AT15760U1 - Kran und Verfahren zum Betrieb eines Krans mit Energierückgewinnung aus Kranoperationen als sekundäres Energiequellenfeld - Google Patents

Abstract

Kran (1), mit einem Leistungsverbrauchersystem (22) einer Primärenergiequelle (12) und einer davon unabhängig ansteuerbaren Sekundärenergiequelle (25) die zumindest eine Krankomponente umfasst, mit zumindest einer an das Leistungsverbrauchersystem angeschlossenen Energiespeichereinheit (23) zumindest einem Antriebsmotor (40) und einer Regelungseinheit, wobei eine Steuereinheit (120) ein nichttransitorisches computer-lesbares Medium mit gespeicherter Software umfasst und ferner mit zumindest einem an die Krankomponente angeschlossenen Energiewandler und wobei die Regelungseinheit ein Verhältnis von Energienutzanteil zu Energiespeicheranteil regelt.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Kran, insbesondere einen Großkran, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Krans und insbesondere elektrisch betriebene Krane.

[0002] Großkrane sind durch offenkundige Vorbenutzung seit Längerem bekannt. Derartige Arbeitsmaschinen dienen beispielsweise zum Heben von Lasten und verfügen zur Erfüllung komplexer Betriebsabläufe über eine Vielzahl von Antrieben und Aggregaten, die eine kumulierte Leistung von bis zu 1000 kW aufweisen können. Entsprechend hoch sind der Energieverbrauch und die emittierten Schadstoffe eines derartigen Krans.

[0003] Die EP 2 065 331 A2 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Krans sowie Verbesserungen in der oder in Bezug auf die Erzeugung von Elektrizität. Die JP 2001-163574 A offenbart einen Kran mit einer Portalstruktur, wobei ein beweglicher Rahmen mit einer Hubvorrichtung zum Heben und Senken eines Container-Spreaders zum Ergreifen eines Containers vorgesehen. Die DE 40 08 370 A1 offenbart ein System zur Energieversorgung für einen Kran.

[0004] Die DE 10 2004 010 988 A1 zeigt ein Hybridantriebssystem für einen Portalhubstapler mit einem statischen elektrischen Energiespeicher und einem Kurzzeit-Energiespeicher. Beide Energiespeicher sind über eine jeweilige Steuereinheit mit einem zentralen Gleichspannungs-Zwischenkreis verbunden.

[0005] Weitere Maschinen mit unterschiedlichen Energieversorgungen und/oder Energie-Verwaltungssystemen sind aus der EP 1 813 462 A1, der DE 200 10 030 U1, der DE 100 48 831 B4 und der DE 10 2004 028 353 A1 bekannt.

[0006] Aus der US 7,554,278 B2 ist eine Lasthebe-Vorrichtung bekannt, welche zur Energieversorgung der Vorrichtung rückgewonnene Energie nutzt, die beispielsweise beim Senken einer Last frei wird. Die US 5,936,375 offenbart ein Verfahren zum Speichern und Wiedernutzen von Energie für ein Lasthebe-System. Die Speicherung der Energie basiert auf Batterien, die aufgrund ihrer begrenzten Speicherkapazität durch beispielsweise ein Schwungrad erweitert sein können. Diese Form der Energiespeicherung ist komplex und aufgrund der erhöhten Komponentenzahl mit höheren Energieverlusten behaftet.

[0007] Aus der DE 10 2007 046 696 A1 ist ein hydraulisch betriebener Kran bekannt, der hybrid betrieben werden kann. Jedoch ist es schwer, hydraulisch betriebene Krane zu kontrollieren und im Voraus zu bestimmen, wie viel Energie zum Betreiben des Kranes benötigt wird; außerdem lassen sich die Methoden, die im Zusammenhang mit dem Gebrauch hydraulisch betriebener Krane gelehrt werden, nicht auf elektrisch betriebene Krane anwenden.

[0008] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Kran derart vorzusehen, dass der Kraftstoffverbrauch sowie die Emission von Abgasen und Lärm reduziert sind, insbesondere unter Berücksichtigung einer einem mobilen Großkran zugrunde liegenden Arbeitsweise im Aussetzbetrieb.

[0009] Zur Lösung der gestelltn Aufgabe sieht die Erfindung einen Kran sowie ein Verfahren wie in den Ansprüchen angegeben vor.

[0010] Es wird also ein Kran bereitgestellt mit einem Leistungsverbrauchersystem zum Bereitstellen von Energie, mindestens einer von der Primärenergiequelle unabhängig ansteuerbaren Sekundärenergiequelle zur Einspeisung von Sekundärenergie in das Leistungsverbrauchersystem, wobei die Sekundärenergiequelle mit dem Leistungsverbrauchersystem verbunden und gestaltet ist, dass aus dem Kranbetrieb zurückgeführte Energie als Sekundärenergie zumindest teilweise in das Leistungsverbrauchersystem eingespeist wird, wobei die Sekundärenergiequelle zumindest eine Krankomponente, zumindest eine Energiespeichereinheit, die dezentral an dem Kran angeordnet ist, wobei der Kran der zumindest einen Krankomponente zugeordnet und zur Speicherung von Primärenergie und/oder Sekundärenergie mit dem Leistungsverbrauchersystem verbunden ist, sowie zumindest einen Antriebsmotor umfasst, der zum Betreiben der zumindest einen Krankomponente in Abhängigkeit von in das Leistungsverbrauchersystem eingespeister Energie mit dem Leistungsverbrauchersystem verbunden ist. „Dezentral“ in Bezug auf die Anordnung der Energiespeichereinheit bedeutet, dass die Energiespeichereinheit nicht zentral, z.B. über das Leistungsverbrauchersystem, allen Krankomponenten zur Verfügung steht. Das bedeutet, dass die Krankomponenten, die nicht der Energiespeichereinheit zugeordnet sind, keinen oder keinen direkten Zugriff auf die Energiespeichereinheit haben. Dadurch ist es möglich die dezentrale Energiespeichereinheit, die insbesondere nur einigen wenigen Krankomponenten und insbesondere nur einer Krankomponente zugeordnet ist, kleiner, also auf platz-, ressourcen- und kostensparende Weise, im Kran auszuführen. Insbesondere ist die dezentrale Energiespeichereinheit der zumindest einen Krankomponente zugeordnet.

[0011] Der Kran umfasst eine Regelungseinheit, die zur Regelung der Energieversorgung der zumindest einen Krankomponente mit dem Leistungsverbrauchersystem, der Primärenergiequelle und der mindestens einen Sekundärenergiequelle in Signalverbindung steht.

[0012] Die Regelungseinheit umfasst ein nicht-transitorisches computer-lesbares Medium mit gespeicherter Software zum Durchführen der Schritte des Bereitstellens eines Energiegesamtbetrags umfassend eine mittels der Primärenergiequelle erzeugten Primärenergie und/oder eine mittels der zumindest einen Sekundärenergiequelle erzeugten Sekundärenergie, des Berech-nens eines von der zumindest einen Krankomponente angeforderten Energienutzanteils, und des Speicherns eines Energiespeicheranteils in der zumindest einen Energiespeichereinheit, wobei der Energiegesamtbetrag den Energienutzanteil und den Energiespeicheranteil umfasst, und wobei die Sekundärenergie aus von der zumindest einen Krankomponente durchgeführten Arbeitsabläufen zurückgeführte Energie ist.

[0013] Der Kran umfasst ferner zumindest einen an die zumindest eine Krankomponente angeschlossenen Energiewandler zur Umwandlung von Energie von der zumindest einen Krankomponente in Leistung, wobei die Software den Schritt des Bereitstellens des Energienutzanteils an die zumindest eine Krankomponente mittels der Leistung von dem zumindest einen Energiewandler durchführt.

[0014] Die Regelungseinheit regelt ein Verhältnis von Energienutzanteil zu Energiespeicheranteil.

[0015] Gemäß einer Ausführungsform wird ein Datenbus bereitgestellt, der einen zweidirektio-nalen Datentransfer ermöglicht, wobei der Datenbus mit der Regelungseinheit und außerdem mit dem Leistungsverbrauchersystem verbunden ist, um die Regelungseinheit mit elektrischen Eingangs- und Ausgangsgrößen zu versorgen.

[0016] Die Primärenergiequelle kann derart ausgelegt sein, dass sie aktiviert wird, wenn eine Start-Bedingung erfüllt ist, und deaktiviert wird, wenn eine Stopp-Bedingung erfüllt ist.

[0017] Die Stoppbedingung ist erfüllt, wenn zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: a) es liegt kein Anfordern einer hydraulischen Leistung vor; b) es liegt eine Batteriespannung innerhalb vorgegebener Grenzwerte liegt vor; c) die Kühlwassertemperatur der Primärenergiequelle befindet sich innerhalb der Grenzwerte; d) die Temperatur des Drucköls liegt innerhalb der Grenzwerte; e) wenn nur Hilfskomponenten, die so verbunden sind, dass sie Energie nur von der Sekundärenergiequelle erhalten, eingeschaltet sind, und f) weitere Stopp-Bedingungen, die durch einen Anwender individuell spezifiziert werden können.

[0018] Die Primärenergiequelle kann einen Verbrennungsmotor, ein Getriebe, das mit einer Kupplung mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist, und einen Generator umfassen.

[0019] Die Primärquelle kann einen Dieselmotor umfassen.

[0020] Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Kran ferner Hilfskrankomponenten, die mit dem Leistungsverbrauchersystem verbunden sind, so dass sie ausschließlich von der Sekundärenergiequelle Energie empfangen.

[0021] Der Kran kann ferner zumindest eine Brennstoffzelle umfassen, die mit der Primärenergiequelle verbunden ist, um den Energieertrag von der Primärenergiequelle zu ergänzen.

[0022] Gemäß einer Ausführungsform umfasst die zumindest eine Krankomponente ein Drehwerk oder einen hydraulischen oder elektrischen Linearantrieb, einen Energieumwandler und einen elektrischen Motor.

[0023] Vorzugsweise umfasst der Energieumwandler ein Verbrauchergetriebe oder eine hydraulische Pumpe. Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Kran ferner zumindest einen mit dem Leistungsverbrauchersystem verbundenen Leistungsverbraucher, wobei das System den zumindest einen Leistungsverbraucher mit Energie von der Primärenergiequelle versorgt.

[0024] Bevorzugt umfasst der Kran ferner zumindest einen mit dem Leistungsverbrauchersystem verbundenen Leistungsverbraucher, wobei das System den zumindest einen Leistungsverbraucher mit Energie von der zumindest einen Sekundärenergiequelle versorgt.

[0025] Die zumindest eine Sekundärenergiequelle kann einen Verbrennungsmotor umfassen.

[0026] Der Kran kann ferner einen Primärenergiequellen-Kühler zur Kühlung der Primärenergiequelle und einen Sekundärenergiequellen-Kühler, der in Kühlverbindung mit dem Primärenergiequellen-Kühler steht, zur Kühlung der Primärenergiequelle und/oder der Sekundärenergiequelle aufweisen.

[0027] Gemäß einer Ausführungsform ist die Regelungseinheit ausgelegt, dass sie den Kran im Notbetrieb mit Energie von der Sekundärenergiequelle versorgt.

[0028] Die Primärenergiequelle kann einen Dieselmotor, mindestens zwei Primärquellen-Generatoren, die die mechanische Energie vom Dieselmotor in elektrische Energie umwandeln, die über Gleichrichter in das Leistungsverbrauchersystem eingespeist wird, und eine Kupplung und ein Getriebe, die miteinander und zwischen dem Dieselmotor und den mindestens zwei Primärquellen-Generatoren verbunden sind, aufweisen, um die mechanische Energie vom Dieselmotor zu den mindestens zwei Primärquellen-Generatoren zu übertragen.

[0029] Der Kran kann ferner eine Kühlwasserversorgung aufweisen, die mit den Gleichrichtern und den Primärenergiequellen-Generatoren verbunden ist.

[0030] Gemäß einer Ausführungsform weist der Kran einen Unterwagen, einen drehbar an dem Unterwagen angeordneten Oberwagen, eine hydraulische Pumpe, eine Vielzahl hydraulischer Zylinder, die verbunden sind, um den Unterwagen zu stützen, einen Wandler, und einen elektrischen Motor auf, der mit der hydraulischen Pumpe, dem Wandler und dem Leistungsverbrauchersystem verbunden ist, um Energie von dem Leistungsverbrauchersystem in hydraulische Energie umzuwandeln, die der hydraulischen Pumpe zugeführt wird, um die Positionierung des Unterwagens zu steuern.

[0031] Vorzugsweise umfasst der Kran ferner einen Superlift-Masten am Oberwagen, einen Drucktransmitter, der mit dem Superlift-Masten verbunden ist, um eine Winkelstellung des Superlift-Masten zu ermitteln und an eine Regelungseinrichtung zu übermitteln.

[0032] Die mindestens eine Krankomponente kann mindestens ein Drehwerk, einen dazugehörigen Drehantrieb, der mit dem mindestens einen Drehwerk verbunden ist, mindestens einen dazugehörigen elektrischen Motor, der mit dem mindestens einen Drehantrieb verbunden ist, um Drehbewegungen des mindestens einen Drehantriebs in elektrische Energie umzuwandeln, und einen Wandler, der mit dem mindestens einen elektrischen Motor verbunden ist, um das Leistungsverbrauchersystem mit elektrischer Energie zu speisen, aufweisen.

[0033] Gemäß einer Ausführungsform weist der Kran ferner eine externe Energieversorgung auf, die so ausgelegt ist, dass sie das Leistungsverbrauchersystem mit Netzstrom versorgt.

[0034] Gemäß einer Ausführungsform weist die mindestens eine Krankomponente weist mindestens ein Drehwerk und der Kran eine zentrale Umschalteinheit auf, die mit allen des mindestens einen Drehwerks und dem Leistungsverbrauchersystem verbunden ist zur Umwandlung der Drehbewegung des mindestens einen Drehwerks in elektrische Energie, die als Sekundärenergie dem Leistungsverbrauchersystem zugeführt wird.

[0035] Gemäß einer Ausführungsform weist das Leistungsverbrauchersystem zwei Stromlei tungen auf.

[0036] Der Kran kann eine Seilwinde aufweisen, wobei die Seilwinde eine Seiltrommel mit einem zentralen Hohlraum umfasst, einen elektrischen Motor mit einer Antriebswelle, die sich entlang einer zentralen Längsachse des zentralen Hohlraums erstreckt, einen ersten Windenhalter, der die Winde mit dem elektrischen Motor verbindet, ein Getriebegehäuse nahe einem entfernten Ende der Antriebswelle, ein festes Planetengetriebe, das mit dem Getriebegehäuse und der Antriebswelle verbunden ist, einen zweiten Windenhalter, der mit dem festen Planetengetriebe auf einer dem Getriebegehäuse gegenüberliegenden Seite verbunden ist, und eine Bremse, die mit einem Ende der Antriebswelle auf einer gegenüberliegenden Seite des Windenhalters von dem Planetengetriebe verbunden ist. Der elektrische Motor und das Getriebe können die Winde antreiben, so dass sie ein Seil auf der Seiltrommel aufwickelt und dabei eine Last anhebt, und der elektrische Motor als Generator agiert, um elektrische Energie zu erzeugen, wenn das Seil von dem Getriebe und der Antriebwelle angetrieben wird, um die Last abzusenken.

[0037] Ein Kran gemäß einer weiteren Ausführungsform weist eine Sekundärenergie-Speichereinheit auf, die zentral auf dem Kran zur Speicherung von überschüssiger Energie von der Primärenergiequelle und/oder der Sekundärenergiequelle angeordnet ist.

[0038] Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Sekundärenergie-Speichereinheit ein Batterie-Pack, das als stapelbares Gegengewicht auf dem Kran angeordnet ist.

[0039] Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Sekundärenergie-Speichereinheit ein Batte-rie-Pack, das als Superlift-Gegengewicht auf einem vom Kran getrennten Gegengewichtswagen angeordnet ist.

[0040] Vorzugsweise weist die Sekundärenergiequelle eine maximal verfügbare Leistung Ps,max auf, die geringer ist als eine maximal verfügbare Leistung PP,max der Primärenergiequelle, wobei gilt Ps,max — OjöPp^max- [0041] Gemäß einer Ausführungsform führt die Software den Schritt des Veranlassens der Bereitstellung von Strom zum Einhalten des Energienutzanteils aus der Energiespeichereinheit im Vorzug gegenüber aus der Primärenergiequelle gelieferter Energie aus.

[0042] Vorzugsweise umfasst die Software den Schritt der Regelung der Stromzufuhr zu bestimmten Krankomponenten im Vorzug gegenüber anderen Kranelementen.

[0043] Gemäß einer Ausführungsform führt die Software die Schritte des Aktivierens mindestens einer Krankomponente in einem Arbeitsbetrieb des Krans, des Deaktivierens der mindestens einen Krankomponente in einem Leerlaufbetrieb des Krans und der Steuerung des Kranbetriebs, so dass bei einem Aussetzbetrieb das Verhältnis der Betriebsdauer im Arbeitsbetrieb zur Betriebsdauer im Leerlaufbetrieb höchstens 0,3 beträgt, aus.

[0044] Bevorzugt führt die Software den Schritt des Bereitstellens des Energienutzanteils für die mindestens eine Krankomponente mittels Einspeisung von Energie in das Leistungsverbrauchersystem aus.

[0045] Gemäß einer Ausführungsform berechnet die Regelungseinheit einen überschüssigen Energieanteil, so dass eine Summe aus dem Energienutzanteil und einem maximalen Energiespeicheranteil gleich einer Summe aus dem überschüssigen Energieanteil und dem Energiegesamtbetrag ist.

[0046] Gemäß einer Ausführungsform regelt die Regelungseinheit den Abbau des Energieüberschussanteils durch Umwandlung der durch zusätzliche Bremswiderstände erzielten Energie in Wärmeenergie, wobei eine Rückführung der Wärmeenergie zum Kran zur Beheizung einer Krankabine genutzt wird.

[0047] Vorzugsweise führt die Software den folgenden Schritt des Veranlassens der Bereitstellung von Strom zum Einhalten des Energienutzanteils aus der Energiespeichereinheit im Vorzug gegenüber aus der Primärenergiequelle gelieferter Energie aus.

[0048] Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Software den Schritt der Regelung der Stromzufuhr zu bestimmten Krankomponenten im Vorzug gegenüber anderen Kranelementen.

[0049] Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Krans derart vorzusehen, dass er bei reduziertem Kraftstoffverbrauch sowie reduzierter Emission von Abgasen und Lärm betrieben werden kann.

[0050] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren, welches umfasst: Aktivieren der mindestens einen Krankomponente im Arbeitsbetrieb des Krans; Deaktivieren der mindestens einen Krankomponente im Leerlaufbetrieb des Krans; Regelung des Kranbetriebs, so das im Aussetzbetrieb ein Verhältnis von Betriebsdauer im Arbeitsbetrieb zu einer Betriebsdauer im Leerlaufbetrieb bei höchstens 0,3 liegt; Bereitstellen eines Energiegesamtbetrages umfassend mindestens eine der mittels der Primärenergiequelle erbrachten Primärenergie und mittels der mindestens einen Sekundärenergiequelle erbrachten Sekundärenergie; Bestimmen eines Energienutzanteils, der für mindestens eine Krankomponente erforderlich ist, wobei die mindestens eine Krankomponente als Sekundärenergiequelle zur Energierückgewinnung ausgelegt ist; und Speichern eines Energiespeicheranteils in der mindestens einen Energiespeichereinheit, wobei der Energiegesamtbetrag den Energienutzanteil und den Energiespeicheranteil umfasst, und wobei die Sekundärenergie aus Energie besteht, die aus Arbeitsabläufen, die von der mindestens einen Krankomponente ausgeführt werden, zurückgeführt wird.

[0051] Der Energienutzanteil wird der mindestens einen Krankomponente durch Einspeisen in das Leistungsverbrauchersystem bereitgestellt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Energienutzanteil durch mindestens einen Energiewandler bereitgestellt, der mit der mindestens einen Krankomponente verbunden ist, zur Umwandlung von Energie aus der mindestens einen Krankomponente in Leistung.

[0052] Ein Verhältnis des Energienutzanteils zum Energiespeicheranteil wird durch eine Regelungseinheit geregelt.

[0053] Ein überschüssiger Energieanteil wird durch die Regelungseinheit so berechnet, dass eine Summe aus dem Energienutzanteil und einem maximalen Energiespeicheranteil gleich einer Summe aus dem überschüssigen Energieanteil und dem Energiegesamtbetrag ist.

[0054] Ein Abbau des Energieüberschussanteils wird durch Umwandlung der durch zusätzliche Bremswiderstände erzielten Energie in Wärmeenergie geregelt, wobei eine Rückführung der Wärmeenergie zum Kran zur Beheizung einer Krankabine genutzt wird.

[0055] Ein Verfahren zum Betreiben eines Krans umfasst das Bereitstellen von Energie für zumindest eine Krankomponente mittels eines Leistungsverbrauchersystems, das Einspeisen von Primärenergie in das Leistungsverbrauchersystem mittels einer Primärenergiequelle, das Bedienen der zumindest einen Krankomponente über zumindest einen an das Leistungsverbrauchersystem angeschlossenen Motor, das Einspeisen von Sekundärenergie in das Leistungsverbrauchersystem durch Rückführung der Sekundärenergie aus dem Betrieb der zumindest einen Krankomponente als Sekundärenergiequelle, die unabhängig von der Primärenergiequelle ansteuerbar ist, und die Speicherung der Primärenergie und/oder der Sekundärenergie mittels zumindest einer dezentral auf dem Kran angeordneten und an das Leistungsverbrauchersystem angeschlossenen Energiespeichereinheit.

[0056] Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Krans bereitgestellt. Der Kran umfasst mindestens eine Krankomponente, eine Primärenergiequelle, mindestens eine Sekundärenergiequelle, sowie ein Leistungsverbrauchersystem, das mit der mindestens einen Krankomponente, der Primärenergiequelle und der mindestens einen Sekundärenergiequelle verbunden ist, um die mindestens eine Krankomponente mit Energie von der Primärenergiequelle und/oder der mindestens einen Sekundärenergiequelle zu versorgen. Das Verfahren umfasst die Schritte des Bereitstellens eines Energiegesamtbetrags umfassend eine mittels der Primärenergiequelle erzeugten Primärenergie und/oder eine mittels der zumindest einen Sekundärenergiequelle erzeugten Sekundärenergie, des Berechnens eines von der zumindest einen Krankomponente angeforderten Energienutzanteils, und des Speicherns eines Energiespeicheranteils in der zumindest einen Energiespeichereinheit, wobei der Energiegesamtbetrag den Energienutzanteil und den Energiespeicheranteil umfasst, und wobei die Sekundärenergie aus Arbeitsabläufen zurückgeführte Energie ist, die von der zumindest einen Krankomponente durchgeführt wurden.

[0057] Das Verfahren umfasst ferner bevorzugt die Schritte des Aktivierens der mindestens einen Krankomponente im Arbeitsbetrieb des Krans, des Deaktivierens der mindestens einen Krankomponente im Leerlaufbetrieb des Krans, der Regelung des Kranbetriebs, so dass im Aussetzbetrieb ein Verhältnis von Betriebsdauer im Arbeitsbetrieb zu einer Betriebsdauer im Leerlaufbetrieb bei höchstens 0,3 liegt.

[0058] Das Verfahren weist vorzugweise den Schritt der Bereitstellung des Energienutzanteils an die zumindest eine Krankomponente durch Veranlassen einer Einspeisung von Energie in das Leistungsverbrauchersystem auf.

[0059] Das Verfahren umfasst ferner insbesondere die Schritte der Umwandlung von Energie aus dem Betrieb der zumindest einen Krankomponente in Leistung mittels zumindest einem an die zumindest eine Krankomponente angeschlossenen Energiewandler und des Bereitstellens des Energienutzanteils für die zumindest eine Krankomponente über die Leistung von dem zumindest einen Energiewandler.

[0060] Das Verfahren weist ferner mit Vorteil den Schritt der Regelung der Energieversorgung der mindestens einen Krankomponente durch Regelung des Verhältnisses des Energienutzanteils zum Energiespeicheranteil auf.

[0061] Das Verfahren enthält bevorzugt auch den Schritt des Berechnens eines überschüssigen Energieanteils, so dass eine Summe aus dem Energienutzanteil und einem maximalen Energiespeicheranteil gleich einer Summe aus dem überschüssigen Energieanteil und dem Energiegesamtbetrag ist. Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren ferner den Schritt des Abbaus des überschüssigen Energieanteils durch Umwandlung der aus zusätzlichen Bremswiderständen gewonnenen Energie in Wärmeenergie auf, wobei eine Rückführung der Wärmeenergie zu dem Kran zum Beheizen einer Krankabine genutzt wird.

[0062] Gemäß einer Ausführungsform ist die Regelungseinheit in der Lage, den Kranbetrieb in wahlweise vier Betriebsmodi zu regeln, wobei die vier Betriebsmodi ein Bereitschaftsmodus, ein Halb-Hybrid-Modus, ein Voll-Hybrid-Modus und ein Vollelektro-Modus sind.

[0063] Gemäß einer Ausführungsform kann im Bereitschaftsmodus während einer Stopp-Funktion mindestens eine Hilfsfunktion von der Sekundärenergiequelle aktiviert werden, wenn die Primärenergiequelle deaktiviert ist.

[0064] Weiters können im Halb-Hybrid-Modus sowohl die Primärenergiequelle als auch die elektrischen Antriebe für die mindestens eine Krankomponente dazu genutzt werden, Energie zum Betreiben des Krans zu erzeugen.

[0065] Gemäß einer Ausführungsform können im Voll-Hybrid-Modus Energiereserven aus den Energiespeichereinheiten bzw. elektrische Energie der Sekundärenergiequellen vorrangig vor Energie aus der Primärenergiequelle genutzt werden, um den Kran zu betreiben.

[0066] Gemäß einer Ausführungsform können im Vollelektro-Modus ausschließlich elektrische Energiequellen zum Betreiben des Krans genutzt werden.

[0067] Gemäß einer Ausführungsform weist der Kran ferner ein Eingabegerät auf, das es einem Kranführer erlaubt, zwischen den vier Betriebsmodi zu wechseln.

[0068] Vorzugsweise umfasst die Regelungseinheit ein Modul, welches automatisch bestimmt, welcher Betriebsmodus zu verwenden ist und die Regelungseinheit in den ermittelten Modus umschalten lässt.

[0069] Eine Seilwinde kann eine Seiltrommel mit einem zentralen Hohlraum, einen elektrischen Motor mit einer Antriebswelle, die sich entlang einer zentralen Längsachse des zentralen Hohlraums erstreckt, einen ersten Windenhalter, der die Winde mit dem elektrischen Motor verbindet, ein Getriebegehäuse nahe dem entfernten Ende der Antriebswelle, ein festes Planetenge triebe, das mit dem Getriebegehäuse und der Antriebswelle verbunden ist, einen zweiten Windenhalter, der mit dem festen Planetengetriebe auf einer dem Getriebegehäuse gegenüberliegenden Seite verbunden ist, und eine Bremse aufweisen, die mit einem Ende der Antriebswelle auf einer gegenüberliegenden Seite des Windenhalters von dem Planetengetriebe verbunden ist. Der elektrische Motor und das Getriebe können die Winde antreiben, so dass sie ein Seil auf der Seiltrommel aufwickelt und dabei eine Last anhebt, und der elektrische Motor als Generator agiert, um elektrische Energie zu erzeugen, wenn das Seil von dem Getriebe und der Antriebwelle angetrieben wird, um die Last abzusenken.

[0070] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen: [0071] Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen bereiften Krans gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit einer in einem Oberwagen des Krans angeordneten Sekundärenergiequelle und einem Teleskopausleger, [0072] Fig. 2 eine Seitenansicht eines Raupenkrans gemäß einem zweiten Ausführungs beispiel mit mehreren als Sekundärenergiequellen zur Energierückgewinnung ausgeführte Krankomponenten, [0073] Fig. 3 eine vergrößerte Ausschnittsansicht gemäß Fig. 2, [0074] Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Schaltplans für eine Energieversorgung des Krans gemäß Fig. 2, [0075] Fig. 5 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des

Krans gemäß Fig. 4, [0076] Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Regelkreises mit den zugehörigen

Baugruppen gemäß den Fig. 2 bis 4, [0077] Fig. 7 ein Flussdiagramm zum Betrieb eines Energiemanagementsystems eines erfindungsgemäßen Krans, [0078] Fig. 8 ein Flussdiagramm zum Auswählen eines Betriebsmodus eines erfindungs gemäßen Krans, [0079] Fig. 9 einen Längsschnitt parallel zu einer Drehachse einer Seilwinde des Krans gemäß Fig. 2 und [0080] Fig. 10 eine Seitenansicht eines Raupenkrans gemäß einem dritten Ausführungs beispiel mit Superlift-Mast und Gegengewichtswagen.

[0081] Der vorliegende Kran weist, abgesehen von einer Primärenergiequelle zum Einspeisen von Primärenergie in ein Leistungsverbrauchersystem, mindestens eine Sekundärenergiequelle auf, die von der Primärenergiequelle unabhängig ist, zum Einspeisen von Sekundärenergie in das Leistungsverbrauchersystem. In diesem Fall ist die mindestens eine Sekundärenergiequelle derart gestaltet, dass aus dem Betrieb der zumindest einen Sekundärquelle zurückgeführte Energie zumindest teilweise als Sekundärenergie in das Leistungsverbrauchersystem eingespeist wird. Beispielsweise kann es sich bei der Sekundärenergiequelle um die Krankomponenten selbst handeln, wobei Energie aus dem Betrieb dieser Komponenten gewonnen wird. Dadurch ist es möglich, den erforderlichen Energiebedarf zur Versorgung von mindestens einem an das Leistungsverbrauchersystem angeschlossenen Antriebsmotor zum Betreiben mindestens einer Krankomponente mit Energie aus dem Leistungsverbrauchersystem zu versorgen, die nicht ausschließlich und extra von der Primärenergiequelle erzeugt worden ist. Dadurch ist es möglich, die Laufzeit und damit den Energieverbrauch sowie den Schadstoffaus-stoß der Primärenergiequelle, die beispielsweise als Dieselmotor ausgeführt sein kann, zu reduzieren. Dadurch kann es auch ermöglicht werden, die Primärenergiequelle kleiner, d. h. mit einem geringeren Leistungsvermögen zu gestalten als bei einem vergleichbaren Kran ohne Sekundärenergiequelle.

[0082] Bei dem Kran kann die mindestens eine Krankomponente als eine Sekundärenergie- quelle genutzt werden und ermöglicht somit eine Funktionsintegration des Krans. Das bedeutet, dass die Sekundärenergiequelle einerseits zur Bereitstellung von Energie für den Kran genutzt werden kann und die Sekundärenergiequelle andererseits eine der mindestens einen Krankomponenten sein kann, die verschiedene Funktionen für den Kran bereitstellt. Demzufolge erlaubt die Gestaltung mindestens einer Krankomponente als Sekundärenergiequelle die Verbindung der Funktion der Krankomponente selbst, z. B. zum Antrieb des Krans, mit der Funktion der Bereitstellung von Sekundärenergie für den Kran. Eine Krankomponente, die als Sekundärenergiequelle verwendet werden kann, vereint zwei unterschiedliche Funktionen, die üblicherweise von zwei verschiedenen Komponenten verwirklicht werden, in einer Komponente. Damit werden eine Reduzierung der Baugröße sowie eine Erhöhung des Wirkungsgrades der Energieversorgung des Krans insgesamt erreicht. Es ist beispielsweise möglich, dass eine Winde als Krankomponente zum Auf- und Abrollen eines Seils genutzt wird, wobei zum Aufrollen des Seils, d. h. zum Anheben einer Last, die Winde von einem entsprechendem Antriebsmotor der Krankomponente angetrieben werden muss. Beim Absenken der Last, d. h. beim Abrollen des Seils, dient die Winde als Sekundärenergiequelle, wobei die aus dem Absenken der Last zurückgeführte Energie zumindest teilweise in das Leistungsverbrauchersystem eingespeist werden kann und zur weiteren Nutzung zur Verfügung steht. Aufgrund der großen Geometrie eines Krans, d. h. wegen langer Ausleger und großen Hubhöhen, bietet dieser ein großes Potenzial an rückführbarer Sekundärenergie. Insbesondere ist das Energieeinsparpotenzial bei einem Kran größer als bei einem Bagger oder anderen Baumaschinen. Somit ergeben sich für einen erfindungsgemäßen Großkran als semihybrides oder vollhybrides System eine Vielzahl von Optionen zur Energiebereitstellung, Energierückgewinnung und Energiespeicherung.

[0083] Durch die Energierückführung werden in dem Kran vorhandene systeminhärente Kräfte und Energien zielgerichtet genutzt. Als Konsequenz daraus ist es möglich, einen großen Kran zur Ausnutzung eines möglichen Energierückgewinnungspotenzials mit entsprechend großen Motoren und/oder Generatoren auszustatten. Da insbesondere bei einem Raupenkran das Krangesamtgewicht nicht von primärer Bedeutung ist, kann die maximal rückgewonnene Leistung der Sekundärenergiequellen einen aktuell maximalen Energiegesamtbetrag des Krans überschreiten, so dass die Sekundärenergie auch in ein Betriebsnetz eingespeist werden kann. Der Kran dient in diesem Fall als Kraftwerk.

[0084] Es ist auch möglich, den Kran so zu gestalten, dass es sich bei der Sekundärenergiequelle nicht um die Krankomponenten handelt, die aus dem Kranbetrieb rückgewonnene Energie nutzen, sondern stattdessen um eine separate Quelle. Die Sekundärenergiequelle kann beispielsweise ein Verbrennungsmotor oder eine Batterie-Energiequelle sein, der bzw. die im Vergleich zu der Primärenergiequelle eine geringere Leistung aufweist. Dieser kleinere Verbrennungsmotor kann beispielsweise unabhängig von der Primärenergiequelle betrieben und genutzt werden, um beispielsweise kleinere, insbesondere elektrische Verbraucher wie eine Klimaanlage oder andere elektrische Verbraucher mit Energie zu versorgen. Weiterhin ist mindestens eine an das Leistungsverbrauchersystem angeschlossene Energiespeichereinheit zur Speicherung der Primärenergie und/oder der Sekundärenergie vorgesehen. Die Energiespeichereinheit ist dezentral am Kran angeordnet ist und insbesondere der mindestens einen Krankomponente zugeordnet ist. Dadurch ist es möglich, die erforderliche Energiebereitstellung für Hauptfunktionen des Krans wie beispielsweise Heben, Fahr-, Dreh- und/oder Schwenkbewegungen des Krans ortsnah an der jeweiligen Krankomponente zu gewährleisten. Das bedeutet, dass der örtliche Abstand von einem Ort, an dem benötigte Energie bereitgestellt wird, zu einer entsprechenden Krankomponente verringert wird und insbesondere dieser Abstand minimiert wird. Üblicherweise verhalten sich Übertragungsverluste proportional zu einer Länge einer Energieübertragungsverbindungslinie. Dadurch können Übertragungsverluste verringert und insbesondere vermieden werden, wodurch der Wirkungsgrad der Energieversorgung des Krans insgesamt verbessert ist.

[0085] Die Energieversorgung des Krans kann besonders effektiv und energieeffizient mit einer Regelungseinheit geregelt werden, die mit dem Leistungsverbrauchersystem in Signalverbindung steht, um die Energieversorgung der mindestens einen Krankomponente zu steuern.

[0086] In diesem Fall regelt die Regelungseinheit den Energiebedarf hinsichtlich der erforderlichen, einzuspeisenden Primärenergie und/oder Sekundärenergie, des von den Antriebsmotoren der Krankomponenten abgeforderten Energienutzanteils sowie eines in der mindestens einen Energiespeichereinheit speicherbaren Energiespeicheranteils. Dabei kann beispielsweise festgelegt werden, dass zusätzlicher Energiebedarf immer vorrangig aus der mindestens einen Energiespeichereinheit gedeckt wird, bevor die Primärenergiequelle veranlasst wird, neue, zusätzliche Primärenergie zu erzeugen. Somit ist es möglich, die Erzeugung von zusätzlicher Schadstoffbelastung zu vermeiden und den Treibstoffverbrauch zu senken. Es ist weiterhin möglich, bestimmte Krankomponenten vorrangig mit Energie zu versorgen, so dass beispielsweise ein Anheben oder Halten einer Last immer vorrangig gegenüber einem Fahren und/oder Schwenken oder einem sonstigen kombinierten Betrieb des Krans bedient wird. Im Falle einer Superlift-Betätigung des Krans, wird ein Wippen des Kranauslegers oder ein Schwenken des Hauptauslegers in Verbindung mit der Korrektur des Superlift-Masten einem Auslenken und/oder Drehen oder einer anderen Kombination vorgezogen. Weiterhin wird das Ein- bzw. Ausschalten eines Gegengewichtswagens oder das Steuern einer Aktivierung eines Gegengewichtsystems, wie beispielsweise in der US 2009/0272708 A1 beschrieben, einem Auslenken und/oder Drehen oder einer anderen kombinierten Aktion des Krans vorgezogen. Außerdem wird die Kranfunktion, die am meisten mit der Kransicherheit zu tun hat, z. B. das Aufrechterhalten einer sicheren Geometrie während dem Heben/Senken oder der Verlagerung des Krans, immer gegenüber Abläufen anderer Kranfunktionen bevorzugt.

[0087] Eine Echtzeit-Zustandsüberwachung des Krans ist möglich mit der Regelung des Krans gemäß einer Ausführungsform, in der der Kran ferner einen Datenbus aufweist, der einen zwei-direktionalen Datentransfer ermöglicht. Der Datenbus ist mit der Regelungseinheit und außerdem mit dem Leistungsverbrauchersystem verbunden, um die Regelungseinheit mit elektrischen Signalen als Eingangs- und Ausgangsgrößen zu versorgen. Die Übermittlung und Verarbeitung elektrischer Signale als Eingangs- und Ausgangsgrößen für die Regelungseinheit erfolgt schneller als mechanische, fluid-mechanische, pneumatische oder elektrischmechanische Signale.

[0088] Bei einer Gestaltung der Primärenergiequelle mit einer Start-Stopp-Funktion ist die Primärenergiequelle derart ausgelegt, dass sie aktiviert wird, wenn eine Start-Bedingung erfüllt ist, und deaktiviert wird, wenn eine Stopp-Bedingung erfüllt ist. Somit ist es möglich, die für die Anforderungen zum Betätigen von Kranhauptfunktionen wie beispielsweise eine Hebeeinrichtung und/oder ein Fahrantrieb des Krans erforderliche Primärenergiequelle entsprechend auszulegen. Mittels der Start-Stopp-Funktion können Betriebsstunden der Primärenergiequelle reduziert werden, indem die Stopp-Bedingung der Primärenergiequelle dann erfüllt ist, wenn beispielsweise weder die Hebeeinrichtung noch der Fahrantrieb betätigt werden. Dadurch sinkt der Kraftstoffverbrauch für die Primärenergiequelle, die insbesondere als Dieselmotor ausgeführt ist. Zusätzlich sind Abgas- und Lärmemissionen verringert. Aufgrund der reduzierten Anzahl von Betriebsstunden sind der Arbeitsaufwand und die damit verbundenen Kosten für die Wartung der Primärenergiequelle reduziert.

[0089] Daneben kann die von der Primärenergiequelle unabhängige Sekundärenergiequelle zum Betreiben von Hilfskomponenten des Krans vorgesehen sein. Derartige Hilfskomponenten können beispielsweise eine Klimaanlage, eine Kabinenheizung, eine Standheizung für die Primärenergiequelle, ein Generator, eine Hydrauliköl-Umwälzpumpe für durch einen Ölkühler zu förderndes Öl, der Ölkühler selbst oder weitere Komponenten sein. Die Hilfskomponenten können so an das Leistungsverbrauchersystem angeschlossen sein, dass sie Energie ausschließlich von der Sekundärenergiequelle erhalten. Dadurch, dass derartige Hilfskomponenten ausschließlich durch die Sekundärenergiequelle versorgt werden können, kann die Primärenergiequelle von den Hilfskomponenten entkoppelt werden. Dadurch ist es insbesondere möglich, dass die Stopp-Bedingung zur Deaktivierung der Primärenergiequelle häufiger und insbesondere über längere Zeiträume erfüllt ist. Insbesondere ist die Stopp-Bedingung erfüllt und damit die Primärenergiequelle deaktiviert, wenn ausschließlich Hilfskomponenten, nicht aber Hauptkomponenten des Krans bedient werden. Es ist also nicht erforderlich, dass der für die zu bewälti genden maximalen Leistungen des Krans ausgelegte Dieselmotor betrieben werden muss, um beispielsweise die Klimaanlage der Krankabine mit Strom zu versorgen. Infolge der Auslagerung der Energieversorgung der Hilfskomponenten durch die Sekundärenergiequelle kann die Primärenergiequelle kleiner, d. h. mit geringerer maximal verfügbarer Leistung, ausgelegt werden. Dadurch werden der benötigte Bauraum im Kran und das Gewicht für die Primärenergiequelle und damit für den Kran insgesamt reduziert. Zusätzlich ist auch der Kraftstoffverbrauch im Fährbetrieb des Krans reduziert. Es ist also möglich, dass die Sekundärenergiequelle in Betrieb ist, wenn die Primärenergiequelle deaktiviert ist. Ebenso kann die Sekundärenergiequelle deaktiviert sein, wenn die Primärenergiequelle aktiviert ist.

[0090] Die Sekundärenergiequelle kann zudem zur Aufrechterhaltung der Batteriespannung verwendet werden, um ausreichend Energie für häufige Motorstarts der Primärenergiequelle sicherzustellen. Außerdem kann die Sekundärenergiequelle einen Motorgenerator aufweisen, so dass die von der Sekundärenergiequelle angetriebenen Hilfskomponenten zusätzlich und/oder alternativ über eine Fremdenergiequelle wie beispielsweise ein Netzgerät mit 220 V Versorgungsspannung betrieben werden können. Die Sekundärenergiequelle kann zum Laden eines Hydraulik- oder Pneumatikspeichers verwendet werden, der beim Start der Primärenergiequelle einen unterstützenden Motor, insbesondere einen Hydraulik- oder einen Druckluftmotor, als Zusatzanlasser betreibt.

[0091] Ein Kran mit einer Primärenergiequelle ermöglicht eine besonders unkomplizierte Handhabung und effektive Nutzung des Krans, da der benötigte Treibstoff flächendeckend zur Verfügung steht. In dieser Ausführungsform umfasst die Primärenergiequelle einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Dieselmotor, ein Getriebe, das mit einer Kupplung mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist, und einen Generator. Eine Steigerung des Wirkungsgrads des mit dem Verbrennungsmotor gekoppelten Generators kann durch ein dahinter liegendes selbstkühlendes System wie beispielsweise einen Wärmetauscher an Luft oder einer Luftkühlung erfolgen. Es ist weiterhin möglich, den Verbrennungsmotor alternativ oder zusätzlich durch Brennstoffzellen oder durch einen Anschluss an einen Netzbetrieb zu ergänzen. In diesem Fall können die Emissionen des Krans weiter reduziert werden bis hin zu einem Betrieb beispielsweise ohne jegliche C02-Emissionen.

[0092] Bei einem Kran mit einer Krankomponente gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die in das Leistungsverbrauchersystem eingespeiste Energie besonders effizient und damit verlustreduziert für den Antrieb der Krankomponenten genutzt werden. In dieser Ausführungsform umfasst die Primärenergiequelle einen Dieselmotor. Besonders geeignet haben sich dabei rotatorisch angetriebene Komponenten wie beispielsweise Windwerke, Drehwerke oder Fahrwerke herausgestellt wegen des durch Massenträgheit und Rotationsenergie in einer großen Menge inhärent vorliegenden Energiepotenzials. Es ist auch möglich, Linearabtriebe zur Verfügung zu stellen, beispielsweise durch Umwandlung der elektrischen Energie durch ein Hydrauliksystem.

[0093] Mit einer Energiespeichereinheit ist es möglich, einen Batteriepack als Energiehauptspeicher zentral am Kran anzuordnen. Aufgrund seines hohen Gewichts kann der Batteriepack beispielsweise gleichzeitig als stapelbares Gegengewicht auf dem Kran als Grundballast oder als Superlift-Gegengewicht auf einem von dem Kran separierten Gegengewichtswagen angeordnet sein kann. In dieser Ausführungsform umfasst die mindestens eine Krankomponente ein Drehwerk oder einen hydraulischen oder elektrischen Linearantrieb, einen Energiewandler sowie einen Elektromotor. Dadurch wird ein üblicherweise separat benötigtes Gegengewicht für den Kran erübrigt, da als Gegengewicht die Batterieanordnung genutzt werden kann.

[0094] Der Kran weist vorzugsweise eine Sekundärenergiequelle auf, die im Vergleich zu der Primärenergiequelle eine geringere maximal verfügbare Leistung aufweist. Weiterhin weist der Kran eine zweite Energiespeichereinheit auf, die zentral am Kran angeordnet ist. Aufgrund der entsprechend reduzierten Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Sekundärenergiequelle kann diese entsprechend klein und mit geringerer Leistung dimensioniert sein. Dies führt nicht zuletzt auch zu einer weiteren Gewichtseinsparung des Krans insgesamt.

[0095] Es wurde erkannt, dass zusätzlich zu dem von der Primärenergiequelle bereitgestellten Primärenergieanteil zurückgeführte Energie sowie weitere in den Energiespeichereinheiten gespeicherte Energie über das Leistungsverbrauchersystem zur Verfügung stehen sollte.

[0096] Aufgrund der großen Geometrie eines Großkrans, d. h. wegen langer Ausleger und großen Hubhöhen, bietet ein Kran mit diesen Merkmalen ein großes Potenzial an rückführbarer Sekundärenergie. Insbesondere ist das Energieeinsparpotenzial bei einem Kran größer als bei einem Bagger oder anderen Baumaschinen. Somit ergeben sich für einen erfindungsgemäßen Großkran als semihybrides oder vollhybrides System eine Vielzahl von Optionen zur Energiebereitstellung, Energierückgewinnung und Energiespeicherung.

[0097] Bei einem Hybridkran nach der Art wie hier beschrieben kann Energie in Form von potentieller Energie der angehobenen Last bereitgehalten werden. Größere Krane, und insbesondere elektrisch betriebene Krane mit langen Auslegern, sind in der Lage, mehr Energie aus einer Bewegung der Last zu erzeugen als Krane mit kleineren Auslegern. De Grund hierfür ist, dass die Energie durch die Abwärtsbewegung der Last erzeugt wird, und aus Lasten, die sich über kurze Distanzen bewegen, kann weniger Energie gewonnen werden.

[0098] Eine Rückgewinnung der Energie kann durch eine Wandlung der potentiellen Energie der angehobenen Last in kinetische Energie durch das Absenken der Last beispielsweise durch Generatoren in drehende Seilwinden oder durch geometrische Änderungen des Krans wie Wippen des Haupt- und Hilfsauslegers mittels eines Einziehhubwerks und einer Wippwinde erfolgen. Zudem wird ein Energiegesamtbetrag bereitgestellt, der die mittels der Primärenergiequelle erzeugte Primärenergie und/oder die mittels der Sekundärenergiequelle erzeugte Sekundärenergie umfasst.

[0099] Ein Energienutzanteil ist die Energiemenge, die durch die mindestens eine Krankomponente zum Betreiben derselben angefordert wird, und ein Energiespeicheranteil ist die Menge an von den Energiequellen des Krans erzeugter, überschüssiger Energie, die in der mindestens einen Energiespeichereinheit gespeichert wird. Dabei umfasst der Energiegesamtbetrag den Energienutzanteil und den Energiespeicheranteil. Die Sekundärenergie ist aus dem Kranbetrieb zurückgeführte Energie. Dadurch ist es möglich, dass die Primärenergiequelle gerade nur so viel Primärenergie in den Energieverteilerkreis einspeist, wie momentan tatsächlich zum Betreiben der mindestens einen Krankomponente notwendig ist. Ein möglicher Überschuss der Primärenergie über den Energienutzanteil hinaus wird als Energiespeicheranteil in der mindestens einen Energiespeichereinheit gespeichert und steht für eine Nutzung zu einem anderen Zeitpunkt oder für eine gleichzeitige Nutzung anderer Hilfsfunktionen am Kran zur Verfügung. Dafür können beispielsweise Batterien oder Doppelschicht-Kondensatoren, die auch als Ultracaps bekannt sind, genutzt werden. Mit dem vorliegenden Verfahren ist es also möglich, den Leerlaufbetrieb des Krans zu reduzieren oder zu vermeiden, da der Ausstoß von Schadstoffen durch die Primärenergiequelle immer mit einer Erzeugung von einem Energiebetrag für den Energienutzanteil verbunden ist. Bei der so genannten Grenzlastregelung wird der Energienutzanteil als die für alle Kranfunktionen und Kranbewegungen benötigte Gesamtleistung ermittelt. Dadurch, dass die Krankomponenten vorzugweise elektrische Antriebe aufweisen, kann diese Ermittlung schnell, direkt und somit einfacher als bei hydraulischen Antrieben erfolgen.

[00100] Für das Betreiben eines Krans mit hybriden Antriebssystemen im Aussetzbetrieb sind andere Regelungscharakteristiken erforderlich als für das Betreiben im Dauerbetrieb. Leerlauf bedeutet also, dass Energie zum Betreiben der Primärenergiequelle aufgewendet wird, ohne dass ein tatsächlicher Nutzen damit verbunden ist. Somit wird im Leerlauf beispielsweise keine Last gehoben oder gehalten, keine Last in Position verlagert, keine Last verfahren, keine Last gesenkt oder abgesetzt, und der Kran wird nicht verfahren.

[00101] Somit ist es möglich, mindestens eine Krankomponente in einem Arbeitsbetrieb des Krans zu aktivieren, die mindestens eine Krankomponente in einem Leerlaufbetrieb des Krans zu deaktivieren, und den Kranbetrieb so zu steuern, dass bei einem Aussetzbetrieb das Verhältnis der Betriebsdauer im Arbeitsbetrieb zur Betriebsdauer im Leerlaufbetrieb höchstens 0,3 beträgt. Es wurde erkannt, dass die Energieversorgung eines Krans im Dauerbetrieb nicht einfach auf einen im Aussetzbetrieb betriebenen Kran übertragen werden kann. Im Dauerbetrieb wird der Kran nahezu kontinuierlich unter Last betrieben, so dass ein dauerhaftes Leistungsangebot zur Bedienung von Krankomponenten erforderlich ist. Entsprechend wird eine Primärenergiequelle im Dauerbetrieb durchgängig betrieben und die erzeugte Leistung abgefordert. Der Aussetzbetrieb zeichnet sich dadurch aus, dass ein Verhältnis von Betriebsdauer im Arbeitsbetrieb zu einer Betriebsdauer im Leerlaufbetrieb höchstens 30 % beträgt, wobei in dem Arbeitsbetrieb des Krans insbesondere mindestens eine Krankomponente, insbesondere mindestens ein Fahrantriebsmotor und/oder mindestens ein Windenmotor, aktiviert ist und wobei in dem Leerlaufbetrieb des Krans die mindestens eine Krankomponente deaktiviert ist. Die Primärenergiequelle wird überwiegend im Leerlauf betrieben, da der Kran die Hauptfunktionen der mindestens einen Krankomponente diskontinuierlich und nicht im Dauerbetrieb erbringt. Das bedeutet, dass im Aussetzbetrieb von den Krankomponenten ein Energiebetrag angefordert werden kann, der den aktuell erzeugten Energiebetrag übersteigt. Daher ist es nötig, zusätzlich zu der von der Primärenergiequelle bereitgestellten Primärenergiemenge zusätzliche, zurückgeführte Sekundärenergie sowie weitere Energie bereitzustellen, die lokal in den lokal angeordneten Energiespeichereinheiten gespeichert ist. Die zurückgeführte Energie sowie die gespeicherte Energie sind über das Leistungsverbrauchersystem verfügbar.

[00102] Eine bekannte Leistungsanforderung an den Verbrennungsmotor kann für die Grenzlastregelung des Verbrennungsmotors ebenfalls genutzt werden, so dass kein zusätzlicher Aufwand für die Leistungsanforderung entsteht. Das bedeutet, dass wenn die Leistungsanforderung bekannt ist, es möglich ist, die entsprechende Energiequelle, z. B. den Verbrennungsmotor, so zu steuern, dass diese bekannte Leistungsanforderung bereitgestellt wird. Insbesondere wird diese Energiequelle so gesteuert, dass nur diese angeforderte Menge an Energie und nicht mehr bereitgestellt wird. Auf diese Weise kann der Verbrennungsmotor genau mit solch einem Auslastungsgrad betrieben werden, dass die bekannte Leistungsanforderung bereitgestellt wird. Somit kann vermieden werden, Energie bereitzustellen, die in einer aktuellen Situation nicht benötigt wird. Um die vom Verbrennungsmotor produzierte Energie mit der bekannten Leistungsanforderung abzugleichen, kann der letztgenannte Wert für die Maximallastkontrolle des Verbrennungsmotors genutzt werden. Dadurch, dass die Krankomponenten elektrische Antriebe und Steuerungen mit Memory-Funktion aufweisen, kann eine zu erwartende Leistungsanforderung durch die Krankomponenten vorab berechnet werden. Es ist somit möglich, die Leistungsanforderung durch einen maximal zulässigen Höchstwert zu begrenzen, damit die Leistungsanforderung die bereitgestellte Leistung nicht übersteigt. Zum Beispiel kann dies durch den Maximallastkontrollbegrenzer geschehen. Wenn eine Hebefunktion ausgeführt werden muss, kann der Maximallastkontrollbegrenzer auf Basis der Hebehöhe und des Gewichts der Last den Energiebedarf berechnen, der innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne bereitgestellt werden muss. Da Leistung als Quotient aus Arbeitsaufwand pro Zeit definiert ist, ist es möglich, die Leistungsanforderung dadurch zu beeinflussen, indem man die für das Anwenden der Leistungsanforderung benötigte Zeit variiert, d. h. je größer die Zeitspanne für das Anwenden der Leistungsanforderung ist, desto kleiner ist die Leistungsanforderung. Das bedeutet, dass durch das Vergrößern der Zeitspanne für das Anwenden der Leistungsanforderung die Leistungsanforderung verringert und somit auf einen Maximalwert begrenzt werden kann. Ferner kann somit vermieden werden, dass die Primärenergiequelle, also vorzugsweise ein Dieselmotor, zu stark belastet wird. Eine vergleichbare vorausschauende Überwachung einer Grenzlast bei hydraulisch angetriebenen Krankomponenten ist nicht möglich. Daher fällt bei konventionellen hydraulisch betriebenen Krankomponenten im Falle einer zu großen Leistungsanforderung durch die Krankomponenten beispielsweise die Motordrehzahl der Primärenergiequelle ab, was zu einer reduzierten Geschwindigkeit der Bewegungen der Hydraulikkomponenten führt. Im Gegensatz hierzu kann die Verwendung elektrisch betriebener Krankomponenten in Verbindung mit der oben erläuterten Maximallastkontrolle zu einer allgemeinen Verbesserung der Regelungscharakteristik zur Grenzlastregelung führen.

[00103] Bei einem Mooring-Betrieb können die elektrischen Antriebe der Krankomponenten drehzahlgeregelt oder drehmomentgeregelt betrieben werden. Diese beiden Betriebszustände können an dem Kran verwirklicht sein. Der Kran kann daher mit einem Mittel, beispielsweise einem Schalter oder einer Menüauswahl, ausgestattet sein, die es dem Kranbetreiber erlaubt, zwischen den beiden Zuständen hin- und herzuschalten. Dadurch ist es vorzugsweise möglich, bei der Verwendung einer Einscherhilfswinde im drehzahlgeregelten Betrieb eine proportionale Ansteuerung bzw. eine Geschwindigkeitsvorgabe für die Einscherhilfswinde zu realisieren. Somit ist es möglich, dass auf einen drehmomentgeregelten Betrieb der Krankomponenten umgeschaltet werden kann. Übt die Einscherhilfswinde beispielsweise eine konstante Kraft aus, so wird eine entsprechende Gegenkraft auf eine weitere Winde oder andere Krankomponente aufgebracht. Somit ist die Variabilität des Einsatzes der Einscherhilfswinde durch geeignete Regelung verbessert und kann den jeweiligen Betriebsbedingungen entsprechend angepasst werden.

[00104] Bei einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform wird der Energienutzanteil entweder durch Umwandlung in elektrische, hydraulische oder mechanische Energie der mindestens einen Krankomponente zur Energieabfrage zur Verfügung gestellt oder in das Leistungsverbrauchersystem eingespeist. Genauer gesagt wird der Energienutzanteil durch Einspeisen in das Leistungsverbrauchersystem oder über mindestens einen Energiewandler, der mit der mindestens einen Krankomponente verbunden ist, um Energie von der mindestens einen Krankomponente in Leistung umzuwandeln, bereitgestellt. Ein derartiges Verfahren weist einen verbesserten Wirkungsgrad auf. Die Energie wird insbesondere in Form von elektrischer Energie dezentral an verschiedenen Stellen des Krans zur Verfügung gestellt und kann entsprechend dezentral ohne Übertragungsverluste direkt an der Energiequelle, insbesondere an der die rückgewonnene Sekundärenergie bereitstellende Sekundärenergiequelle, abgefordert werden. Die Regelung der Energieabfrage entweder über das Leistungsverbrauchersystem oder direkt an die Krankomponente kann mittels einer Regelungseinheit erfolgen.

[00105] Bei einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform ist gewährleistet, dass im Kranbetrieb stets ein ausreichender Energienutzanteil entweder durch die Energiespeichereinheit oder die Energiequellen zur Verfügung gestellt wird. Genauer gesagt umfasst das Verfahren den Schritt der Regelung des Verhältnisses des Energienutzanteils zum Energiespeicheranteil mittels der Regelungseinheit.

[00106] Ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform erlaubt die Berechnung eines überschüssigen Energieanteils, der dann zur Verfügung gestellt wird, wenn eine Summe aus dem maximal nutzbaren Energienutzanteil und einem maximal nutzbaren Energiespeicheranteil gleich einer Summe aus dem überschüssigen Energieanteil und dem Energiegesamtbetrag ist. Das bedeutet, dass die von der Primärenergiequelle und/oder der Sekundärenergiequelle erzeugte Energiemenge größer ist als der tatsächliche momentane Energiebedarf und speicherbare Energieanteil.

[00107] Mittels eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform ist es möglich, den Energieüberschussanteil kontrolliert abzubauen und beispielsweise mittels zusätzlicher Bremswiderstände in Wärmeenergie umzuwandeln. Genauer gesagt umfasst das Verfahren ferner einen geregelten Abbau des Energieüberschussanteils durch Umwandlung von Energie, die durch zusätzliche Bremswiderstände erzielt wird, in Wärmeenergie, wobei eine Rückführung der Wärmeenergie zum Kran zur Beheizung einer Krankabine genutzt werden kann. Diese Wärmeenergie kann beispielsweise dem Kran rückgeführt werden und insbesondere zur Beheizung der Krankabine und von Hydrauliksystemen genutzt werden. Dadurch kann eine zusätzliche, separate Beheizung der Krankabine oder die Bereitstellung einer Leistungsquelle für die Hydrauliksysteme vermieden werden.

[00108] Eine beispielhafte Ausführungsform ist in Fig. 1 dargestellt. Ein Kran 1 ist als Mobilkran mit vier Rädern 2 ausgeführt, wobei der Kran 1 auch mehr Räder 2 oder alternativ auch Raupenfahrwerke (wie beispielsweise in Fig. 2 und 3 dargestellt) aufweisen kann. Selbstverständlich kann auch jedes andere beliebige Fahrwerk verwendet werden, das im Bereich der Kenntnisse eines durchschnittlichen Fachmanns liegt. Der Kran 1 umfasst einen Unterwagen 3 und einen auf dem Unterwagen 3 mittels einer Drehdurchführung 4 drehbar angeordneten Oberwagen 5. An einem in Fahrtrichtung 6 vorderen Ende des Unterwagens 3 ist eine Fahrkabine 7 mit einer darin angeordneten Fahrkabinen-Klimaanlage 8 vorgesehen. Fest mit dem Oberwagen 5 ist eine Krankabine 9 verbunden, die eine Krankabinen-Klimaanlage 10 aufweist. Wippbar am Oberwagen 5 ist ein Kranausleger 11 angelenkt.

[00109] Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Primärenergiequelle 12 in dem Unterwagen 3 des Krans 1 untergebracht. Die Primärenergiequelle 12 ist als Dieselmotor ausgeführt und treibt über ein Getriebe 13 die Räder 2 an; es kann jedoch auch jeder andere, im Bereich der Kenntnisse eines Fachmanns liegende beliebige Motor verwendet werden. Das Getriebe 13 ist über eine nicht dargestellte Kupplung an den Dieselmotor 12 in an sich bekannter Weise angeschlossen. Der Dieselmotor 12 wird über einen Kühler 14 gekühlt. Ebenfalls direkt an den Dieselmotor 12 ist mindestens eine Hydraulikpumpe 15 angeschlossen, die mittels einer Hydrauliksteuerleitung 16 mit einem im Unterwagen 3 angeordneten Unterwagen-Steuerblock 17 und mit einem im Oberwagen 5 angeordneten Obenwagen-Steuerblock 18 in Signalverbindung steht. Dazu ist die Hydrauliksteuerleitung von dem Unterwagen 3 in den Oberwagen 5 durch die Drehdurchführung 4 geführt, sodass die Signalverbindung zwischen Hydraulikpumpe 15 und Oberwagen-Steuerblock 18 durch eine Drehung des Obenwagens 5 auf dem Unterwagen 3 nicht beeinträchtigt ist.

[00110] Zudem ist eine Regeleinheit 120 vorgesehen, die mit der Primärenergiequelle 12 verbunden und benachbart zu dieser angeordnet ist. Die Regeleinheit 120 wird von einem Kranbediener in der Krankabine 9 aktiviert. Es ist ebenfalls möglich, dass die Regeleinheit 120 von der Fahrkabine 7 aus betätigt wird. Die Regeleinheit 120 und möglicherweise zusätzlich vorgesehene Regeleinheiten können als Prozessoren implementiert sein, die die verschiedenen Krankomponenten des Krans 1 steuern bzw. regeln. Derartige Prozessoren sind aus dem Stand der Technik bekannt. Es kann eine Software vorgesehen sein, die auf einem dauerhaften, also nicht flüchtigen, computerlesbaren Medium gespeichert ist und von dem Prozessor ausführbar ist, um die verschiedenen, hier diskutierten Funktionen zu ermöglichen.

[00111] Die Regeleinheit 120 kann eine Start-Stopp-Funktion aufweisen, über die die Primärenergiequelle 12 automatisch aktiviert wird, sobald eine Start-Bedingung erfüllt ist, und deaktiviert ist, sobald eine Stopp-Bedingung erfüllt ist.

[00112] Ebenfalls mit der Primärenergiequelle 12 verbunden ist ein Fahrkabinen-Klimakom-pressor 19 zum Betreiben der Fahrkabinen-Klimaanlage 8. Dazu steht der Fahrkabinen-Klima-kompressor 19 mit der Fahrkabinen-Klimaanlage 8 über die Fahrkabinen-Klimaleitung 20 in Signalverbindung.

[00113] Weiterhin treibt die Primärenergiequelle 12 einen Primärenergiequellen-Generator 21 an, der über eine Stromleitung 22 (d.h. ein Leistungsverbrauchersystem) zum Laden einer Batterie 23 mit dieser verbunden ist. Des Weiteren ist an den Primärenergiequellen-Generator 21 mindestens ein elektrischer Verbraucher 24 angeschlossen, der gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel in dem Oberwagen 5 angeordnet ist. Es können auch mehrere elektrische Verbraucher vorgesehen sein, die im Unterwagen 3 und/oder im Oberwagen 5 des Krans 1 angeordnet sind. Als elektrische Verbraucher 24 können beispielsweise Beleuchtungen für die Kabinen 7, 9, eine Beleuchtung des Kranumfelds, Warnleuchten und Warnsignale, eine Kransteuerung mit Display, ein Radio oder weitere Nebenverbraucher wie Funkgeräte, Mobilfunk-Ladegeräte u. a. vorgesehen sein. Zur Verbindung des Primärenergiequellen-Generators 21 mit dem mindestens einen im Oberwagen 5 angeordneten elektrischen Verbraucher 24 ist die Stromleitung 22 ebenfalls durch die Drehdurchführung 4 geführt.

[00114] In dieser Ausführungsform ist in dem Oberwagen 5 eine Sekundärenergiequelle 25 vorgesehen, die ebenfalls als Verbrennungsmotor, z.B. als Dieselmotor ausgeführt sein kann. Die Sekundärenergiequelle 25 kann durch einen beliebigen geeigneten Motor realisiert sein. Die Sekundärenergiequelle 25 wird von einem Sekundärenergiequellen-Kühler 26 gekühlt, der über eine Kühlleitung 27 durch die Drehdurchführung 4 mit dem im Unterwagen 3 angeordneten Kühler 14 in Kühlverbindung steht. Dadurch ist es möglich, dass die Primärenergiequelle 12 durch die Sekundärenergiequelle 25 über den Kühler 14 und/oder den Sekundärenergiequellen-Kühler 26 sowie die Kühlleitung 27 temperiert wird. Von der Sekundärenergiequelle 25 kann beispielsweise gewärmtes Kühlwasser aus dem Sekundärenergiequellen-Kühler 26 über die Kühlleitung 27 in den Kühler 14 gefördert und somit die Primärenergiequelle 12 vorgewärmt werden, sodass ein Kaltstart vermieden werden kann. Die Sekundärenergiequelle 25 treibt einen Hilfsquellen-Generator 28 an, der über die Stromleitung 22 ebenfalls die Batterie 23 sowie den mindestens einen elektrischen Verbraucher 24 speist. Direkt mit der Sekundärenergiequelle 25 ist ein Krankabinen-Klimakompressor 29 verbunden, der über eine Krankabinen-Klimaleitung 30 an die Krankabinen-Klimaanlage 10 angeschlossen ist.

[00115] Die Sekundärenergiequelle 25 kann kleiner und leistungsschwächer ausgeführt sein als die Primärenergiequelle 12, wobei eine maximal verfügbare Leistung Ps.max der Sekundärenergiequelle 25 geringer ist als eine maximal verfügbare Leistung Pp,max der Primärenergiequelle 12, wobei gilt Ps.max ^ 0,5 · Pp,max, insbesondere Ps.max 5 0,3 · PP.max und insbesondere Ps.max ^ 0,1 Pp.max- Dadurch ist es möglich, einen kleinen Motor als Sekundärenergiequelle 25 zu nutzen, da die maximal verfügbare Leistung Ps,max klein ist. Als Folge davon können der Energieverbrauch und auch die durch die Primärenergiequelle 12 und die Sekundärenergiequelle 25 verursachten Emissionen verringert werden. Auch wird der für die Sekundärenergiequelle 25 benötigte Platz auf dem Kran reduziert.

[00116] Die Sekundärenergiequelle 25 kann nachrüstbar ausgeführt sein, sodass die Sekundärenergiequelle 25 mittels einer entsprechend ausgeführten Adapter-Aufnahme (nicht dargestellt) an dem Kran 1 befestigt werden kann. Die Sekundärenergiequelle 25 wird auch als Zusatzaggregat bezeichnet. Insbesondere kann die Sekundärenergiequelle 25 auch als eine der Krankomponenten ausgeführt sein, wie beispielsweise ein Wippwerk, eine Seilwinde oder beispielsweise ein Drehwerk zur Betätigung des Kranauslegers 11.

[00117] Im Folgenden wird die Funktion des erfindungsgemäßen Krans 1 näher erläutert. Im Arbeitsbetrieb treibt die Primärenergiequelle 12 den Fahrantrieb, d. h. über das Getriebe 13, die Räder 2 des Krans 1 an. Weiterhin wird von der Primärenergiequelle 12 die Hydraulikpumpe 15 angetrieben, die den Unterwagen-Steuerblock 17 mit Drucköl versorgt. Während einer Straßenfahrt übernimmt der Oberwagen 5 keine Funktion. Die Sekundärenergiequelle 25 kann dann deaktiviert sein.

[00118] Sobald während des Arbeitsbetriebs die Hebeeinrichtung des Krans 1 betrieben wird, wird von der Hydraulikpumpe 15 Hydrauliköl über die Hydrauliksteuerleitung 16 durch die Drehwagendurchführung 4 in den Obenwagen-Steuerblock 18 gefördert. Die Hebeeinrichtung besteht aus dem Obenwagen 5 und dem Kranausleger 11. Der Oberwagen-Steuerblock 18 steuert in Verbindung mit einer nicht dargestellten Elektronik in an sich bekannter Weise verschiedene Kranbewegungen wie beispielsweise die Drehung des Oberwagens 5 auf dem Unterwagen 3 oder ein Schwenken des Kranauslegers 11 gegenüber dem Oberwagen 5. Zusätzlich treibt die Primärenergiequelle 12 den Primärenergiequellen-Generator 21 an, der die Batterie 23 lädt und den mindestens einen elektrischen Verbraucher 24 mit elektrischer Spannung versorgt.

[00119] Wie oben erwähnt kann während des Arbeitsbetriebs des Krans 1 eine Stopp-Phase eintreten, während der keine Kranleistung beansprucht ist, d.h. weder der Oberwagen 5, der Ausleger 11 noch der Fahrantrieb (Räder 2 sowie Getriebe 13) des Krans 1 betätigt sind. Diese Stopp-Phase wird über die Start-Stopp-Funktion der Regeleinheit anhand der Stopp-Bedingung erkannt, sodass bei Eintreten einer der nachfolgend beispielhaft aufgeführten Stopp-Bedingungen die Primärenergiequelle 12 deaktiviert wird.

[00120] Mögliche Stopp-Bedingungen sind beispielsweise 1) kein Abfordern einer hydraulischen Leistung, d.h. weder eine Ansteuerung des Obenwagens 5, der Ausleger 11 noch des Fahrantriebs (Räder 2, Getriebe 13), 2) Vorliegen einer Batteriespannung innerhalb von vorgegebenen Grenzwerten mittels eines Batteriespannungsniveau-Anzeigers 112, 3) Vorliegen einer Kühlwassertemperatur der Primärenergiequelle 12 innerhalb von Grenzwerten unter Verwendung eines Kühlwasser-Temperaturmessers 113, 4) Temperatur des Drucköls innerhalb von Grenzwerten mittels eines Drucköl-Temperaturmessers 114 und, 5) wenn nur angeschlossene Hilfskomponenten zur ausschließlichen Energieaufnahme aus der Sekundärenergiequelle eingeschaltet sind, sowie 6) weitere Stopp-Bedingungen, die durch einen Anwender individuell spezifiziert werden können. Diese Grenzwerte für die Kühlwassertemperatur liegen zwischen 70° C und 95° C, insbesondere zwischen 75° C und 93° C und insbesondere zwischen 80° C und 92° C. Die Grenzwerte für die Drucköltemperatur hängen von der Art des verwendeten Drucköls ab. Beispielsweise liegen diese Grenzwerte zwischen 40° C und 80° C, und insbesondere bei etwa 55° C. Ein Lastmoment des Krans wird erkannt. Dieses erkannte Lastmoment muss kleiner sein als ein definierter Lastmomentschwellenwert, welcher z. B. bei 30 % relativ zu einem maximal verfügbaren Lastmoment des Krans liegt. Das Lastmoment wird periodisch, regelmäßig oder konstant mittels eines in Fig. 1 nicht dargestellten, aber weiter unten ausgeführten Lastmomentbegrenzungssystems (LMB) übenwacht. Wenn das gegenwärtige Lastmoment den Lastmomentschwellenwert überschreitet, muss es dem Kranführer möglich gemacht werden, in gleichweichem Kranbetrieb aus Sicherheitsgründen umgehend zu reagieren. Deswegen werden die Stopp-Bedingungen aktiviert, wenn das Lastmoment den Lastmomentschwellenwert überschreitet.

[00121] Während einer Stopp-Phase der Primärenergiequelle kann eine Reihe von Funktionen erforderlich sein, zu deren Erfüllung das Betreiben von Hilfskomponenten des Krans 1 erforderlich ist. Daher werden folgende Funktionen und/oder Hilfskomponenten während der Stopp-Phasen durch Sekundärenergiequelle 25 zur Verfügung gestellt wie beispielsweise Klimaanlagen 8, 10, Kabinenheizung oder erwärmtes Motorkühlwasser und Gebläse (nicht dargestellt), Temperierung der Primärenergiequelle 12 beispielsweise über Kühlwasser des Sekundärenergiequellen-Kühlers 26 zur Vermeidung von Kaltstarts, Stromerzeugung für elektrische Verbraucher wie Beleuchtung in den Kabinen 7, 9, Beleuchtung des Kranumfelds, Warnleuchten und Warnsignale, Kransteuerung mit Display, Radio, Nebenverbraucher wie Funkgeräte, Mobilfunk-Ladegeräte, Lüfter, Ölkühler, Ölumwälzung zur Kühlung und Filterung und Aufrechterhaltung der Batterieladung, sowie weitere Funktionen und/oder Hilfskomponenten, die im normalen Kranbetrieb zur Verfügung gestellt sein können.

[00122] Zusätzlich kann die Sekundärenergiequelle 25 weitere, nicht dargestellte Hydraulikpumpen antreiben, die ein Ansteuern der Hebeeinrichtung (Oberwagen 5 und/oder Ausleger 11) und/oder Seilwinden oder Zylinder (nicht dargestellt) ermöglichen. Dadurch kann ein Notbetrieb bei zeitweise komplettem (oder teilweisem) Ausfall der Primärenergiequelle 12 zur Verfügung gestellt werden. Auch reguläre Kranbewegungen sind somit mit der Sekundärenergiequelle 25 fahrbar, ohne dass die leistungsstarke Primärenergiequelle 12 gestartet werden muss. Demzufolge kann, abhängig von einer maximal verfügbaren Leistung der Sekundärenergiequelle 25 diese Energiequelle 25 als zusätzlicher Antrieb genutzt werden, ohne dass die Primärenergiequelle 12 gestartet werden muss. Wie bereits oben ausgeführt, ist es natürlich auch möglich, die Sekundärenergiequelle 25, als Energiequelle mit geringer Kapazität auszuführen, die nur eine kleine Menge der maximal verfügbaren Leistung bereitstellt. In diesem Fall kann die Sekundärenergiequelle 25 keine regulären Kranbewegungen antreiben, aufgrund ihrer kleinen Größe ist sie aber platz- und kostensparend und produziert außerdem weniger Emissionen.

[00123] Durch die Realisierung der Start-Stopp-Funktion der Primärenergiequelle 12 und der Anordnung der Sekundärenergiequelle 25 unabhängig von der Primärenergiequelle 12 können, wie oben beschrieben, Stillstandphasen der Primärenergiequelle 12 verlängert und dadurch der Kraftstoffverbrauch reduziert, der Schadstoffausstoß, insbesondere der CÖ2-Ausstoß, vermindert, eine Lärmbelästigung verringert, Verschleiß der entsprechenden Komponenten des Krans 1 reduziert und Wartungsintervalle für die Primärenergiequelle 12 verlängert werden. Das Gesamtgewicht des Krans 1 kann zudem gegenüber einem gemäß dem Stand der Technik bekannten Kran mit leistungsstarkem, separatem Oberwagen motor zum Antrieb der Kranhydraulik verringert werden.

[00124] Es ist auch möglich, die Sekundärenergiequelle 25 im Unterwagen 3 des Krans 1 anzuordnen. Entsprechend wäre auch der Sekundärenergiequellen-Kühler 26, der Sekundärenergiequellen-Generator 28 und der Krankabinen-Klimakompressor 29 im Unterwagen 3 vorgesehen. Hinsichtlich der Funktion des Krans 1 wird auf die oben genannten Ausführungen verwiesen. Bei einem derartigen Kran 1 ist der Schwerpunkt vorteilhafter Weise nach unten verlagert.

Dadurch ist das Standmoment des Krans 1 zusätzlich erhöht.

[00125] Es ist auch möglich, die Primärenergiequelle 12 gemeinsam mit der Sekundärenergiequelle 25 im Oberwagen 5 des Krans 1 oder die Primärenergiequelle 12 im Oberwagen 5 und die Sekundärenergiequelle 25 im Untenwagen 3 des Krans 1 anzuordnen.

[00126] Die Fig. 2 und 3 zeigen eine weitere Ausführung eines Krans 75. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.

[00127] Der Kran 75 ist als Raupenkran mit zwei am Untenwagen 3 parallel angeordneten Raupenfahrwerken 76 ausgeführt. Alternative Anordnungen des Raupenfahrwerks oder andere Fahrwerke können ebenfalls zum Einsatz kommen. Drehbar auf dem Unterwagen 3 ist der Oberwagen 5 angeordnet, der die Fahrkabine 7 und einen um eine Horizontalachse 77 (siehe Fig. 3) schwenkbaren Hauptausleger 78 umfasst. An einem der Horizontalachse 77 gegenüberliegenden Ende des Hauptauslegers 78 ist dieser ebenfalls schwenkbar mit einem Hilfsausleger 79 verbunden. An der Spitze des Hilfsauslegers 79 ist eine Flasche 80 mit einem Haken zum Heben und Verlagern von Lasten vorgesehen. Das Hubseil 790 verbindet den Hilfsausleger 79 mit der Flasche 80. Der Hauptausleger 78 und der Hilfsausleger 79 sind über ein Spannsystem umfassend mehrere Spannseile 81 und Stützen 82 abgespannt.

[00128] In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 und 3 ist an einem im Wesentlichen horizontal verlaufenden Querträger 83 des Oberwagens 5 beabstandet zu einer vertikalen Drehachse 84, um die der Oberwagen 5 bezüglich des Unterwagens 3 drehbar gelagert ist, eine Gegengewichtsanordnung 85 vorgesehen. Die Gegengewichtsanordnung 85 umfasst mehrere aufeinander gestellte Gegengewichte 86, wobei die Gegengewichtsanordnung 85 zwei jeweils seitlich an dem Querträger 83 angeordnete Stapel (nicht dargestellt) von einzelnen Gegengewichten 86 aufweisen kann. Ein durchschnittlicher Fachmann kann auch andere Gegengewichtsanordnungen vorsehen.

[00129] Ebenfalls an dem Querträger 83 ist die Primärenergiequelle, die in Form eines Dieselmotors 12 (oder eines anderen geeigneten Motors) ausgeführt sein kann, und ein damit verbundener Primärenergiequellen-Generator 21 angebracht. An der den Unterwagen 3 mit dem Oberwagen 5 verbindenden Drehdurchführung 4 ist ein Schwenkwerk 46 vorgesehen zum Schwenken des Oberwagens 5 um die Drehachse 84. Jedes der Raupenfahrwerke 76 des Unterwagens 3 ist bezüglich der Drehachse 84 symmetrisch ausgebildet und ausgerichtet und weist einen Fahrantrieb 58 auf.

[00130] Ebenfalls an dem Querträger 83 drehbar um eine horizontale Achse vorgesehen ist eine Seilwinde 43, die über ein Kabel mit einer der Stützen 82 verbunden ist. Ein Teleskopzylinder 50 verbindet den Hauptausleger 78 mit dem Querträger 83. Durch Betätigen des Teleskopzylinders 50 wird dieser ein- beziehungsweise ausgefahren und somit eine Schwenkbewegung des Hauptauslegers 78 um die Horizontalachse 77 bewirkt. Bei dem Teleskopzylinder 50 kann es sich um einen Hydraulikkolben oder ähnlichen Mechanismus handeln.

[00131] Darüber hinaus ist an dem Querträger 83 ein Wippwerk 44 vorgesehen, das über ein Spannseil 81 und die Stützen 82 mit dem Hilfsausleger 79 verbunden ist. Entsprechend dient das Wippwerk 44 zur Verschwenkung des Hilfsauslegers 79 gegenüber dem Hauptausleger 78.

[00132] Die oben in Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Start-Stopp-Funktionen können auch im Kran 75 des zweiten Ausführungsbeispiels realisiert sein. Die Start-Stopp-Funktion wäre dieselbe wie in Fig. 1, so dass auf eine detaillierte Beschreibung derselben verzichtet wird.

[00133] Fig. 4 zeigt eine beispielhafte Ausführung einer schematischen Darstellung einer elektrischen Schaltung 300 des Krans 75. Ein Leistungsverbrauchersystem 31 umfasst zwei Stromleitungen 32, von denen eine als Pluspol und die andere als Minuspol dient. An dem Leistungsverbrauchersystem 31 ist eine Spannung von 650 V angelegt. Ebenfalls als zentrale Versorgungsleitungen sind Kühlwasserschläuche 33 vorgesehen, die für eine Hin- und Rückleitung von Kühlwasser dienen. Die Stromleitungen 32 sind mit verschiedenen Komponenten verbunden, um diese mit Strom zu versorgen.

[00134] Zur Steuerung des Leistungsverbrauchersystems 31 ist eine Regelungseinheit 34 über einen Datenbus 35, der in dieser Ausführungsform insbesondere als CAN-Bus-Leitung ausgeführt ist, wobei jedoch auch jede andere geeignete, im Bereich der Kenntnisse eines Fachmanns liegende Leitung verwendet werden kann, verbunden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Regelungseinheit 34 über eine Schnittstelle 36 an den Datenbus 35 angeschlossen. Somit ist die Regelungseinheit 34 über den Datenbus 35 mit dem Leistungsverbrauchersystem 31 verbunden, so dass die Regelungseinheit 34 darüber hinaus mit allen Komponenten verbunden ist, die direkt und indirekt an das Leistungsverbrauchersystem 31 angeschlossen sind.

[00135] Zur Einspeisung von Primärenergie in das Leistungsverbrauchersystem ist die Primärenergiequelle 12, die in Form des Dieselmotors vorgesehen sein kann, mittels einer Kupplung 37 mit dem Getriebe 13 verbunden, über das zwei Primärenergiequellen-Generatoren 21 angetrieben werden. In den Generatoren 21 wird die mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt und über die Gleichrichter 38 in das Leistungsverbrauchersystem 31 eingespeist. Sowohl die Gleichrichter 38 als auch die Primärenergiequellen-Generatoren 21 sind einerseits mit den Kühlwasserleitungen 33 sowie andererseits miteinander verbunden und damit an die Kühlwasserversorgung des Krans 1 angeschlossen.

[00136] Eine Ansteuerung des Leistungsverbrauchersystemes 31 erfolgt über die Regelungseinheit 34 durch einen Bediener in der Krankabine 9. Es ist auch möglich, dass die Regelungseinheit 34 zusätzlich oder alternativ von der Fahrkabine 7 aus bedienbar ist, so dass eine Steuerung des Leistungsverbrauchersystemes 31 auch von der Fahrkabine 7 aus gewährleistet ist. Ausgehend von dem Leistungsverbrauchersystem 31 kann eine Vielzahl von Krankomponenten (elektrische Verbraucher) mit Energie versorgt werden, wobei grundsätzlich zwei verschiedene Antriebstypen unterschieden werden können, nämlich rotatorische und Linearantriebe.

[00137] Die durch rotatorische Antriebe angetriebenen Krankomponenten, wie z.B. Seilwinden 43, Wippwerke 44, Derrickgetriebe 45, ein Schwenkwerk 46 und eine Scherwinde 47, sind über einen Umrichter 39 an das Leistungsverbrauchersystem 31 angeschlossen, wobei der Umrichter 39 Elektromotoren 40 mit elektrischer Energie versorgt. Die Elektromotoren 40 treiben Verbraucher-Getriebe 41 an, die über eine Bremse 42 mit der jeweiligen eigentlichen Krankomponente 43-47 verbunden sind. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind als mit Bremsen 42 verbundene Krankomponenten drei Seilwinden 43, zwei Wippwerke 44, ein Derrickgetriebe 45, ein Schwenkwerk 46 und eine Scherwinde 47 vorgesehen. Weitere Krankomponenten können ebenfalls verbunden sein oder es können weniger Bremskomponenten verbunden sein, wie es für einen durchschnittlichen Fachmann selbstverständlich ist.

[00138] Die durch Linearantriebe angetriebenen Krankomponenten, wie z.B. jene, die von Hydraulikzylindern angetrieben werden, sind derart vorgesehen, dass ebenfalls ein Elektromotor 40 über einen Umrichter 39 von dem Leistungsverbrauchersystem 31 mit Energie versorgt wird. Der Elektromotor 40 speist eine Hydraulikpumpe 48. Die Hydraulikpumpe 48 dient als Energiewandler zur Umwandlung der elektrischen Energie in hydraulische Energie. Über eine Hydraulik-Verteilerleitung 49 sind Krankomponenten in Form von Hydraulikzylindern angeschlossen. Ein Teleskopzylinder 50 dient zum Ein- und Ausfahren des teleskopischen Hautpauslegers 78. Kabinenzylinder 51 dienen zum Neigen der Fahrkabine 7 und/oder der Krankabine 9. Zur Sicherung des Kranauslegers 11 sind Sicherungszylinder 52 und zur Sicherung des Superlift-Masten sind weitere Sicherungszylinder 53 vorgesehen. Für eine Verlagerung des Oberwagens sind die Zylinder 54 vorgesehen. Die Zylinder 50 bis 54 dienen zur Versorgung von elektrischen Verbrauchern 25, die am Oberwagen 5 angeordnet sind. Es ist auch denkbar, anstelle des Hydraulikzylinders einen elektrischen Linearantrieb einzusetzen.

[00139] In analoger Weise ist ebenfalls über einen Umrichter 39 und einen Elektromotor 40 die Hydraulikpumpe 15 in dem Unterwagen 3 (dargestellt in der Ausführungsform gemäß Fig. 1, aber auch sichtbar in der Ausführungsform gemäß Fig. 2-3) an das Leistungsverbrauchersystem 31 angeschlossen, um die elektrische Energie des Leistungsverbrauchersystems 31 in hydraulische Energie umzuwandeln und in die Hydraulik-Verteilerleitung 55 einzuspeisen. An der Hydraulik-Verteilerleitung 55 der Hydraulikpumpe 15 sind ein Schnellverbindungs-Zylinder 56 sowie vier Abstützzylinder 57 zur Abstützung des Untenwagens 3 beispielsweise zum Vergrößern oder zum Nivellieren der (in den Zeichnungen nicht dargestellten) Stützbasis für den Kran 1 vorgesehen. Die Stützbasis des Krans umfasst mehrere Ausleger, die mit dem Unterwagenantrieb des Krans 1, 75 verbunden sind. Jeder Ausleger wird auf dem Boden durch mindestens einen Hydraulikzylinder gestützt, der an einem dem ersten, mit dem Untenwagen 3 verbundenen Ende des Auslegers gegenüberliegenden zweiten Ende des Auslegers angebracht ist. Die Hydraulikpumpe 15 ermöglicht das Speichern einer Hydraulikflüssigkeit, wie z. B. Öl, weshalb die Hydraulikpumpe als Sekundärspeichereinheit verwendet werden kann.

[00140] Ebenfalls an das Leistungsverbrauchersystem 31 angeschlossen sind Fahrantriebe 58 in einer Ausführungsform, in der der Kran 75 mit Raupenfahrwerken 76 (wie in Fig. 2 und 3 dargestellt) anstelle der Räder 2 (Ausführung gemäß Fig. 1) ausgerüstet ist. Es ist möglich, dezentrale Antriebe zu verwenden, einen für jedes der Räder 2, um einen Mehrfachantrieb zu haben. In diesem Fall ist es auch möglich, die Räder 2 einzeln anzutreiben, zu bremsen und/oder zu kontrollieren, d. h. zu steuern. Alternativ ist es auch möglich, eine zentrale Steuereinheit, ein zentrales Bremssystem und auch einen zentralen Antrieb bereitzustellen, so dass einige oder alle Räder 2 gleichzeitig bedient und/oder gesteuert werden. Es ist auch möglich, eine gemischte Ausgestaltung zu schaffen, so dass einige der Räder 2 einzeln angetrieben und eine Gruppe anderer Räder 2 gleichzeitig von zentralen Antriebssystemen, zentralen Bremssystemen und zentralen Steuersystemen bedient werden. In diesem Fall ist jeweils einer der Fahrantriebe 58 für das linke bzw. das rechte Fahrwerk 76 (wobei nur eines von beiden dargestellt ist) vorgesehen. Für einen durchschnittlichen Fachmann sind selbstverständlich auch andere Anordnungen denkbar.

[00141] Die in Fig. 4 schematisch gezeigten Drehwerke wie Seilwinden 43, Wippwerke 44, Derrickgetriebe 45, Schwenkwerk 46 und Scherwinde 47 können als Sekundärenergiequellen dienen. In diesem Fall wird beispielsweise über ein Absenken der Last potentielle Energie in kinetische Energie von den Seilwinden 43 umgewandelt. Durch die Umdrehung der Verbrauchergetriebe 41, die mit den Drehwerken, z. B. den Seilwinden 43, verbunden sind, wird eine Drehbewegung des jeweiligen Getriebes 41 an den jeweiligen Elektromotor 40 übertragen, der als Generator wirkt und die Drehbewegung in elektrische Energie wandelt und diese über den Umrichter 39 in das Leistungsverbrauchersystem 31 einspeist. Bei einer entsprechenden Einscherung des Hubseils 79 in der Flasche 80 wird ermöglicht, dass bereits kleine Hübe, d. h. nur ein geringes Absenken der Last, eine hohe Anzahl von Windenumdrehungen verursacht. Dadurch können relativ hohe Generatordrehzahlen ermöglicht werden, so dass ein hoher Wirkungsgrad bei der Energiewandlung ermöglicht wird.

[00142] Neben der Primärenergiequelle 12 und den Sekundärenergiequellen 43 bis 47 ist die Möglichkeit einer externen Energieversorgung 59 vorgesehen, die beispielsweise eine Einspeisung von Energie in das Leistungsverbrauchersystem 31 ermöglicht. Somit kann zusätzlich oder alternativ zu der Primärenergiequelle 12 und den Sekundärenergiequellen 43 bis 47 elektrische Energie aus einem Stromnetz genutzt werden. Dadurch ist es möglich, den Kran 1 unabhängig von einem Verbrennungsmotor, der beispielsweise beim Vorliegen einer Stopp-Bedingung deaktiviert ist, zu betreiben.

[00143] Das in Fig. 4 gezeigte Schema der Energieversorgung des Krans 1,75 wird als dezentrales System bezeichnet, da die einzelnen Verbraucher, d. h. die Krankomponenten, jeweils separat über Umrichter 39, Elektromotor 40, Verbraucher-Getriebe 41, Bremse 42 und ein entsprechendes Drehwerk 43 bis 47 an das Leistungsverbrauchersystem 31 angeschlossen sind. Auch ein zentrales System der Energieversorgung ist möglich, bei dem eine zentrale Umschalteinheit alternativ oder zusätzlich vorgesehen ist, an welche die Drehwerke anschließbar sind. Die zentrale Umschalteinheit 111 ist in Fig. 5 dargestellt. Diese zentrale Umschalteinheit 111 wandelt die Drehbewegung der Drehwerke in elektrische Energie, die als Sekundärenergie dem Leistungsverbrauchersystem 31 zugeführt wird. Vorteilhaft bei der zentralen Lösung ist die Reduzierung der Anzahl der benötigten Umrichter 39. Dadurch, dass das dezentra le Modell ohne zentrale Umschalteinheit 111 auskommt, ist allerdings das dezentrale System insgesamt leichter an Gewicht und kosteneffektiver, da insbesondere die Kosten für eine Umschalteinheit 111 höher liegen als Kosten für zusätzlich benötigte Umrichter.

[00144] Ein weiterer Vorteil des dezentralen Systems ist die integrierte Steuerung in den Krankomponenten. Dadurch, dass die hohen, gepulsten Ströme auf kürzesten Wegen, d. h. ohne zwischengeschaltete Umschalteinheit, in den jeweiligen Elektromotor 40 von dem Leistungsverbrauchersystem 31 eingespeist werden, sind Energieverluste reduziert und damit der Wirkungsgrad der Energieversorgung verbessert. Insgesamt werden in dem Kran 1, 75 lediglich zwei Stromleitungen 32 benötigt, die die Energie in Form von elektrischer Energie auf die Krankomponenten verteilen. Die Drehdurchführung 4 zwischen Unterwagen 3 und Oberwagen 5 kann wegen der reduzierten erforderlichen Leitungsanzahl kleiner und damit kostengünstiger und stabiler gestaltet werden. Insbesondere ist die Drehdurchführung 4 bei dem dezentralen System weniger störungsanfällig. Wegen der reduzierten Anzahl erforderlicher Stromleitungen 32 ist auch die benötigte Anzahl von Verbindungssteckern zum Verbinden der Leitungen 32 reduziert. Dies wird sowohl für das erste als auch für das zweite Ausführungsbeispiel realisiert.

[00145] Weiterhin ist in beiden Ausführungsbeispielen an das Leistungsverbrauchersystem 31 eine Energiespeichereinheit 60 angeschlossen (siehe Fig. 6). Die Energiespeichereinheit 60 ist dabei zentral am Kran als Energiehauptspeicher vorgesehen und ist beispielsweise als Batteriepack ausgeführt. Dieser Batteriepack kann bevorzugt als stapelbares Gegengewicht auf dem Kran 1, 75 als Grundballast oder als Superlift-Gegengewicht auf einem separaten Gegengewichtswagen angeordnet sein. Mindestens eine Brennstoffzelle 110 ist an das Leistungsverbrauchersystem 31 angeschlossen (siehe Fig. 4, 6). Die Brennstoffzellen 110 versorgen das Leistungsverbrauchersystem 31 im Bedarfsfall mit Energie.

[00146] Darüber hinaus sind mehrere dezentrale Energiespeichereinheiten an dem Kran 1, 75 vorgesehen, die an das Leistungsverbrauchersystem 31 angeschlossen sind und der Speicherung von Primärenergie und/oder Sekundärenergie dienen. Beispielsweise kann eine Winde mit einer dezentralen Energiespeichereinheit an einem Windenrahmen vorgesehen sein. In einer Ausführungsform können die Energiespeichereinheiten insbesondere den Krankomponenten direkt zugeordnet sein, um Übertragungsverluste zu reduzieren und damit den Wirkungsgrad des Systems zu verbessern.

[00147] Ebenfalls an dem Leistungsverbrauchersystem 31 angeschlossen ist das Bordnetz 61. Das elektrische System 61 ist ein Stromanschluss, der von 12 V bis 400 V reicht. Dieser Stromanschluss kann z. B. für das Heizen der Kabinen 7, 9, eine Hydraulikheizung, ein Radio usw. verwendet werden. Folglich kann der Stromanschluss als Hilfsanschluss angesehen werden. Alternativ sind die oben ausgeführten Hilfskomponenten, wie z. B. Batteriepacks und/oder Brennstoffzellen, nicht als Hilfskonfigurationen gedacht, sondern als Basiskonfigurationen zusätzlicher Energieversorger.

[00148] In Fig. 6 ist schematisch ein Ablauf zur Regelung eines Energiehaushalts des Krans 75 dargestellt. Fig. 7 zeigt außerdem ein Flussdiagramm der Bestimmung verschiedener Energiemengen im Kransystem. Ein ähnliches Schaltbild kann für den in der Ausgestaltung von Fig. 1 dargestellten Kran 1 oder den in der Ausgestaltung von Fig. 2 und 3 dargestellten Kran 87 gezeigt werden. Sobald die Krankomponenten des Krans identifiziert sind, obliegt die Konfiguration desselben dem durchschnittlichen Fachmann. Die Primärenergiequelle 12 sowie die auch als Sekundärenergiequellen nutzbaren Krankomponenten 43, 44, 45, 46, 47 stehen mit dem Leistungsverbrauchersystem 31 zur Einspeisung von Primär- bzw. Sekundärenergie in Signalverbindung. Weiterhin kann die externe Energieversorgung 59 für eine alternative Einspeisung von externer Energie vorgesehen sein. Die Gesamtenergie 121 ist die Summe der von den Energiequellen 12, 43 bis 47 und 59 in das Leistungsverbrauchersystem 31 eingespeisten Energieteilbeträge. Ein Anteil davon, der so genannte Energienutzanteil 122, wird von den Krankomponenten 43 bis 47, 51 bis 54 für den Betrieb angefordert. Dazu stehen die Krankomponenten 43 bis 47, 51 bis 54 mit der Regelungseinheit 34 in Signalverbindung. Ein Lastmomentbegrenzer 115 (LMB) ist in die Regelungseinheit 34 integriert und ermöglicht das Ener giemanagement der Krane 1,75 und 87. Damit ist es der Regelungseinheit 34 möglich, für jede einzelne Krankomponente 43 bis 47, 51 bis 54 einen aktuellen und/oder, z. B. aufgrund einer geplanten Hebebewegung oder einer anderen Bewegung der Komponente durch einen Vergleicher 123 in der Regelungseinheit 34 zu erwartenden Energienutzanteil 122 zu ermitteln. Als Folge des durch den Vergleicher 123 durchgeführten Vergleichs ist es möglich zu entscheiden, ob ein erster Fall 124 vorliegt, in welchem der Energiegesamtbetrag 121 größer ist als der Gesamtenergienutzanteil 122, oder ob ein zweiter Fall 125 vorliegt, in welchem der Energiegesamtbetrag 121 kleiner oder gleich dem Gesamtenergienutzanteil 122 ist. Der Gesamtenergienutzanteil 122 des Krans 75 ist gleich der Summe aller Energienutzanteile der Krankomponenten 43 bis 47, 51 bis 54 sowie des Energienutzanteils des Fahrantriebs 58. Wenn der in das Leistungsverbrauchersystem 31 eingespeiste Energiebetrag den aktuellen Energienutzanteil überschreitet, d.h. falls mehr Energie produziert wird, als aktuell von den verschiedenen Komponenten benötigt wird, wird der überschüssige Anteil als so genannter Energiespeicheranteil 126 von dem Leistungsverbrauchersystem 31 in die Energiespeichereinheit 60 und/oder die mindestens eine Brennstoffzelle 110 (nicht in Fig. 7 dargestellt, siehe Fig. 6) übertragen. Dazu steht das Leistungsverbrauchersystem 31 mit der Energiespeichereinheit 60 und der mindestens einen Brennstoffzelle 110 in Signalverbindung. Sofern auch die Energiespeichereinheit 60 keine weitere Energie aufnehmen kann, z. B. wenn die Energiespeichereinheit 60 eine vollgeladene Batterie hat, und überschüssige Energie von den Energiequellen 12, 43 bis 47 bereitgestellt wird, kann dieser Energieüberschussanteil beispielsweise mittels elektrischer Leitungen an die externe Energieversorgung 59 und/oder an den Kran 75 selbst übertragen werden, z. B. als elektrische Energie zum Betreiben einer elektrischen Heizung in der Krankabine 9 oder als Wärmeenergie, z. B. als aufgeheizte Luft mittels eines Heizrohrs an die Krankabine 9. Der gleiche Vorgang tritt auf, wenn die mindestens eine Brennstoffzelle 110 vollgeladen ist. Der Energieüberschuss kann auch als elektrische Energie an die externe Energieversorgung 59 zurückgespeist werden.

[00149] Die Regelungseinheit 34 ermöglicht die Überwachung der einzelnen Energienutzanteile der Krankomponenten 43 bis 47 und 58. Ferner ermöglicht die Regelungseinheit 34 die Überwachung der von den Energiequellen 12, 43 bis 47 und 59 eingespeisten Energiebeträge. Zudem wird der Energiespeicheranteil in der Energiespeichereinheit 60 ebenfalls von der Regelungseinheit 34 überwacht. Durch diese Überwachungsfunktionen ermöglicht die Regelungseinheit 34 ein effektives, schnelles und direktes Energiemanagement des Krans 75. Die Ansteuerung der Krankomponenten erfolgt durch einen Bediener in der Krankabine 9 über die zentrale Regelungseinheit 34 oder die Fahrkabine 7.

[00150] Im Folgenden wird anhand der Fig. 9 eine Seilwinde 43 näher erläutert. Die Seilwinde 43 ist in einem Längsschnitt parallel zu einer Drehachse 62 dargestellt. Die Seilwinde 43 ist fest an dem Kran 1 oder 75 eingebaut mit einem motorseitigen Windenhalter 63 und einem getriebeseitigen Windenhalter 64. Zwischen den Windenhaltern 63, 64 ist eine Blechwanne 65 vorgesehen, die einerseits der Stabilisierung der Windenbefestigung dient und andererseits auch zur Befestigung der Winde 43 am Kran 1 oder 75 genutzt werden kann.

[00151] Konzentrisch zur Drehachse 62 ist der Elektromotor 40 angeordnet, der als Torque-Motor ausgeführt sein kann. Andere im Bereich der Kenntnisse eines Fachmanns liegende Motoren können ebenfalls verwendet werden. Dadurch, dass der Elektromotor 40 in dieser Ausführungsform in die Seilwinde 43 integriert ist, wird ein zusätzlicher Raumbedarf auf dem Kran 1 oder 75 reduziert. Dadurch ist es möglich, den Kran 1 oder 75 insgesamt kleiner zu bauen. Der Elektromotor 40 ist drehfest an dem motorseitigen Windenhalter 63 gehalten und über eine Hülse 66 und ein Wälzlager 67, das als Loslager um die Drehachse 62 ausgeführt sein kann, drehbar mit einer Seiltrommel 68 der Seilwinde 43 verbunden. Die Seiltrommel 68 ist ebenfalls konzentrisch zur Drehachse 62 angeordnet und ist hohlzylindrisch gestaltet. Der Motor 40 innerhalb der Seiltrommel 68 angeordnet ist und damit besonders platzsparend auf dem Kran 1 oder 75 angeordnet werden kann.

[00152] Gemäß einer Ausführungsform weist die Seiltrommel 68 einen Innendurchmesser D, von ca. 540 mm auf und bietet damit genügend Raum für einen handelsüblichen Torque-Motor.

An einer äußeren Mantelfläche der Seiltrommel 68 sind Führungsrillen 69 für das aufzuwickelnde Seil vorgesehen. An Stirnseiten der Seiltrommel 68 sind jeweils im Wesentlichen sich radial von der Seiltrommel 68 wegerstreckende Teller 70 vorgesehen, die zum Führen und Halten des aufgewickelten Seils dienen.

[00153] Der Motor 40 weist weiterhin eine durchgehende Antriebswelle 71 auf, die konzentrisch zur Drehachse 62 angeordnet ist. Die Antriebswelle 71 ist drehfest mit dem Motor 40 verbunden und in einem feststehenden Planetenhalter 73 geführt gelagert, der als Festlager fungiert. Die Antriebswelle überträgt ein Antriebsdrehmoment auf ein umlaufendes Getriebegehäuse 72 und treibt dieses an. Das Getriebegehäuse 72 ist drehfest mit der Seiltrommel 68 verbunden und sorgt damit für eine Drehmomentübertragung von dem Motor 40 über die Antriebswelle 71 und das Getriebegehäuse 72 auf die Seiltrommel 68.

[00154] An dem getriebeseitigen Windenhalter 64 ist über einen Adapterflansch 74 die Bremse 42 vorgesehen, die feststehend an dem Adapterflansch 74 befestigt ist. Die Bremse 42 kann als Elektromagnet-Federdruck-Lamellenbremse ausgeführt sein.

[00155] Die Darstellung in Fig. 9 zeigt somit die Möglichkeit zum Betrieb beispielsweise der Seilwinde 43. Es ist einerseits möglich, die Seilwinde über den Elektromotor 40 und das Getriebe 73 anzutreiben, um damit beispielsweise ein Seil auf die Seiltrommel 68 aufzuwickeln und eine Last anzuheben. Es ist aber ebenfalls möglich, beim Absenken einer Last den Elektromotor 40 über das Getriebe und die Antriebswelle 71 anzutreiben und als Generator zur elektrischen Stromgewinnung zu nutzen. Zudem dient die Bremse 42 dazu, beispielsweise ein Abgehen der Last oder eine zu schnelle Drehbewegung der Seiltrommel 68 aus Sicherheitsgründen zu vermeiden.

[00156] Fig. 10 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung einer weiteren Ausführung eines Krans 87. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 9 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.

[00157] Wesentlicher Unterschied des Krans 87 gegenüber dem in Fig. 2 und 3 dargestellten Kran 75 ist die Ausführung als Superlift-Kran mit einem Superlift-Masten 88. Ferner ist ein Gegengewichtswagen 92 mit dem Obenwagen 5 des Krans 87 verbunden, wobei ein zusätzliches Gegengewicht 93 separat vom Obenwagen 5 auf dem Gegengewichtswagen 92 angeordnet ist.

[00158] Anhand von in Fig. 10 schematisch dargestellten Sensoren wird im Folgenden eine Vorgehensweise beschrieben, mittels der ein Bediener eine Last sowohl horizontal als auch vertikal (nicht dargestellt) verlagern kann. Der zum Betreiben der relevanten Krankomponenten erforderliche Energienutzanteil wird durch die Seilwinden 43 und/oder die Wippwerke 44 bereitgestellt. Dazu gibt der Bediener über die mit der Regelungseinheit 34 (nicht in Fig. 9 dargestellt, siehe Fig. 8) verbundenen Bedienerschnittstelle 107 eine gewünschte Veränderung der Lastposition oder einer Kranstellung vor. Die Regelungseinheit 34 berechnet verschiedene Energieparameter, die sich auf den jeweiligen Energiebedarf der Krankomponenten des Krans 87 beziehen. Zu diesem Zweck werden aus aktuellen Daten von Kraftsensoren 89, 90, 91 am Hilfsausleger 79, am Hauptausleger 78 bzw. am Superlift-Mast 88, von Winkelgebern 94, 95, 96 am Hilfsausleger 79, am Hauptausleger 78 bzw. am Superlift-Mast 88, der Höhe der Last, die aus der Krangeometrie und aus Drehwinkelgebern 97, 98, 99 der Seilwinden 43, der Wippwerke 44 bzw. eines Hubwerks 100 bestimmt wird, von Längengebern 101, 102 zur Verstellung des Superlift-Masts 88 bzw. des Gegengewichtswagens 92 sowie von dem Ladezustand der nicht dargestellten Energiespeichereinheit Energieinhalte der einzelnen Krankomponenten für den gesamten Kran 87 bestimmt und an die Regelungseinheit übermittelt. Diese Daten der Energieladebedingung werden angezeigt und können daher, wie in Fig. 4 gezeigt, mittels der Bedienerschnittstelle 107 übenwacht werden. Basierend auf diesen Daten werden von der Regelungseinheit 34 mögliche und energetisch günstige Steuerbewegungen und insbesondere deren Reihenfolge vorgeschlagen. Beispielsweise ist es möglich, einen Startpunkt und einen Zielpunkt der zu befördernden Last zu definieren. Unter Berücksichtigung mindestens eines Hindernisses kann eine virtuelle Verbindungslinie zwischen dem Startpunkt und dem Zielpunkt in eine Abfolge vertikaler und horizontaler Bewegungen unterteilt werden. Angefangen am Startpunkt wird zuerst eine maximal zulässige vertikale Aufwärtsbewegung berechnet. Danach wird eine Abfolge horizontaler Bewegungen in einer horizontalen Ebene parallel zum Boden bereitgestellt, insbesondere über dem mindestens einen Hindernis. In einem letzten Schritt wird die Last zu dem Zielpunkt herabgesenkt. Es sind selbstverständlich auch andere Pfadberechnungen möglich, wie beispielsweise eine Direktlinienberechnung, d. h. die kürzeste Verbindung zwischen dem Startpunkt und dem Zielpunkt.

[00159] Die konkrete Durchführung der Kranbewegung zur Verlagerung der Last kann dann durch den Bediener durch Betätigen verschiedener Steuergeber für die einzelnen Kranfunktionen erfolgen. Dadurch wird insbesondere das Risiko von Unfällen und/oder Störungen beispielsweise wegen abweichender Betriebsabläufe, örtlicher Gegebenheiten in Form von Störkanten oder sicherheitstechnischer Belange reduziert werden.

[00160] Weiterhin kann der Bediener durch das Erkennen von Energiebedarfen und das Schaffen des jeweiligen Leistungspotentials der Krankomponenten direkten Einfluss auf das Energiemanagement des Krans 1, 75, 87 nehmen. Er kann beispielsweise abwägen, ob eine durchzuführende Verlagerung der Last ohne Aktivierung der Primärenergiequelle 12 möglich ist oder nicht. Außerdem ist es mit dem Energiemanagementsystem möglich, die einzelnen Wirkungsgrade der jeweiligen Krankomponenten zu berücksichtigen. Da beispielsweise ein Raupenfahrwerk 76 einen geringeren Wirkungsgrad aufweist als eine Seilwinde 43, würde über die Regelungseinheit 34 ein geringerer benötigter Energienutzanteil an der Seilwinde 43 gefordert, um den Energieverlust zu senken. Wenn es beispielsweise beabsichtigt ist, eine Last mit einem bekannten Gewicht auf eine bekannte Höhe zu heben, kann die Regelungseinheit 34 die Menge der potentiellen Energie, die für eine derartige Hebeaktion bereitgestellt werden muss, berechnen. Basierend auf diesen Daten kann die Regelungseinheit 34 außerdem eine benötigte Energiemenge berechnen. Entsprechend ist das Energieeinsparpotenzial weiter verbessert.

[00161] Es ist auch möglich, dass die von der Regelungseinheit zunächst berechnete und, falls gewünscht, simulierte Verlagerung der Last automatisch erfolgt, d.h. der Bediener greift in den Verlagerungsprozess der Last nicht mehr ein. Dabei werden Parameter, wie beispielsweise Lastradius, Lasthöhe, Ballastposition, Oberwagenstellung und/oder Verfahrposition von Unterwagen 3 bzw. Gegengewichtswagen 92 nach einem energetisch günstigen Lastverlagerungs-Szenario berechnet. Sicherheitstechnische Randbedingungen können ebenfalls in die Berechnung einfließen, um ein Kollisionsrisiko beim Verlagern der Last zu reduzieren. Insbesondere kann für die autonome Durchführung der Lastverlagerung bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 vorteilhaftenweise ein Winkelgeber 105 am Obenwagen 5 zur Erfassung der Winkelposition des Obenwagens sowie alternativ oder zusätzlich zu dem Längengebern 101 ein Druckaufnehmer 109 zur Bestimmung der Winkellage einer Drehachse 108 des Superlift-Masts 88 eingesetzt werden, wohingegen die Drehachse 108 senkrecht zur Drehachse 84 ist. Der Winkelgeber 105 und der Druckaufnehmer 109 leiten die ermittelten Positionen an die Regelungseinheit 34 weiter, die diese zur Regelung der autonomen Verlagerung benutzt. Gemäß dem Druck im Druckaufnehmer 109 kann eine bestimmte Position des Superlift-Masten 88 errechnet werden, da der Druck im Druckaufnehmer 109 proportional zu einer Winkelstellung des Superlift-Masten 88 relativ zur Drehachse 108 ist.

[00162] Ein Kran 1, 75, 87 gemäß den gezeigten Ausführungsbeispielen ermöglicht also Einsparungen im Energieverbrauch und bei Emissionen insbesondere im Aussetzbetrieb, der den üblichen Betrieb eines Lasthebemittels wie bei den hier dargestellten Kranen 1, 75, 87 kennzeichnet. Um den Wirkungsgrad der Primärenergiequelle 12 in Form des Verbrennungsmotors zu verbessern, kann ein selbstkühlendes System wie beispielsweise ein Wärmetauscher an die Luft oder eine Luftkühlung vorgesehen sein. Dieses selbstkühlende System ist direkt mit der Primärenergiequelle 12 verbunden, so dass Wärme von der Primärenergiequelle 12 abgeführt werden kann. Zu diesem Zweck ist es bekannt, dass ein Kühler, z. B. ein Wärmetauscher, direkt mit der Primärenergiequelle 12 verbunden und so in dessen näheren Umgebung angeordnet ist. Zur weiteren Reduzierung von Schadstoffen und dem Verbrauch von fossilen Brennstoffen ist es möglich, den Verbrennungsmotor durch Brennstoffzellen zu ersetzen oder beispielsweise bei Erfüllen der Stopp-Funktion das Leistungsverbrauchersystem 31 im Netzbetrieb zu betreiben, d. h. die externe Energieversorgung 59 zu nutzen, oder auf in der mindestens einen Energiespeichereinheit 60 gespeicherte Energie zurückzugreifen. Dazu kann die Regelungseinheit 34 dienen, die beispielsweise den aktuellen Energienutzanteil, aber auch den aktuellen Energiespeicheranteil des Energiesystems erfasst und bewertet. Der aktuelle Energienutzanteil ist der Anteil des Gesamtenergiebetrags, der zu einem bestimmten Zeitpunkt von den Krankomponenten genutzt wird. Der aktuelle Energiespeicheranteil ist der Anteil des Gesamtenergiebetrags, der zu einem bestimmten Zeitpunkt in der mindestens einen Energiespeichereinheit 60 gespeichert ist. Sowohl der Energiespeicheranteil als auch der Energienutzanteil können von der Regelungseinheit 34 berechnet oder gemessen werden.

[00163] Durch die Verwendung der Elektromotoren 40 anstelle von hydraulischen Antrieben ist es möglich, höhere Teil-Wirkungsgrade am Kran zu erzielen und damit den Gesamtwirkungsgrad des Krans insgesamt zu verbessern. Darüber hinaus können Ausfallzeiten des Krans 1 reduziert werden. Da die Teil-Wirkungsgrade bei Verwendung der Elektromotoren 40 anstelle von hydraulischen Antrieben höher sind, ist es möglich, die gleiche Menge an Energie mit einer geringeren Betriebsdauer der Elektromotoren 40 bereitzustellen. Dadurch wird die Gesamtanforderung der Elektromotoren 40 reduziert, so dass Ausfallzeiten für die Reparatur, die Wartung und/oder den Austausch der Elektromotoren 40 reduziert werden. Insgesamt erfolgt die Energieversorgung des gezeigten Krans 1 also diesel-elektrisch mit einem oder mehreren Generatoren 21, vorzugsweise Synchrongeneratoren, die über jeweils einen Umrichter 39, d. h. einen Frequenzumrichter, elektrische Energie, d. h. Primärenergie, in das Leistungsverbrauchersystem 31 einspeisen. Die Motoren 40 sind vorzugsweise Synchronmotoren und werden aus dem Leistungsverbrauchersystem 31 versorgt. Dadurch, dass insbesondere mehrere Energiespeichereinheiten 60 an das Leistungsverbrauchersystem 31 angeschlossen sind, ist es möglich, eine kurzzeitige Speicherung von überschüssiger Energie, also dem Energiespeicheranteil, zu realisieren und damit eine kurzfristig hohe Leistungsentnahme aus dem Leistungsverbrauchersystem 31 zu realisieren. Für den Fall, dass der in das Leistungsverbrauchersystem 31 einzuspeisende Energiegesamtbetrag größer ist als die Summe aus Energienutzanteil und Energiespeicheranteil, kann der überschüssige Energieanteil mit zusätzlichen Bremswiderständen abgebaut und in Form von Wärmeenergie gewandelt werden. Es ist grundsätzlich auch möglich, diese überschüssige Energie über die Generatoren 21 im motorischen Betrieb an den Verbrennungsmotor 12 zurückzugeben. Der Verbrennungsmotor könnte dann beispielsweise im Schubbetrieb und ggf. mit zusätzlichen Bremseinrichtungen wie Klappenbremse oder Konstantdrossel die Energie abführen. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist die Regelungseinheit 34 zentral in dem Kran angeordnet. Es ist auch möglich, dass mehrere Regelungseinheiten vorgesehen sind, die dezentral am Kran, d. h. an den Krankomponenten angeordnet sind.

[00164] Die wesentlichen Vorteile dieses Antriebssystems bestehen darin, dass man alle Krankomponenten unter Berücksichtigung einer maximal zur Verfügung stehenden Leistung gleichzeitig, unabhängig voneinander und direkt steuerbar nutzen kann. Weiterhin ist es möglich, die Antriebsleistung der einzelnen Krankomponenten direkt zu ermitteln. Darüber hinaus ist es möglich, die Antriebsleistung der einzelnen Komponenten einzuschränken und damit die Gesamtleistungsaufnahme des Krans zu begrenzen. Dies könnte beispielsweise durch die Regelungseinheit 34 realisiert werden, wohingegen eine Antriebsleistungsgrenze der einzelnen Komponenten anhand einer maximalen Drehgeschwindigkeit dieser Komponenten berechnet wird. Darüber hinaus ist es möglich, alle Antriebe der Krankomponenten hinsichtlich ihres aktuellen Energiezustandes, ihrer Nutzung und der Betriebsdauer bewerten zu können. Da alle Antriebe der Krankomponenten mit der Regelungseinheit 34 verbunden sind und diese Antriebe entsprechende Sensoren umfassen, die es der Regelungseinheit 34 ermöglichen, eine aktuelle Position und außerdem eine aktuelle Bewegungsgeschwindigkeit des Antriebs, z. B. eine Drehgeschwindigkeit oder eine Transversalgeschwindigkeit, zu ermitteln, ist es möglich, den aktuellen Energiezustand dieser Komponenten zu bestimmen. Weiterhin können auch Nutzung und die Betriebsdauer dieser Komponenten von der Regelungseinheit 34 bestimmt werden. Dies ermöglicht eine direkte und einfache Lastkollektivermittlung und eine Echtzeit-Zustandsüber- wachung, so dass kritische Zustände der Krankomponenten frühzeitig erkannt und mögliche Ausfälle gegebenenfalls vermieden werden können. Dadurch können Ausfallzeiten reduziert und inhärente Energiezustände ermittelt werden. Für den Fall, dass der Kran an die externe Stromversorgung 59 angeschlossen ist, ist es möglich, den Kran emissionsfrei zu betreiben.

[00165] Bei einem derartigen Kran ist dessen Gesamtverfügbarkeit verbessert und damit die Nutzdauer für einen Betreiber erhöht. Da die Krankomponenten nur genutzt werden, wenn es wirklich notwendig ist, und ihre Nutzung außerdem an maximale Leistungsvoraussetzungen der Krankomponenten angepasst wird, was bedeutet, dass die Krankomponenten nicht längere Zeit mit maximaler Leistung betrieben werden, was zu einem frühzeitigen Versagen diese Komponenten führen könnte, erhöht sich der Effizienzanteil des Krans. Vier verschiedene Betriebsweisen stehen zur Verfügung, nämlich ein Bereitschaftsmodus 117, ein Halb- Hybrid-Modus 118, ein Voll-Hybrid-Modus 119 und ein Vollelektro-Modus 120. Wie schematisch in einem Flussdiagramm in Fig. 8 dargestellt, ist es im Betrieb des Krans möglich, zwischen diesen vier Betriebszuständen zu wechseln. Beispielsweise kann der Kranführer direkt über die Bedienerschnittstelle 107 einen dieser Zustände wählen. Die Bedienerschnittstelle 107 erzeugt ein Entscheidungssignal 116, je nachdem, welcher Zustand gewählt wurde. Zu diesem Zweck ist die Bedienerschnittstelle 107 direkt oder alternativ über die Regelungseinheit 34 mit dem Leistungsverbrauchersystem 31 verbunden. So ist es möglich, die aktuelle Energiemanagementsituation des Krans 1, 75 oder 87 anzuzeigen, so dass der Kranführer entscheiden kann, welche der vier Betriebszustände der beste für die aktuelle Situation ist. Alternativ ist es auch möglich, dass dieser beste Zustand anhand aktueller Signale des Leistungsverbrauchersystem 31 und der daran angebrachten Krankomponenten 9, 12, 43, 44, 45, 46, 47, 51,52, 53, 54, 58 und 59 von der Regelungseinheit 34 berechnet wird. Mit dieser Vorgehensweise gestaltet sich die Auswahl des besten Betriebszustandes automatisch und gewährleistet daher einen effektiven und ökonomischen Betrieb des Krans, selbst wenn der Kranführer den Betrieb des Krans nicht die ganze Zeit überwacht. Weiterhin aktiviert die Bedienerschnittstelle 107 den Kranführer während des Mooring-Betriebes, ob die elektrischen Antriebe der Krankomponenten 9, 12, 43, 44, 45, 46, 47, 51, 52, 53, 54, 58 und 59 durch die Regelung der Drehgeschwindigkeit 127, oder durch die Regelung des Drehmoments 128 betrieben werden. Solch ein Wechsel der Betriebsmodi der Regelung der elektrischen Antriebe wird üblicherweise vom Kranführer entschieden. Es ist auch möglich, Entscheidungsregeln zu entwickeln, die in der Regelungseinheit 34 gespeichert werden, so dass, abhängig von einer aktuellen Ladesituation und basierend auf diesen Entscheidungsregeln, die Regelungseinheit 34 zur Auswahl einer der Betriebsmodi 127, 128 ein Schaltsignal über die Bedienerschnittstelle 107 senden kann.

[00166] Im Bereitschaftsmodus können verschiedene Hilfsfunktionen, insbesondere elektrische Antriebe, während einer Stopp-Funktion durch die Sekundärenergiequelle auch dann aktiviert werden, wenn die Primärenergiequelle 12 deaktiviert ist. Im Halb-Hybrid-Modus werden beispielsweise sowohl die Primärenergiequelle als Verbrennungsmotor als auch die elektrischen Antriebe für die zumindest eine Krankomponente zusätzlich zur Energiegewinnung zum Betreiben des Krans genutzt. Im Voll-Hybrid-Modus werden vorrangig Energiereserven aus den Energiespeichereinheiten bzw. elektrische Energie der Sekundärenergiequellen anstelle der von der Primärenergiequelle gelieferten Energie genutzt. Die Primärenergiequelle wird, insbesondere bei Vorhandensein der Start-Stopp-Funktion, aufgrund des Aussetzbetriebs des Krans nur sehr selten benötigt, wobei auch im aktivierten Zustand der Primärenergiequelle ungenutzte Energie nicht verloren geht, sondern mittels der Energiespeichereinheiten gespeichert wird. Im Vollelektro-Modus werden ausschließlich elektrische Energiequellen, d. h. Brennstoffzellen, Photovoltaikanlagen und/oder Batterien als Energiespeichereinheiten oder Netzbetrieb genutzt. Dadurch wird ein Schadstoffausstoß und damit Lärmemissionen gänzlich vermieden.

[00167] Durch die Kombination der vier genannten Betriebsmodi ist gewährleistet, dass der Kran mit einer höheren Auslastung zur Verfügung steht, d. h. selbst bei Ausfall einer Energiequelle der Kran in einen der anderen Betriebsmodi umschalten kann. Ein Umschalten der Betriebsmodi kann beispielsweise auch dann erforderlich werden, wenn aufgrund von Emissionsbestimmungen beispielsweise der Verbrennungsmotor deaktiviert werden muss oder das exter ne Stromversorgungsnetz nicht länger zur Verfügung steht. Ebenfalls ist es nicht erforderlich, den Kran bei konstanter Last zu betreiben oder beispielsweise den Kran insgesamt abzuschalten, falls die Stopp-Bedingung erfüllt ist. Dadurch wird die Lebensdauer der Kranhauptkomponenten erhöht und nicht zuletzt kann der Wiederverkaufswert des Krans gesteigert werden. Ein Umschalten zwischen den Betriebsmodi kann beispielsweise über die Regelungseinheit 34 erfolgen, welche entweder automatisch den zu verwendenden Betriebsmodus ermitteln kann oder durch das Betätigen eines Schalters oder das Auswählen eines Menüpunkts durch den Kranführer angewiesen werden kann, zwischen den Betriebsmodi zu wechseln.

[00168] Durch das zusätzliche Vorsehen von mehreren, gleichzeitig arbeitenden Sicherheitseinrichtungen wie beispielsweise eines Lastmoment-Begrenzungssystems (LMB) 115 wird die Sicherheit der offenbarten Krane verbessert sowie Krangeometrie, systeminhärente Kräfte und damit latente Energiepotenziale detektiert.

[00169] Das LMB 115 ist integraler Bestandteil der Regelungseinheit 34 und schematisch dargestellt in Fig. 6. Bekanntermaßen übenwacht das LMB 115 das aktuelle Lastmoment und garantiert durch aktive Beeinflussung relevanter Parameter wie Lasthöhe und Lastradius durch Ansteuern entsprechender Krankomponenten, dass ein bekannter Höchstwert für das Lastmoment nicht überschritten wird. Dadurch, dass das LMB 115 die aktuelle Sicherheitslage des Krans ermittelt, können Informationen bezüglich der Krankonfiguration, z. B. in Bezug auf die Belastungen, die Drücke in den Hydraulik- oder Pneumatikzylindern, den Haken und die Lasthöhe, untersucht werden und die Energiepotenziale, die von jeder der Krankomponenten eingeholt werden konnten, direkt ermittelt und als elektrische Signale bereitgestellt werden. Diese elektrischen Signale werden dem Kranführer mittels der Bedienerschnittstelle 107 angezeigt. Es ist weiterhin auch möglich, die elektrischen Signale als Regelungssignale in der Regelungseinheit 34 zu verwenden, um die Energiepotenziale als Parameter für die Regelungseinheit 34 zu überbringen. Die Energiepotenziale stellen somit verfügbare Energievorräte dar, die über das LMB 115 erfassbar sind. Dadurch werden mögliche Energiebedarfe ermittelt und über die Energiespeichereinheiten mögliche Arbeitsgeschwindigkeiten prognostiziert. Vor allem aber ermöglicht das LMB 115 einen feinfühligen Betrieb der Krankomponenten, was durch redundante LMB-Regelungssysteme bewerkstelligt wird, welche die drei Freiheitsgrade der schwebenden Last berücksichtigen, in Echtzeit ermittelt und direkt der Regelungseinheit als elektrische Regelgröße zuführt.

[00170] Mit der Echtzeit-Zustandsüberwachung ist es möglich, Lastzyklen, Drehmomente und Belastungen an verschiedenen Stellen des Krans einfach und direkt abzufragen und zur weiteren Informationsverarbeitung zu nutzen. Die Belastungen an allen erkannten Stellen des Krans werden summiert, um eine aktuelle Maximalbelastung des Krans zu ermitteln und zu überwachen. Die Echtzeit-Zustandsüberwachung wird durch die von den verschiedenen Sensoren den Regelungseinheiten elektrisch zur Verfügung gestellten Eingangs- und Ausgangssignale ermöglicht, die eine schnelle Datenverarbeitung und -kommunikation garantieren. In Verbindung mit den mittels des LMB 115 ermittelten Kranbelastungen wird somit eine Überwachung der Krankomponenten erreicht. Beispielsweise ist es möglich, dass eine nicht vollständig geöffnete Bremse oder ein schwergängiges Lager durch eine zu hohe Stromaufnahme der entsprechenden Krankomponente erkannt wird. Die Notwendigkeit von Reparaturen ist demnach zur Verbesserung der Kranbewegungen und der Sicherheit leicht feststell- und schnell durchführbar.

[00171] Voraussetzung für eine Echtzeit-Zustandsüberwachung des Krans ist also die Bereitstellung der Regelungsgrößen als elektrische Größen von den verschiedenen LMB 115 und anderen Sensoren, so dass diese schnell verarbeitbar sind. Durch geeignetes Energiemanagement ist es möglich, einerseits die Energiebilanz des Krans in Echtzeit darzustellen und somit die Energieeinsparung zu verbessern und andererseits eine Prioritätenregelung für die Verwaltung aller Energieerzeuger und Energieverbraucher zu schaffen. Dafür wird ein LMB-System eingesetzt, das zur eigenständigen Regelung von Teilbereichen des Krans mit elektrischen, ausfallsicheren und redundanten Sensoren ausgestattet ist. Dadurch ist es möglich den Kranführer zu entlasten, da Bereiche des Krans von dezentralen, hochgradig autarken Steuerungen in Form von intelligenten Systemen selbsttätig gesteuert werden. Dies kann beispiels- weise durch das Nachvollziehen der jeweiligen Krangeometrie oder das Heben und Senken von Lasten bei Sichtbehinderung wie Nebel mittels der Regelungseinheit 34 erfolgen. Regelungen, die nicht in Echtzeit realisiert werden, sind aufgrund des Sicherheitsrisikos für eine selbsttätige Steuerung von Kranaufgaben nicht geeignet.

[00172] Ein weiterer Vorteil der Verwendung elektrischer Regelungsgrößen gegenüber mechanischer oder fluidmechanischer Regelungsgrößen ist die Vermeidung von Transformationsverlusten und somit von Signalverzerrungen bei der Signalwandlung.

[00173] Es wird darauf hingewiesen, dass obwohl verschiedene Merkmale der Erfindung im Zusammenhang mit bestimmten Ausführungsformen beschrieben wurden, es für einen durchschnittlichen Fachmann möglich ist, diese Merkmale in anderen, nicht in den Figuren dargestellten Ausführungsformen miteinander zu kombinieren.

[00174] Ziel der vorangehenden Beschreibung ist die Darstellung der allgemeinen Art der Erfindung, so dass es anderen möglich ist, durch Anwendung des derzeitigen Kenntnisstandes diese speziellen Ausführungsformen ohne übermäßiges Experimentieren und Abweichen vom Schutzbereich der anhängigen Ansprüche einfach verändern und/oder anpassen zu können. Diese Anpassungen und Veränderungen sollen und können daher als gleichartig zu den hier offenbarten Ausführungsformen angesehen werden. Selbstverständlich hat die in dieser Offenbarung verwendete Ausdrucksweise oder Terminologie nur beschreibenden und keinen einschränkenden Charakter.

[00175] Die zur Ausführung verschiedener offenbarter Funktionen verwendeten Mittel, Materialien und Schritte können in vielen verschiedenen Formen vorliegen, ohne dass sich hieraus ein Abweichen von der wie in den anhängigen Ansprüchen beschriebenen Erfindung ergibt. Durch die Ausdrücke „Mittel zu...“ oder „Mittel für...“, oder durch jeden anderen, sich auf Verfahrensschritte beziehenden Ausdruck in der vorangehenden Beschreibung und/oder den nachfolgenden Ansprüchen in Verbindung mit einer funktionalen Aussage sollen alle strukturellen, physikalischen, chemischen oder elektrischen Elemente oder Strukturen sowie alle Verfahrensschritte definiert und abgedeckt sein, die jetzt oder in der Zukunft zur Ausübung der genannten Funktion zur Verfügung stehen, auch wenn diese nicht vollkommen gleichbedeutend mit der/den in der vorangehenden Beschreibung offenbarten Ausführungsform(en) sind, d.h. es können auch andere Mittel oder Schritte zur Ausführung derselben Funktionen genutzt werden. Ferner sollen diese Ausdrücke gemäß ihres weitesten Bedeutungsfeldes interpretiert werden, ohne dass sich hierbei eine Abweichung vom Schutzbereich der anhängigen Ansprüche ergibt.

Claims (14)

1. Ansprüche

   1. Kran (1), umfassend ein Leistungsverbrauchersystem (22) zur Bereitstellung von Energie, eine Primärenergiequelle (12) zur Einspeisung von Primärenergie in das Leistungsverbrauchersystem, zumindest eine von der Primärenergiequelle unabhängig ansteuerbare Sekundärenergiequelle (25) zur Einspeisung von Sekundärenergie in das Leistungsverbrauchersystem, wobei die Sekundärenergiequelle an das Leistungsverbrauchersystem angeschlossen und gestaltet ist, dass aus dem Betrieb der zumindest einen Sekundärquelle zurückgeführte Energie zumindest teilweise als Sekundärenergie in das Leistungsverbrauchersystem eingespeist wird, wobei die Sekundärenergiequelle zumindest eine Krankomponente umfasst, zumindest eine an das Leistungsverbrauchersystem angeschlossene und dezentral an dem Kran angeordnete Energiespeichereinheit (23) zur Speicherung von Primärenergie und/oder Sekundärenergie, wobei der Kran zumindest einer Krankomponente zugeordnet ist, zumindest einen an das Leistungsverbrauchersystem angeschlossenen Antriebsmotor (40) zum Betreiben der zumindest einen Krankomponente in Abhängigkeit von einer in das Leistungsverbrauchersystem eingespeisten Energie, und eine Regelungseinheit, die zur Regelung der Energieversorgung der zumindest einen Krankomponente mit dem Leistungsverbrauchersystem, der Primärenergiequelle und der zumindest einen Sekundärenergiequelle in Signalverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (120) ein nicht-transitorisches computer-lesbares Medium mit gespeicherter Software zum Durchführen der folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Energiegesamtbetrags (121) umfassend eine mittels der Primärenergiequelle erzeugten Primärenergie und/oder eine mittels der zumindest einen Sekundärenergiequelle erzeugten Sekundärenergie, Berechnen eines von der zumindest einen Krankomponente angeforderten Energienutzanteils (122), Speichern eines Energiespeicheranteils (126) in der zumindest einen Energiespeichereinheit, und Bereitstellen des Energienutzanteils für die zumindest eine Krankomponente über die Leistung von dem zumindest einen Energiewandler, wobei der Energiegesamtbetrag den Energienutzanteil und den Energiespeicheranteil umfasst, und wobei die Sekundärenergie aus von der zumindest einen Krankomponente durchgeführten Arbeitsabläufen zurückgeführte Energie ist, wobei der Kran ferner zumindest einen an die zumindest eine Krankomponente angeschlossenen Energiewandler zur Umwandlung von Energie von der zumindest einen Krankomponente in Leistung umfasst, und die Regelungseinheit ein Verhältnis von Energienutzanteil zu Energiespeicheranteil regelt.
2. 2. Kran gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Datenbus (35), der einen zweidi-rektionalen Datentransfer ermöglicht, wobei der Datenbus mit der Regelungseinheit und außerdem mit der Leistungsverbrauchereinheit verbunden ist, um die Regelungseinheit mit elektrischen Eingangs- und Ausgangsgrößen zu versorgen, und wobei insbesondere in einem Notbetrieb die Regelungseinheit ausgelegt ist, dass sie die Versorgung des Krans mit Energie von der Sekundärenergiequelle sicherstellt, und wobei der Kran insbesondere ferner einen an den Oberwagen angeschlossenen Winkelgeber zur Erfassung und Übermittlung einer Winkelposition des Oberwagens an die Regelungseinheit umfasst.
3. 3. Kran gemäß Anspruch 1, umfassend an das Leistungsverbrauchersystem (31) angeschlossene Hilfskomponenten zum Empfang von Energie ausschließlich von der Sekundärenergiequelle.
4. 4. Kran gemäß Anspruch 1, wobei die zumindest eine Krankomponente ein Drehwerk oder einen hydraulischen oder elektrischen Linearantrieb, einen Energiewandler (39) sowie einen Elektromotor umfasst, wobei der Energiewandler insbesondere ein Verbraucher-Getriebe oder eine Hydraulikpumpe umfasst.
5. 5. Der Kran gemäß Anspruch 1, umfassend zumindest einen an das Leistungsverbrauchersystem (21) angeschlossenen Leistungsverbraucher, wobei das System den zumindest einen Leistungsverbraucher mit Energie von der Primärenergiequelle und/oder von der zumindest einen Sekundärenergiequelle (25) versorgt.
6. 6. Kran gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: einen Unterwagen (3), einen drehbar auf dem Unterwagen angeordneten Oberwagen (5), eine Hydraulikpumpe (15), eine Vielzahl von angeschlossenen Hydraulikzylindern zum Stützen des Unterwagens, einen Wandler (39), einen an die Hydraulikpumpe, den Wandler und das Leistungsverbrauchsystem (31) angeschlossenen Elektromotor zum Umwandeln von Leistung aus dem Leistungsverbrauchersystem in hydraulische Energie, die zur Steuerung der Positionierung des Unterwagens der Hydraulikpumpe zugeführt werden soll, wobei der Kran insbesondere ferner umfasst: einen Superlift-Masten (78) auf dem Oberwagen, einen Drucktransmitter, der mit dem Superlift-Masten verbunden ist, um eine Winkelstellung des Superlift-Masten zu ermitteln und an eine Regelungseinrichtung zu übermitteln.
7. 7. Kran gemäß Anspruch 1, umfassend eine externe Energieversorgung, die dazu ausgelegt ist, das Leistungsverbrauchersystem (31) mit Netzstrom zu versorgen.
8. 8. Kran gemäß Anspruch 1, wobei die zumindest eine Krankomponente zumindest ein Drehwerk umfasst und der Kran ferner eine zentrale Umschalteinheit umfasst, die jeweils mit dem zumindest einen Drehwerk und dem Leistungsverbrauchersystem (31) verbunden ist zur Umwandlung der Drehbewegung des zumindest einen Drehwerks in elektrische Energie, die als Sekundärenergie dem Leistungsverbrauchersystem zugeführt werden soll, und wobei das Leistungsverbrauchersystem insbesondere zwei Stromleitungen umfasst.
9. 9. Kran gemäß Anspruch 1, umfassend eine zweite Energiespeichereinheit, die zentral auf dem Kran zur Speicherung überschüssiger Energie von der Primärenergiequelle und/oder der Sekundärenergiequelle (25) angeordnet ist, wobei die zweite Energiespeichereinheit insbesondere eine Batterieanordnung umfasst, die als stapelbares Gegengewicht auf dem Kran angeordnet ist, wobei die zweite Energiespeichereinheit insbesondere eine Batterieanordnung umfasst, die als ein Superlift-Gegengewicht auf einem von dem Kran getrennten Gegengewichtswagen angeordnet ist.
10. 10. Kran gemäß Anspruch 1, wobei die Software in der Lage ist, den folgenden Schritt der Veranlassung der Bereitstellung von Strom zum Einhalten des Energienutzanteils aus der Energiespeichereinheit (60) im Vorzug gegenüber aus der Primärenergiequelle gelieferter Energie auszuführen, wobei die Software insbesondere den Schritt zur Regelung der Stromzufuhr zu bestimmten Krankomponenten im Vorzug gegenüber anderen Kranelementen umfasst, wobei die Software insbesondere die folgenden Schritte ausführt: Aktivieren zumindest einer Krankomponente in einem Arbeitsbetrieb des Krans; Deaktivieren der zumindest einen Krankomponente in einem Leerlaufbetrieb des Krans, und Regelung des Kranbetriebs derart, dass bei einem Aussetzbetrieb ein Verhältnis der Betriebsdauer im Arbeitsbetrieb zur Betriebsdauer im Leerlaufbetrieb höchstens 0,3 beträgt, wobei die Software insbesondere den Schritt der Bereitstellung des Energienutzanteils an die zumindest eine Krankomponente durch Veranlassen einer Einspeisung von Energie in das Leistungsverbrauchersystem ausführt, wobei die Regelungseinheit insbesondere einen überschüssigen Energieanteil berechnet, so dass eine Summe aus dem Energienutzanteil und einem maximalen Energiespeicheranteil gleich einer Summe aus dem überschüssigen Energieanteil und dem Energiegesamtbetrag ist, wobei die Regelungseinheit insbesondere einen Abbau des überschüssigen Energieanteils durch Umwandlung der aus zusätzlichen Bremswiderständen gewonnenen Energie in Wärmeenergie veranlasst, wobei eine Rückführung der Wärmeenergie zu dem Kran zum Beheizen einer Krankabine (7) genutzt wird, wobei die Software insbesondere den folgenden Schritt der Veranlassung der Bereitstellung von Strom zum Einhalten des Energienutzanteils aus der Energiespeichereinheit im Vorzug gegenüber aus der Primärenergiequelle gelieferter Energie ausführt, wobei die Software insbesondere den Schritt zur Regelung der Stromzufuhr zu bestimmten Krankomponenten im Vorzug gegenüber anderen bestimmten Kranelementen umfasst.
11. 11. Kran gemäß Anspruch 1, wobei die Regelungseinheit (120) in der Lage ist, den Kranbetrieb in wahlweise vier Betriebsmodi zu regeln, wobei die vier Betriebsmodi ein Bereitschaftsmodus, ein Halb- Hybrid-Modus, ein Voll-Hybrid-Modus und ein Vollelektro-Modus sind, wobei im Bereitschaftsmodus insbesondere während einer Stopp-Funktion zumindest eine Hilfsfunktion von der Sekundärenergiequelle aktiviert werden kann, wenn die Primärenergiequelle deaktiviert ist, wobei im Halb-Hybrid- Modus insbesondere sowohl die Primärenergiequelle als auch die elektrischen Antriebe für die zumindest eine Krankomponente dazu genutzt werden, Energie zum Betreiben des Krans zu erzeugen, wobei im Voll-Hybrid-Modus insbesondere Energiereserven aus den Energiespeichereinheiten bzw. elektrische Energie der Sekundärenergiequellen vorrangig vor Energie aus der Primärenergiequelle genutzt werden, um den Kran zu betreiben, wobei im Vollelektro-Modus insbesondere ausschließlich elektrische Energiequellen zum Betreiben des Krans genutzt werden, insbesondere umfassend eine Bedienerschnittstelle, die es einem Kranführer erlaubt, zwischen den vier Betriebsmodi zu wechseln, wobei die Regelungseinheit insbesondere ein Modul umfasst, das automatisch erfasst, welcher der vier Betriebsmodi genutzt werden sollte, und das die Regelungseinheit dazu veranlasst, in den vorbestimmten Modus zu wechseln.
12. 12. Verfahren zum Betreiben eines Krans, wobei das Verfahren umfasst: Aktivieren zumindest einer Krankomponente in einem Arbeitsbetrieb des Krans (1); Deaktivieren der zumindest einen Krankomponente in einem Leerlaufbetrieb des Krans; Regelung des Kranbetriebs derart, dass bei einem Aussetzbetrieb ein Verhältnis der Betriebsdauer im Arbeitsbetrieb zur Betriebsdauer im Leerlaufbetrieb höchstens 0,3 beträgt; Bereitstellen eines Energiegesamtbetrags (121) umfassend eine mittels der Primärenergiequelle erzeugten Primärenergie und/oder eine mittels der zumindest einen Sekundärenergiequelle erzeugten Sekundärenergie, Berechnen eines von der zumindest einen Krankomponente angeforderten Energienutzanteils (122), wobei die zumindest eine Krankomponente als eine Sekundärenergiequelle zur Energierückgewinnung ausgebildet ist, und lokales Speichern eines Energiespeicheranteils (126) in der zumindest einen lokal angeordneten Energiespeichereinheit, wobei der Energiegesamtbetrag den Energienutzanteil und den Energiespeicheranteil umfasst, und wobei die Sekundärenergie aus Arbeitsabläufen der zumindest einen Krankomponente zurückgeführte Energie ist, gekennzeichnet durch eine Bereitstellung des Energienutzanteils für die zumindest eine Krankomponente mittels Einspeisung von Energie in das Leistungsverbrauchersystem; eine Bereitstellung des Energienutzanteils für die zumindest eine Krankomponente mittels des zumindest einen an die zumindest eine Krankomponente angeschlossenen Energiewandlers zur Umwandlung von Energie aus dem Betrieb der zumindest einen Krankomponente in Leistung, eine Regelung eines Verhältnisses von Energienutzanteil zu Energiespeicheranteil mittels einer Regelungseinheit; eine Berechnung eines Energieüberschussanteils mittels der Regelungseinheit derart, dass eine Summe aus Energienutzanteil und maximalem Energiespeicheranteil gleich einer Summe aus Energieüberschussanteil und Energiegesamtbetrag ist, und einen kontrollierten Abbau des Energieüberschussanteils durch Umwandlung von aus zusätzlichen Bremswiderständen gewonnene Energie in Wärmeenergie, wobei eine Rückführung der Wärmeenergie zu dem Kran insbesondere zur Beheizung einer Krankabine erfolgt.
13. 13. Verfahren gemäß Anspruch 12, ferner umfassend: Bereitstellen von Energie für zumindest eine Krankomponente mittels eines Leistungsverbrauchersystems (31), Einspeisen von Primärenergie in das Leistungsverbrauchersystem mittels einer Primärenergiequelle, Bedienen der zumindest einen Krankomponente über zumindest einen an das Leistungsverbrauchersystem angeschlossenen Motor, Einspeisen von Sekundärenergie in das Leistungsverbrauchersystem durch Rückführung der Sekundärenergie aus dem Betrieb der zumindest einen Krankomponente als Sekundärenergiequelle (25), die unabhängig von der Primärenergiequelle ansteuerbar ist, und Speicherung der Primärenergie und/oder der Sekundärenergie mittels zumindest einer dezentral auf dem Kran angeordneten und an das Leistungsverbrauchersystem angeschlossenen Energiespeichereinheit.
14. 14. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei der Kran zumindest eine Krankomponente, eine Primärenergiequelle, zumindest eine Sekundärenergiequelle sowie ein an die zumindest eine Krankomponente, die Primärenergiequelle (12) und die zumindest eine Sekundärenergiequelle angeschlossenes Leistungsverbrauchersystem zur Versorgung der zumindest einen Krankomponente mit Energie von der Primärenergiequelle und/oder der zumindest einen Sekundärenergiequelle (25), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Energiegesamtbetrags umfassend eine der mittels der Primärenergiequelle erzeugten Primärenergie und/oder eine mittels der zumindest einen Sekundärenergiequelle erzeugten Sekundärenergie, Berechnen eines von der zumindest einen Krankomponente angeforderten Energienutzanteils (122), und Speichern eines Energiespeicheranteils in der zumindest einen Energiespeichereinheit, wobei der Energiegesamtbetrag den Energienutzanteil und den Energiespeicheranteil umfasst, und wobei die Sekundärenergie aus Arbeitsabläufen der zumindest einen Krankomponente zurückgeführte Energie ist, umfassend insbesondere die folgenden Schritte: Aktivieren zumindest einer Krankomponente in einem Arbeitsbetrieb des Krans; Deaktivieren der zumindest einen Krankomponente in einem Leerlaufbetrieb des Krans; und Regelung des Kranbetriebs derart, dass bei einem Aussetzbetrieb ein Verhältnis der Betriebsdauer im Arbeitsbetrieb zur Betriebsdauer im Leerlaufbetrieb höchstens 0,3 beträgt, insbesondere umfassend den Schritt der Bereitstellung des Energienutzanteils an die zumindest eine Krankomponente durch Veranlassen einer Einspeisung von Energie in das Leistungsverbrauchersystem, insbesondere umfassend die folgenden Schritte: Umwandlung von Energie aus dem Betrieb der zumindest einen Krankomponente in Leistung mittels zumindest einem an die zumindest eine Krankomponente angeschlossenen Energiewandler, und Bereitstellen des Energienutzanteils für die zumindest eine Krankomponente über die Leistung von dem zumindest einen Energiewandler, insbesondere umfassend den Schritt der Regelung der Energieversorgung der zumindest einen Krankomponente durch Regelung eines Verhältnisses des Verhältnisses von Energienutzanteil zu Energiespeicheranteil, insbesondere umfassend den Schritt der Berechnung eines Energieüberschussanteils derart, dass eine Summe aus Energienutzanteil und maximalem Energiespeicheranteil gleich ei ner Summe aus Energieüberschussanteil und Energiegesamtbetrag ist, insbesondere umfassend den Schritt des Abbaus des Energieüberschussanteils durch Umwandlung von Energie aus zusätzlichen Bremswiderständen in Wärmeenergie, wobei eine Rückführung der Wärmeenergie zu dem Kran zur Beheizung einer Krankabine genutzt wird.