CN102241370A - 吊车和用于使吊车竖起的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于使由伸缩悬臂组成的主悬臂伸缩的方法，该主悬臂通过立体悬臂张紧装置来张紧，其中竖起的主悬臂在伸缩过程期间借助于立体张紧装置来张紧。此外本发明还涉及一种吊车，该吊车具有可伸缩的主悬臂、立体张紧装置和吊车控制器，其中吊车控制器具有用于在伸缩过程期间取决于当前主悬臂长度来测定立体张紧装置的所需要的张紧装置尺寸的装置。

Description

吊车和用于使吊车竖起的方法

技术领域

本发明涉及一种用于使由伸缩悬臂组成的主悬臂伸缩的方法，该主悬臂通过立体悬臂张紧装置来张紧。此外本发明还涉及一种吊车，其具有可伸缩的主悬臂、立体张紧装置和吊车控制器。

背景技术

本发明根据DE202004017771U1特别适合于较长的悬臂系统，其具有悬臂延长部、适配器和/或顶端悬臂以及偏心轮。为了将吊车的负重量升高，已经已知的是，在悬臂上或悬臂后安装张紧装置。因此例如在具有伸缩悬臂的吊车中通过立体张紧装置实现显著的负重量升高。

为了更好地理解，在此说明立体张紧装置、例如是Y形张紧装置的主要效果。在图1中示意性示出了张紧的伸缩悬臂1，其可以围绕水平摆动轴200摆动。立体张紧装置基本上由张紧捻绳13以及成V形地固定在悬臂铰接件上的张紧支架16组成。

图2a，2b在后视图和侧视图中示出了借助于Y形张紧装置张紧的伸缩悬臂1的示意图。两个视图并未示出悬臂1从理想的摆动平面中的偏差，因此得到的围绕摆动轴的力矩实际接近零。因此通过摆动气缸201接收了由负载202引起的总负载力矩。

与此相对地，在图2c和2d中示出了实际的负载情况。负载202的力F作用于伸缩悬臂1的顶端并且将其最大程度地压弯。此外出现了其它作用在悬臂1上的干扰量、例如风力，其使得悬臂1从理想的偏转平面中偏转出来。伸缩悬臂1的悬臂顶端因此从理想的偏转平面中向外运动了一个值a，由此，悬挂的负载202或负载力F和杠杆臂a一起作用。此外，产生的力矩M促使伸缩悬臂1从理想的偏转平面中增加地偏转出来，这再次引起产生的力矩升高。

如果较长的悬臂系统利用立体张紧装置竖起，则未张紧的伸缩悬臂已经可以在竖起的时候撞击在其负载边界上。展开的悬臂元件的总质量如同一个需要抬升的负载一样作用于悬臂，这导致了上述的问题。恰好是在特别是较长的悬臂系统中，相应的力和还更大的杠杆臂一起起作用。

为了消除上述问题，由现有技术已经公开了一些观点，尽管存在上述问题，它们也能够使这种较长的悬臂系统竖起。

由DE102007056289A1公开了一种用于利用顶端悬臂和立体悬臂张紧装置使至少由伸缩悬臂组成的主悬臂竖起的方法。在此垂直地放置可伸缩的主悬臂，并且随后向外伸缩，其中仅仅在主悬臂的伸缩过程结束以后才通过立体张紧装置张紧。

由DE102007051539A1公开了另一种用于使吊车悬臂竖起的方法。在该方法中，也在使可伸缩的主悬臂完全向外伸出之后才绷紧立体张紧装置。

因此这些解决方法没有相应地提供这种可能性，也就是使主悬臂伸缩并且同时通过立体张紧装置保持在理想直线中，以便保护悬臂来防止出现的干扰量。

发明内容

现在本发明的目的在于，提出一种方法以及一种装置，该方法和该装置应在伸缩过程期间保护吊车的主悬臂以防止和理想直线的过于严重的偏差。

该目的通过一种具有权利要求1所述特征的方法来实现。因此提出一种用于使由伸缩悬臂组成的主悬臂伸缩的方法，该主悬臂通过立体悬臂张紧装置来张紧。根据本发明，竖起的主悬臂在伸缩过程期间借助于立体张紧装置来张紧。立体张紧装置的主要目的、也就是说使主悬臂从理想的偏转平面中的偏转最小，根据本发明也用于可伸缩的主悬臂的伸缩过程。

主悬臂在缩回状态中垂直竖起，其中在竖起过程之前或之后绷紧张紧装置。可伸缩的主悬臂在缩回状态中竖起，由此减小了由各自的重力产生的、作用于主悬臂的力矩。悬臂优选地非常垂直地放置。在此位置，每个内伸缩臂节传递到周围的伸缩臂节上的支撑力最小。这种效果是特别值得期望的，这是因为该支撑力使伸缩臂节之间的运动变得困难许多。虽然由于主悬臂的垂直位置而提高了伸缩驱动器的需要耗费的力，以便反作用于悬臂系统的需要推出的部分的增加的重力，然而这些缺点相对于减小的支撑力是可以忽略的。为了保护悬臂以防止作用的干扰力，悬臂根据本发明在最初也在伸缩过程期间通过立体张紧装置张紧。

为了在推出单个伸缩臂节时能利用立体张紧装置的效果，立体张紧装置在伸缩过程期间在几何尺寸方面和增加的悬臂长度同步改变。有利地，主悬臂通过立体张紧装置的张紧捻绳来张紧，其中张紧捻绳的长度在伸缩过程期间匹配于主悬臂长度。因此伸缩悬臂和张紧捻绳的长度改变必须同步控制。

优选地，立体张紧装置施加的总张紧力单独通过为此预设的张紧绞盘而产生。这意味着，伸缩驱动器和绞盘驱动器至少必须在部分张紧力下工作。优选地由吊车控制器控制两个驱动器。该吊车控制器通过控制命令彼此调整并且在需要时相互匹配从而确保了两个驱动器的必要的同步运行。

证明为有利的是，即吊车控制器检测在伸缩过程期间伸缩悬臂的实际长度并且由此确定张紧装置的必需的几何尺寸、特别是张紧装置捻绳的长度。伸缩悬臂的实际长度数据例如通过监测系统确定并且传输给吊车控制器。吊车控制器然后由该检测的测量数据算出张紧装置的需要的实际长度。优选地，根据预定的、存入吊车控制器中的公式来实现对张紧装置所需尺寸的计算。通过该公式和在一定条件下悬臂和张紧装置的其它已知的或存储的几何数据始终确保的是，即张紧主悬臂的立体张紧装置在伸缩悬臂中引起仅仅非常小的、但还是足够的张紧力。因此应尽可能小地保持对于伸缩驱动器的附加负载。

基于安全技术方面的原因可以提出，同样也通过吊车控制器监测张紧装置的实际长度、特别是捻绳长度。为此可以使用现有的监测装置，其特别地始终控制立体张紧装置的使用的张紧装置的长度，并且将检测的测量数据传输给吊车控制器。吊车控制器将检测的测量数据优选地和取决于主悬臂的实际伸缩长度而算出的数据进行比较，该数据用于立体张紧装置的各自的长度。在偏差时可以在一定条件下采取适合的对应措施。

主悬臂的可能的偏差随伸缩悬臂的长度而增加。这通过伸缩臂节在推出状态中的支承部位的较短间距以及根据截线定理的原理来证明。在此前提下证明为特别有利的是，由立体张紧装置引入的张紧力在伸缩过程期间在可伸缩的主悬臂上改变。因此例如可以在伸缩过程开始时特别小地保持引入的张紧力，以便限制伸缩驱动器的产生的超负载。例如可以在向外伸缩开始时还可以允许和理想轨道略大的偏差，即和伸缩悬臂的理想偏转平面的偏差。仅仅当悬臂不被允许地远离偏转平面内的理想轨道时，张紧力才有利地增强。这使悬臂复位到允许的轨道中。优选地，吊车控制器这样控制立体张紧装置，即由张紧装置引入悬臂中的力随伸缩悬臂的偏转而过高比例地升高。

为了确定主悬臂和理想轨道的各自的偏差，在一定条件下使用监测装置，其适于以测量技术检测偏差并且将这些数据传输给控制器。吊车控制器评估接收到的数据并且在一定条件下通过适合地控制张紧装置的绞盘驱动器来调整施加的张紧力。

此外本发明涉及一种吊车，其具有可伸缩的主悬臂、立体张紧装置和吊车控制器。立体张紧装置可以优选地设计为Y形张紧装置，其通常具有主悬臂的伸缩臂节中至少一个的两个成V形支承的张紧支架，并且张紧捻绳在其端部上延伸。根据本发明提出，吊车控制器具有用于在伸缩过程期间取决于当前主悬臂长度来测定立体张紧装置的所需要的尺寸的装置。吊车悬臂已经在伸缩过程之前通过立体张紧装置张紧。根据本发明也可以在向外推出可伸缩的主悬臂的单个伸缩臂节期间使用立体张紧装置的效果。立体张紧装置的几何尺寸必须在伸缩过程期间同步地匹配于伸缩悬臂的改变的长度。因为立体张紧装置通常延伸经过主悬臂的长度，因此在一定条件下存在的张紧捻绳的长度必须匹配于主悬臂的实际长度。该装置因此适于取决于瞬时的悬臂长度来确定所需的绞绳量。

有利地，吊车控制器具有用于取决于测定的所需的张紧装置尺寸来控制张紧装置驱动器的装置。因此吊车控制器设置了这种装置，该装置由实际存在的悬臂长度出发在伸缩过程期间确定立体张紧装置的所需的几何尺寸，并且将相应的控制命令传输给驱动器以用于控制立体张紧装置，以便在悬臂上产生必要的张紧力。此外该装置可以同时适于控制伸缩悬臂驱动器。

有利地，在吊车上布置一个或多个监测装置以用于检测主悬臂长度。这些监测装置连续检测主悬臂在伸缩过程期间的实际位置或长度。检测的测量数据特别通过总线系统传输给吊车控制器。可替换地或附加地可以使用无线传输系统。监测装置可以优选地设计为传感器，其以已知的方式和方法布置在可伸缩的主悬臂的单个伸缩臂节上。

此外可以设置另外的监测装置，它们能够实现检测张紧装置尺寸、特别是张紧捻绳的长度。监测装置可以设计为相应的传感器系统，其中检测的测量数据通过总线系统或通过无线传输系统传输给吊车控制器。应用的传感器系统的单个传感器优选地直接布置在立体张紧装置的张紧捻绳上或至少一个张紧绞盘上。由传感器系统和吊车控制器组合的联合体不仅能够实现经过期望的额定长度，此外也可以确认，即足够精确地维持希望的额定长度。

在本发明的一个特别优选的实施方式中，用于吊车的主悬臂的立体张紧装置设有两个安置在伸缩臂节中任一个上的、带有各一个张紧绞盘的张紧支架。由各个张紧绞盘出发，张紧捻绳沿着主悬臂被引导至主悬臂顶端并且通过布置在顶端的导向轮来导向。和已知的Y形张紧装置(在这种张紧装置的情况下张紧装置在工作状态中利用螺栓紧固或通过夹紧缸绷紧)相反，在根据本发明的立体张紧装置中张紧绞盘施加了总的张紧力。

优选地为每个张紧绞盘设置了多个绞盘驱动器以用于驱动至少一个张紧绞盘。单个的绞盘驱动器可以根据已知的回转机构驱动器的类型形状配合地设计。

为了保持拉住张紧捻绳，在至少一个张紧绞盘中设置用于机械锁紧的装置。机械锁紧可以借助于定位销实现。此外也可以将制动系统集成在绞盘驱动器中。当然也可以考虑其它的制动件。

为了尽可能小地保持张紧装置的绳直径并且因此尽可能小地保持张紧绞盘的尺寸以及导向轮，每个张紧装置设计为四束，由此可以减小绳和张紧绞盘的负荷。

此外本发明涉及一种用于特别根据前述特征中至少一个设计的吊车的吊车控制器，具有用于实施根据上述特征中至少一个的根据本发明的方法的吊车控制软件。

附图说明

以下根据在附图中示出的一个实施例详细说明其它的优点、细节和特征。图中示出：

图1：是立体张紧装置的多个原理图，

图2：是根据本发明的吊车的伸缩悬臂，和

图3：是张紧力相对于主悬臂的当前的偏差的图表。

具体实施方式

立体张紧装置的原理已经在开头详细地根据图1a至1d进行了说明，因此在此不再重复讨论。

根据图1可以说明根据本发明的伸缩悬臂5和其功能的基本结构。

因此图1示出了具有一个铰接臂节1和多个可向外伸缩的伸缩臂节2，3，4的伸缩悬臂5。在伸缩悬臂5的悬臂顶端上可以设置另外的悬臂延长部100，例如中间部件或顶端悬臂。此外，偏心轮6可以安装在悬臂延长部100和伸缩悬臂5之间，如其由DE202004017771U1所公开的那样。在这一点上，在此完整而广泛地参照已知的出版物。

两条虚线50表示了伸缩悬臂5相对于理想偏转平面的可能的侧面偏差。由图2可看出，该偏差50随伸缩悬臂5的长度L增加。可以通过伸缩臂节1，2，3，4的支承部位在推出状态中彼此较短的间距以及通过截线定理的数学方程来证明取决于两个参数的偏差。

根据本发明，伸缩悬臂5具有Y形张紧装置形式的立体张紧装置10，该立体张紧装置在伸缩过程期间可以实现主悬臂5的张紧。通过Y形张紧装置10应很大程度上在伸缩过程期间将主悬臂5的偏差最小化。张紧装置10基本上由两个、在当前情况下成V形铰接在铰接臂节1上的张紧支架17组成，该张紧支架分别具有一个布置在其上的张紧绞盘11。张紧捻绳13从张紧绞盘11出发经过张紧支架17的端部上的导向轮15沿着主悬臂5引导到悬臂顶端。在悬臂顶端上布置了另外的导向轮14，它们使张紧捻绳13转向返回到张紧支架17。此外，两个张紧杆16设置具有预定的长度，这两个张紧杆将铰接臂节1的底座和张紧支架17的外端部连接。

在其外圆周上具有轮齿的张紧绞盘11的区域中布置了可锁定的定位销30，该定位销在轮齿之间相应地锁定之后导致了绞盘11的形状配合的固定。

在已知的Y形张紧装置中张紧装置在工作状态中利用螺栓张紧或通过夹紧缸夹紧，因为与这种已知的张紧装置相反，张紧绞盘11施加总张紧力，因此为每个绞盘11设置多个绞盘驱动器12。除了借助于定位销30进行机械固定之外，还设置有绞盘驱动器12中的集成的制动器，以及在一定条件下设置有其他的制动件。在主悬臂的区域中设置了一个或多个传感器，它们检测伸缩悬臂5的实际长度L，并且自动地、例如通过总线系统或无线传输来传输给吊车控制器。

此外特别在张紧绞盘11以及张紧捻绳13的区域中安装了相应的传感器系统，该传感器系统测量张紧捻绳13的实际绳长。也通过总线系统或借助于无线传输将这些测量数据传输给吊车控制器。

每个张紧装置四束地设计，由此可以最小地保持张紧捻绳13的需要的绳直径。所需的绳直径越小，则就可以越小地设定导向轮14，15以及张紧绞盘11的几何尺寸。

以下应再次说明根据本发明的用于使伸缩悬臂5竖起的方法。在缩回状态中，悬臂系统5非常垂直地竖起。在缩回状态中的竖起减小了由各自的重力产生的、影响主悬臂的力矩。例如产生的力矩通过安装的螺旋桨操纵器增强，如其由DE202008016578中公开的那样。在伸缩悬臂5的当前垂直对齐的位置中，由每个内伸缩臂节2，3，4传递到围绕的臂节1，2，3上的支撑力最小。因为这些支撑力通常使伸缩臂节1，2，3，4之间的运动困难许多，因此证明为特别有利的是，在伸缩过程开始前使伸缩悬臂5在非常垂直的位置中竖起。通过悬臂系统的需要推出部分在主悬臂5垂直竖起的位置中的增加的重力也并不决定性地损害这种有利的效果。

在缩回状态中，伸缩悬臂5根据本发明已经通过Y形张紧装置10张紧。捻绳13的、由张紧绞盘11卷起的绞绳量匹配于缩回状态中伸缩悬臂5的长度L。悬臂5的张紧可以可选地在垂直设置悬臂5之前或之后实现。

如果伸缩悬臂5的单个的伸缩臂节2，3，4现在通过伸缩驱动器依次伸出，则悬臂长度L持续增加。为了在伸缩过程期间确保悬臂5的恒定的并且有效的张紧，必须的是，在伸缩时使张紧捻绳13的长度相对于悬臂长度L同步改变。通过吊车的吊车控制器实现对伸缩驱动器或张紧绞盘驱动器12的相应控制。

传感器探测伸缩悬臂5的实际长度L，并且将数据传输给吊车控制器。吊车控制器根据以下方程由长度L计算张紧装置LA的所需的捻绳长度：

L_A＝f(L)＝Ls+ΔLs_variabel’

其中Ls表示张紧捻绳13的实际绳长，并且ΔLs_variabel表示悬臂长L的函数，该函数可以是正或负。根据方程的计算，当必要时在考虑悬臂和张紧装置其它的已知几何构型的条件下，确保Y形张紧装置10仅仅在伸缩悬臂5中引入尽可能小的、但始终足够的张紧力。对于伸缩缸基于施加的张紧力的超负载因此可以很大程度上最小化。因此可以允许在伸出时和伸缩悬臂5的理想轨道仍有一些较多的偏差。仅仅当悬臂不被允许地远离偏转平面内的理想轨道时，张紧力才自动增高。增加的张紧力将悬臂5再次带回预设的轨道上。由张紧装置引入悬臂5中的力因此过高比例地随伸缩悬臂5的偏转而增长。在图3中示出了定性的曲线。

在张紧绞盘11、绞盘驱动器12以及伸缩缸的设计中必须考虑上述附加的负载。

为了提高伸缩悬臂5的系统安全性，在张紧绞盘11以及张紧捻绳13的区域中相应地安装有传感器系统。该传感器系统检测张紧捻绳13的当前实际的绳长并且将测量数据传输给吊车控制器。该吊车控制器可以将检测的测量数据和期望的额定长度比较并且进行双重检验。

在张紧捻绳13中的力在伸缩过程期间通常保持小于吊车工作时的力。

Claims (17)

1.一种用于使由伸缩悬臂组成的主悬臂伸缩的方法，所述主悬臂通过立体悬臂张紧装置来张紧，其特征在于，竖起的所述主悬臂在伸缩过程期间借助于所述立体张紧装置使所述主悬臂的侧面偏转受到限制、特别是张紧。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述伸缩悬臂在缩回状态中借助于所述立体张紧装置张紧，并且在所述伸缩过程期间与所述伸缩过程同步地改变立体张紧装置尺寸。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，远距离张紧装置在缩回状态中被轻微地施加预应力，并且在所述伸缩过程期间这样改变张紧装置长度，即在悬臂侧面无负荷时仅仅较小的力作用在推出机构上。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由吊车控制器实现在所述伸缩过程和所述立体张紧装置的改变之间的同步。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述吊车控制器检测所述伸缩悬臂的实际长度并且由此确定所述张紧装置的必需的尺寸改变、特别是所需的绳长。

6.根据权利要求4或5中任一项所述的方法，其特征在于，所述吊车控制器取决于测定的尺寸改变控制所述立体张紧装置的驱动器和/或所述吊车控制器控制伸缩驱动器。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述伸缩过程期间监测所述悬臂的偏差，并且在一定条件下调整引入到所述伸缩悬臂中的张紧力，其中所述张紧力特别随所述伸缩悬臂的偏转过高比例地升高。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其特征在于，通过所述吊车控制器监测所述张紧装置的实际尺寸、特别是绳长。

9.一种吊车，具有可伸缩的主悬臂、立体张紧装置、特别是Y形张紧装置和吊车控制器，其特征在于，所述吊车控制器具有用于在伸缩过程期间取决于当前主悬臂长度来测定所述立体张紧装置的所需要的张紧装置尺寸的装置。

10.根据权利要求9所述的吊车，其特征在于，所述吊车控制器具有用于取决于测定的张紧装置尺寸来控制所述立体张紧装置的装置。

11.根据权利要求9或10所述的吊车，其特征在于，所述吊车具有用于检测主悬臂长度的监测装置，其中测量数据可以特别地通过总线系统和/或无线地传输给所述吊车控制器。

12.根据权利要求9，10或11所述的吊车，其特征在于，所述吊车具有用于检测张紧捻绳的长度的监测装置，其中测量数据可以特别地通过总线系统和/或无线地传输给所述吊车控制器。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的吊车，其特征在于，用于所述主悬臂的所述立体张紧装置具有两个安置在伸缩臂节中任一个上的、各带有一个张紧绞盘的张紧支架，并且用于所述张紧装置的导向轮布置在主悬臂顶上。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的吊车，其特征在于，为每个张紧绞盘设置多个绞盘驱动器。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的吊车，其特征在于，至少一个张紧绞盘具有用于机械锁紧的装置。

16.根据权利要求9至15中任一项所述的吊车，用于实施根据权利要求1至8中任一项所述的方法。

17.一种用于吊车、特别是用于根据权利要求9至16所述的吊车的吊车控制器，具有用于实施根据权利要求1至8中任一项所述的方法的控制软件。

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