CN103443016B - 起重机和用于使用从起重机操作回收的能量作为次能量源而操作起重机的方法 - Google Patents

Abstract

一种起重机（1），特别是大型起重机，包括：用于提供能量的电力消耗系统；用于将主能量馈送到电力消耗系统中的主能量源（12）；至少一个次能量源（25），所述次能量源独立于所述主能量源，用于将次能量馈送到电力消耗系统中；至少一个能量储存单元（23，60），所述能量储存单元局部地布置在起重机上并且特别是与至少一个起重机构件相关并且连接到电力消耗系统以用于储存主能量和/或次能量；至少一个驱动马达，所述驱动马达连接到电力消耗系统，以操作至少一个起重机构件；和次能量源，所述次能量源构造成使得从起重机操作返回的能量被至少部分地作为次能量馈送到电力消耗系统中。所述至少一个起重机构件被构造成用于能量回收的次能量源。

Description

起重机和用于使用从起重机操作回收的能量作为次能量源而操作起重机的方法

技术领域

本发明涉及一种起重机，特别是大型起重机，以及一种用于操作起重机且特别是电动地操作的起重机的方法。

背景技术

大型起重机在长时间已通过公众的在先使用而已知。这种类型的作业机械例如用来提升负载并满足复杂的操作顺序，具有总功率高达1000kW的大量驱动件和总成件。这种类型的起重机的能量消耗和排放的污染物相应较高。

DE102004010988A1记载了一种具有静电能量储备和短期能量储备的用于门架叉式起重机的复合发动机系统。两种能量储备各自经由控制装置与中央直流链环相连接。

从EP1813462A1、DE20010030U1、DE19948831B4和DE102004028353A1获知又一些具有不同能量供给和/或能量管理系统的机械。

从授予Wegner-Donnelly等人的美国专利No.7,554,278B2获知一种负载提升设备，其将例如在降低负载时回收的能量用于设备的能量供给。授予Enoki的美国专利No.5,936,375公开了一种用于为负载提升系统储存和重复利用能量的方法。能量储存基于电池，电池由于它们有限的储存容量而可例如通过飞轮扩展。该形式的能量储存复杂，并且由于增加的构件数量而伴随有更高的能量损耗。

授予Schneider的Liebherr专利DE102007046696A1公开了一种具有混合容量的液压操作式起重机。然而，液压操作式起重机难以控制和提前确定操作起重机所需的能量的量，并且被教导用于液压操作式起重机中的方法对于电气操作的起重机而言将不会工作。

发明内容

本发明的一个目的是以这样的方式修改起重机：特别是考虑对于大型移动式起重机常见的间歇操作模式来减少排气和噪音的排放。

根据一个实施例，提供了一种起重机，该起重机包括：用于提供能量的电力消耗系统；用于将主能量馈送到电力消耗系统中的主能量源；至少一个次能量源，该次能量源可独立于主能量源被控制，用于将次能量馈送到电力消耗系统中，其中次能量源连接到电力消耗系统，并且构造成使得从至少一个次能量源的操作返回的能量作为次能量被至少部分地馈送到电力消耗系统中，所述次能量源包括至少一个起重机构件；至少一个能量储存单元，该能量储存单元与至少一个起重机构件相关地局部地布置在起重机上，并且连接到电力消耗系统以储存主能量和/或次能量；以及至少一个驱动马达，该驱动马达连接到电力消耗系统，以响应于馈送到电力消耗系统中的能量而操作至少一个起重机构件。关于能量储存单元的布置的“局部”意味着能量储存单元未例如经由电力消耗系统居中地设置于所有起重机构件。这意味着未分配给能量储存单元的起重机构件不会接入或者不会直接接入能量储存单元。这使得特别是被分配给少数起重机构件且特别是分配给仅一个起重机构件的局部能量储存单元能够以更小的尺寸并因此以节省空间、资源和成本的方式设置在起重机中。特别地，局部能量储存单元被分配给至少一个起重机构件。

根据一个实施例，设置了控制单元，该控制单元与电力消耗系统、主能量源和所述至少一个次能量源信号连接，以控制对所述至少一个起重机构件的能量供给。

根据一个实施例，设置了实现双向数据传送的数据总线，该数据总线连接到控制单元并且还连接到电力消耗单元，以向控制单元提供电气输入和输出变量。

根据一个实施例，主能量源构造成当满足起动条件时被启用并且构造成当满足停止条件时被停用。

根据一个实施例，当符合以下条件中的至少一个时满足停止条件：a）未检测到对液压功率的请求；b）检测到在预定极限内的电池电压；c）检测到主能量源的冷却水温度在极限值内；d）检测到压力油的温度在极限值内；e）当只有为了仅仅从次能量源接收能量而连接的辅助构件被接通时；和f）由用户设定的其它预定停止条件。

根据一个实施例，主能量源包括内燃发动机、通过离合器连接到内燃发动机的传动装置、和发电机。

根据一个实施例，主能量源包括柴油发动机。

根据一个实施例，该起重机还包括辅助起重机构件，辅助起重机构件连接到电力消耗系统以仅仅从次能量源接收能量。

根据一个实施例，该起重机还包括至少一个燃料电池，该燃料电池连接到所述主能量源以补充从主能量源输出的能量。

根据一个实施例，所述至少一个起重机构件包括旋转机构或者液压或电动线性驱动件、能量转换器、和电动机。

根据一个实施例，能量转换器包括耗能传动装置或液压泵。根据一个实施例，该起重机还包括连接到电力消耗系统的至少一个电力消耗装置，所述电力消耗系统从主能量源向所述至少一个电力消耗装置供给能量。

根据一个实施例，该起重机还包括连接到电力消耗系统的至少一个电力消耗装置，所述电力消耗系统从所述至少一个次能量源向所述至少一个电力消耗装置供给能量。

根据一个实施例，所述至少一个次能量源包括内燃发动机。

根据一个实施例，该起重机还包括：用于冷却主能量源的主能量源散热器；和次能量源散热器，该次能量源散热器与主能量源冷却连接以冷却主能量源和次能量源中的至少一者。

根据一个实施例，在紧急操作中，控制单元构造成使能量从次能量源被供给至起重机。

根据一个实施例，主能量源包括：柴油发动机；至少两个主能量源发电机，该主能量源发电机用以将来自柴油发动机的机械能转换为待经由整流器馈送到电力消耗系统中的电能；以及离合器和传动装置，该离合器和传动装置连接在一起并且连接在柴油发动机与所述至少两个主能量源发电机之间，以将来自柴油发动机的机械能传输至所述至少两个主能量源发电机。

根据一个实施例，该起重机还包括连接到整流器和主能量源发电机的冷却水供给。

根据一个实施例，该起重机还包括：底架；可旋转地布置在底架上的上部结构；液压泵；连接成支承底架的多个液压缸；转换器；电动机，该电动机连接到液压泵、转换器和电力消耗系统，以将从电力消耗系统供给的电力转换为待供给至液压泵以控制底架的定位的液压能。

根据一个实施例，该起重机还包括：位于上部结构上的超起桅杆；压力传感器，该压力传感器连接到该超起桅杆以检测超起桅杆的角位置并将其传输至控制单元。

根据一个实施例，所述至少一个起重机构件包括：至少一个旋转装置；连接到所述至少一个旋转装置的对应的旋转传动装置；至少一个对应的电动机，该电动机连接到所述至少一个旋转传动装置，以将来自所述至少一个旋转传动装置的旋转移动转换成电能；和转换器，该转换器连接到所述至少一个对应的电动机，以向电力消耗系统馈送电能。根据一个实施例，该起重机还包括构造成向电力消耗系统供给电网电力（mains power）的外部能量源。

根据一个实施例，所述至少一个起重机构件包括至少一个旋转装置，并且该起重机还包括中央转换单元，该中央转换单元连接到所述至少一个旋转装置和电力消耗系统中的每一者，以将所述至少一个旋转装置的旋转移动转换为待作为次能量供给至电力消耗系统的电能。

根据一个实施例，该电力消耗系统包括两根电线。

根据一个实施例，该起重机包括缆索绞盘，该缆索绞盘包括：具有中央腔的缆索卷筒；电动机，该电动机具有沿着中央腔的中心纵向轴线延伸的驱动轴；用以将绞盘连接到电动机的第一绞盘保持器；在驱动轴的远端附近连接的齿轮壳体；连接到齿轮壳体和驱动轴的固定行星齿轮；在与齿轮壳体相对的一侧连接到固定行星齿轮的第二绞盘保持器；和制动器，该制动器连接到驱动轴的一端并且在绞盘保持器的与行星齿轮相对的一侧连接。电动机和传动装置能够驱动绞盘以将缆索卷绕在缆索卷筒上以提升负载，并且当缆索被传动装置和驱动轴驱动以降下负载时，电动机作为用于产生电力的发电机操作。

根据一个实施例，该起重机还包括角度传感器，该角度传感器连接到上部结构以检测上部结构的角位置并将其传输至控制单元。

根据另一实施例的起重机具有第二能量储存单元，该第二能量储存单元居中地布置在起重机上以储存来自主能量源和次能量源中的至少一者的过剩能量。

根据一个实施例，第二能量储存单元包括作为可叠置的平衡重布置在起重机上的电池装置。

根据一个实施例，第二能量储存单元包括作为超起平衡重布置在与起重机分离的平衡重托架上的电池装置。

根据一个实施例，次能量源具有小于主能量源（12）的最大可用主输出P_P,max的最大可用次输出P_S,max，并且其中P_S,max＜0.5·P_P,max。

根据一个实施例，控制单元包括储存执行以下步骤的软件的非临时性计算机可读介质：提供包括借助主能量源产生的主能量和借助所述至少一个次能量源产生的次能量中的至少一者的总能量；确定所述至少一个起重机构件所请求的能量使用部分；以及将能量储存部分储存在所述至少一个能量储存单元中，其中总能量包括能量使用部分和能量储存部分，并且其中次能量是从由所述至少一个起重机构件执行的操作返回的能量。

根据一个实施例，该软件执行以下步骤：优先于从主能量源供给的能量从能量储存单元供给能量以满足能量使用部分。

根据一个实施例，该软件包括控制能量优先于其它预定的起重机构件供给至预定的起重机构件的步骤。

根据一个实施例，该软件执行以下步骤：在起重机的作业操作中启用至少一个起重机构件；在起重机的无负载操作中停用该至少一个起重机构件；以及控制起重机的操作，以使得在间歇操作中，作业操作中的操作时长与无负载操作中的操作时长的比率为最多0.3。

根据一个实施例，该软件执行以下步骤：通过使能量被馈送到电力消耗系统中来向所述至少一个起重机构件提供能量使用部分。

根据一个实施例，该起重机还包括至少一个能量转换器，该能量转换器连接到所述至少一个起重机构件，以将来自所述至少一个起重机构件的能量转换成电力，并且其中所述软件执行使用来自所述至少一个能量转换器的电力向所述至少一个起重机构件提供能量使用部分的步骤。

根据一个实施例，控制单元控制能量使用部分与能量储存部分的比率。

根据一个实施例，控制单元确定过剩能量部分，使得能量使用部分与最大能量储存部分之和等于过剩能量部分与总能量之和。

根据一个实施例，控制单元通过将从另外的制动阻力获得的能量转换成热能来控制过剩能量部分的减少，热能返回起重机被用来加热起重机操作室。

根据一个实施例，该软件执行以下步骤：优先于从主能量源供给的能量，从能量储存单元供给能量以满足能量使用部分。

根据一个实施例，该软件包括控制能量优先于其它预定的起重机构件供给至预定的起重机构件的步骤。

本发明的又一个目的是以这样的方式修改用于操作起重机的方法：起重机能以减少的燃料消耗和减少的排气排放和噪音操作。

根据本发明，通过一种方法实现该目的，该方法包括：在起重机的作业操作中启用至少一个起重机构件；在起重机的无负载操作中停用所述至少一个起重机构件；控制起重机的操作，使得在间歇操作中，作业操作中的操作时长与无负载操作中的操作时长的比率为最多0.3；提供包括借助主能量源产生的主能量和借助至少一个次能量源产生的次能量中的至少一者的总能量；确定所述至少一个起重机构件所请求的能量使用部分，其中所述至少一个起重机构件构造成用于能量回收的次能量源；以及将能量储存部分储存在至少一个能量储存单元中，其中总能量包括能量使用部分和能量储存部分，并且其中次能量是从由所述至少一个起重机构件执行的操作返回的能量。

在根据一个实施例的方法中，能量使用部分通过馈送到电力消耗系统中而被提供给所述至少一个起重机构件。根据另一个实施例，能量使用部分借助连接到所述至少一个起重机构件以将来自所述至少一个起重机构件的操作的能量转换成电力的至少一个能量转换器提供。

根据一个实施例，借助控制单元来控制能量使用部分与能量储存部分的比例。

根据一个实施例，借助控制单元来确定过剩能量部分，使得能量使用部分与最大能量储存部分之和等于过剩能量部分与总能量之和。

根据一个实施例，通过将从另外的制动阻力获得的能量转换成热能来控制过剩能量部分的减少，热能返回起重机被用来加热起重机操作室。

根据一个实施例，一种操作起重机的方法包括：使用电力消耗系统向至少一个起重机构件提供能量；利用主能量源将主能量馈送到电力消耗系统中；利用连接到电力消耗系统的至少一个驱动马达操作所述至少一个起重机构件；通过回收来自作为可独立于主能量源控制的次能量源的所述至少一个起重机构件的操作的次能量而将次能量馈送到电力消耗系统中；以及利用局部地布置在起重机上并且连接到电力消耗系统的至少一个能量储存单元储存主能量和次能量中的至少一者。

根据一个实施例，提供了一种用于操作起重机的方法。该起重机包括至少一个起重机构件、主能量源、至少一个次能量源、和电力消耗系统，该电力消耗系统连接到所述至少一个起重机构件、主能量源和所述至少一个次能量源，以将来自主能量源和所述至少一个次能量源中的至少一者的能量供给至所述至少一个起重机构件。该方法包括以下步骤：提供包括借助主能量源产生的主能量和借助所述至少一个次能量源产生的次能量中的至少一者的总能量；确定所述至少一个起重机构件所请求的能量使用部分；以及将能量储存部分储存在至少一个能量储存单元中，其中总能量包括能量使用部分和能量储存部分，并且其中次能量是从由所述至少一个起重机构件执行的操作返回的能量。

根据一个实施例，该方法还包括以下步骤：在起重机的作业操作中启用至少一个起重机构件；在起重机的无负载操作中停用所述至少一个起重机构件；以及控制起重机的操作，使得在间歇操作中，作业操作中的操作时长与无负载操作中的操作时长的比率为最多0.3。

根据一个实施例，该方法包括以下步骤：通过使能量被馈送到电力消耗系统中来向所述至少一个起重机构件提供能量使用部分。

根据一个实施例，该方法还包括以下步骤：利用连接到所述至少一个起重机构件的至少一个能量转换器将来自所述至少一个起重机构件的操作的能量转换成电力；以及利用来自所述至少一个能量转换器的电力给所述至少一个起重机构件提供能量使用部分。

根据一个实施例，该方法还包括以下步骤：通过控制能量使用部分与能量储存部分的比率，来控制对所述至少一个起重机构件的能量供给。

根据一个实施例，该方法还包括以下步骤：确定过剩能量部分，使得能量使用部分与最大能量储存部分之和等于过剩能量部分与总能量之和。

根据一个实施例，该方法还包括以下步骤：通过将从另外的制动阻力获得的能量转换成热能来减少过剩能量部分，热能返回起重机被用来加热起重机操作室。

根据一个实施例，控制单元能够以四种模式选择性地控制起重机的操作，该四种模式为待机模式、半混合模式、全混合模式和全电动模式。

根据一个实施例，在待机模式中，在当主能量源被停用时的停止功能期间，能够通过次能量源启用至少一个辅助功能。

根据一个实施例，在半混合模式中，主能量源和用于所述至少一个起重机构件的电驱动器两者都被用来产生待用来运行起重机的能量。

根据一个实施例，在全混合模式中，储存在能量储存单元中的能量储备或来自次能量源的电能被优先于从主能量源供给的能量用来运行起重机。

根据一个实施例，在全电动模式中，仅电能源被用来运行起重机。

根据一个实施例，该起重机还包括用以允许起重机操作员在四种模式之间切换的输入装置。

根据一个实施例，控制单元包括用以自动判别应该使用四种模式中的哪一种模式并使控制单元切换至预定模式的模块。

根据一个实施例，一种缆索绞盘包括：具有中央腔的缆索卷筒；电动机，该电动机具有沿着中央腔的中心纵向轴线延伸的驱动轴；用以将绞盘连接到电动机的第一绞盘保持器；在驱动轴的远端附近连接的齿轮壳体；连接到齿轮壳体和驱动轴的固定行星齿轮；在与齿轮壳体相对的一侧连接到固定行星齿轮的第二绞盘保持器；和制动器，该制动器连接到驱动轴的一端并且在绞盘保持器的与行星齿轮相对的一侧连接。电动机和传动装置能够驱动绞盘以将缆索卷绕在缆索卷筒上以提升负载，并且当缆索被传动装置和驱动轴驱动以降下负载时，电动机作为用于发电的发电机操作。

附图说明

下文将借助于附图更为详细地描述本发明的实施例，在附图中：

图1示出根据本发明的第一实施例的具有轮胎的起重机的示意性侧视图，该起重机具有布置在起重机的上部结构中的次能量源和伸缩悬臂，

图2示出根据第二实施例的履带式起重机的侧视图，该履带式起重机具有作为用以回收能量的次能量源构成的多个起重机构件，

图3示出根据图2的放大详图，

图4示出用于根据图2的起重机的能量供给的图表的示意图，

图5示出起重机的又一实施例的根据图4的示意图，

图6示出根据图2至4的具有对应的组件的控制循环的示意图，

图7示出根据本发明的用于操作起重机的能量管理系统的流程图，

图8示出根据本发明的用于选择起重机的操作模式的流程图，

图9示出平行于根据图2的起重机的缆索绞盘的旋转轴线的纵向剖面，以及

图10示出具有超起桅杆和平衡重托架的根据第三实施例的履带式起重机的侧视图。

具体实施方式

根据本发明，起重机除用于将主能量馈送到电力消耗系统中的主能量源以外还具有用于将次能量馈送到电力消耗系统中的至少一个次能量源，该次能量源独立于主能量源。这种情况下，所述至少一个次能量源以这样的方式构成：从起重机操作返回的能量被至少部分地作为次能量馈送到电力消耗系统中。例如，次能量源可以是起重机构件本身，其中从这些构件的操作回收能量。由此可以将必要的能量需求供给至连接到电力消耗系统的至少一个驱动马达，以使用还没有专门并且尤其通过主能量源产生的来自电力消耗系统的能量来操作至少一个起重机构件。因此可以减少主能量源的运行时间以及因此其能量消耗和污染物的排放，主能量源例如可作为柴油发动机构成。因此还可以将主能量源构造成比在不具有次能量源的相当的起重机中的主能量源小，即具有较低的功率容量。

在起重机中，如上所述，至少一个起重机构件可被用作次能量源并因此允许起重机的功能性整合。这意味着一方面次能量源可用于为起重机提供能量，并且另一方面次能量源可以是为起重机提供不同种类的功能的至少一个起重机构件中的一个。因此，通过将至少一个起重机构件形成为次能量源，允许将起重机构件本身的功能相组合，例如用于驱动起重机并且还用于为起重机提供次能量。可用作次能量源的起重机构件将通常通过两个不同构件实现的两种不同功能集成在一个构件中。因此，实现了起重机的总尺寸的减小以及此外起重机的能量供给效率的提高。例如，可使用绞盘作为用于卷起和展开（unroll）缆索的起重机构件，绞盘需要由起重机构件的对应的驱动马达驱动以卷起缆索，即提升负载。当降下负载时，即，当展开缆索时，绞盘被用作次能量源，从降下负载返回的能量可以被至少部分地馈送到电力消耗系统中并可用于进一步的使用或储存。由于起重机的大规格，即，由于其长悬臂和大的提升高度，后者提供了大的可返回次能量的潜力。特别地，起重机中的能量节省潜力比在挖掘机或其它施工机械中大。因此，对于作为半混合或全混合系统构建的根据本发明的起重机而言，可以有与能量供给、能量返回和能量储存有关的若干选择。

由于能量返回，起重机中可用的系统固有的力和能量以定向方式使用。因此，可以给大型起重机配设有相应的大型马达和/或发电机以利用可能的能量回收潜力。由于特别是在履带式起重机的情况下起重机总重量并不是最重要的，因此次能量源的最大回收功率可超过起重机的当前最大总能量，这样次能量还可被馈送到操作网络中。这种情况下，起重机被用作发电设备。

还可以以这样的方式构造起重机：次能量源不是使用从起重机操作回收的能量的起重机构件，而是另一个单独的源。次能量源例如可以是内燃发动机或电池能量源，其与主能量源相比具有较低的功率。该较小的内燃发动机例如可独立于主能量源操作，并且例如为了给较小的耗电装置例如空调系统或其它耗电装置供给能量而被使用。此外，可设置连接到电力消耗系统的至少一个能量储存单元，以储存过剩的主能量和/或次能量。能量储存单元可局部地布置在起重机上，并且特别是与至少一个起重机构件相关。结果，可以确保用于起重机的主功能例如起重机靠近相应起重机构件的提升、行驶、旋转和/或枢转移动的要求能量提供。这意味着从要求能量提供的位置到对应的相应起重机构件的距离减小，特别是所述距离被最小化。通常，传输损耗与能量传输的连接线的长度成正比。结果，可减小并且特别是可避免传输损耗，从而提高起重机的总能量供给效率。

通过与电力消耗系统信号连接以控制起重机的能量供给的控制单元，在能量方面可特别有效和高效地控制起重机的能量供给。

这种情况下，控制单元关于待馈送的所需主能量和/或次能量控制针对由起重机构件的驱动马达请求的能量使用部分以及可储存在至少一个能量储存单元中的能量储存部分的能量需求。这种情况下，例如，可确定在使主能量源产生新的另外的主能量之前，始终优先从至少一个能量储存单元提供另外的能量要求。这样，可以避免形成另外的污染并减少燃料消耗。还可以优先给特定起重机构件供给能量，因此，例如，与起重机的行驶和/或枢转或另一种组合操作相比，始终优先服务于负载的提升或保持。在起重机的超起操作的情况下，起重臂的起落或主悬臂的倾斜与超起桅杆角度的修正相结合优先于行驶和/或枢转或另一种组合操作。此外，如授予Zollondz等人的美国专利申请No.12/085,127中所述的平衡重托架的移出/移入或管控平衡重系统的启用优先于起重机的行驶和/或枢转或另一种组合操作。此外，大部分与起重机安全性有关的起重机功能，即在提升/降下或重新布置起重机的同时维持安全的姿势，始终优先于任何起重机功能处理。

通过根据一个其中起重机还包括实现双向数据传送的数据总线的实施例的起重机控制，可以对起重机进行实时状态监控。数据总线连接到控制单元并且还连接到耗电单元，以向控制单元提供电气输入和输出变量。作为用于控制单元的输入和输出变量的电信号的发送和处理比机械、流体机械、气动或电子机械信号更快地发生。

在具有起动-停止功能的主能量源的构型中，主能量源构造成当满足起动条件时被启用并且构造成当满足停止条件时被停用。这样，相应地可以构成对致动主起重机功能例如起重机的提升装置和/或行驶驱动件的要求所需的主能量源。借助起动-停止功能，可减少主能量源的操作小时数，其原因在于当例如提升装置和行驶驱动件都未被致动时满足主能量源的停止条件。结果，减少了用于特别是作为柴油发动机构成的主能量源的燃料消耗。另外，减少了排气和噪音排放。由于操作小时数的数量减少，用于维护主能量源的工作费用和与其有关的成本降低。

此外，独立于主能量源的次能量源可设置成操作起重机的辅助构件。这种类型的辅助构件例如可以是空调系统、舱室加热、用于主能量源的辅助加热、发电机、用于使油经油冷却器传送的液压油循环泵、油冷却器本身或其它构件。辅助构件可连接到电力消耗系统以仅仅从次能量源接收能量。由于这种类型的辅助构件可唯一地由次能量源供给能量，因此主能量源可与辅助构件分离。结果，特别是可以更频繁地并且特别是在更长的时间段满足用以停用主能量源的停止条件。特别地，当仅仅辅助构件正被操作而起重机的主构件未被操作时，满足停止条件并且因此主能量源被停用。因此不需要使构造成用于起重机的最大输出的柴油发动机被管控成运转以便例如为起重机操作室的空调系统供电。作为次能量源提供辅助构件的能量供给的结果，主能量源可被设计成更小，即，具有更小的最大可用功率。结果，减小了起重机中所需的安装空间和主能量源的重量，并因此使起重机总体上缩小。另外还减少了起重机行驶操作期间的燃料消耗。因此，当主能量源被停用时，次能量源可以处于操作当中。同样，当主能量源被启用时，次能量源可被停用。

次能量源还可被用来维持电池电压，以便确保用于主能量源的频繁发动机起动的足够能量。此外，次能量源可具有电动发电机，因此由次能量源驱动的辅助构件可另外和/或替换地通过外部能量源例如具有220V供给电压的电源操作。次能量源可用来给次能量储存单元例如液压或启动储存装置充电，所述次能量储存单元在主能量源起动期间使辅助发动机特别是液压或压缩空气发动机作为附加起动机运转。

根据一个实施例的具有主能量源的起重机允许起重机的特别不复杂的操纵和有效使用，因为所需的燃料易于获得。在此实施例中，主能量源包括内燃发动机、通过离合器连接到内燃发动机的传动装置、和发电机。联接到内燃发动机的发电机的效率的提高可借助位于其后方的自冷却系统例如空气热交换器或空气冷却系统而发生。此外，通过燃料电池或通过与主电源操作连接，可以替换地或附加地补充内燃发动机的能量输出。这种情况下，可进一步减少起重机的排放以提供无任何二氧化碳排放的运转。

在根据另一个实施例的具有起重机构件的起重机中，馈送到电力消耗系统中的能量可特别有效地并因此以起重机构件的驱动的减少的损耗而被使用。在此实施例中，主能量源包括柴油发动机。旋转驱动构件例如卷绕机构、旋转机构或行驶传动装置已被证实在此特别适合，其原因在于由于质量惯性和旋转能量而可获得的大量固有可用能量潜力。还可以例如通过借助液压系统转换电能而对应地提供线性工作功能。

通过根据另一个实施例的能量储存单元，可以将电池组作为主能量储存装置居中地布置在起重机上。例如，电池组由于其很重的重量而可作为可叠置的平衡重布置在起重机上，作为基础压载（base ballast）或作为超起平衡重布置在与起重机分开的平衡重托架上。在该实施例中，所述至少一个起重机构件包括旋转机构或者液压或电动线性驱动件、能量转换器、和电动机。因此，不需要起重机通常单独需要的平衡重，因为电池装置可被用作平衡重。

根据另一个实施例的起重机具有与主能量源相比具有较小的最大可用功率的次能量源。此外，该起重机具有居中地布置在起重机上的第二能量储存单元。由于相应地降低的次能量源的容量要求，这可以相应地引起尺寸小并且功率更低。这还尤其引起起重机总重量的进一步节省。

发明人认识到，除由主能量源提供的主能量以外，返回的次能量和储存在能量储存单元中的其他能量应当经由电力消耗系统而可用。

由于大型起重机的大规格，即长起重臂和大的提升高度，具有这些特征的起重机提供了大的可返回的次能量潜力。此外，这种起重机的可能能量节省比挖掘机或其它施工机械的能量节省大。因此，对于根据所公开的实施例的大型起重机，获得与能量供给、能量返回和能量储存有关的若干选择，该起重机作为半混合或全混合系统建造。

在本文所述类型的混合起重机中，能量可作为被提升的负载的势能提供。更大型的起重机——特别是具有高悬臂的电动操作的起重机——能够从负载的移动产生比较小悬臂起重机多的能量。这是因为能量是通过负载的向下移动而产生的，并且从移动小距离的负载可产生较少的能量。

借助于通过例如经由旋转绞盘或经由起重机的姿势变化——即通过卷扬传动装置和起落机构使主起重臂和辅助起重臂起落——而降下负载，将被提升的负载的势能转换为动能，可实现能量的返回。此外，提供了总能量，该总能量包括借助主能量源产生的主能量和/或借助次能量源产生的次能量。

能量使用部分是至少一个起重机构件为了其操作而请求的能量的量，并且能量储存部分是通过起重机上的能量源产生并且然后储存在至少一个能量储存单元中的过剩能量的量。这种情况下，总能量部分包括能量使用部分和能量储存部分。次能量来自从起重机操作返回的能量。结果，主能量源可以仅将与当前操作至少一个起重机构件实际所需一样多的主能量馈送到能量分配回路中。超出能量使用部分的可能过剩的主能量作为能量储存部分被储存在至少一个能量储存单元中并可用于在另一时间使用或者同时用于起重机上的其它辅助功能。出于该目的，可使用例如电池或也称为超级电容器的双层电容器。因此，通过根据本发明的方法，可以减少或避免起重机的无负载操作，因为主能量源的污染物排放始终与用于能量使用部分的能量的产生有关。使用最大负载控制限制器，检测能量使用部分作为提供起重机的全部功能和运动所需的能量。由于起重机构件优选包括电驱动器，因此该检测被快速地和直接地并因此与具有液压驱动器的起重机相比更容易地执行。

使具有混合驱动系统的起重机在间歇操作中操作需要与使其在连续操作中操作所需的控制特性不同的控制特性。无负载操作因此意味着能量被消耗以操作主能量源而不会被与其连接的负载相应利用。因此，在无负载操作下，例如，没有负载被提升或保持，没有负载移位到适当位置，没有负载移动，没有负载被降下或存放，并且起重机未移动。

因此，根据一个实施例提供了：在起重机的作业操作中启用至少一个起重机构件；在起重机的无负载操作中停用该至少一个起重机构件；以及控制起重机的操作，以使得在间歇操作中，作业操作中的操作时长与无负载操作中的操作时长的比率为最多0.3。根据本发明，认识到起重机在连续操作中的能量供给无法容易地传送至被间歇地驱动的起重机。在连续操作中，起重机实质上连续在负载下操作，因此需要永久电源来操作起重机构件。因此，主能量源在连续操作中连续地操作并且所产生的功率被请求。间歇操作的区别在于，作业操作中的操作时长与无负载操作中的操作时长的比率为最多30%，至少一个起重机构件、特别是至少一个行驶驱动马达和/或至少一个绞盘马达在起重机的作业操作中被启用并且至少一个起重机构件在起重机的无负载操作中被停用。主能量源主要无负载地操作，因为起重机不连续地并且未在连续操作中提供至少一个起重机构件的主要功能。这意味着在间歇操作期间，可从起重机构件请求一定量的能量，其中该能量超过当前产生的能量。因此，除了由主能量源提供的主能量以外，还需要提供另外的、返回的次能量和局部地储存在局部地布置的能量储存单元中的其它能量。返回能量和储存能量经由电力消耗系统而可用。

对燃烧发动机的已知功率请求还可用于燃烧发动机的最大负荷控制，使得不会由于该功率请求而出现另外的努力。这意味着如果该功率请求是已知的，则可以驱动相应能量源，即燃烧发动机，以使得提供所述已知的功率请求。特别地，所述能量源被驱动是为了仅提供该功率量，而不是提供更多功率。因而，燃烧发动机可精确地在提供所述已知的功率请求这样的水平被驱动。因此，可以避免提供在当前情况下不需要的能量。为了使由燃烧发动机产生的能量与已知的功率请求一致，后一值可用于燃烧发动机的最大负荷控制。此外，由于起重机构件包括电驱动器和具有存储功能的控制装置，因此可以预先确定起重机构件的预期功率请求。因而，可以将功率请求限制于最大值，使得其不会超过所提供的功率。例如，这可以通过最大负荷控制限制器来完成。如果必须完成提升操作，则负荷控制限制器可基于负载的提升高度和重量来计算必须在一定时间限度内提供的能量请求。由于功率定义为每单位时间的能量率，因此可以通过改变施加能量请求所需的时间来影响功率请求。亦即，施加能量请求的时间间隔越大，功率请求就越小。这意味着通过扩大用于施加能量请求的时间间隔，可减少功率请求并因此将其限制为最大值。此外，可以避免使主能量源（即，优选柴油发动机）过载。对液压驱动的起重机构件的最大负荷进行相当的、可预测的控制是不可行的。因而，对于传统液压驱动的起重机构件，在起重机构件的功率请求过大的情况下，例如，主能量源的马达转速下降并引起液压起重机构件的移动速率降低。相比之下，与上述对最大功率的控制相结合使用电驱动的起重机构件，能够实现用于控制最大负荷的控制特性的总体增强。

在停泊操作期间，通过对转速或力矩的控制来操作起重机构件的电驱动器。两种操作模式都可在起重机实现。起重机因此可设置有容许起重机操作员在两种模式之间切换的装置，例如开关或菜单选择。因此，优选可以实现用于辅助穿索绞盘（reeve winch）的比例触发和相应地速率参数。因而，可以切换至基于对起重机构件上的力的控制的操作模式。例如，如果穿索绞盘施加恒定的力，则对应的反作用力施加在又一绞盘或另一个起重机构件上。因而，穿索绞盘的使用的可变性通过充分的控制而增强并且还适合于不同的操作条件。

在根据一个实施例的方法中，能量使用部分或者通过转换成至少一个起重机构件的电能、液压能或机械能而可供用于能量请求，或者被馈送到电力消耗系统中。具体而言，通过馈送到电力消耗系统中，或者借助连接到至少一个起重机构件以将来自至少一个起重机构件的能量转换成电力的至少一个能量转换器，来提供能量使用部分。这种类型的方法具有提高的效率。该能量特别是在起重机的各个点局部地以电能的形式提供，并且可相应局部地被请求而不会在能量源、特别是在提供被回收的次能量的次能量源直接发生传输损耗。通过电力消耗系统或直接在起重机构件控制能量请求可借助控制单元来进行。

在根据一个实施例的方法中，通过能量储存单元或能量源在起重机操作期间始终提供足够的能量使用部分。具体而言，该方法包括借助控制单元来控制能量使用部分与能量储存部分的比率。

根据一个实施例的方法允许检测过剩能量部分，该过剩能量部分在最大可用的能量使用部分与最大可用的能量储存部分之和等于过剩能量部分与总能量之和时提供。这意味着由主能量源和/或次能量源产生的能量大于实际电能要求和可储存的能量部分。

借助根据一个实施例的方法，可以以受控方式减少过剩能量部分并例如借助另外的制动阻力将其转换为热能。具体而言，该方法还包括通过将从另外的制动阻力获得的能量转换成热能来控制过剩能量部分的减少，热能返回起重机被用来加热起重机操作室。该热能例如可返回起重机并且特别是用来加热起重机操作室并且还可由液压系统使用。结果，可避免用于起重机操作室的另外、单独的加热源或提供用于液压系统的功率源。

详细描述

图1示出一个示例性实施例。起重机1作为具有四个车轮2的移动式起重机构成，起重机1还可以具有更多的车轮2或者替换地还具有（例如图2和3所示类型的）履带行驶传动装置。应理解，在普通技术人员的技能内可使用任意类型的行驶传动装置。起重机1包括底架3和借助旋转托架引导件4可旋转地布置在底架3上的上部结构5。在底架3的沿行驶方向6的前端设置有驾驶室7，该驾驶室中布置有驾驶室空调系统（DCAC）8。起重机操作室9刚性地连接到上部结构5，该起重机操作室具有起重机操作室空调系统（CCAC）10。起重臂11以提升方式铰接在上部结构5上。

根据所示的实施例，主能量源（PES）12被容纳在起重机1的底架3中。主能量源12作为柴油发动机构成并且借助传动装置13驱动车轮，不过在普通技术人员的技能内可使用任何合适的发动机。传动装置13以本身已知的方式通过未示出的离合器连接到柴油发动机12。柴油发动机12借助散热器（RAD）14冷却。至少一个液压泵15也直接连接到柴油发动机12，该液压泵借助液压控制管线16与布置在底架3中的底架控制块（UCB）17并与布置在上部结构5中的上部结构控制块（SCB）18信号连接。出于该目的，液压控制管线从底架3途经旋转托架引导件4被引导到上部结构5中，因此液压泵15与上部结构控制块18之间的信号连接不受上部结构5在底架3上的旋转妨碍。

此外，设置了连接到主能量源12并且邻近其布置的控制单元120。控制单元120由起重机操作室9中的操作员启用。控制单元120也可从驾驶室7操作。控制单元120（和设置在文中公开的各种实施例中的其它控制单元）可实施为构造成控制起重机上的各种起重机构件的处理器。这些处理器在本领域中是已知的。本发明设想提供储存在非临时性计算机可读介质上以由处理器执行的软件来实行本申请中所述的各种功能。

控制单元120可具有起动-停止功能，借助该起动-停止功能，主能量源12一旦满足起动条件便被自动启用并且一旦满足停止条件便被停用。

驾驶室空调压缩机（DCACC）19也连接到主能量源12以操作驾驶室空调系统8。出于该目的，驾驶室空调压缩机19借助驾驶室空调线路20与驾驶室空调系统8信号连接。

此外，主能量源12驱动通过电线22（即，电力消耗系统）连接到电池23以给电池23充电的主能量源发电机（PESG）21。至少一个耗电装置（EC）24连接到主能量源发电机21，并且根据所示的实施例布置在上部结构5中。也可设置多个耗电装置，它们布置在起重机1的底架3中和/或上部结构5中。用于舱室7、9的灯、用于起重机周围的灯、警报灯和警报信号、具有显示器的起重机控制器、收音机或其它辅助耗能装置例如无线电设备、移动式无线电充电设备等都是这些耗电装置24的非限制性的示例。电线22还途经旋转托架引导件4被引导以将主能量源发电机21连接到布置在上部结构5中的至少一个耗电装置24。

在该实施例中，在上部结构5中设置有次能量源（SES）25，该次能量源可作为内燃发动机例如柴油发动机构成。次能量源25可以是任意合适的发动机。次能量源25通过次能量源散热器（SESR）26冷却，该次能量源散热器通过途经旋转托架引导件4的冷却管线27与布置在底架3中的散热器14冷却连接。因此可以由次能量源25借助散热器14和/或次能量源散热器26和冷却管线27对主能量源12进行温度控制。从次能量源25，经加热的冷却水可例如从次能量源散热器26经由冷却管线27传送到散热器14中并且主能量源12因此被预热，从而可避免冷起动。次能量源25驱动辅助源发电机（ASG）28，该辅助源发电机还经由电线22馈送电池23和至少一个耗电装置24。通过起重机操作室空调管线30连接到起重机操作室空调系统10的起重机操作室空调压缩机（CCACC）29直接连接到次能量源25。

次能量源25可比主能量源12小并且功率没有主能量源12那么大，次能量源25的最大可用功率PS_max比主能量源12的最大可用功率PP_max小。例如，PS_max≤0.5·PP_max，特别是PS_max≤0.3·PP_max，并且特别是PS_max≤0.1·PP_max。因而，可以使用小型发动机作为次能量源25，这是因为最大可用功率PS_max小。结果，主能量源12和次能量源25产生的能量消耗以及排放减少。次能量源25在起重机上所需的空间也减小。

可对次能量源25进行改造，使得可借助对应地构成的适配器接收器（未示出）将次能量源25紧固在起重机1上。次能量源25也称为附加组件。一个或多个起重机构件，例如起落机构和缆索绞盘或例如用以致动起重机悬臂11的旋转机构，也可被用作次能量源25。

下文将更详细地描述起重机1的功能。在作业操作中，主能量源12借助传动装置13驱动行驶驱动件，即起重机1的车轮2。此外，给底架控制块17供给加压油的液压泵15由主能量源12驱动。在道路行驶期间，上部结构5不执行任何操作或功能，从而可停用次能量源25。

一旦在作业操作期间起重机1的提升装置被操作，液压油就由液压泵15经由途经旋转托架引导件4的液压控制管线16传送到上部结构控制块18中。提升装置由上部结构5和起重机悬臂11组成。上部结构控制块18与未示出的电子系统结合，以本身已知的方式控制各种起重机移动，例如上部结构5在底架3上的旋转或起重机悬臂11相对于上部结构5的枢转。此外，主能量源12驱动主能量源发电机21，该主能量源发电机给电池23充电并为至少一个耗电装置24供给电压。

如上所述，在起重机1的作业操作期间，可能出现停止阶段，在该停止阶段期间不需要起重机功率，即起重机1的上部结构5、悬臂11或行驶驱动件（车轮2和传动装置13）都未被致动。借助于停止条件通过控制单元的起动-停止功能来识别该停止阶段，从而在以下通过示例的方式列出的停止条件的其中一个出现时，主能量源12被停用。

可能的停止条件是例如：1）无液压功率请求，即对上部结构5、提升装置11或行驶驱动件（车轮2、传动装置13）的驱动启用的请求，2）经由电池电压水平检测器112检测到在预定极限内的电池电压的存在；3）使用冷却水温度检测器113检测到在极限值内的主能量源12的冷却水温度的存在，4）经由压力油温度检测器114检测到在极限值内的压力油的温度，和5）当仅辅助构件——其连接成仅仅从次能量源接收能量——被接通时，和6）可由用户单独指定的其它停止条件。用于冷却水温度的所述极限值介于70至95℃、特别是75至93℃并且特别是80至92℃之间。用于压力油温度的极限值取决于所使用的压力油的类型。例如，所述极限值介于40与80℃之间，并且特别是55℃。然而，检测起重机的负载力矩。该检测到的负载力矩必须比作为起重机的最大可用负载力矩的30%的规定负载力矩阈值小。在图1中未示出但在下文中进一步描述的负载力矩指示器（LMI）间歇、定期或连续地监控负载力矩。如果当前负载力矩超过负载力矩阈值，则为了安全起见必须使起重机驾驶者能够在任何起重机操作情况下迅速作出反应。因此，如果负载力矩超过负载力矩阈值，则实现了停止条件。

在主能量源的停止阶段期间，可能需要执行需要起重机1的辅助构件操作的一系列功能。因此，在停止阶段期间，以下功能和/或辅助构件由次能量源25提供电力，例如空调系统8、10、舱室加热或经加热的发动机冷却水和鼓风机（未示出）、例如借助次能量源散热器26的冷却水对主能量源12进行温度控制以避免冷起动、用于耗电装置例如舱室7、9中的灯、起重机周围的灯、警报灯和警报信号、具有显示器的起重机控制装置、收音机、辅助消耗装置例如无线电设备、移动无线电充电设备、风扇、油冷却器的电流产生、用于冷却和过滤的油循环和维持电池电量以及可根据正常起重机操作提供的其它功能和/或辅助构件。

此外，次能量源25可驱动未示出的其它液压泵，这些液压泵允许启用提升装置（上部结构5和/或悬臂11）和/或缆索绞盘或缸（未示出）。因此，在主能量源12的暂时完全（或部分）失效的情况下，可由次能量源25提供紧急操作。因此可以在不必起动功率更大的主能量源12的情况下由次能量源25提供常规起重机移动。因此，根据次能量源25的最大可用功率，所述能量源25可被用作附加驱动件，而不必起动主能量源12。如上所述，当然可以将次能量源25作为仅提供少量最大可用功率的小容量能量源建造。这种情况下，次能量源25无法驱动常规起重机移动，但由于次能量源25的小尺寸，其节省空间和成本并且还产生更少的排放。

由于主能量源12的起动-停止功能的实现和次能量源25独立于主能量源12的布置结构，如上所述，主能量源12的停止阶段可延长并由此减少燃料消耗、减少污染物排放特别是CO₂排放、减少噪音排放、减少起重机1的对应构件的磨损并且延长主能量源12的维护间隔。与根据现有技术已知的具有功率更大、单独的上部结构马达以驱动起重机液压件的起重机相比，起重机1的总重量也可减小。

还可以将次能量源25布置在起重机1的底架3中。相应地，次能量源散热器26、次能量源发电机28和起重机操作室空调压缩机29也将设置在底架3中。关于起重机1的功能，参考前述构型。在这种类型的起重机1中，重心优选向下移动。因而，额外增加了起重机1的稳定力矩。

还可将主能量源12连同次能量源25一起布置在起重机1的上部结构5中或者将主能量源12布置在上部结构5中并且将次能量源25布置在起重机1的底架3中。

图2和3示出起重机75的又一构型的一个示例性实施例。对应于上文已参照图1所述的构件的构件具有相同的附图标记并且将不再次详细描述。

该示例性实施例中的起重机75作为具有平行地布置在底架3上的两个履带式行驶传动装置76的履带式起重机构成。可使用履带的替换布置结构或其它驱动装置。包括驾驶室7和可绕水平轴线77（参见图3）枢转的主悬臂78的上部结构5可旋转地布置在底架3上。在主悬臂78的与水平轴线77相对的一端，主悬臂78还可枢转地连接到辅助悬臂79。在辅助悬臂79的末端设置有具有用于提升和移动负载的滑轮80。提升缆索790将辅助悬臂79连接到滑轮80。主悬臂78和辅助悬臂79由包括例如多根张紧缆索81和支承件82的张紧系统支撑。

在图2和3的实施例中，平衡重布置结构85设置在从上部结构5大致水平地延伸的横向部件83上，与竖直旋转轴线84间隔开，上部结构5绕竖直旋转轴线84相对于底架3可旋转地装设。平衡重布置结构85包括彼此上下安置的多个平衡重86。然而，平衡重布置结构85可具有两叠（未示出）分别左右布置在横向部件83上的单独的平衡重86。在普通技术人员的技能内，也可使用用于平衡重的其它布置结构。

主能量源也附接到横向部件83上，主能量源的形式可以是柴油发动机12（或其它合适的发动机）和与其连接的主能量源发电机21。在将底架3连接到上部结构5的旋转托架引导件4上设置有枢转机构46，以使上部结构5绕旋转轴线84枢转。底架5的每个履带行驶传动装置76相对于旋转轴线84对称地构成和定向并且具有行驶驱动件58。

通过缆索连接到一个支承件82的缆索绞盘43也绕水平轴线可旋转地设置在横向部件83上。伸缩缸50将主悬臂78与横向部件83连接。通过致动伸缩缸50使其缩回或伸出，从而实现主悬臂78绕水平轴线77的枢转移动。伸缩缸50可以是液压活塞或类似的机构。

此外，起落机构44设置在横向部件83上并且通过张紧缆索81和支承件82连接到辅助悬臂79。起落机构44相应地用来使辅助悬臂79相对于主悬臂78枢转。

上文参照图1所述的起动-停止功能也可在第二实施例的起重机75中实施。起动-停止功能的操作将与图1所示的第一实施例相同，从而将省略其详细描述。

图4示出起重机75的电路300的示意图的一个示例性实施例。电力消耗系统31包括两根电线32，其中一根被用作正极并且另一根被用作负极。向电力消耗系统31施加650V的电压。冷却水管33还作为中央供给管线设置并且被用作用于冷却水的馈送和返回管线。电线32连接到如下文将说明的各种构件，以供给用于这些构件的操作的电力。

为了控制电力消耗系统31，控制单元（CU）34经由数据总线35连接，数据总线35在此实施例中被设计为CAN总线，但可以是如本领域的普通技术人员将理解的任何合适的线。在所示的实施例中，控制单元34经由接口（IF）36连接到数据总线35。因此，控制单元34经由数据总线35连接到电力消耗系统31并且因此控制单元34还连接到直接或间接连接到电力消耗系统31的所有构件。

为了将主能量馈送到电力消耗系统中，可以以柴油发动机形式提供的主能量源12借助离合器37连接到传动装置13，借助传动装置13驱动两个主能量源发电机21。在发电机21中，机械能被转换成电能并经由整流器38馈送到电力消耗系统31中。整流器38和主能量源发电机21两者一方面连接到冷却水管线33，而另一方面互相连接并且因此连接到起重机1的冷却水供给。

由起重机操作室9中的操作员借助控制单元34来启用电力消耗系统31。还可以附加地或替换地从驾驶室7操作控制单元34，从而还确保从驾驶室7对电力消耗系统31进行控制。从电力消耗系统31开始，可给大量起重机构件（耗电装置）供给能量，所述起重机构件基本上可以在两种不同的驱动类型（旋转和线性）的驱动件之间进行区分。

由旋转驱动件驱动的起重机构件——例如缆索绞盘43、起落机构44、倾角改变传动装置45、枢转机构46和剪力绞盘47——通过转换器39连接到电力消耗系统31，并且转换器39给电动机40供给电能。电动机40驱动通过制动器42连接到相应的实际起重机构件43-47的消耗传动装置41。根据所示的实施例，三个缆索绞盘43、两个起落机构44、一个倾角改变传动装置45、一个枢转机构46和一个剪力绞盘47作为连接到制动器42的起重机构件设置。也可连接其它起重机构件，或者可连接较少的制动构件，如本领域的普通技术人员将理解的。

由线性驱动件驱动的起重机构件——例如由液压缸驱动的起重机构件——以电动机40也由电力消耗系统31借助转换器39供给能量这样的方式设置。电动机40馈送液压泵48。液压泵48被用作用以将电能转换成液压能的能量转换器。液压缸形式的起重机构件还可通过液压分配管线49连接。伸缩缸50被用来使伸缩主悬臂78缩回和伸出。舱室缸51被用来使驾驶室7和/或起重机操作室9倾斜。固定缸52设置成固定起重机悬臂11或78，并且另外的固定缸53设置成固定超起桅杆。缸54设置成使起重机的上部结构移位。缸50至54还用来给布置在上部结构5上的耗电装置25供电。还可以附加于或代替液压缸使用电动线性驱动件。

底架3中的液压泵15（在图1的实施例中示出，但在图2-3的实施例中也存在）也以类似的方式通过转换器39和电动机40连接到电力消耗系统31，以便将从电力消耗系统31供给的电能转换成液压能并将其馈送到液压分配管线55中。在液压泵15的液压分配管线55上设置有快速连接缸56和4个支承缸57，以支承底架3或增加用于起重机1的支承基座（图中未示出）的高度或调平该支承基座。起重机的支承基座包括连接到起重机1、75的底架驱动件的若干外伸支架（outrigger）。每个外伸支架由至少一个液压缸支承在地面上，所述液压缸附接到外伸支架的与连接到底架3的第一端相对的第二端。液压泵15实现了液压液体例如油的储存，并且因此该液压泵可被用作第二储存单元。

在起重机75配设有代替车轮2（图1实施例）的履带行驶传动装置76（如在图2和3的实施例中所示）的一实施例中，行驶驱动件58也连接到电力消耗系统31。可为每个车轮2使用一个周边驱动件以具有多个驱动件。这种情况下，还可以单独驱动、制动和/或控制（即，转向）车轮。或者，还可以设置中央转向单元、中央制动系统和又一个中央驱动件，使得一部分或全部车轮2被同时驱动和/或转向。还可以形成混合设计，其中一部分车轮2被单独操作并且一组其它车轮2被中央驱动、制动和转向系统同时操作。这种情况下，分别为左侧和右侧的行驶传动装置76（仅示出其中一个）设置一个行驶驱动件58。其它构型也是可能的，如本领域的普通技术人员将理解的那样。

图4中示意性地示出的旋转装置——例如缆索绞盘43、起落机构44、倾角改变传动装置45、枢转机构46和剪力绞盘47——可被用作次能量源。这种情况下，例如，来自缆索绞盘43的势能借助负载的降下而被转换成动能。通过转动连接到旋转装置——例如绞盘43——的消耗传动装置41，相应传动装置41的旋转移动被传输至相应电动机40，该电动机充当发电机并且将旋转移动转换成电能并且经由转换器39将电能馈送到电力消耗系统31中。在提升缆索790穿过滑轮80中的情况下，甚至小的移动（即，负载的短距离降下）也产生相对高的绞盘转数。结果，可实现高发电机速度，从而可实现能量转换的高效率程度。

除主能量源12和次能量源43至47以外，还提供了例如允许将能量直接馈送到电力消耗系统31中的外部能量源59的可能性。因此，附加于或替换主能量源12和次能量源43至47，可使用从干线电源直接获得的电能。因此可以独立于内燃发动机操作起重机1，内燃发动机例如在存在停止条件的情况下被停用。

起重机1、75的能量供给的图4所示的计划称为局部系统，这是因为单独的消耗装置即起重机构件分别通过转换器39、电动机40、消耗传动装置41、制动器42和对应的旋转装置43至47连接到电力消耗系统31。还可以设置用于能量供给的中央系统作为替换或补充，其中设置有旋转装置可连接到的中央转换单元。中央转换单元111在图5中示出。所述中央转换单元111将旋转装置的旋转移动转换为待作为次能量供给至电力消耗系统31的电能。中央方案的优点是所需的转换器39的数量的减少。然而，由于局部模型在无中央转换单元111的情况下运行，因此局部系统总体上重量更轻并且更节省成本，这是因为特别是用于转换单元111的成本比用于另外需要的转换器的成本高。

局部系统的又一个优点是起重机构件的集成控制。由于高脉冲电流由电力消耗系统31在最短路径上（即，未插入转换单元）馈送到相应电动机40中，因此能量损耗减少并且因此能量供给效率提高。总的来说，在起重机1、75中仅需要两根电线32，其将电能形式的功率分配给起重机构件。底架3与上部结构5之间的旋转引导件4由于减少的要求线数量而可构造成更小并且因此更加经济和稳定。特别地，局部系统中的旋转引导件4不容易发生故障。由于所需的电线32数量的减少，所需的用于将线32连接的连接插头的数量也减少。对于本发明的第一和第二两个实施例都实现了这一点。

此外，在两个实施例中，能量储存单元60连接到电力消耗系统31（参见图6）。能量储存单元60在此情况下作为主能量储备居中地设置在起重机上并且例如作为电池组构成。该电池组可替换地作为可叠置的平衡重的一部分布置在起重机1、75上，作为基础压载或作为超起平衡重布置在单独的平衡重托架上。至少一个燃料电池110连接到电力消耗系统（参见图4、6）。燃料电池110在被请求的情况下为电力消耗系统31提供能量。

此外，在起重机1、75上可设置多个局部能量储存单元，其连接到电力消耗系统31并且被用来储存主能量和/或次能量。例如，可设置具有可操作地与其连接的局部能量储存单元的绞盘。能量储存单元在一个实施例中可与起重机构件直接关联，以便减少传输损耗并因此提高系统的效率。

车载电气系统61也连接到电力消耗系统31。电气系统61是在从12V至400V的范围内的电源引出口。该电源引出口可例如用于舱室加热、液压加热、收音机等。因此，该电源引出口可看作辅助出口。或者，例如可为电池组和/或燃料电池的如上所述的辅助构件并不意图是辅助的，而是补充电源的基础构型。

图6示出了用于控制起重机75的能量的示意性循环。此外，图7示出了确定起重机系统中的各种能量的流程图。可针对在图1的实施例中所示的起重机1或在图2和3的实施例中所示的起重机87示出类似的示意图。一旦识别出起重机上的起重机构件，起重机的构型便在普通技术人员的技能内。主能量源（ES）12以及也可用作次能量源的起重机构件43至47与电力消耗系统31信号连接以送入主能量和/或次能量。此外，可设置外部能量源59用于外部能量的交替送入。总能量121是通过能量源12、43至47和59馈送至电力消耗系统31的能量之和。其一部分——称为能量使用部分122——被起重机构件43至47、51至54请求用于操作。出于该目的，起重机构件43至47、51至54与控制单元34信号连接。负载力矩指示器115（LMI）集成在控制单元34中并且实现起重机1、75和87的功率管理。因而，控制单元34可以通过为控制单元34设置的比较器123例如由于构件的计划提升或其它操作而为每个起重机构件43至47和51至54确定电流和/或推定的能量使用部分122。作为由比较器123执行的比较的结果，可以判定当前是总能量121大于总能量使用部分122的第一种情况124还是总能量121小于或等于总能量使用部分122的第二种情况125。起重机75的总能量使用部分122等于起重机构件43至47和51至54的全部能量使用部分与行驶驱动件58的能量使用部分之和。如果馈送到电力消耗系统31中的能量的量超过当前能量使用部分，即，如果所产生的能量的量超过各种构件所需的能量的量，则过剩能量作为能量储存部分126从电力消耗系统31传输至能量储存单元（ESU）60和/或至少一个燃料电池110（在图7中未示出，参见图6）。出于该目的，电力消耗系统31与能量储存单元60和至少一个燃料电池110信号连接。如果能量储存单元60不能够接收任意量的能量，例如，如果能量储存单元60包括满载的电池，并且能量源12、43至47提供了过剩的能量，则过剩的能量可以例如经由电线转移至外部能量源59和/或起重机75本身，例如作为用于运行起重机操作室9中的电加热的电能，或甚至作为热能即经加热的空气经由加热管道传输至起重机操作室9。如果至少一个燃料电池110是满载的，则进行相同的处理。过剩的能量还可作为电能被回馈至外部能量源59。

控制单元34实现了起重机构件（CC）43至47和58的单独能量使用部分的监控。此外，控制单元34实现了馈送至能量源（ES）12、43至47和59的能量的监控。此外，能量储存单元60中的能量储存部分也由控制单元34监控。通过这些监控功能，控制单元34实现了起重机75的有效、快速和直接的能量管理。起重机构件的致动可由起重机操作室9中的起重机操作员经由中央控制单元34或驾驶室7完成。

下文将借助于图9更为详细地描述缆索绞盘43。缆索绞盘43在平行于旋转轴线62的纵向剖面中示出。缆索绞盘43刚性地安装在起重机1或起重机75上，其中绞盘保持器63位于发动机侧并且绞盘保持器64位于传动装置侧。在绞盘保持器63、64之间设置有金属板槽65，其一方面用来使绞盘紧固稳定，另一方面还可用来将绞盘43紧固至起重机1或75。

可作为转矩马达构成的电动机40与旋转轴线62同心地布置。在普通技术人员的技能内还可使用其它马达。由于在此实施例中电动机40集成在缆索绞盘43中，因此起重机1或75的空间要求减小。结果，可以以更小的总尺寸构成起重机1或75。电动机40在马达侧被不可旋转地保持在绞盘保持器63上并且借助套筒66和可作为绕旋转轴线62的浮动轴承构成的滚柱轴承67可旋转地连接到缆索绞盘43的缆索卷筒68。缆索卷筒68也关于旋转轴线62同心地布置并且具有中空圆筒形状。马达40布置在缆索卷筒68内，并且因此可以以特别节省空间的方式将其布置在起重机1或75上。

根据一个实施例，缆索卷筒68具有大约540mm的内径Di，并且因此可提供用于传统商用转矩马达的充分空间。在缆索卷筒68的外侧表面上设置有引导凹槽69，缆索待卷绕在所述引导凹槽上。在缆索卷筒68的端面上布置有板70，所述板70分别大致径向延伸离开缆索卷筒68并且被用来引导和保持卷绕的缆索。

马达40还具有关于旋转轴线62同心地布置的连续驱动轴71。驱动轴71不可旋转地连接到马达40并且装设成在充当固定轴承的固定行星齿轮73中被引导。驱动轴71将驱动转矩传输至循环齿轮壳体72并且驱动后者。齿轮壳体72不可旋转地连接到缆索卷筒68并因此确保从马达40经由驱动轴71和固定行星齿轮73至缆索卷筒68的转矩传输。

静止地紧固至适配器凸缘74的制动器42借助适配器凸缘74在传动装置侧设置在绞盘保持器64上。制动器42可作为电磁弹簧压力多盘片制动器构成。

图9中的视图因此示出操作例如缆索绞盘43的可能性。一方面，可以借助电动机40和传动装置73驱动缆索绞盘以例如将缆索卷绕到缆索卷筒68上并提升负载。然而，当降下负载时，也可以借助传动装置和驱动轴71驱动电动机40并使用它作为用于产生电力的发电机。此外，制动器42为了安全起见例如被用来避免负载脱落或缆索卷筒68的旋转移动过快。

图10示出起重机87的又一个实施例的示例性构型。与前面在图1至9的视图中说明的构件对应的构件具有相同的附图标记并且不再详细说明。

起重机87与如图2和3所示的起重机75的主要差别是起重机87设置为包括超起桅杆88的超起起重机。此外，平衡重托架92连接到起重机87的上部结构5，其中附加平衡重93布置在与上部结构5分离的平衡重托架92上。

在下文中，基于图10中示意性地示出的传感器，描述使操作员能使负载水平和竖直地移位的方法（未示出）。驱动有关起重机构件所需的能量使用部分由缆索绞盘43和/或起落机构44提供。出于该目的，操作员经由连接到控制单元34（图9中未示出，参见图8）的操作员界面107限定负载位置或起重机状态的指定变化。控制单元34确定与起重机87的每个起重机构件的能量需求有关的若干能量参数。出于该目的，与以下参数有关的数据被提供并提交给控制单元：来自辅助悬臂79、主悬臂78和超起桅杆88的力传感器89、90、91的当前数据、来自辅助悬臂79、主悬臂78和超起桅杆88的角度传感器94、95、96的数据、从起重机姿势和缆索绞盘43、起落机构44和提升装置100的旋转编码器97、98、99得出的负载的高度、来自用于调节超起桅杆88和平衡重托架92的长度编码器101、102的数据以及每个起重机构件的能量加载状态数据。所述能量加载状态数据被示出并且因此可经由如图4所示的操作员界面107监控。基于这些数据，由控制单元34推荐可行的和能量有利的运动路径并且特别是特定顺序的各单一运动。例如，可以限定待操作的负载的起始点和目标点。考虑至少一个障碍物，起始点与目标点之间的虚拟连接线可在一系列的竖直和水平运动中被分割。从起始点开始，首先计算最大可允许的竖直向上移动。此后特别是在至少一个障碍物上方提供在平行于地面的水平面内的一系列水平移动。在最后一个步骤中，将负载降下至目标点。当然，其它类型的路径计算是可能的，例如，直线计算，即，其中可使用从起始点至目标点的最短连接。

操作员通过为各单个起重机功能使用不同致动模块可实现用于使负载移位的起重机运动的精确执行。通过这种策略，特别地，降低了例如由于操作计划的偏差、干扰边缘形式的局部情形或安全原因的要求而引起的事故和/或干扰的风险。此外，操作员可通过理解能量需求并产生每个起重机构件的性能来直接影响起重机1、75、87的能量管理。例如，操作员可慎重考虑在不启用主能量源12的情况下负载是否可以按计划移位。能量管理系统还可考虑每个起重机构件的效率系数。由于例如履带传动装置76具有比缆索绞盘43小的效率系数，因此将在缆索绞盘43经由控制单元34假设较小的必要能量使用部分以便减少能量损耗。例如，如果计划将已知重量的负载提升至已知高度，则控制单元34能够计算必须为这种提升操作提供的势能的量。基于这些数据，控制单元34还可计算必要的功率量。因而，提高了节省能量的潜力。

还可以首先计算并且如果期望的话模拟负载的位移，并且接着自动执行负载的位移，即，操作员不必介入负载移位的过程。对于这种操作模式，在负载的能量有利的移位的框架条件下计算诸如负载的半径、负载的高度、负载的位置、上部结构的位置和/或底架驱动件和/或平衡重92的驱动位置之类的参数。还可将保证安全所需的边界条件整合到计算中，以便降低在负载移位期间发生碰撞的风险。特别地，为了在图10的实施例中提供负载的自主位移，上部结构5上的角度传感器105有利于检测上部结构5的角位置，并且代替或附加于长度编码器101，可使用压力传感器109来确定与超起桅杆88的旋转轴线108有关的角位置，而旋转轴线108垂直于旋转轴线84。角度传感器105和压力传感器109将检测到的位置传输至控制单元34，控制单元34使用它们来控制负载的自主移位。根据压力传感器109中的压力，可计算超起桅杆88的特定位置，这是因为压力传感器109中的压力与超起桅杆88的与旋转轴线108有关的角位置成比例。

根据所示的实施例的起重机1、75和87因此允许能耗和排放的节省，特别是在间歇操作中，该间歇操作体现了例如在此示出的起重机1、75和87中的负载提升装置的常规操作的特性。为了提高内燃发动机形式的主能量源12的效率，可设置自冷却系统，例如空气热交换器或空气冷却（系统）。所述自冷却系统直接连接到主能量源12，从而可从主能量源12除去热。出于该目的，已知冷却器例如热交换器直接连接到主能量源12，因而布置在其附近。为了进一步减少污染物和化石燃料的消耗，可以用燃料电池替代内燃发动机，或者例如如果满足停止功能，则使电力消耗系统31在电网供电中操作，即，使用外部能量源59，或者使用储存在至少一个能量储存单元60中的能量。控制单元34可用于该目的，其例如检测当前能量使用部分，而且还检测能量系统的当前能量储存部分并对它进行评估。当前能量使用部分是当前由起重机构件使用的总能量的部分。当前能量储存部分是当前储存在至少一个能量储存单元60中的总能量的部分。能量储存部分和能量使用部分两者都可由控制单元34确定或测量。

通过使用电动机40代替液压驱动件，可以在起重机实现更高的零件效率并且因此提高起重机的整体效率。此外，可减少起重机的停工时间。由于零件效率通过使用电动机40代替液压驱动件而更高，因此可以以马达40的更少操作时间提供相同量的能量。因此，降低了马达40的整体需求，从而减少用于马达40的修理、维护和/或更换的停工时间。总的来说，所示的起重机的能量供给因此使用一个或多个发电机21、优选同步发电机而柴油机-电动地发生，所述发电机分别借助转换器39（即，频率转换器）将电能（即，主能量）馈送到电力消耗系统31中。马达40优选是同步马达并且从电力消耗系统31供电。

由于特别是多个能量储存单元60连接到电力消耗系统31，因此可储存过剩能量（换言之能量储存部分），并且因此实现从电力消耗系统31的临时高功率去除。如果待馈送到电力消耗系统31中的总能量大于能量使用部分与能量储存部分之和，则过剩能量部分可通过另外的制动阻力减少并且转换为热能。基本上还可以使该过剩能量在马达运转期间经由发电机21返回内燃发电机12。内燃发动机然后能够例如在减速期间并且可选地通过另外的制动装置例如盘式制动器（flap brake）或恒定节流阀使用该能量。如图4所示，控制单元34居中地布置在起重机中。也可以设置多个控制单元，这些控制单元局部地布置在起重机上，即，控制单元可设置在起重机构件上。

该驱动系统的重要优点在于可考虑最大可用功率同时、互相独立并以直接可控方式使用所有起重机构件。此外，可以直接确定各单独的起重机构件的驱动功率。此外，可以限制各单独的构件的驱动功率并且因此限制起重机的总功耗。这可例如通过控制单元34来实现，而各单独的构件的驱动功率的极限通过所述构件的最大转速计算。此外，能够关于起重机构件的当前能量状态、它们的使用和操作时长来评估起重机构件的所有驱动件。由于起重机构件的所有驱动件都连接到控制单元34并且所述驱动件包括使控制单元34能够检测驱动件的当前位置以及当前移动速率例如旋转速率或横向速率的对应的传感器，因此可以确定所述构件的当前能量状态。此外，所述构件的使用和操作时长可由控制单元34确定。这允许直接和简单的负载集中确定和实时状态监控，使得可在早期辨别起重机构件的临界状态并且任选地避免可能的停工。结果，可减少停工时间并且确定固有的能量状态。如果起重机连接到外部电源59，则可以使起重机无排放地操作。

在这种类型的起重机中，起重机的总利用率提高并且因此操作员的使用时长增加。由于起重机构件仅在其真正需要并且它们的使用也被调节为起重机构件的最大功率要求的情况下使用，这意味着构件未在更长时间以最大功率运行使得所述构件可能在起重机使用寿命的早期失效，因此起重机的效率比率提高。可获得四种不同的操作模式，即待机模式117、半混合模式118、全混合模式119和全电动模式120。如在图8的流程图中示意性地示出，在起重机操作期间可在所述四种操作模式之间切换。例如，操作员可经由操作员界面107直接选择所述模式中的一种。操作员界面107形成决定信号116，基于该决定信号选择所述模式中的一种。出于该目的，操作员界面107直接连接到电力消耗系统31或替换地经由控制单元34连接到电力消耗系统31。因此，可以显示起重机1、75或87的当前能量管理状况，使得操作员可决定所述模式中的哪一种对于当前操作状况是最佳的。或者，还可以由控制单元34基于电力消耗系统31和所附的起重机构件9、12、43、44、45、46、47、51、52、53、54、58和59的电流信号来计算所述最佳模式。通过该步骤，起重机最佳操作模式的选择是自动的并且因此即使操作员未全程监视起重机的操作也保证了起重机的有效和经济的操作。此外，操作员界面107使操作员在停泊操作期间能够（决定）是通过转速控制127还是通过力矩控制128来操作起重机构件9、12、43、44、45、46、47、51、52、53、54、58和59的电驱动器。用于控制所述起重机构件的电驱动器的操作模式之间的所述切换通常由操作员决定。还可以制定储存在控制单元34中的决定规则，从而控制单元34可根据当前负荷状况并基于所述决定规则经由操作员界面107发送切换信号以选择操作模式127、128中的一者。

在待机模式中，在当主能量源12被停用时的停止功能期间，各种辅助功能——特别是电驱动器——甚至也可由次能量源启用。在半混合模式中，主能量源例如内燃发动机和用于至少一个起重机构件的电驱动器被用来产生待用来运行起重机的能量。在全混合模式中，来自能量储存单元的能量储备或来自次能量源的电能优先于从主能量源供给的能量被使用。主能量源——特别是在利用起动-停止功能的情况下——由于起重机的间歇操作而很少需要，其中甚至在主能量源的启用状态下未使用的能量也不会损失，而是借助能量储存单元储存。全电动模式是仅仅使用电能源即燃料电池、光伏系统和/或电池作为能量储存单元或者仅仅使用主电源的模式。结果，完全消除了污染物排放和因此噪音排放。

由于上述四种操作模式的组合，确保了可获得具有高容量利用程度的起重机，即，即使在一个能量源失效的情况下，起重机也可切换至另一种操作模式。例如。当内燃发动机例如由于排放规定而必须被停用或者外部电网不再可用时，也可能有必要切换操作模式。如果满足停止条件，同样不需要使起重机以恒定负载操作或者例如完全关掉起重机。结果，延长了起重机主要构件的使用寿命，并且可提高起重机的转售价值。操作模式之间的切换可例如借助控制单元34发生，控制单元34可自动检测使用哪一种模式，或者可通过起重机操作员对开关的操作或对菜单项的选择而被指示在模式之间切换。

由于另外设置了多个同时工作的安全装置，例如负载力矩指示器115（LMI），所公开的起重机的安全性提高，并且起重机姿势以及系统固有的力和因此潜在的势能被检测。LMI115是控制单元34的集成部分，并且在图6中示意性地示出。如已知的，LMI115监控当前负载转矩并且通过主动操纵有关参数例如负载的高度和负载的半径而保证不会超过负载转矩的已知最大值。由于LMI115检测起重机的当前安全状态，因此可检查与起重机构型有关的信息，例如负载、液压缸或气缸中的压力、钩和负载高度，并且可直接确定可从每个起重机构件回收的潜能并作为电信号提供。所述电信号经由操作员界面107向操作员显示。还可以使用所述电信号作为控制单元34中的控制信号，以将潜能作为用于控制单元34的参数提交。潜能因此是通过LMI115检测的能量储备。因此确定了可能的能量要求并且借助能量储存单元预报可能的工作速度。然而，最重要的是，LMI115允许通过考虑悬挂的负载的三个自由度的冗余LMI控制系统实现起重机构件的灵敏操作，实时确定所述操作并将其作为电气控制变量直接供给至控制单元。

通过实时状态监控，可以容易和直接地请求起重机上的负载循环、转矩以及各种负载位置并且将它们用于进一步的信息处理。将起重机上在所有感测到的位置的负载相加以便确定起重机的当前最大负载并监控它。通过从各种传感器电气地提供给控制单元的输入和输出信号可以实现实时状态监控，控制单元保证快速数据处理和传送。与借助LMI115确定的起重机负荷相结合，因此完成了起重机构件的监控。例如，可以通过获得对应的起重机构件的过量功率消耗来识别不完全地打开的制动器或卡滞的轴承。因此可容易地识别修理需求，并且然后可快速做出修理以改善起重机操作和安全性。

为了提供起重机的实时状态监控，用于控制单元的输入数据作为电气数据从各种LMI115和其它传感器提供，从而控制单元可以容易和快速地处理这些数据。适当的能量管理实现了实时显示起重机的能量平衡以及因此一方面增强了可能的能量节省并且另一方面形成了用于管理所有能量产生装置和能量消耗装置的优先级调节。因此，使用包括用于起重机的局部部段的独立控制的电气、故障安全和冗余的传感器的LMI系统。通过该系统，可以减轻起重机操作员的负担，这是因为起重机的各部段由作为智能系统建成的局部、高等级自主控制装置独立地控制。优选地，这通过模拟起重机的姿势或者通过使用控制单元34在低能见度状态例如有雾时提升和降下负载来提供。未实时实现的控制由于安全原因而不适合起重机的自主控制。

使用电气控制数据与机械或流体机械控制数据相比的又一个优点是避免了传输损耗并且因此避免了在信号转换期间的信号噪音。

尽管已通过具体实施例描述了本发明的各种特征，但认为在图中未示出的其它实施例中混合和匹配所述特征在普通技术人员的技能内。

前面对具体实施例的描述因此将完全揭示其他人在不通过过多的实验并且不脱离通用概念的前提下可通过应用公知常识而容易地针对各种应用修改和/或调节这些具体实施例的本发明的一般性质，因此这些调节和修改应该并且意图被包含在所公开的实施例的等效物的含义和范围内。应该理解的是，文中采用的用词或术语是出于描述而不是限制的目的。

用于实施各种公开的功能的装置、材料和步骤可采取各种替换形式而不脱离本发明。因此，如可能在以上说明书中和/或在以下权利要求书中出现的后面接着功能描述的措辞“用以…的装置”和“用于…的装置”或任何方法步骤语言意图限定并涵盖无论什么结构、物理、化学或电气元件或结构，或执行所叙述的功能的目前或将来可以存在的任何方法步骤，而不论是否精确地相当于在以上说明书中公开的实施例，即，可使用用于实施相同功能的其它装置或步骤；并且意图为这些措辞提供它们最宽泛的解释。

Claims (14)

1.一种起重机，包括：

用于提供能量的电力消耗系统；

用于将主能量馈送到所述电力消耗系统中的主能量源；

至少一个次能量源，所述次能量源可独立于所述主能量源被控制，用于将次能量馈送到所述电力消耗系统中，其中所述次能量源连接到所述电力消耗系统，并且构造成使得从所述至少一个次能量源的操作返回的能量被至少部分地作为次能量馈送到所述电力消耗系统中，所述次能量源包括至少一个起重机构件；

至少一个能量储存单元，所述能量储存单元局部地布置在所述起重机上，与所述至少一个起重机构件相关，并且连接到所述电力消耗系统以储存主能量和/或次能量；

至少一个驱动马达，所述驱动马达连接到所述电力消耗系统，以响应于馈送到所述电力消耗系统中的能量而操作所述至少一个起重机构件；以及

控制单元，所述控制单元与所述电力消耗系统、所述主能量源和所述至少一个次能量源信号连接，以控制向所述至少一个起重机构件的能量供给；

其特征在于，所述起重机还包括至少一个能量转换器，所述能量转换器连接到所述至少一个起重机构件以将来自所述至少一个起重机构件的能量转换成电力，并且所述控制单元包括储存执行以下步骤的软件的非临时性计算机可读介质：

提供包括借助所述主能量源产生的主能量和借助所述至少一个次能量源产生的次能量中的至少一者的总能量；

确定所述至少一个起重机构件所请求的能量使用部分；

将能量储存部分储存在所述至少一个能量储存单元中；以及

使用来自所述至少一个能量转换器的电力向所述至少一个起重机构件提供所述能量使用部分；

其中，所述总能量包括所述能量使用部分和所述能量储存部分，并且所述次能量是从由所述至少一个起重机构件执行的操作返回的能量；并且

所述控制单元控制所述能量使用部分与所述能量储存部分的比率。

2.根据权利要求1所述的起重机，其中所述起重机还包括实现双向数据传送的数据总线，所述数据总线连接到所述控制单元并且还连接到所述电力消耗单元，以向所述控制单元提供电气输入和输出变量；

并且，在紧急操作中，所述控制单元构造成使能量从所述次能量源被供给至所述起重机；

并且其中，所述起重机还包括角度传感器，所述角度传感器连接到上部结构以检测所述上部结构的角位置并将其传输至所述控制单元。

3.根据权利要求1所述的起重机，还包括辅助起重机构件，所述辅助起重机构件连接到所述电力消耗系统以仅仅从所述次能量源接收能量。

4.根据权利要求1所述的起重机，其中，所述至少一个起重机构件包括旋转机构或者液压或电动线性驱动件、能量转换器、和电动机，其中，所述能量转换器包括耗能传动装置或液压泵。

5.根据权利要求1所述的起重机，还包括连接到所述电力消耗系统的至少一个电力消耗装置，所述电力消耗系统从所述主能量源和/或从所述至少一个次能量源向所述至少一个电力消耗装置供给能量。

6.根据权利要求1所述的起重机，还包括：

底架；

可旋转地布置在所述底架上的上部结构；

液压泵；

连接成支承所述底架的多个液压缸；

转换器；

电动机，所述电动机连接到所述液压泵、所述转换器和所述电力消耗系统，以将从所述电力消耗系统供给的电力转换为待供给至所述液压泵以控制所述底架的定位的液压能，

其中所述起重机还包括：

位于所述上部结构上的超起桅杆；

压力传感器，所述压力传感器连接到所述超起桅杆以检测所述超起桅杆的角位置并将其传输至控制单元。

7.根据权利要求1所述的起重机，还包括构造成向所述电力消耗系统供给电网电力的外部能量源。

8.根据权利要求1所述的起重机，其中，所述至少一个起重机构件包括至少一个旋转装置，并且所述起重机还包括中央转换单元，所述中央转换单元连接到所述至少一个旋转装置和所述电力消耗系统中的每一者，以将所述至少一个旋转装置的旋转移动转换为待作为次能量供给至所述电力消耗系统的电能；并且其中，所述电力消耗系统包括两根电线。

9.根据权利要求1所述的起重机，还包括第二能量储存单元，所述第二能量储存单元居中地布置在所述起重机上以储存来自所述主能量源和所述次能量源中的至少一者的过剩能量；

其中，所述第二能量储存单元包括作为可叠置的平衡重布置在所述起重机上的电池装置；

其中，所述第二能量储存单元包括作为超起平衡重布置在与所述起重机分离的平衡重托架上的电池装置。

10.根据权利要求1所述的起重机，其中所述软件执行以下步骤：优先于从所述主能量源供给的能量，从所述能量储存单元供给能量以满足所述能量使用部分；

其中，所述软件包括控制能量优先于其它预定的起重机构件供给至预定的起重机构件的步骤；

其中，所述软件执行以下步骤：

在所述起重机的作业操作中启用至少一个起重机构件；

在所述起重机的无负载操作中停用所述至少一个起重机构件；以及

控制所述起重机的操作，使得在间歇操作中，所述作业操作中的操作时长与所述无负载操作中的操作时长的比率为最多0.3；

其中，所述软件执行以下步骤：通过使能量被馈送到所述电力消耗系统中来向所述至少一个起重机构件提供所述能量使用部分；

其中，所述控制单元确定过剩能量部分，使得所述能量使用部分与最大能量储存部分之和等于所述过剩能量部分与所述总能量之和；

其中，所述控制单元通过将从另外的制动阻力获得的能量转换成热能来控制所述过剩能量部分的减少，所述热能返回所述起重机被用来加热起重机操作室；

其中，所述软件执行以下步骤：优先于从所述主能量源供给的能量，从所述能量储存单元供给能量以满足所述能量使用部分；

其中，所述软件包括控制能量优先于其它预定的起重机构件供给至预定的起重机构件的步骤。

11.根据权利要求1所述的起重机，其中，所述控制单元能够以四种模式选择性地控制所述起重机的操作，所述四种模式为待机模式、半混合模式、全混合模式和全电动模式；

其中，在所述待机模式中，在所述主能量源被停用的停止功能期间，能够通过所述次能量源启用至少一个辅助功能；

其中，在所述半混合模式中，所述主能量源和用于所述至少一个起重机构件的电驱动器两者都被用来产生待用来运行所述起重机的能量；

其中，在所述全混合模式中，储存在所述能量储存单元中的能量储备或来自所述次能量源的电能被优先于从所述主能量源供给的能量用来运行所述起重机；

其中，在所述全电动模式中，仅电能源被用来运行所述起重机；

所述起重机还包括用以允许起重机操作员在所述四种模式之间切换的操作员界面；

其中，所述控制单元包括用以自动判别应该使用所述四种模式中的哪一种模式并使所述控制单元切换至预定模式的模块。

12.一种用于操作起重机的方法，所述方法包括：

在所述起重机的作业操作中启用至少一个起重机构件；

在所述起重机的无负载操作中停用所述至少一个起重机构件；

控制所述起重机的操作，使得在间歇操作中，所述作业操作中的操作时长与所述无负载操作中的操作时长的比率为最多0.3；

提供包括借助主能量源产生的主能量和借助至少一个次能量源产生的次能量中的至少一者的总能量；

确定所述至少一个起重机构件所请求的能量使用部分，其中，所述至少一个起重机构件作为用于能量回收的次能量源构成；以及

将能量储存部分局部地储存在局部地布置的至少一个能量储存单元中，

其中，所述总能量包括所述能量使用部分和所述能量储存部分，并且其中所述次能量是从由所述至少一个起重机构件执行的操作返回的能量；

其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

通过将能量馈送到电力消耗系统中而给所述至少一个起重机构件提供所述能量使用部分；

使用至少一个能量转换器给所述至少一个起重机构件提供所述能量使用部分，所述能量转换器连接到所述至少一个起重机构件以将来自所述至少一个起重机构件的操作的能量转换成电力；

借助控制单元来控制所述能量使用部分与所述能量储存部分的比例；

借助所述控制单元确定过剩能量部分，以使得所述能量使用部分与最大能量储存部分之和等于所述过剩能量部分与所述总能量之和；

通过将从另外的制动阻力获得的能量转换成热能来控制所述过剩能量部分的减少，所述热能返回所述起重机被用来加热起重机操作室。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

使用电力消耗系统向至少一个起重机构件提供能量；

利用主能量源将主能量馈送到所述电力消耗系统中；

利用连接到所述电力消耗系统的至少一个驱动马达操作所述至少一个起重机构件；

通过回收来自作为可独立于所述主能量源控制的次能量源的所述至少一个起重机构件的操作的次能量而将次能量馈送到所述电力消耗系统中；以及

利用局部地布置在所述起重机上并且连接到所述电力消耗系统的至少一个能量储存单元储存主能量和次能量中的至少一者。

14.根据权利要求12所述的方法，所述起重机包括至少一个起重机构件、主能量源、至少一个次能量源、和电力消耗系统，所述电力消耗系统连接到所述至少一个起重机构件、所述主能量源和所述至少一个次能量源，以将来自所述主能量源和所述至少一个次能量源中的至少一者的能量供给至所述至少一个起重机构件，所述方法包括以下步骤：

提供包括借助主能量源产生的主能量和借助至少一个次能量源产生的次能量中的至少一者的总能量；

确定所述至少一个起重机构件所请求的能量使用部分；以及

将能量储存部分储存在至少一个能量储存单元中，

其中，所述总能量包括所述能量使用部分和所述能量储存部分，并且其中所述次能量是从由所述至少一个起重机构件执行的操作返回的能量；

所述方法还包括以下步骤：

在所述起重机的作业操作中启用至少一个起重机构件；

在所述起重机的无负载操作中停用所述至少一个起重机构件；以及

控制所述起重机的操作，使得在间歇操作中，所述作业操作中的操作时长与所述无负载操作中的操作时长的比率为最多0.3；

通过使能量被馈送到所述电力消耗系统中来向所述至少一个起重机构件提供所述能量使用部分；

利用连接到所述至少一个起重机构件的至少一个能量转换器将来自所述至少一个起重机构件的操作的能量转换成电力；以及

利用来自所述至少一个能量转换器的电力给所述至少一个起重机构件提供所述能量使用部分；

通过控制所述能量使用部分与所述能量储存部分的比率，来控制向所述至少一个起重机构件的能量供给；

确定过剩能量部分，使得所述能量使用部分与最大能量储存部分之和等于所述过剩能量部分与所述总能量之和；

通过将从另外的制动阻力获得的能量转换成热能来减少所述过剩能量部分，所述热能返回所述起重机被用来加热起重机操作室。