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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft Hubeinrichtungen, insbesondere mobile Hubeinrichtungen, wie z. B. Hubstapler, Hebebühnen und Mobilkrane, die nicht fest mit einem Untergrund verbunden sind. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin Maßnahmen zum Schutz von sich in der Umgebung der mobilen Hubeinrichtung befindlichen Gegenständen und Personen bei einem Umstürzen der mobilen Hubeinrichtung.
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Stand der Technik
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Hubeinrichtungen sind in verschiedenen Varianten bekannt und sind, wie beispielsweise Hubstapler, Hebebühnen und Mobilkrane, häufig mobil ausgeführt, so dass sie an einen entsprechenden Einsatzort verfahren werden können. Daher sind derartige Hubeinrichtungen nicht fest mit dem Untergrund verbunden und es besteht die potentielle Gefahr, dass die Hubeinrichtung umstürzt.
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Da die oben genannten Hubeinrichtungen in der Regel schwere Lasten bewegen, besteht ein potentielles Risiko, dass die Hubeinrichtung umstürzt, wenn die transportierte Last sich in einer Richtung zu weit von dem Schwerpunkt der Hubeinrichtung entfernt, d. h. wenn der Summenschwerpunkt aus Last und Hubeinrichtung eine Kipplinie überschreitet.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2007 019 506 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermeidung eines Umkippens eines Gegengewichtsstaplers bekannt, wobei abhängig von einer Kennlinie für eine Kippvermeidung als eine Funktion der Fahrgeschwindigkeit und des Lenkwinkels die Fahrgeschwindigkeit und/oder der Lenkwinkel angepasst werden, um ein Umkippen des Gegengewichtsstaplers zu vermeiden.
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Aus der Druckschrift
DE 20 2007 002 303 U1 ist eine Vorrichtung zur Vermeidung von Unfallgefahren im Betrieb von Hubstaplern bekannt. Dabei wird die Hub- und/oder die Fahrbewegung blockiert, bevor das maximal zulässige Kippmoment überschritten wird.
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Die Druckschrift
DE 10 2007 058 694 A1 betrifft ein Fahrzeug, bei dem zur kippsicheren Abstützung des Fahrzeugs am Boden bei Kippneigung des Fahrzeugs ein Stützmoment in einer Fahrbetriebsbereitschaftsstellung, in der das Fahrzeug mit seinen Rädern auf dem Boden steht, am Fahrzeug montierbar und/oder einstellbar ist.
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Es ist eine Vielzahl von weiteren Maßnahmen bekannt, um das Umstürzen von Hubeinrichtungen zu vermeiden. Dazu gehören beispielsweise Auslegerstützen, die den Bereich vergrößern, in dem die schwere Last über der Hubeinrichtung transportiert werden kann. Jedoch sind keine Maßnahmen bekannt, um eine Gefährdung von Gegenständen und Personen zu reduzieren, wenn ein Umstürzen der Hubeinrichtung unvermeidbar ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zum Betreiben einer Hubeinrichtung gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung, eine Hubeinrichtung und ein Computerprogrammprodukt gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben einer Hubeinrichtung mit einem verfahrbaren Element, mit dessen Hilfe eine Last bewegbar ist, vorgesehen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- – Überwachen, ob ein Umstürzen der Hubeinrichtung bevorsteht; und
- – bei einem erkannten Umstürzen, Verfahren zumindest eines Teils des Elements und/oder der Last in Richtung einer Kippachse, um die die Hubeinrichtung kippt.
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Das obige Verfahren betrifft den Fall, bei dem bei einer Hubeinrichtung festgestellt wurde, dass ein Umstürzen nicht mehr zu vermeiden ist. Beim Umstürzen von mobilen Hubeinrichtungen kommt es insbesondere in einem größeren Umgebungsbereich um die Hubeinrichtung zu einer Gefährdung, da die Hubeinrichtungen in der Regel einen Ausleger oder dergleichen aufweisen. Der Ausleger, der in der Regel vor dem Umstürzen gerade oder geneigt in die Höhe ragt, kippt beim Umstürzen in Richtung einer Horizontalen, so dass sich das äußere Ende des Auslegers beim Auftreffen auf den Untergrund in der Regel weit entfernt von dem Summenschwerpunkt der Hubeinrichtung befindet. Dadurch entstehen Gefährdungen von Personen, Gegenständen und Einrichtungen aller Art, entweder durch die Hubeinrichtung und/oder durch die am Ausleger angeordnete Last, insbesondere auch in vermeintlich sicherer Entfernung von der Hubeinrichtung.
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Bei der Beurteilung des sicheren Abstands von mobilen Hubeinrichtungen wird im Allgemeinen der Gefährdungsradius unterschätzt, der durch das Umstürzen der vollständig ausgefahrenen Hubeinrichtung gegeben ist. Es ist daher gemäß dem obigen Verfahren vorgesehen, dass bei Erkennen eines unvermeidlichen Umstürzens der Hubeinrichtung der Ausleger der Hubeinrichtung schnellstmöglich eingefahren wird, so dass der Abstand, mit dem das entfernte bzw. äußere Ende des Auslegers auf dem Untergrund auftrifft, näher an dem Summenschwerpunkt der Hubeinrichtung liegt, als dies ohne das Einfahren des Auslegers der Fall wäre. Dadurch wird der Gefährdungsbereich auch dann reduziert, wenn ein Umstürzen der Hubeinrichtung bereits nicht mehr zu vermeiden ist.
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Weiterhin kann die Hubeinrichtung eine Basis, insbesondere ein Fahrteil zum Bewegen der Hubeinrichtung, aufweisen, wobei das Element einen Ausleger aufweist, dessen von der Basis entferntes Ende bei einem erkannten Umstürzen in Richtung der Basis bewegt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Hubeinrichtung alternativ oder zusätzlich eine Basis, insbesondere ein Fahrteil zum Bewegen der Hubeinrichtung, aufweisen, wobei das Element einen Träger zum Transportieren der Last aufweist, dessen Position bei einem erkannten Umstürzen in Richtung der Basis verändert wird.
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Weiterhin kann das Verfahren zumindest eines Teils des Elements und/oder der Last gemäß einem vorbestimmten Bewegungsprofil mit variabler Geschwindigkeit durchgeführt werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Bewegungsprofil eine von einem Kippwinkel der Hubeinrichtung beim Umstürzen abhängige Geschwindigkeit des Verfahrens angibt.
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Weiterhin kann erkannt werden, dass ein Umstürzen der Hubeinrichtung bevorsteht, wenn ein Summenschwerpunkt der Hubeinrichtung und einer transportierten Last außerhalb eines über einer innerhalb von Kippachsen aufgespannten Fläche befindlichen Halbraums liegt.
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Insbesondere kann der Summenschwerpunkt anhand eines bereitgestellten Neigungswinkels der Hubeinrichtung bestimmt werden oder aus einer Angabe über eine Position des Elements, das die Last aufnimmt, und dem Gewicht der Last nach der Aufnahme ermittelt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Betreiben einer Hubeinrichtung mit einem verfahrbaren Element, mit dessen Hilfe eine Last bewegbar ist, vorgesehen. Die Vorrichtung ist ausgebildet, um
- – zu überwachen, ob ein Umstürzen der Hubeinrichtung bevorsteht; und
- – bei einem erkannten Umstürzen zumindest einen Teil des Elements und/oder der Last in Richtung einer Kippachse zu verfahren, um die die Hubeinrichtung kippt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Hubeinrichtung mit einem Ausleger und der obigen Vorrichtung vorgesehen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogrammprodukt vorgesehen, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, das obige Verfahren durchführt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1a und 1b eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer beispielhaften dreirädrigen mobilen Hubeinrichtung; und
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2 eine schematische perspektivische Darstellung der Reduzierung des Gefährdungsradius durch ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Die 1a und 1b zeigen verschiedene Ansichten einer Hubeinrichtung 1, die im vorliegenden Beispiel als Hubstapler ausgebildet ist. 1a zeigt eine Draufsicht auf die Hubeinrichtung 1, während 1b eine Seitenansicht zeigt. Alternativ kann die Hubeinrichtung 1 auch als Hebebühne, Mobilkran oder dergleichen ausgebildet sein.
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Die Hubeinrichtung weist drei Räder 2 auf, die in einer Dreiecksanordnung angeordnet sind. Die Dreiecksanordnung definiert einen Flächenbereich, über dem sich der Summenschwerpunkt der Hubeinrichtung und der transportierten Last befinden muss, damit ein Kippen bzw. Umstürzen der mobilen Hubeinrichtung 1 ausgeschlossen werden kann.
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Die Hubeinrichtung 1 weist als Basis ein Fahrteil 11 auf, das eine (nicht gezeigte) Antriebseinheit zum Fahren der Hubeinrichtung 1, einen (nicht gezeigten) Führerstand und sonstige zum Betrieb der Hubeinrichtung 1 notwendige Einrichtungen umfasst.
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Weiterhin umfasst die Hubeinrichtung 1 als ein verfahrbares Element einen an dem Fahrteil 11 befestigten Ausleger 3, mit dem eine Last 4 relativ zum Fahrteil 11 in vertikaler und horizontaler Richtung bewegt werden kann. Beim gezeigten Hubstapler ist der Ausleger 3 senkrecht am Fahrteil 11 angeordnet und weist eine Hubgabel 5 als Träger auf, auf der die zu transportierende Last 4 aufliegt.
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Der senkrechte Ausleger 3 kann zudem in begrenztem Maße verkippt werden, um die zu transportierende Last 4 in einem begrenzten Bereich in horizontaler Richtung zu bewegen.
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In Abhängigkeit von der Schwere der Last 4 und der Position der Hubgabel 5 kann der Summenschwerpunkt als gemeinsamer Schwerpunkt der Hubeinrichtung 1 und der Last 4 außerhalb der durch die Kipplinien K definierten Dreiecksfläche gelangen und somit eine Gefährdung für ein Umstürzen der Hubeinrichtung 1 darstellen.
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Es ist weiterhin eine Steuereinheit 15 vorgesehen, die Fahrfunktionen der Hubeinrichtung 1 steuert. Die Steuereinheit 15 überwacht zudem als Sicherheitsfunktion mithilfe von geeigneten Sensoren, wie z. B. Neigungssensoren und Beschleunigungssensoren, permanent den Neigungswinkel des Auslegers 3 und/oder eines anderen fest mit dem Fahrteil 11 der Hubeinrichtung 1 verbundenen Bauteils sowie dessen Geschwindigkeit und Beschleunigung und kann aus diesen Angaben in bekannter Weise ermitteln, wenn ein Umstürzen der Hubeinrichtung 1 bevorsteht.
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Dies kann im einfachsten statischen Fall dadurch erkannt werden, dass der Neigungswinkel des betreffenden Bauteils einen Grenzwinkel überschreitet. Hat der tatsächliche Neigungswinkel den Grenzwinkel annähernd erreicht und ist die Geschwindigkeit der Neigungserhöhung (bezüglich der Senkrechten) bzw. eine etwaige Beschleunigung dieser Bewegung ausreichend hoch, so kann ebenfalls auf ein unvermeidbares Umstürzen der Hubeinrichtung 1 geschlossen werden.
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Alternativ kann ein Umstürzen erkannt werden, wenn der Summenschwerpunkt außerhalb eines über einer innerhalb von Kipplinien aufgespannten Fläche befindlichen Halbraums gelangt.
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Wird in der Steuereinheit 15 erkannt, dass ein Umstürzen der Hubeinrichtung 1 unvermeidbar ist, so werden Maßnahmen ergriffen, um den Gefährdungsbereich von Gegenständen und Personen durch die Hubeinrichtung 1 zu reduzieren. Dies erfolgt dadurch, dass der Ausleger 3 und die daran beweglich angeordnete Hubgabel 5 so angesteuert werden, dass die Last 4 und/oder ein entferntes, äußeres Ende des Auslegers 3 in Richtung eines Punktes verfahren werden, um den die Hubeinrichtung kippt. Bei dem obigen Beispiel des dreirädrigen Hubstaplers liegt dieser Punkt auf derjenigen Kipplinie K, über die sich der Summenschwerpunkt bewegt hat.
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Durch das Verfahren der Last 4 und/oder des äußeren Endes des Auslegers 3 wird der Abstand verringert, mit dem die Last 4 oder ein Teil der Hubeinrichtung 1 von dem Fahrteil 11 bzw. der Kipplinie K entfernt auf dem Untergrund auftreffen. Bei dem obigen Hubstapler kann dies kann durch Einfahren des Auslegers 3, durch Verschwenken in Richtung des Fahrteils 11 und/oder durch Absenken der Hubgabel 5, erfolgen.
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Wie in 2 dargestellt, kann bei einem erkannten Umstürzen der Hubeinrichtung 1 das Einfahren des Auslegers 3 während des Umstürzvorgangs eine Verringerung des Bereichs bewirken, innerhalb dessen eine Gefährdung von Personen und Gegenständen durch den ausgefahrenen Ausleger 3 und die transportierte Last 4 auftreten kann. Dieser Gefährdungsbereich ist in 2 mit "G" gekennzeichnet.
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Unter Umständen ist es möglich, die Geschwindigkeit, mit der die Last 4 und der Ausleger 3 auf dem Untergrund auftreffen, zu reduzieren, indem das Einfahren der Hubgabel 5 und/oder des äußeren Endes des Auslegers 3 mit einem bestimmten Geschwindigkeitsprofil erfolgt. Das entsprechende Geschwindigkeitsprofil kann fest vorgegeben oder abhängig von der Schwere der transportierten Last 4 sein.
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Insbesondere kann das Geschwindigkeitsprofil so vorgesehen sein, dass sich das Einfahren des Auslegers 3 beschleunigt, um so der durch die im Wesentlichen kreisbogenförmige Bewegung der Last 4 bzw. des Auslegerendes ausgeübten Fliehkraft derart entgegenzuwirken, dass die Last 4 im Wesentlichen im Bereich des Auslegers 3 bzw. der Hubgabeln 5 verbleibt, ohne beim Auftreffen auf den Untergrund in eine Richtung weg von der umgestürzten Hubeinrichtung 1 zu rutschen bzw. geschleudert zu werden.
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Bei mehreren Freiheitsgraden der Bewegung des Auslegers 3 ist vorgesehen, den Ausleger 3 so zu bewegen, dass der Abstand zum Schwerpunkt der Hubeinrichtung 1 möglichst schnell verringert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007019506 A1 [0004]
- DE 202007002303 U1 [0005]
- DE 102007058694 A1 [0006]