DE102011119614A1 - Device for monitoring mixture drum of concrete mixer vehicle, has electronic sensing unit that is arranged on lid or maintenance aperture to monitor close state of lid and connected to mixture drum to control drum drive - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung mindestens einer an eine Mischtrommel eines Fahrmischers angeordneten Wartungsöffnung zum Zugang der über einen Trommelantrieb drehbaren Mischtrommel zu Wartungszwecken, wobei die Wartungsöffnung über einen Deckel mittels einer lösbaren Schraubenverbindung verschließbar ist. Außerdem umfasst die Erfindung auch einen eine solche Überwachungsvorrichtung umfassenden Fahrmischer sowie ein Verfahren zur Durchführung der Überwachung der Wartungsöffnung.The invention relates to a device for monitoring at least one maintenance opening arranged on a mixing drum of a truck mixer for accessing the mixing drum rotatable via a drum drive for maintenance purposes, wherein the maintenance opening can be closed by means of a detachable screw connection via a cover. In addition, the invention also encompasses a truck mixer comprising such a monitoring device and a method for carrying out the monitoring of the maintenance opening.
Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich auf Fahrmischer zum Transport breiiger Baustoffe, wie insbesondere Frischbeton. Hierzu wird der Frischbeton von einer stationären Betonmischanlage in einer sich drehenden Mischtrommel zur Baustelle transportiert, um ein Entmischen oder zu frühes Abbinden des Frischbetons zu verhindern.The field of application of the invention extends to truck mixers for transporting pulpy building materials, in particular fresh concrete. For this purpose, the fresh concrete is transported from a stationary concrete mixing plant in a rotating mixing drum to the site to prevent segregation or early setting of the fresh concrete.
Um eine Reinigung oder Wartung der Mischtrommel durchführen zu können, weist diese eine mit einem Deckel von außen verschließbare Wartungsöffnung auf, welche meist in Form eines sogenannten Mannloches ausgebildet ist, durch welches eine Person in die Mischtrommel gelangen kann. Wartungsöffnungen können allerdings auch mit anderen geometrischen Abmessungen ausgebildet sein. Daneben lässt sich die Erfindung generell auch anwenden auf andere mit Wartungsöffnungen versehene Mischtrommeln, Tanks und dergleichen.In order to carry out a cleaning or maintenance of the mixing drum, this has a closable with a lid from the outside maintenance opening, which is usually designed in the form of a so-called manhole, through which a person can get into the mixing drum. However, maintenance openings can also be formed with other geometric dimensions. In addition, the invention can generally also apply to other provided with maintenance openings mixing drums, tanks and the like.
Aus der
Daneben gehen aus dem allgemeinen Stand der Technik auch hydraulische Trommelantriebe hervor, bei denen ein am Hydraulikkreis angeschlossener Hydraulikmotor die Mischtrommel bei Bedarf in Drehbewegung versetzt.In addition, hydraulic drum drives also emerge from the general state of the art, in which a hydraulic motor connected to the hydraulic circuit causes the mixing drum to rotate as required.
Gewöhnlich ist außen an der Mischtrommel mindestens eine Wartungsöffnung in Form eines Mannlochs zu Wartungszwecken vorgesehen. Die Wartungsöffnung ist mittels einer lösbaren Schraubenverbindung mit einem Deckel verschlossen. Die lösbare Schraubenverbindung ist gewöhnlich durch mehrere entlang des Randbereichs des Deckels angeordnete Schrauben realisiert. Nach Entfernen aller Schrauben lässt sich der Deckel von der Wartungsöffnung abnehmen, damit eine Person zu Wartungs- oder Reparaturzwecken in die Mischtrommel einsteigen kann.Usually, at least one maintenance opening in the form of a manhole for maintenance purposes is provided on the outside of the mixing drum. The maintenance opening is closed by means of a detachable screw connection with a lid. The releasable screw connection is usually realized by a plurality of screws arranged along the edge region of the cover. After removing all screws, the cover can be removed from the maintenance opening so that a person can enter the mixing drum for maintenance or repair purposes.
Aus Sicherheitsgründen muss die Mischtrommel zuvor mechanisch arretiert werden, um ein unbeabsichtigtes Verdrehen der Mischtrommel beim Einsteigen oder dem Aufenthalt der Person in der Mischtrommel zu verhindern. Hierfür kommen mechanische Arretiereinrichtungen zum Einsatz, welche die Mischtrommel zwar gegen Verdrehen in Folge einer Unwucht sichern können; bei hydraulischen Trommelantrieben können diese Arretiereinrichtungen wegen des großen Antriebsdrehmoments jedoch überwunden werden. Somit stellen bekannte Arretiereinrichtungen einen Stillstand der Mischtrommel nicht unter allen Umständen sicher. Es hängt vielmehr von der Bedienperson ab, ob geeignete Maßnahmen getroffen werden, welche ein unbeabsichtigtes Einschalten des Trommelantriebs während der Wartungsarbeiten verhindern. Hieraus resultiert ein Unfallrisiko bei Wartungsarbeiten innerhalb der Mischtrommel.For safety reasons, the mixing drum must first be mechanically locked in order to prevent inadvertent rotation of the mixing drum when entering or staying in the mixing drum. For this purpose, mechanical locking devices are used, which can secure the mixing drum against rotation due to an imbalance; in hydraulic drum drives, however, these locking devices can be overcome because of the large drive torque. Thus, known locking devices do not ensure a standstill of the mixing drum under all circumstances. Rather, it depends on the operator whether suitable measures are taken to prevent inadvertent activation of the drum drive during maintenance. This results in an accident risk during maintenance work within the mixing drum.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung mit einfachen technischen Mitteln ein unbeabsichtigtes oder fahrlässiges Ingangsetzen der Mischtrommel eines Fahrmischers während der Wartungsarbeiten zu verhindern.It is therefore the object of the present invention with simple technical means to prevent inadvertent or negligent starting the mixing drum of a truck mixer during maintenance.
Die Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmal gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Verfahrenstechnisch wird die Aufgabe durch Anspruch 12 gelöst.The object is achieved on the basis of a device according to the preamble of
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass seitens des Deckels oder seitens der Wartungsöffnung der Mischtrommel eine elektronische Sensoreinheit zur Überwachung des Schließzustandes des Deckels angeordnet ist, welche über eine Kommunikationsverbindung mit einer zentralen Steuereinheit zur Ansteuerung des Trommelantriebs in Verbindung steht.The invention includes the technical teaching that an electronic sensor unit for monitoring the closed state of the lid is arranged on the part of the lid or on the maintenance opening of the mixing drum, which communicates via a communication link with a central control unit for controlling the drum drive.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass mit technischen Überwachungsmitteln der Schließzustand des Deckels zuverlässig ermittelbar ist, um prinzipiell ein Ingangsetzen des Trommelantriebs bei geöffneter Wartungsöffnung zu unterbinden. Denn das Entfernen des Deckels von der Wartungsöffnung ist bei der Überwachung Voraussetzung dafür, dass eine Person in die Mischtrommel einsteigen kann. Da die erfindungsgemäße Lösung bei dieser notwendigen Voraussetzung für die Durchführung von Wartungsarbeiten angreift, wird ein zuverlässiger Unfallschutz ermöglicht.The advantage of the solution according to the invention lies, in particular, in the fact that the closing state of the lid can be reliably determined by means of technical monitoring means in order in principle to prevent starting of the drum drive when the maintenance opening is open. Because the removal of the cover from the maintenance opening is a prerequisite for monitoring that a person can get into the mixing drum. Since the solution according to the invention acts on this necessary condition for carrying out maintenance work, a reliable accident protection is made possible.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die elektronische Sensoreinheit einen elektrischen Schalter zur Detektion des Schließzustandes des Deckels, eine Stromversorgung zur Herstellung eines über den elektrischen Schalter laufenden Überwachungsstromkreises und eine Kommunikationsschnittstelle zur Datenverbindung mit der außerhalb der Mischtrommel angeordneten zentralen Steuereinheit. Die elektronische Sensoreinheit sollte in einem gegen Schmutz und Wasser geschützten Gehäuse untergebracht sein, das sich vorzugsweise innerhalb der Mischtrommel befindet. Die Kommunikationsschnittstelle der elektronischen Sensoreinheit zur zentralen Steuereinheit hin kann je nach Beschaffenheit des Datenübertragungskanals ausgebildet sein.According to a preferred embodiment, the electronic sensor unit comprises an electrical switch for detecting the Closed state of the lid, a power supply for producing a running over the electrical switch monitoring circuit and a communication interface for data connection with the outside of the mixing drum arranged central control unit. The electronic sensor unit should be housed in a protected against dirt and water housing, which is preferably located within the mixing drum. The communication interface of the electronic sensor unit to the central control unit may be formed depending on the nature of the data transmission channel.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kommunikationsverbindung drahtlos ausgebildet, indem die elektronische Sensoreinheit als Kommunikationsschnittstelle ein Sende-/Empfangsmodul umfasst, das mit einem korrespondierenden seitens der zentralen Steuereinheit außerhalb der Mischtrommel angeordneten Sende-/Empfangsmodul über Datenfunk kommuniziert. Vorteil der drahtlosen Kommunikationsverbindung ist, dass eine Verkabelung zwischen Sensoreinheit und zentraler Steuereinheit entfallen kann, was insbesondere wegen der drehenden Mischtrommel technisch aufwendig zu gestalten wäre. Im Falle einer drahtlosen Kommunikationsverbindung ist die Stromversorgung vorzugsweise als eine Batterie ausgebildet. Die Batterie kann mit einer autarken Stromversorgung, beispielsweise per Induktionskreis, kombiniert werden. Da die Batterie hierdurch wieder aufladbar ist, entfällt ein Austausch. Es ist auch denkbar, eine autarke Stromversorgung über eine Solarzelle oder dergleichen zu realisieren.According to a preferred embodiment, the communication link is formed wirelessly by the electronic sensor unit comprises a transmission / reception module as a communication interface, which communicates with a corresponding on the part of the central control unit outside the mixing drum arranged transmitting / receiving module via radio data transmission. Advantage of the wireless communication connection is that a cabling between the sensor unit and the central control unit can be omitted, which would be technically complicated especially because of the rotating mixing drum. In the case of a wireless communication link, the power supply is preferably designed as a battery. The battery can be combined with a self-sufficient power supply, for example via an induction circuit. As the battery can be recharged, there is no need for replacement. It is also conceivable to realize a self-sufficient power supply via a solar cell or the like.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Kommunikationsverbindung zwischen der Sensoreinheit und der zentralen Steuereinheit auch als eine zumindest teilweise entlang der Mischtrommel verlegten Steuerleitung ausgebildet sein. Um die an der Mischtrommel montierte Sensoreinheit per drahtgebundener Kommunikationsschnittstelle mit der außerhalb der Mischtrommel montierten zentralen Steuereinheit elektrisch zu verbinden, wird vorgeschlagen, das im Bereich des Trommelantriebs eine elektrische Drehdurchführung für die Steuerleitung vorgesehen wird. Im Falle einer drahtgebundenen Kommunikationsverbindung kann die Stromversorgung der Sensoreinheit auch über das Steuerkabel erfolgen, so dass seitens der Sensoreinheit eine Batterie entfallen kann.According to another embodiment, the communication connection between the sensor unit and the central control unit can also be designed as a control line laid at least partially along the mixing drum. In order to electrically connect the sensor unit mounted on the mixing drum to the central control unit mounted outside the mixing drum by means of a wired communication interface, it is proposed that an electrical rotary feedthrough be provided for the control line in the region of the drum drive. In the case of a wired communication connection, the power supply of the sensor unit can also be done via the control cable, so that a battery can be omitted by the sensor unit.
Vorzugsweise sollte der in der Sensoreinheit integrierte elektrische Schalter als Öffner ausgebildet sein. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Überwachungsstromkreis dann unterbrochen wird, wenn der Deckel von der Wartungsöffnung entfernt ist. Die Auslösung der Überwachung durch Stromkreisunterbrechung gewährleistet einen erhöhten Sicherheitsgrad der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung, da Kontaktfehler außer Betracht bleiben.Preferably, the integrated in the sensor unit electrical switch should be designed as an opener. This ensures that the monitoring circuit is interrupted when the cover is removed from the maintenance opening. The triggering of the monitoring by circuit interruption ensures an increased level of security of the monitoring device according to the invention, since contact errors remain out of consideration.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht der elektrische Schalter aus einer seitens der Wartungsöffnung an der Mischtrommel in der Sensoreinheit integrierten elektrischen Buchse, die mit einem korrespondierenden und seitens des Deckels angeordneten elektrischen Kontaktstecker zusammenwirkt. Der Kontaktstecker kann dabei als Brückenglied ausgebildet sein, um zwei nebeneinanderliegende Pole der Buchse zu überbrücken. Daneben ist es auch denkbar, dass die beiden Pole hintereinander angeordnet ist, so dass der elektrische Kontaktstecker in Form eines Kontaktstiftes gestaltbar ist, welcher fest am Deckel angebracht ist, um mit Entfernen des Deckels aus der elektrischen Buchse herausgezogen zu werden, wodurch sich der Schalter öffnet.According to a preferred embodiment, the electrical switch consists of a part of the maintenance opening on the mixing drum in the sensor unit integrated electrical socket which cooperates with a corresponding and arranged on the side of the lid electrical contact plug. The contact plug can be designed as a bridge member to bridge two adjacent poles of the socket. In addition, it is also conceivable that the two poles are arranged one behind the other, so that the electrical contact plug in the form of a contact pin can be designed, which is fixedly attached to the lid to be pulled out with removal of the lid from the electrical socket, whereby the switch opens.
Gemäß einer anderen Ausführungsform lässt sich der elektrische Schalter auch in einfacher Weise zwischen dem aus Metall bestehenden Deckel und der Wartungsöffnung der ebenfalls aus Metall bestehenden Trommel bilden. Dabei stellt der Deckel den einen Pol des Schalters dar und der Randbereich der Wartungstrommel stellt den anderen Teil des Schalters dar. Beides setzt voraus, dass der eine Pol des Schalters durch ein am Deckel angebrachtes elektrisches Kabel gebildet wird und der andere Pol des Schalters durch die Mischtrommel gebildet wird. Daneben ist es auch, denkbar den elektrischen Schalter auf andere Weise auszubilden, beispielsweise durch Nutzung vorkonfektionierter elektrischer Kontaktschalter, die als Öffner funktionieren und hinreichend robust für den erfindungsgegenständlichen Anwendungsfall sind.According to another embodiment, the electrical switch can also be formed in a simple manner between the lid made of metal and the maintenance opening of the drum also made of metal. In this case, the cover is the one pole of the switch and the edge region of the maintenance drum represents the other part of the switch. Both require that one pole of the switch is formed by an electric cable attached to the cover and the other pole of the switch through the Mixing drum is formed. In addition, it is also conceivable to form the electrical switch in another way, for example by using prefabricated electrical contact switches, which function as normally closed contacts and are sufficiently robust for the application according to the invention.
Gemäß einer anderen die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass die elektronische Sensoreinheit besonders kleinbauend ausgeführt in mindestens eine der Schrauben der Schraubenverbindung zwischen Deckel und Wartungsöffnung direkt integriert wird. So kann die elektronische Steuereinheit beispielsweise in einen Schraubenkopf integriert werden, um den Schließzustand des Deckels dadurch zu überwachen, dass eine Entfernung der Schraube per drahtloser Kommunikationsverbindung mit der zentralen Steuereinheit eine geöffnete Wartungsöffnung signalisiert.According to another measure improving the invention, it is proposed that the electronic sensor unit, designed to be particularly compact, is integrated directly into at least one of the screws of the screw connection between the cover and the maintenance opening. For example, the electronic control unit may be integrated into a screw head to monitor the closed state of the lid by removing the screw via a wireless communication link with the central control unit signaling an open service opening.
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung zur Überwachung der Wartungsöffnung an der Mischtrommel wird vorzugsweise über die Abfolge spezieller steuerungstechnischer Überwachungsschritte betrieben, nämlich:
- – Vor Einschalten des Trommelantriebs wird zunächst durch die zentrale Steuereinheit ein Kontrollanforderungssignal an die elektronische Steuereinheit der Mischtrommel gesendet. Hierdurch wird also keine permanente Überwachung des Schließzustandes der Wartungsöffnung vorgenommen; diese erfolgt nur auf Anforderung, nämlich vorzugsweise dann, wenn der Trommelantrieb in Betrieb genommen werden soll.
- – Durch die elektronische Steuereinheit wird anschließend ein Stromimpuls über einen den elektrischen Schalter beinhaltenden Überwachungsstromkreis zur Detektion des Schließzustandes des Deckels gegeben. Hiermit über eine einfache Stromkreisprüfung der Schließzustand des Deckels ermittelt.
- – Stellt die elektronische Steuereinheit einen geschlossenen Überwachungsstromkreis fest, wird an die zentrale Steuereinheit ein Startfreigabesignal für den Trommelantrieb gesendet. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Trommelantrieb erst dann in Betrieb genommen werden kann, wenn dieser Prüfalgorithmus positiv durchlaufen worden ist.
- - Before switching on the drum drive, a control request signal is first sent by the central control unit to the electronic control unit of the mixing drum. hereby So no permanent monitoring of the closed state of the maintenance opening is made; this takes place only on request, namely preferably when the drum drive is to be put into operation.
- - By the electronic control unit is then given a current pulse via a circuit containing the electrical switch monitoring circuit for detecting the closed state of the lid. Hereby determined by a simple circuit test of the closed state of the lid.
- - If the electronic control unit detects a closed monitoring circuit, a start enable signal for the drum drive is sent to the central control unit. This ensures that the drum drive can not be put into operation until this test algorithm has passed through positively.
Ist der Deckel dagegen von der Wartungsöffnung entfernt, so ist der Überwachungsstromkreis geöffnet und die zentrale Steuereinheit kann für den Trommelantrieb kein Startfreigabesignal generieren, so dass eine Inbetriebnahme der Mischtrommel unterbleibt.On the other hand, if the cover is removed from the maintenance opening, the monitoring circuit is opened and the central control unit can not generate a start enable signal for the drum drive, so that commissioning of the mixing drum is prevented.
Im Falle einer drahtlosen Kommunikationsverbindung zwischen Sensoreinheit und zentraler Steuereinheit lässt sich der Sicherheitsalgorithmus dadurch komplettieren, dass bei einer entfernten oder leeren Batterie der Sensoreinheit der Überwachungsstromkreis ebenfalls als nicht geschlossen erkannt wird, so dass eine Startfreigabe für den Trommelantrieb solange unterbleibt, bis die Batterie ausgewechselt ist, so dass die elektronische Sensoreinheit wieder betriebsfähig ist. Ein Batteriewechsel sollte insofern von außen möglich sein.In the case of a wireless communication connection between the sensor unit and the central control unit, the safety algorithm can be completed by detecting that the monitoring circuit is not closed when the sensor unit is removed or empty, so that a start release for the drum drive is omitted until the battery has been replaced so that the electronic sensor unit is operational again. A battery change should be possible from the outside.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:Further measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to FIGS. It shows:
Gemäß
Um aus Sicherheitsgründen zu gewährleisten, dass der Trommelantrieb
Gemäß
Weiterhin umfasst die elektronische Sensoreinheit
Gemäß der in
Die Kommunikationsverbindung zwischen Sensoreinheit
Nach der in
After the in
Nach der in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Mischtrommelmixing drum
- 22
- Trommelantriebdrum drive
- 33
- zentrale Steuereinheitcentral control unit
- 44
- Wartungsöffnungmaintenance opening
- 55
- Deckelcover
- 66
- elektronische Sensoreinheitelectronic sensor unit
- 77
- Steuerleitungcontrol line
- 88th
- Schraubescrew
- 99
- Gehäusecasing
- 1010
- Schalterswitch
- 1111
- BuchseRifle
- 1212
- Kontaktsteckercontact plug
- 1313
- Batteriebattery
- 1414
- Sende-/EmpfangsmodulSend / receive module
- 1515
- Sende-/EmpfangsmodulSend / receive module
- 1616
- KommunikationsschnittstelleCommunication Interface
- 1717
- DrehdurchführungRotary union
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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