DE10153105A1

DE10153105A1 - Automatisches Verfahren zum sicheren Ablegen und Aufnehmen einer Hakenflasche

Info

Publication number: DE10153105A1
Application number: DE2001153105
Authority: DE
Inventors: Sascha Scholz
Original assignee: Demag Mobile Cranes GmbH and Co KG
Current assignee: Terex Global GmbH
Priority date: 2000-10-23
Filing date: 2001-10-22
Publication date: 2002-08-22
Anticipated expiration: 2021-10-23
Also published as: DE10153105B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ablegen einer Hakenflasche eines Fahrzeugkranes bei Straßenfahrt, bestehend aus einem Unterwagen und einem drehbar darauf angeordneten Oberwagen, auf dem ein wippbarer und teleskopierbarer Ausleger und eine Krankabine befestigt sind, mit einer oder mehreren Steuerungseinheiten, in die alle Messwerte bzw. Befehle eingegeben und verarbeitet werden, wobei beim Abrüsten von Kranbetrieb auf Straßenfahrt nach Erreichen einer bestimmten Wippstellung des Auslegers der Kranfahrer die Hakenflasche in ein am Unterwagen angebrachtes Halteseil bzw. Haltering einhängt, danach der Ausleger in vollständige Ablage gefahren wird und anschließend durch den Befehl "Seil auf" das Seil so lange aufgewickelt wird, bis die Hakenflasche die für die Straßenfahrt vorgeschriebene Endstellung erreicht hat und abschließend das Hubwerk abgeschaltet wird. Dabei wird mindestens ein Messwert abgegriffen, der die für die aktuelle Straffung des Seiles anliegende Belastung oder die aktuelle Lage der Hakenflasche charakterisiert und mit einem voreingestellten Sollwert verglichen. Bei Erreichen eines voreingestellten Abgleichens wird das Hubwerk automatisch abgeschaltet.

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ablegen einer Hakenflasche eines Fahrzeugkranes bei Straßenfahrt gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Beim Abrüsten von Kranbetrieb auf Straßenfahrt eines mit einem wippbaren Ausleger ausgerüsteten Fahrzeugkranes hängt nach Erreichen einer bestimmten Wippstellung, des Auslegers (je nach Krantyp ca. 30°) der Kranführer die lose hängende Hakenflasche in ein am Unterwagen angebrachtes Halteseil bzw. in einen Haltering ein. Danach fährt er den Ausleger auf vollständige Ablage und lässt gleichzeitig durch den Befehl "Hubseil auf" das Hubseil so lange aufwickeln, bis die Hakenflasche und der Ausleger die für die Straßenfahrt vorgeschriebene Endstellung erreicht haben. Der Fahrzeugkran ist dann bereit für die Straßenfahrt. Für das Umrüsten von Straßenfahrten auf Kranbetrieb gilt dieses Verfahren sinngemäß in umgekehrter Reihenfolge.

Das Problem der Umrüstung besteht darin, dass der Fahrer abgesehen von Kleinkranen oder anderen Einkabinen-Unterwagen die Hakenflasche je nach Krantyp ab einer Wippstellung des Auslegers von unter 10 bis 15° nicht mehr in seinem Blickfeld hat. Die zentrale Steuerungseinheit ist bei solchen kleinen Wippstellungen des Auslegers in der Regel nicht in der Lage, einen Wert der Hubseilspannung als Traglast zu erfassen und damit anzuzeigen.

Diese Blickfeldeinschränkung birgt ein hohes Gefahren- und Beschädigungspotential in sich, da es bislang keine brauchbare Lösung gibt, den Kranfahrer bei dieser Aufgabe zu unterstützen.

Durch ein Überspannen bzw. durch zu wenig Spannung des lediglich durch Augenmaß des Fahrers kontrollierten Hubseiles können

- die Stahlseile zum Einhängen der Hakenflasche am Unterwagen reißen, wodurch die Hakenflasche am Boden aufschlägt und beschädigt wird bzw. umstehende Personen gefährdet werden die Stoßstangen verbogen werden
- die Kabinenaufhängung am Unterwagen beschädigt werden
- das Hubseil beschädigt oder zerrissen werden, wenn die Hakenflasche in Stahlringe eingehängt ist
- diverse andere Bauteile beschädigt werden
- bei einer Unterspannung die Hakenflasche während der Straßenfahrt aus der Halterung springen mit allen sich daraus ergebenden Folgen.

Die geschilderten Probleme bestehen permanent bei jedem Rüstvorgang. Im Durchschnitt wird ein- bis zweimal pro Jahr das Abspannseil zerrissen. Die dabei auftretenden Beschädigungen können erhebliche Größenordnungen erreichen, insbesondere dann, wenn Stoßstangen verbogen oder Führerhauslagerungen beschädigt werden.

Die Kranbetreiber bzw. die Kranfahrer haben unterschiedliche individuelle Lösungen gefunden, das geschilderte Problem möglichst zu vermeiden. Diese stellen aber alle mehr oder weniger Notlösungen eines konstruktiv erkannten, aber bisher nicht gelösten Problems dar und sind deshalb keine wirklich Absicherung vor Fehlbedienung.

Als Notlösungen werden beispielsweise bislang verwendet:

- Spiegel am Ausleger, Unterwagendach oder Unterwagenstoßstange zur optischen Überwachung der Hakenflasche
- Markierungsstangen an der Hakenflasche, die bis in das Blickfeld des Kranfahrers reichen
- optische Markierungen am Hubseil (ist nur bei ungerader Einscherung praktikabel)
- Aussteigen und direkte Sichtkontrolle
- optische Kontrolle des Niederhaltebockes für das Hubseil.

Aus der WO96/09979 ist es bekannt, die Hakenflasche auf Anschlag bis an den Auslegerkopf heranzufahren. Dabei erfolgt das Aufwickeln des Hubseils in der letzten Phase mit einem reduzierten Druck im hydraulischen Antrieb der Seilwinde für das Hubseil, indem durch einen Sensor das Erreichen oder Unterschreiten eines vorgegebenen Abstands zwischen der Hakenflasche und dem Auslegerkopf festgestellt und durch das Sensorsignal eine Umschaltung auf eine niedrigere Druckstufe im Hydraulikkreislauf bewirkt wird. Auf diese Weise kann der Kranführer, der den Auslegerkopf und somit auch die Hakenflasche in seinem Blickfeld hat, bei Erreichen der Anschlagposition den Antrieb der Seilwinde rechtzeitig und ohne Überlastgefahr abstellen. Ein Einhängen der Hakenflasche in ein Halteseil oder einen Haltering ist hierbei nicht vorgesehen.

Weiterhin bekannt sind elektronische Einrichtungen zur Überlastsicherung, mit denen ein Umkippen eines Krans verhindert werden soll (TÜ 24 (1983) Nr. 10, Seiten 395- 400 und F+H Fördern und Heben 36 (1986) Nr. 3, Seiten 154-156). Die Problematik der Ablage einer nicht im Blickfeld des Kranführers befindlichen Hakenflasche wird in diesen Schriften ebenso wenig behandelt wie in der DE 23 12 100 A, die eine Einrichtung zur Erfassung der an eine Hakenflasche angehängten Last offenbart. Dabei ist an der Hakenflasche ein Messgeber angeordnet, dessen Messwert über eine innerhalb des Hubseils verlaufende Signalleitung an eine als Überlastsicherung dienende elektronische Steuerung gegeben wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Ablegen einer Hakenflasche eines Fahrzeugkranes bei Straßenfahrt anzugeben, das eine reproduzierbare sichere Ablage unter Ausschluss einer Fehlbedienung des Kranfahrers gewährleistet.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen.

Nach der Lehre der Erfindung wird mindestens ein Messwert abgegriffen, der die für die jeweilige Straffung des Hubseiles tatsächlich anliegende Belastung (also ein Maß für die vorliegende Zugkraft oder mechanische Spannung im Hubseil) oder die aktuelle Lage der Hakenflasche (also ein Positionssignal) charakterisiert. Dieser Messwert wird in einer der Steuerungseinheiten jeweils mit einem entsprechenden voreingestellten Sollwert, der die vorgeschriebene Endstellung der Hakenflasche charakterisiert, verglichen. Bei Erreichen eines voreingestellten Abgleiches zwischen dem mindestens einen Messwert und dem jeweiligen Sollwert, d. h. bei Erreichen des Sollwerts oder einer hinreichenden Annäherung an diesen wird das Hubwerk durch die Steuerungseinheit automatisch abgeschaltet.

Diese Verfahrensweise hat den Vorteil, dass sie ohne mögliche Fehlbedienung des Kranfahrers automatisch abläuft und reproduzierbar eine sichere Ablage der Hakenflasche sicherstellt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das Messsignal wahlweise durch einen oder mehrere im Oberwagenbereich oder Unterwagenbereich oder Auslegerbereich installierte(n) Sensor(en) erzeugt. Im Hinblick auf die benötigte Sensorik kann zumindest teilweise auf standardmäßig an einem Fahrzeugkran bereits vorhandene Sensoren zurückgegriffen werden. Beispielsweise kann die Druckaufnahme im hydraulischen Antrieb des Hubwerks als Messwert herangezogen und mit der maximalen Druckbegrenzung des hydraulischen Kreislaufes des Hubwerkes abgeglichen werden. Bei der Wahl der Voreinstellung des Abgleichsignals muss das Eigengewicht der Hakenflasche und die Anzahl der Seilscherungen berücksichtigt werden. Bei Umschalten auf oder beim Anwählen der Ablageautomatik wird der hydraulische Kreislauf des Hubwerkes vorzugsweise auf eine niedrigere Druckbegrenzungsstufe geschaltet. Zum Aufrüsten des Fahrzeugkrans von Straßenfahrt auf Kranbetrieb erfolgt der Verfahrensablauf entsprechend umgekehrt.

Der Aufwand für die erforderliche Installation von zusätzlichen Bauteilen zur Durchführung des Verfahrens ist gering und bezieht sich beispielsweise auf die Anordnung eines (z. B. optischen) Sensors am Ausleger, um den Zustand "Ausleger in vollständiger Ablage" zu erfassen. Weiterhin wird zweckmäßig ein Wegeventil eingesetzt, um den üblichen hydraulischen Kreislauf für das Hubwerk auf einen parallel laufenden Kreislauf mit niedrigerer Druckstufe umschalten zu können. In dem parallelen hydraulischen Kreislauf muss ein auf ein niedrigeres Druckniveau eingestelltes Druckbegrenzungsventil eingebaut werden. Einige elektrische bzw. hydraulische Leitungen als Verbindung zu den Schaltern bzw. Ventilen sind in der Regel außerdem noch erforderlich. Im Verhältnis zu den Kosten der Schadensbeseitigung sind die genannten Bauteile kostengünstig und in kurzer Zeit armortisiert.

Die vorgeschlagene Lösung ist anwendbar sowohl für Krane mit einem als auch für solche mit zwei Motoren. Das Konzept mit nur einem Motor wird überwiegend bei kleinen bis mittleren Kranen angewandt. Der gesamte Kran ist hier aber immer mit elektrischem Strom versorgt, also auch zum Betrieb der für das vorgeschlagene Verfahren benötigten Sensoren. Das Konzept mit zwei Motoren wird bei mittleren und großen Kranen angewendet. Bei Zwei-Motoren-Kranen ist der Unterwagen im Arbeitseinsatz in der Regel ohne Strom. Daher ist dort die Anordnung von Sensoren zur Erzeugung eines Messwertes nicht ohne weiteres möglich. Alternativ gibt es aber die Möglichkeit, den Unterwagen auch während des Abreitssatzes mit Strom zu versorgen. Das kann entweder über das Einschalten der Zündung bzw. den Betrieb des Unterwagenmotors oder aber durch Stromzuführung vom Oberwagen durch z. B. die Drehdurchführung zwischen Ober- und Unterwagen erreicht werden. Für diesen Fall wird nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, den Messwert durch einen im Unterwagenbereich installierten Sensor zu erzeugen. Beispielsweise kann die mechanische Spannung des Halteseils oder des Halterings oder eines dieses bzw. diesen mit dem Unterwagen direkt oder indirekt verbindenden Teils dazu herangezogen werden oder die genaue Lage/Position der Hakenflasche oder des Halteseils oder Halterings. Vorzugsweise erfolgt die Lageerfassung durch ein kapazitives Verfahren.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in einer Zeichnung dargestellten Prinzipdarstellungen. Es zeigen:

Fig. 1 in der Längsansicht einen Fahrzeugkran mit Blickfeldproblematik,

Fig. 2 als Prinzipschaltbild die Verknüpfung zusätzlicher Bauteile für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm für das Umrüsten von Kranbetrieb auf Straßenfahrt.

In Fig. 1 ist in einer Längsansicht ein Fahrzeugkran 1 mit der Blickfeldproblematik für den Kranfahrer 2 dargestellt. Der Fahrzeugkran 1 besteht in bekannter Weise aus einem in diesem Beispiel mit fünf Achsen 3.1-3.5 versehenen Unterwagen 4, an dessen vorderem Ende eine Fahrerkabine 5 angeordnet ist. Auf dem Unterwagen 4 ist drehbar ein Oberwagen 6 angeordnet, an dem eine Krankabine 7 und ein wippbarer, teleskopierbarer Ausleger 8 befestigt sind. An der Kopfrolle 9 ist der eine Fixpunkt 10 für das Hubseil 11 vorgesehen. Im Endbereich des Hubseiles 11 ist eine Hakenflasche 12 angeordnet. Die Hakenflasche 12 ist mittels des Hakens 13 in einen am Unterwagen 4 befestigten Stahlring 14 eingehängt. Um die Blickfeldproblematik zu verdeutlichen, ist mit strichpunktierten Linien 15 das vom Kranfahrer 2 aus gesehen sich ergebende Blickfeld 16 gekennzeichnet. In dieser Darstellung ist gut zu erkennen, dass der Kranfahrer 2 keine Möglichkeit hat, die Hakenflasche 12 und deren Stellung (d. h. straff oder lose hängend) zu erkennen. Dieser nicht sichtbare Bereich 17 ist hier als gestrichelter Kreis gekennzeichnet.

In Fig. 2 ist als Prinzipschaltbild die Verknüpfung von zusätzlichen Bauteile für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die in dieser Fig. 2 verwendeten Ziffern und Buchstaben haben die folgende Bedeutung:
1 = Signalerkennung der beteiligten Kranbauteile (z. B. Lage, Kräfte)
2 = Signal aus zusätzlichen Bauteilen
3 = Steuersignale für erforderliche Zusatzbauteile
4 = Energieversorgung für erforderliche Zusatzbauteile
5 = Beeinflussung der Kransteuerung
E = Energieversorgung allgemein
E' = Energieabgabe allgemein
Si = Signaleingabe allgemein
Si' = Signalabgabe allgemein.

Aus dieser Darstellung wird deutlich, dass für die Zusatzbauteile eine Energieversorgung erforderlich ist. Die Energieversorgung sollte daher so flexibel gestaltet sein, dass das vorgeschlagene Verfahren auch für stark unterschiedliche Krantypen Verwendung finden kann.

In Fig. 3 ist beispielhaft ein mögliches Ablaufdiagramm für das Umrüsten von Kranbetrieb auf Straßenfahrt dargestellt. Die in dieser Figur verwendeten Abkürzungen haben die folgende Bedeutung:
DBV = Druckbegrenzungsventil
LMB = Lastmomentbegrenzung (Kranzustandsüberwachungsanlage)

Bei dieser Ausführungsvariante schaltet der Kranfahrer manuell auf Ablageautomatik. Dabei wird der hydraulische Kreislauf des Hubwerkes auf eine niedrigere Druckbegrenzungsstufe geschaltet. Der Messwert wird gebildet durch beispielsweise einen Hydraulikdrucksensor im Hubwerk zur Erfassung der Seilspannung. Bei der Voreinstellung des Abgleichsignals wird das Eigengewicht der Hakenflasche und die Anzahl der Seilscherungen berücksichtigt. Durch Betätigung eines Handsteuergebers für das Hubwerk und das Wippwerk beginnt die Automatik mit dem Ablagevorgang. Dabei werden zeitgleich Wipp- und Hubwerk angesteuert in einer Weise, bei der das Hubseil permanent auf geringer Spannung gehalten wird. Dies wiederum ist erforderlich, damit sich auf der Seiltrommel kein Schlappseil bilden kann bzw. die Hakenflasche nicht den Boden berührt. Sobald die sensormäßig erfasste vollständige Ablage des Auslegers gemeldet wird, wird das Wippwerk abgeschaltet und das Hubwerk spannt das Hubseil weiter bis auf den vorgegebenen Wert, der dem Schaltdruck des hier verwendeten Druckbegrenzungsventils entspricht. Dieser Wert charakterisiert die für das Straffen des Hubseiles erforderliche Zugkraft. Ist der Wert erreicht, schaltet sich das Hubwerk ab und die Automatik steht auf aus. Der Kran ist dann gerüstet für die Straßenfahrt.

Claims

1. Verfahren zum Ablegen einer Hakenflasche eines Fahrzeugkranes bei Straßenfahrt, wobei der Fahrzeugkran aus einem Unterwagen und einem drehbar darauf angeordneten Oberwagen, auf dem ein wippbarer und teleskopierbarer Ausleger und eine Krankabine befestigt sind, besteht und eine oder mehrere Steuerungseinheiten zur Eingabe und Verarbeitung von Messwerten und Befehlen aufweist, wobei beim Abrüsten von Kranbetrieb auf Straßenfahrt nach Erreichen einer bestimmten Wippstellung des Auslegers der Kranfahrer die Hakenflasche in ein am Unterwagen angebrachtes Halteseil oder einen am Unterwagen angebrachten Haltering einhängt, danach der Ausleger in vollständige Ablage gefahren und anschließend durch den Befehl "Seil auf" das Hubseil so lange aufgewickelt wird, bis die Hakenflasche die für die Straßenfahrt vorgeschriebene Endstellung erreicht hat und abschließend das Hubwerk abgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Messwert abgegriffen wird, der die für die aktuelle Straffung des Hubseiles anliegende Belastung oder die aktuelle Lage der Hakenflasche charakterisiert, und der Messwert in einer der Steuerungseinheiten mit einem entsprechenden voreingestellten Sollwert, der die vorgeschriebene Endstellung der Hakenflasche charakterisiert, verglichen wird und bei Erreichen eines voreingestellten Abgleiches zwischen Soll- und Ist- Wert das Hubwerk automatisch abschaltet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwert durch einen oder mehrere im Obervvagenbereich installierte(n) Sensor(en) erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwert durch einen oder mehrere im Unterwagenbereich installierte(n) Sensor(en) erzeugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwert durch einen oder mehrere im Auslegerbereich installierte(n) Sensor(en) erzeugt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckaufnahme im Hydraulikantrieb des Hubwerks als Messwert herangezogen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Druckbegrenzung des hydraulischen Kreislaufes des Hubwerkes das Abgleichsignal bildet.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Wahl der Voreinstellung des Abgleichsignales das Eigengewicht der Hakenflasche und die Anzahl der Seilscherungen berücksichtigt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Spannung des Halteseils oder des Halterings oder eines dieses/diesen direkt oder indirekt mit dem Unterwagen verbindenden Bauteils als Messwert herangezogen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der Lage bzw. Position des Halteseils oder der Hakenflasche als Messwert herangezogen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die vollständige Ablage des Auslegers erfasst wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Umschalten auf oder Anwählen einer Ablageautomatik für das Ablegen der Hakenflasche die Steuerungseinheit den hydraulischen Kreislauf des Hubwerkes auf eine niedrigere Druckbegrenzungsstufe schaltet.