BR112021009188A2 - guindaste assim como processo para monitorar a operação de um tal guindaste - Google Patents

Abstract

GUINDASTE ASSIM COMO PROCESSO PARA MONITORAR A OPERAÇÃO DE UM TAL GUINDASTE. A presente invenção refere-se a um processo para monitorar a operação de um guindaste (1), no qual um centro de gravidade geral do guindaste com uma carga anexada a ele, se houver, é determinado e sua posição em relação a uma borda inclinada (20) do guindaste é monitorada, sendo que são determinados possíveis deslocamentos no centro de gravidade geral devido a possíveis mudanças em diferentes operacionais, que compreendem, inicialmente, diferentes movimentos do guindaste e posições futuras do centro de gravidade geral resultantes disso, sendo que, a partir das várias posições futuras do centro de gravidade geral (x), é determinado o centro de gravidade geral mais crítico em relação à borda inclinada e com base na posição desse centro de gravidade geral futuro crítico em relação à borda inclinada é determinada uma possível limitação de movimentos do guindaste.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "GUINDASTE ASSIM COMO PROCESSO PARA MONITORAR A OPERAÇÃO DE UM TAL GUINDASTE".

[0001] A presente invenção se refere a um processo para monitorar a operação de um guindaste, no qual um centro de gravidade geral do guindaste com uma carga anexada a ele, se houver, é determinado e sua posição em relação a uma borda inclinada do guindaste é monitorada. A invenção se refere ainda a um guindaste, particularmente, um guindaste de torre, com dispositivos de acionamento para movimentos de guindaste e/ou de carga, assim como, um controle do guindaste para controlar os dispositivos de acionamento, sendo que o controle do guindaste apresenta um dispositivo de monitoramento para monitorar a carga do guindaste e limitar os movimentos do guindaste ao atingir uma carga crítica do guindaste.

[0002] Em guindastes como guindastes de construções, por exemplo, guindastes de construção móveis e/ou telescópicos ou guindastes de torre, monitora-se, normalmente, por meio de um controle do guindaste ou de um dispositivo de monitoramento implementado no mesmo, se a estabilidade do guindaste está assegurada ou se a carga do guindaste alcançou um limite de carga crítico, de tal modo que o guindaste ameace cair ou esteja em perigo, de outra forma, para, então, eventualmente desligar imediatamente os dispositivos de acionamento correspondentes do guindaste ou apenas permitir determinados movimentos do guindaste que reduzam a carga do guindaste ou pelo menos, não o elevem. Particularmente, nesse caso, podem ser monitorados a carga de elevação e a projeção da carga de elevação, o que pode ocorrer, por exemplo, pela determinação da força de tração que atua no cabo de elevação ou por um torque induzido assim no guincho do cabo de elevação, e - no que diz respeito à projeção - pela posição de um carrinho para talha ou um comprimento do cabo enrolado do carrinho. Conforme o tipo de guinda, podem ser determinados as denominadas variáveis, contudo, também, de outro modo, sendo que, por exemplo, em guindastes com lança oscilante, a projeção pode ser determinada pelo ângulo de oscilação e eventualmente pelo respectivo comprimento da lança em movimento telescópico para fora.

[0003] Com a determinação da carga de elevação e sua projeção pode ser determinado, no resultado, um torque de carga que atua no guindaste, que pode ser comparado com um limite de carga correspondente na forma de um torque limite, para assegurar a estabilidade do guindaste. Caso o dispositivo de monitoramento reconheça que será elevada uma carga ao todo muito pesada ou uma carga de elevação é deslocada para fora em uma distância muito grande, de tal modo que a projeção essa carga seja muito grande, o controle do guindaste pode desligar, por exemplo, o acionamento do dispositivo de elevação e o acionamento do carro, para garantir a estabilidade do guindaste.

[0004] A estabilidade do guindaste depende, não exclusivamente das denominadas variáveis da carga de elevação e projeção, mas é influenciada também pelas variáveis operacionais e de influência, por exemplo, velocidade de movimento e aceleração. Por essa razão, por exemplo, a publicação DE 10 2005 035 729 A1 sugere reduzir a velocidade do acionamento do guindaste continuamente, quando o guindaste, através de um movimento correspondente do guindaste, se aproximar de seu limite de carga.

[0005] Além disso, a estabilidade de um guindaste depende não apenas em grande medida do torque de carga que carrega o guindaste, mas também da base de apoio, sobre a qual repousa ou permanece o guindaste. Normalmente, guindastes são apoiados por suportes extensíveis de piso concretizados no solo, de tal modo que resulta, geralmente, um triangulo de apoio, que é definido pelas linhas de conexão por meio dos pontos de levante. Através de um tal triângulo de apoio resulta uma dependência direcional da estabilidade, visto que, em diferentes representações do guindaste, em torno de seu eixo de guindaste vertical, o torque de carga é neutralizado por um contratorque de diferentes tamanhos, que resulta de diferentes braços de elevação das forças de apoio nos apoios. O denominado apoio define bordas inclinadas, das quais o ponto pivô da parte superior giratória do guindaste se afasta em diferentes distâncias, dependendo da direção em que a parte superior é girada.

[0006] Além disso, bases de suporte com ajuste variável têm sido usadas recentemente para poder adaptar o sistema de suporte a um espaço limitado. Caso, por exemplo, um guindaste permanece em um espaço muito apertado na beira da estrada ou na calçada, às vezes não é possível estender totalmente os apoios, para criar um triângulo de apoio ao máximo. Para ainda poder utilizar o guindaste na situação de instalação mencionada, é possível operar o guindaste também com um ou mais suporte apenas parcialmente estendidos, o que naturalmente tem consequências sobre a estabilidade e precisa ser considerado pelo dispositivo de monitoramento do guindaste. Se os suportes do suporte do piso não forem estendidos completamente ou de forma diferente, podem ocorrer superfícies de apoio que se desviem do quadrado ou retângulo, em que as bordas inclinadas, definidas pelos pontos de contato ou pela conexão de linhas retas através dos pontos de contato, não podem mais correr retangulares ou paralelas umas às outras. Como resultado, a dependência direcional da estabilidade mencionada anteriormente volta a aumentar, visto que o guindaste pode interceptar um torque de carga apenas muito pequeno, quando a carga ou a lança gira pelos apoios estendidos apenas parcialmente, enquanto o guindaste pode transferir um torque de carga maior se a lança for girada com a carga sobre os suportes totalmente estendidos.

[0007] A fim de poder garantir a segurança do guindaste com tais suportes de piso configuráveis de maneira variável, a publicação DE 10 2008 021 627 A1 sugere determinar as bordas inclinadas do guindaste dependendo de uma respectiva posição real alcançada do apoio e do centro de gravidade geral do sistema de guindaste, ou seja, do guindaste com a respectiva carga suspensa nele. O centro de gravidade geral determinado pelo dispositivo de monitoramento verifica, então, se ele se encontra dentro das áreas de contato estendidas pelas bordas inclinadas. Em um visor na cabine do guindaste é exibida a posição atual do centro de gravidade geral em relação às superfícies de apoio definidas pelas bordas inclinadas, de tal modo que o condutor do guindaste pode parar imediatamente o movimento do guindaste, quando o centro de gravidade geral se aproximar, de forma ameaçadora, das bordas inclinadas.

[0008] Em um tal monitoramento do centro de gravidade geral e sua posição em relação a uma borda inclinada, contudo, não é completamente fácil, permitir, por um lado, uma operação eficiente do guindaste, na qual, o condutor do guindaste pode transportar uma carga útil de um ponto de partida a um ponto de destino, usando as velocidades de viagem disponíveis, tanto quanto possível, e por outro lado, prever um desligamento ou atraso imediato dos movimentos do guindaste, para evitar, de forma segura, uma carga do guindaste crítica. Se, por exemplo, grandes distâncias entre o respectivo centro de gravidade registrado e uma borda inclinada são necessárias como um amortecedor de segurança, a mobilidade ou capacidade de carga do guindaste é severamente restringida. Por outro lado, se for necessária apenas uma distância de segurança menor do centro de gravidade de uma borda inclinada, um movimento de guindaste correspondente pode não ser interrompido com rapidez suficiente.

[0009] Partindo desse contexto, a presente invenção tem por objetivo oferecer um guindaste aperfeiçoado, assim como, um processo aprimorado para o monitoramento da operação de um guindaste, que evite as desvantagens do estado da técnica e desenvolvendo ambos, por fim, de uma maneira vantajosa. Particularmente deve ser assegurado um limite oportuno de movimentos críticos do guindaste, sem limitar desnecessariamente uma operação eficiente do guindaste com elevados serviços de manuseio.

[0010] De acordo com a invenção, o objeto mencionado anteriormente é solucionado através de um processo de acordo com a reivindicação 1, assim como, um guindaste, de acordo com a reivindicação 12. Modalidade preferidas da invenção são objeto das reivindicações dependentes.

[0011] É sugerido, portanto, monitorar não mais apenas o centro de gravidade geral registrado e sua distância de uma respectiva borda inclinada, mas estimar com antecedência possíveis mudanças do centro de gravidade geral sob diferentes variáveis de operação e influência e, com base nas posições futuras do centro de gravidade geral a ser observado em relação à borda inclinada, estimar as reservas de estabilidade ou de carga restantes, para poder conduzir as contramedidas ou limitações necessárias dos movimentos do guindaste. De acordo com a invenção, são determinados possíveis deslocamentos no centro de gravidade geral devido a possíveis mudanças em diferentes variáveis operacionais, que compreendem, inicialmente, diferentes movimentos do guindaste e posições futuras do centro de gravidade geral resultantes disso, a partir das quais é selecionado então o centro de gravidade geral futuro mais crítico em relação à borda inclinada. Com base na posição futura desse centro de gravidade geral crítico em relação a uma borda inclinada é determinada, então, uma possível limitação de movimentos do guindaste. Através de uma tal determinação antecipada de posições futuras do centro de gravidade geral considerando diferentes variáveis operacionais e/ou de influência e suas modificações, as contramedidas necessárias podem ser iniciadas em tempo útil, sem limitar desnecessariamente a operação do guindaste e desempenho do guindaste.

[0012] Particularmente, com base na distância do centro de gravidade geral crítico futuro selecionado da borda inclinada que se encontra mais próxima, pode ser determinada uma reserva de projeção, ou seja, o modo ainda possível que aumente a projeção, que possa ser conduzida sem colocar em risco a estabilidade do guindaste. No caso de um guindaste de torre, a mencionada reserva de projeção pode ser o modo que ainda pode conduzir o carrinho para talha na lança para fora. Considerando-se a dependência do sentido da projeção permitida devido, tipicamente às superfícies de apoio não circulares do apoio de piso do guindaste, pode ser determinado, com base na distância mencionada do centro de gravidade geral futuro crítico da borda inclinada, contudo, também, uma reserva de movimento para um possível movimento giratório do guindaste. Por exemplo, para girar o guindaste em torno de seu eixo vertical de rotação do guindaste para a direita em direção a um pé de suporte que foi estendido menos, o ângulo de rotação para a direita pode ser limitado com base na distância acima mencionada como um movimento reserva.

[0013] O futuro centro de gravidade geral mais crítico mencionado pode ser determinado a partir das várias possíveis futuras posições do centro de gravidade geral, por exemplo, com base nas distâncias entre os possíveis futuros centros de gravidade geral das bordas inclinadas da base de apoio do guindaste. Se todos os centros de gravidade geral futuros determinados se situarem dentro das superfícies de apoio abrangidas pelas bordas inclinadas da base de apoio, o centro de gravidade geral mais crítico pode ser selecionado como o que está mais próximo de uma borda inclinada. Se houver vários centros de gravidade geral futuros possíveis em uma ou mais das bases de apoio acima mencionadas, pode-se selecionar o centro de gravidade geral que se encontra externo ou o centro de gravidade geral que está a maior distância de uma borda inclinada.

[0014] Com base na distância do centro de gravidade geral mais crítico selecionado da borda inclinada mais próxima, a carga restante ou reserva de estabilidade pode ser determinada, sendo que, no caso de um futuro centro de gravidade situado fora da base de apoio, é obtida uma reserva de carga negativa, o que, por exemplo pode fazer com que o dispositivo de monitoramento pare o guindaste.

[0015] O dispositivo para determinar os futuros centros de gravidade geral não considera apenas os vários movimentos do guindaste possíveis e as forças de massa induzidas por meio disso a partir de, por exemplo, um possível movimento rotativo, um possível levantamento e / ou um possível movimento do carrinho do guindaste, mas também as variáveis de influênciaque vão além disso.

[0016] Particularmente, pode ser determinada uma possível mudança do centro de gravidade geral, que pode resultar de uma carga eólica. Por exemplo, pode ser utilizada uma força do vento, que resulta da velocidade máxima permitida do vento a que o guindaste pode ser operado, ou resultante da diferença entre a velocidade atual do vento e da velocidade máxima permitida do vento mencionada.

[0017] De forma vantajosa, podem ser considerados diferentes direções do vento e diferentes deslocamentos do centro de gravidade resultantes disso, sendo que, de forma vantajosa, apenas uma ou algumas direções do vento precisam ser consideradas, que têm uma influência desfavorável na estabilidade do guindaste. Por exemplo, para a determinação de uma possível mudança do centro de gravidade, pode ser considerado o vento traseiro e/ou o vento lateral com a respectiva velocidade eólica máxima permitida.

[0018] Em um aperfeiçoamento da invenção, uma deformação estrutural do guindaste também pode ser determinada para determinar o possível deslocamento do centro de gravidade, que pode resultar com base em variáveis operacionais atuais e/ou de influência e/ou de mudanças nessas variáveis operacionais e/ou de influência. Em particular, a deformação do guindaste e o deslocamento resultante do centro de gravidade podem ser calculados por exemplo, que ocorre através de uma determinada carga eólica, por exemplo, a uma determinada velocidade do vento com vento frontal ou vento lateral. De forma alternativa ou adicional, também pode ser calculada uma deformação do guindaste, que pode resultar através das forças de massa de um levantamento da carga e/ou de um processo do carrinho para talha e/ou de uma rotação do guindaste em torno de seu eixo vertical do guindaste e/ou de uma oscilação ou balanço da lança.

[0019] Caso, por exemplo, em um guindaste de torre, a projeção de uma carga que está suspensa no gancho pelo processo do carrinho para talha aumentar, o centro de gravidade geral não é apenas deslocado para fora, pelo movimento do carrinho para talha, mas também pela deformação, por curvatura da torre. Da mesma forma, o centro de gravidade geral pode mudar, caso, por exemplo, a torre seja deformada para a frente, por uma rajada de vento traseira.

[0020] Além disso, podem ser consideradas forças centrífugas para o deslocamento do centro de gravidade geral. Essas forças centrífugas podem puxar a carga no gancho de carga para fora quando o guindaste é girado em torno de seu eixo de guindaste vertical, dependendo da profundidade de abaixamento do gancho de carga. Por outro lado, pode ocorrer uma deformação adicional da torre ou da lança telescópica oscilante se, além da carga, um torque centrífugo correspondente também puxar o guindaste.

[0021] De forma alternativa ou adicional às variáveis de influência acima mencionadas, por exemplo, determinados estados de falha e seus efeitos em uma mudança no centro de gravidade geral também podem ser considerados. Particularmente, pode ser considerada uma ruptura de cabo e seu efeito pode ser determinado em uma mudança no centro de gravidade geral. Tal consideração de uma ruptura de cabo pode consistir, por um lado, no fato de todo o sistema, por um lado, não ter a carga do gancho e a sua porção no centro de gravidade geral e por outro lado, uma carga dinâmica atuar no guindaste devido à quebra repentina da carga do gancho, particularmente, na forma de carga na parte posterior do guindaste, devido à recuperação das deformações anteriormente existentes sob a carga.

[0022] No que diz respeito aos possíveis deslocamentos a serem determinados a partir destes centros de gravidade geral futuros, todos os movimentos do guindaste possíveis são vantajosamente considerados, sendo que podem ser considerados todos os eixos de movimento em cada uma de suas duas direções. Em um guindaste de torre, pode ser considerado, particularmente, um movimento do carrinho para talha para fora e para dentro, uma elevação e afundamento do gancho de cargas e uma torção da lança em torno do eixo de guindaste vertical para a direita e esquerda.

[0023] Para a determinação das forças de massa, que resultam de um tal carro, elevação e afundamento do gancho de carga e torção da lança ou de outros movimentos do guindaste, as velocidades máximas de movimento e/ou acelerações pretendidas pelo controle do guindaste podem ser usadas como base. Caso o dispositivo de monitoramento ainda não tenha especificado nenhuma restrição à velocidade de movimento, as velocidades máximas de deslocamento e acelerações podem, portanto, ser usadas como base. Caso já houve uma limitação das velocidades de deslocamento ou mesmo uma única velocidade de deslocamento, devido, por exemplo, os limites de carga permitidos já foram atingidos, as forças de massa podem ser determinadas com base nesta velocidade e/ou na aceleração já limitada e a partir disso, uma possível mudança no centro de gravidade geral pode ser calculada.

[0024] A limitação imposta pelo dispositivo de monitoramento com base na posição futura do centro de gravidade geral possível mais crítico em relação a uma borda inclinada pode ser fundamentalmente diferente. Por exemplo, todo acionamento do guindaste pode ser restringido, correspondentemente, por exemplo, prescrevendo-se uma velocidade máxima reduzida e/ou prescrevendo-se uma única atuação do acionamento do guindaste, na qual apenas um dos vários acionamentos do guindaste pode ser operado ao mesmo tempo.

[0025] Particularmente, o dispositivo de monitoramento também pode selecionar ou implementar seletivamente a restrição a ser implementada, e, de fato, particularmente com base no movimento do guindaste, no qual foi baseada a mudança e o centro de gravidade geral resultante disso, que foi então escolhido como o centro de gravidade geral mais crítico. Caso o centro de gravidade geral por exemplo mais crítico tenha resultado da rotação do guindaste no sentido anti-horário, por exemplo, porque isso levaria a um suporte apenas parcialmente estendido, o dispositivo de monitoramento pode bloquear, por exemplo, o torno no sentido giratório correspondente, enquanto os movimentos de levantamento e abaixamento do gancho de cargas ainda são ilimitados. Além da restrição seletiva mencionada acima, um outro movimento do guindaste que aumente o momento de tombamento também pode ser evitado, restringido ou limitado, por exemplo, um movimento mais externo do carrinho para talha de um guindaste de torre.

[0026] Em aperfeiçoamento vantajoso da invenção, as bordas inclinadas do guindaste são determinadas com base nos respectivos estados de extensão dos apoios do apoio de piso, para poder considerar diferentes configurações de apoio. Por exemplo, os sensores podem detectar o estado de extensão atual do respectivo suporte, para determinar a base de apoio ou as bordas inclinadas com base nos valores de extensão registrados, que podem ser determinados utilizando-se linhas de conexão que através dos pontos de levante.

[0027] De forma vantajosa, a posição e/ou alinhamento das bordas inclinadas também pode ser obtida de uma memória de dados, na qual as bordas inclinadas e sua posição e orientação podem ser armazenadas para diferentes estados estendidos.

[0028] O dispositivo de monitoramento do controle do guindaste pode calcular os deslocamentos possíveis e possíveis posições futuras do centro de gravidade geral e sua posição em relação às bordas inclinadas respectivamente atualizadas com base no status real, particularmente, com base nos valores atuais do sensor dos parâmetros relevantes. O dispositivo de monitoramento toma como base, nesse caso, o centro de gravidade geral atual como posição inicial e determina, com base nas possíveis variáveis operacionais e de influência e suas possíveis modificações, como, por exemplo, de um acionamento do acionamento do guindaste, das forças eólicas mencionadas ou possíveis deformações, os possíveis deslocamentos do centro de gravidade geral atual e dos possíveis centros de gravidade geral futuros resultantes disso, para então restringir os movimentos do guindaste da forma mencionada.

[0029] De forma alternativa ou adicional, a determinação dos teoricamente possíveis centros de gravidade futuros pode ocorrer, contudo, também fora do controle do guindaste e do dispositivo de monitoramento, particularmente, antecipadamente utilizando-se um modelo que considera as várias configurações possíveis do guindaste e que considera as variáveis operacionais relevantes e/ou de influência e suas possíveis mudanças. Os conjuntos de parâmetros calculados antecipadamente com base no modelo podem ser disponibilizados ao dispositivo de controle ou ao dispositivo de monitoramento do guindaste, por exemplo, por meio de uma memória de dados, na qual são armazenados os respectivos conjuntos de parâmetros. O dispositivo de monitoramento precisa, então, apenas acessar os conjuntos de parâmetros mencionados e com base no centro de gravidade geral atual e/ou posições atuais de torno, carrinho para talha, gancho de carga e/ou lança, recuperar um respectivo conjunto de parâmetros relevante, que contém os centros de gravidade futuros e é válido para uma respectiva posição e configuração atual do guindaste.

[0030] A invenção é descrita em mais detalhes a seguir, com base em um exemplo de modalidade preferido e desenhos associados. Nos desenhos, mostra-se:

[0031] Figura 1: uma vista lateral esquemática de um guindaste de torre móvel, cuja torre, apoiada em uma superestrutura rotativa, porta uma lança com carrinho para talha e cujo carro inferior é apoiado por apoio deslocáveis no piso,

[0032] Figura 2: uma vista superior de um guindaste da Figura 1, que mostra as bordas inclinadas, que são definidas pelos apoios estendidos do apoio de piso, assim como, a posição atual do centro de gravidade e possíveis posições futuras do centro de gravidade e a possível mobilidade da carga útil, que resulta das possíveis posições do centro de gravidade futuras e das reservas de estabilidade que resultam disso,

[0033] Figura 3: uma representação das projeções ou limites de projeção permitidas que resultam para diferentes cargas de elevação e para diferentes posições de lança em apoios do piso integralmente estendidos,

[0034] Figura 4: uma representação dos limites de projeção para diferentes cargas de elevação semelhantes à Figura 3, contudo, para apoios não completamente estendidos do apoio de piso.

[0035] Como mostra a Figura 1, o guindaste 1 pode ser formado como guindaste móvel para construção ou guindaste de torre móvel, que compreende uma torre 2, que está apoiada em um tablado giratório 3, que se assenta em um carro inferior 4 e pode ser girada em torno de um eixo giratório vertical por meio de um dispositivo de acionamento do torno 9. O carro inferior 4 mencionado pode ser formado conduzível como caminhão ou de outro modo, mas eventualmente também ser uma base de apoio firmemente ancorada ou apoiada.

[0036] A torre 2 pode portar uma lança 5, que pode ser que pode ser oscilado para cima e para baixo em torno de um eixo horizontal transversal de oscilação, ver Figura 1. Um dispositivo de acionamento oscilante 12 para a lança 5 pode oscilar a lança 5, por exemplo, sobre o encabeamento de reforço.

[0037] Na denominada lança 5 pode ser disposto de forma deslocável no comprimento um carrinho para talha 6, que pode ser deslocado por um dispositivo de acionamento de carrinho para talha 11, por exemplo, por um cabo para carro correspondente. Por um carrinho para talha 6 mencionado, pode correr um cabo de elevação 8, no qual pode ser conectado um prato de carga, por exemplo, na forma de um gancho de carga 7, para elevar uma carga de forma conhecida. Um dispositivo de acionamento de um dispositivo de elevação 10 pode acionar, correspondentemente, para isso, um tambor do cabo de elevação.

[0038] Opcionalmente e, portanto, apenas indicado, o guindaste pode compreender outros dispositivos de acionamento, por exemplo, poderia ser prevista uma lança telescópica com um dispositivo de acionamento telescópico 13, um dispositivo de acionamento de ajuste de balastro 15 para o deslocamento de um balastro ou um dispositivo de acionamento de movimento 14 para o movimento de todo o guindaste, o que normalmente não é o caso na versão ilustrada do guindaste móvel de construção, visto que esse é içado para levantar cargas.

[0039] Os diferentes acionamentos são controlados por um controle do guindaste central 16, que pode ser previsto de forma conhecida em uma alavanca de acionamento correspondente para um condutor do guindaste ou outros meios de entrada, para que esse possa controlar os diferentes eixos de movimento do guindaste. O controle do guindaste 16 compreende um dispositivo de monitoramento 17, que, através de sensores adequados, monitora a carga do guindaste que atua sobre o guindaste, particularmente, a carga de elevação colocada pelo gancho de carga 7, assim como, a projeção, que tem o gancho de carga 7 em relação à base do suporte do guindaste. A denominada projeção pode ser determinada, por exemplo, pela posição do carrinho para talha 6 na lança 5 e eventualmente ângulo de oscilação das lanças 5 contra as horizontais.

[0040] Os dispositivos de acionamento mencionados e/ou as elementos do guindaste, consequentemente, móveis, podem ser monitorados por sensores correspondentes em sua posição ou em seu estado operacional, de tal modo que o controle do guindaste 16 ou o dispositivo de monitoramento 17 conheça a posição atual do guindaste, portanto, particularmente o ângulo de rotação em torno do eixo de guindaste vertical 18 e, com isso, o sentido da lança 5, a posição do carrinho para talha 6 no sentido da distância da torre 2, a profundidade de abaixamento do gancho de carga 6 e eventualmente o ângulo de oscilação do lança 5 e a posição do balastro. Além disso, por um sensor de carga de elevação, que mede, por exemplo, a carga do dispositivo de elevação 10, pode ser determinada a carga que se encontra colocada no gancho de carga 6.

[0041] A partir dessas variáveis de estado atual do guindaste 1, o centro de gravidade geral atual do sistema geral do guindaste 1 e a carga de elevação colocada no gancho de carga 7 pelo dispositivo de monitoramento 17 podem ser determinadas, e, de fato, particularmente do ponto de vista da posição do centro de gravidade geral atual em relação à área de contato definida pelo apoio de piso 19, o que é mostrado na Figura 2.

[0042] Na Figura 2, a posição atual do centro de gravidade geral, que o dispositivo de monitoramento 17 conhece ou pode determinar ou, por exemplo, pode calcular a partir das variáveis de estado mencionadas, ou pode ler a partir de um conjunto de parâmetros determinados para a configuração do guindaste, é caracterizada com a letra y.

[0043] Além disso, o dispositivo de monitoramento 17 mencionado pode determinar as bordas inclinadas 20 que resultam como linhas de conexão através dos pontos de levante dos apoios do piso 19. Como mostra Figura 2, o apoio de piso 19 pode compreender, por exemplo, quatro apoios, que podem ser estendidos em pares para lados opostos do carro inferior 4 e pode ser abaixado até o chão, na posição estendida. Como mostra a Figura 2, os apoios dos apoios do piso 19 podem ser estendidos para diferentes comprimentos, de tal modo que possam resultar diferentes geometrias das superfícies de apoio definidas pelas bordas inclinadas 20. Nesse caso, é basicamente possível que os suportes mencionados possam ser estendidos conforme desejado, por exemplo, continuamente, ou passo a passo, de modo que possa resultar uma pluralidade de elevações ou superfícies de apoio configuradas de maneira diferente. Na prática, no entanto, pode fazer sentido permitir apenas alguns estados estendidos para os suportes, por exemplo, de forma que cada apoio 1/4, 2/4, 3/4 e 4/4 ou por exemplo 1/3, 2/3 e 3/3 seja estendido. As bordas inclinadas 20 resultantes e seu alinhamento podem ser lidas pelo dispositivo de monitoramento com base nos sinais de sensor calculados atualmente ou em valores armazenados para os estados de extensão registrados e/ou permitidos na forma de conjuntos de parâmetros.

[0044] Partindo da posição atual do centro de gravidade, que na Figura 2 é caracterizado com y, o dispositivo de monitoramento 17 pode determinar o deslocamento do centro de gravidade geral e, de forma correspondente, possíveis posições de centro de gravidade geral futuras, que, na Figura 2, são caracterizadas com um x, sendo que podem ser determinados os possíveis deslocamentos para diferentes variantes operacionais e/ou suas mudanças.

[0045] Particularmente, os diferentes movimentos do guindaste podem ser considerados para o deslocamento possível do centro de gravidade geral atual, além de um centro de gravidade geral, portanto, por exemplo, uma rotação do guindaste em torno do eixo de guindaste vertical 18, uma elevação ou afundamento da carga no gancho de carga 7, um movimento do carrinho para talha 6, uma oscilação para cima ou para baixo das lanças 5, possivelmente, uma extensão telescópica das lanças 5 e/ou o movimento dos balastros.

[0046] Além dos possíveis movimentos do guindaste e das forças de inércia resultantes, variáveis externas que influenciam o guindaste também podem ser consideradas ao determinar os possíveis deslocamentos no centro de gravidade. Em particular, podem ser consideradas as forças eólicas ou uma carga eólica no guindaste 1.

[0047] Tal carga eólica pode ser considerada virtualmente na forma de uma força de massa adicional colocada no gancho de carga, se o vento pressionar de forma traseira, contra a torre. De forma alternativa ou adicional, uma tal força eólica pode ser considerada, contudo também na forma de um deslocamento real do centro de gravidade geral, particularmente, pelo fato de que o vento desvia a carga de elevação colocada na gancho de carga, sendo que, aqui, eventualmente pode ser considerada a profundidade de abaixamento do gancho de carga 7, visto que em uma posição baixa do gancho de carga, a carga permite ser ainda mais desviada pelo vento do que em proximidade ao gancho de carga que move o carrinho para talha. De forma alternativa ou adicional, também pode ser considerada uma deformação do guindaste, particularmente, uma inclinação da torre 2 por força eólica, como já esclarecido anteriormente. Caso, por exemplo, a força eólica atinja a torre 2 por trás, essa deforma-se um pouco para a frente em direção à lança 3, pelo que a projeção do gancho de carga 7 aumenta e correspondentemente, desloca o centro de gravidade geral do sistema.

[0048] Para a determinação dos possíveis centros de gravidade geral futuros x é possível se considerar, particularmente, também, uma deformação do guindaste 1, que pode ocorrer não apenas da maneira mencionada, pelas cargas eólicas, mas também por outras variáveis de carga, particularmente, a carga de elevação colocada no gancho de carga 7 e forças de massa de uma rotação do guindaste 1, um movimento do carrinho para talha 6, uma elevação ou afundamento do gancho de carga 7 ou de um outro movimento do guindaste esclarecido anteriormente.

[0049] Uma vez que a estrutura do guindaste e as propriedades de deformação associadas são conhecidas sob cargas, a deformação do guindaste pode ser calculada ou determinada a partir das forças de massa, forças eólicas e outras cargas que puxam o guindaste. Tais deformações da estrutura do guindaste podem ser determinadas, por exemplo, com base em um modelo, sendo que as deformações que ocorrem para diferentes variáveis de carga são salvas como um conjunto de parâmetros e o controle do guindaste 16 ou o dispositivo de monitoramento 17 pode ser acessado conforme solicitado. De forma alternativa, as deformações mencionadas também podem ser calculadas atualizadas utilizando-se as variáveis de influência.

[0050] Partindo do centro de gravidade geral atual e sua posição, o dispositivo de monitoramento 17 roda, por assim dizer, as variáveis operacionais e de influência e suas possíveis modificações, particularmente, possíveis movimentos do guindaste, possíveis cargas eólicas e possíveis deformações do guindaste e determina, a partir disso, diferentes possíveis deslocamentos e as possíveis posições de centro de gravidade futuras resultantes disso, que, na Figura 2, são caracterizadas com a variável relativa x.

[0051] O dispositivo de monitoramento 17 analisa as possíveis posições de centro de gravidade futuras x em suas posições relativas às bordas inclinadas 20 e seleciona como centro de gravidade geral futuro crítico aquele que se encontra o mais próximo a uma das bordas inclinadas 20. Na Figura 2 esse futuro crítico centro de gravidade geral é caracterizado com o parâmetro xk além da letra x.

[0052] Com base na distância do centro de gravidade geral futuro crítico xk da borda inclinada 20 mais próxima, o dispositivo de monitoramento 17 pode determinar a carga restante ou reserva de estabilidade e, em seguida, definir, a partir da referida carga ou reserva de estabilidade, até que ponto a projeção do guindaste ainda pode ser elevada, por exemplo, pelo movimento do carrinho para talha 6 para fora ou oscilação da lança 5 ou extensão telescópica da lança 5.

[0053] A mobilidade ou ampliação da projeção, que se dá enquanto a estabilidade ainda está assegurada, a qual foi determinada, na forma citada, a partir do futuro crítico do centro de gravidade geral, é simbolizada na Figura 2, pela seta, que une as duas posições A e B do carrinho para talha.

[0054] Considerando as bordas inclinadas 20 e a respectiva projeção e posição, que pode mudar quando os suportes são estendidos, o dispositivo de monitoramento 17 pode determinar as possíveis novas localizações da carga útil para todas as posições de lança ou posições rotativas do guindaste 1 para carga de elevação colocada no gancho de carga 7. Estas possíveis novas localizações da carga útil para todas as posições da lança são identificadas na Figura 2 com o número de referência 21 e resultam - aproximadamente, falando grosso modo - um quadrilátero, cujos eixos principais são orientados aproximadamente aos eixos principais da área de contato do apoio do piso 19, que são determinados pelos estados de extensão dos suportes.

[0055] Como ilustrado na Figura 2, este limite de projeção 21 para uma carga de elevação específica colocada no gancho de carga 6 depende da direção e varia para diferentes posições de lança ou em função do ângulo de rotação da lança 5 em torno do eixo de guindaste vertical 18.

[0056] Como mostrado na Figura 3, para cargas úteis distintas ou cargas de elevação distintas colocadas no gancho de carga 7, podem ser determinados limites de projeção 21 correspondentes, cada vez maiores ou menores, a partir dos quais o guindaste 1 ou seu dispositivo de monitoramento 17 saiba a que distância uma carga colocada no gancho de carga 7 A ainda pode ser movida pelos movimentos do guindaste correspondentes. Visto que os denominados limites de projeção 21 não são formados circulares em torno do eixo giratório do guindaste 18, mas - aproximadamente, falando grosso modo - são retangulares ou quadrados com contornos, os limites de projeção mencionados 21 podem ser alcançados não apenas por um movimento do carrinho para talha 6 para fora ou uma oscilação das lanças 5, mas também, girando-se o guindaste 1 em torno de seu eixo de guindaste vertical 18.

[0057] Dessa forma, o dispositivo de monitoramento 17 pode desligar e/ou desacelerar e/ou limitar seletivamente o movimento do guindaste, o que levaria a atingir ou se aproximar ainda mais do referido limite de projeção 21, portanto, particularmente um movimento externo do carrinho para talha 6 e um movimento de rotação correspondente em torno do eixo de rotação do guindaste 18.

[0058] Como mostrado na comparação das Figuras 3 e 4, para diferentes estados estendidos dos suportes do apoio do piso 19, resultam limites de projeção 21 com formatos diferentes.

[0059] O processo descrito para monitorar uma operação de um guindaste, bem como o guindaste associado ao dispositivo de monitoramento devidamente treinado são caracterizados pelos seguintes aspectos vantajosos, entre outros:

[0060] - O processo de cálculo fornece, nesse caso, conhecimento de todos as posições de centro de gravidade possíveis do sistema geral que possam surgir devido a influências externas (por exemplo, vento), forças de massa, determinados estados de falha (por exemplo, ruptura de cabo) ou outras influências.

[0061] - Com base na configuração do guindaste e posição de carga existentes, são considerados todos os estados do sistema com a posição do centro de gravidade associada que possam surgir durante a operação.

[0062] - No presente processo, são consideradas as deformações do sistema de guindaste, ao determinar as posições do centro de gravidade.

[0063] - Nesse caso, de todos os casos investigados, são utilizados aqueles que levariam à menor segurança possível contra a inclinação do sistema ou o excesso de cargas de componentes individuais.

[0064] - O método de cálculo subjacente é projetado de tal forma que as regras de cálculo e padrões de cálculo especificados para a configuração do guindaste atualmente presente sejam atendidos.

[0065] - O processo fornece as posições do centro de gravidade possíveis do sistema, de maneira prospectiva, para todos os estados possíveis do sistema. A partir daí, os locais de carga permitida e os gradientes associados para todas as direções possíveis do movimento da parte superior e da carga do guindaste podem ser determinados a qualquer momento, e podem ser usados para controlar os movimentos do guindaste.

[0066] - Ao determinar o tamanho de carga permitido e a posição de carga, também são usados no controle, limites adicionais armazenados. Isso significa que outros estados de sistema limitantes dos módulos envolvidos podem ser considerados.

[0067] - As pressões de suporte podem ser armazenadas no controle e utilizadas para monitoramento/redundância adicional.

Claims (12)

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para monitorar a operação de um guindaste (1), no qual um centro de gravidade geral (y) do guindaste (1) com uma carga anexada a ele, se houver, é determinado e sua posição em relação a uma borda inclinada (20) do guindaste (1) é monitorada, caracterizado pelo fato de que são determinados possíveis deslocamentos no centro de gravidade geral devido a possíveis mudanças em diferentes operacionais, que compreendem, inicialmente, diferentes movimentos do guindaste e posições futuras do centro de gravidade geral (x) resultantes disso, sendo que, a partir das várias posições futuras do centro de gravidade geral (x), é determinado o centro de gravidade geral (xk) mais crítico em relação à borda inclinada (20) e com base na posição desse centro de gravidade geral futuro crítico (xk) em relação à borda inclinada (20) é determinada uma possível limitação de movimentos do guindaste.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o centro de gravidade geral futuro crítico (xk) é selecionado com base na distância da borda inclinada (20), sendo que, a partir da distância entre a borda inclinada (20) e o centro de gravidade geral mais crítico selecionado, é determinada uma capacidade de carga e/ou reserva de estabilidade, com base no qual são liberados ou limitados de forma selecionada movimentos do guindaste que elevam o torque de inclinação e/ou que reduzem a estabilidade.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a possível limitação mencionada do movimento do guindaste inclui desligar e/ou limitar o movimento do guindaste, reduzir a velocidade máxima ou aceleração máxima de um movimento do guindaste e/ou restringir um único acionamento do movimento do guindaste enquanto outros acionamentos dos guindastes são desligados ao mesmo tempo.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que uma possível mudança do centro de gravidade geral e um possível centro de gravidade geral associado (y) é determinado, particularmente, por uma carga eólica máxima permissível.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o possível deslocamento do centro de gravidade geral é determinado com base na carga eólica de pelo menos uma direção específica do vento, particularmente, uma direção traseira do vento e/ou uma direção lateral do vento.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um possível deslocamento do centro de gravidade geral e uma possível posição futura do centro de gravidade geral (y) associada é determinada como resultado de uma deformação do guindaste (1).

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um possível deslocamento do centro de gravidade geral e um possível centro de gravidade geral futuro (y) que o acompanha é determinado pela influência das forças de massa dos movimentos do guindaste, particularmente, de uma rotação, levantamento e/ou carrinho.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um possível deslocamento do centro de gravidade geral e uma posição possível do centro de gravidade geral futura (y) associada é determinada considerando-se uma força centrífuga que atua sobre o guindaste (1) e/ou a nova carga de elevação anexada a ele.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a borda inclinada (20) e sua posição e orientação em relação ao eixo giratório vertical do guindaste (18) são determinadas em função da distância de extensão dos suportes de um apoio de piso (19).

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que para uma respectiva carga de elevação colocada no gancho de carga (7) e/ou respectivamente para qualquer carga de elevação colocada no gancho de carga (7), dependendo da borda inclinada (20) e de sua posição e dependendo do determinado deslocamento possível do centro de gravidade geral é determinado respectivamente um limite de projeção (21), que assume valores diferentes para diferentes posições de rotação do guindaste (1).

11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que, com base no limite de projeção não circular (21) para a carga de elevação colocada no gancho de carga (7), é limitado um movimento do carrinho para talha (6) para fora e/ou um balanço da lança (5) por um lado e uma torção do guindaste sobre o eixo de guindaste vertical (18).

12. Guindaste, particularmente guindaste de torre, com dispositivos de acionamento (9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) para movimentos do guindaste e/ou de carga, assim como, com um controle do guindaste (16) para controlar os dispositivos de acionamento, sendo que o controle do guindaste (16) apresenta um dispositivo de monitoramento (17) para o monitoramento de carga do guindaste e limitação de movimentos do guindaste ao alcançar cargas críticas de guindaste, sendo que o denominado dispositivo de monitoramento (17) é formado para monitorar um centro de gravidade geral (x) do guindaste com uma carga colocada eventualmente no mesmo em sua posição relativa a uma borda inclinada (20) do guindaste (1), caracterizado pelo fato de que o dispositivo de monitoramento (17) é formado para determinar possíveis deslocamentos do centro de gravidade geral (x) por possíveis modificações de diferentes variáveis operacionais e/ou de influência, que compreendem pelo menos diferentes movimentos do guindaste, e posições de centro de gravidade geral futuras resultantes disso (y), assim como, a partir das determinadas várias posições futuras do centro de gravidade geral (y), determinar o centro de gravidade geral crítico (xk) em relação à borda inclinada (20) e com base na posição desse centro de gravidade geral crítico (xk) em relação à borda inclinada (20) determinar uma possível limitação de movimentos do guindaste.