslegers (2), Δγ für das vertikale Drehen des Korbarmes (3) und Sollwert Δl für das Teleskopieren abhängig sind von einer Wegstrecke Δr, die einer, über ein drittes drehfedervorgespanntes Steuerelement, einen Drehknopf (6) eingestellten Geschwindigkeit proportional ist.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer vertikalen Bewegung des Referenzpunktes (4) die vom Auslegersystem (2, 3) auszuführende Art der Bewegung, vertikales Drehen des Teleskopausleger (2), vertikales Drehen des Korbarmes (3) und Teleskopieren abhängig ist vom Verhältnis der Summe aus der Korbarmlänge lk und der Teleskopauslegerlänge lt zur Länge einer Verbindungslinie (11) zwischen horizontaler Drehachse (9) des Teleskopauslegers (2) und dem Ende einer Wegstrecke Δr, die in der momentan definierten vertikalen Ebene (7) liegt.
  5. 5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Summe aus der momentanen Länge lt des Teleskopauslegers (2) und der Länge lk des Korbarmes (3) größer ist als die Länge der Verbindungslinie (11), die in der momentan definierten vertikalen Ebene (7) liegt und wenn die Projektionslänge lth der momentanen Teleskopauslegerlänge lt auf die Horizontale kleiner der Projektonslänge lhp des Auslegersystems (2, 3) auf die Horizontale ist, die erforderliche Bewegung des Auslegersystems (2, 3) durch vertikales Drehen des Teleskopauslegers (2) und des Korbarmes (3), ohne Teleskopieren erfolgt.
  6. 6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfahrbewegung des Teleskopauslegers (2) nur dann erfolgt, wenn die Summe aus der momentanen Länge lt des Teleskopauslegers (2) und der Länge lk des Korbarmes (3) größer oder gleich der Länge der Verbindungslinie (11), die in der momentan definierten vertikalen Ebene (7) liegt, ist und die Projektionslänge lhp der momentanen Teleskopauslegerlänge lt auf die Horizontale größer ist als die Projektonslänge lhp des Auslegersystems (2, 3).
  7. 7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfahrbewegung Teleskopausleger (2) dann erfolgt, wenn die Summe aus der momentanen Länge lt des Teleskopauslegers (2) und der Länge lk des Korbarmes (3) kleiner ist als die Länge der Verbindungslinie (11), die in der momentan definierten vertikalen Ebene (7) liegt, und die sich hieraus zwangsläufig ergebende gestreckte Lage des Auslegersystems (2, 3), wobei Teleskopausleger (2) und Korbarm (8) liegen in einer Linie, solange beibehalten wird, solange wie die Bewegung des Referenzpunktes (2) eine zunehmende Länge der Verbindungsgeraden (11) bewirkt.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfahrbewegung Teleskopausleger (2) ausfahren nur dann erfolgt, wenn der Teleskopausleger (2) eine horizontale Lage einnimmt, der Korbarm (3) mit der Horizontalen einen Winkel γ <0 einschließt und die Bewegung des Referenzpunktes (4) eine zunehmende Länge der Verbindungsgeraden (11) bewirkt.
  9. 9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das Auslegersystem (2, 3) eine gestreckte Lage einnimmt, und die Bewegung des Referenzpunktes (4) eine abnehmende Länge der Verbindungslinie (11) bewirkt, die erforderliche Bewegung des Auslegersystems (2, 3) durch vertikales Drehen des Teleskopauslegers (2) und des Korbarmes (3), ohne Teleskopieren erfolgt.
  10. 10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die momentane Teleskopauslegerlänge lt der Mindestlänge des Teleskopauslegers (2) im eingefahrenen Zustand entspricht und die Bewegung des Referenzpunktes (4) das Einfahren des Teleskopauslegers (2) erfordert, die Bewegung abgebrochen wird.
  11. 11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die momentane Teleskopauslegerlänge lt der Maximallänge des Teleskopauslegers (2) im ausgefahrenen Zustand entspricht und die Bewegung des Referenzpunktes (4) das Ausfahren des Teleskopauslegers (2) verlangt, die Bewegung abgebrochen wird.






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