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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kran, insbesondere Turmdrehkran, mit Antriebseinrichtungen für Kran- und/oder Lastbewegungen in/um mehrere Bewegungsachsen, sowie einer Kransteuerung zum Steuern der Antriebseinrichtungen, wobei die Kransteuerung eine Überwachungseinrichtung zum Überwachen der Kranbelastung und Beschränken von Kranbewegungen bei Erreichen von Lastgrenzen aufweist.
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Bei Kranen wie Baukranen, beispielsweise Mobilbaukranen oder Turmdrehkranen wird üblicherweise mittels einer Kransteuerung bzw. einer darin implementierten Überwachungseinrichtung überwacht, ob die Standfestigkeit des Krans gewährleistet ist oder die Kranbelastung eine kritische Lastgrenze erreicht, so dass der Kran umzufallen droht oder in anderer Weise gefährdet ist, um dann ggf. rechtzeitig die entsprechenden Antriebseinrichtungen des Krans abzuschalten. Insbesondere können dabei die Hublast und die Ausladung der Hublast überwacht werden, was beispielsweise über die Bestimmung der am Hubseil wirkenden Zugkraft bzw. ein hierdurch an der Hubseilwinde induziertes Drehmoment, und – was die Ausladung anbelangt – über die Position einer Laufkatze bzw. eine abgespulte Katzfahrseillänge erfolgen kann. Je nach Krantyp können die genannten Größen aber auch in anderer Weise bestimmt werden, wobei beispielsweise bei Kranen mit wippbarem Ausleger die Ausladung über den Wippwinkel und ggf. die austeleskopierte Auslegerlänge bestimmt werden kann. Mit der Bestimmung der Hublast und deren Ausladung kann im Ergebnis ein auf den Kran wirkendes Lastmoment bestimmt werden, das mit einer entsprechenden Lastgrenze in Form eines Grenzmoments verglichen wird, um die Standfestigkeit des Krans zu gewährleisten. Erkennt die Überwachungseinrichtung, dass eine generell zu schwere Last gehoben wird oder eine bestimmte Hublast zu weit nach außen verfahren wird, so dass die Ausladung für diese Last zu groß wird, kann die Kransteuerung den Hubwerksantrieb und den Katzfahrantrieb stillsetzen, um die Standfestigkeit des Krans sicherzustellen.
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Die Standfestigkeit des Krans hängt dabei jedoch nicht ausschließlich von den genannten Größen Hublast und Ausladung ab, sondern wird auch von dynamischen Größen wie Bewegungsgeschwindigkeit und Beschleunigung beeinflusst. Um einerseits für schnelle Kran- bzw. Lastbewegungen, die die Antriebsgeschwindigkeiten der Antriebseinrichtungen voll ausnutzen, stets die ausreichende Standfestigkeit bzw. Sicherheit zu gewährleisten, andererseits aber für langsame Kranbewegungen mit nur geringen Beschleunigungen die Standfestigkeit möglichst weit auszunutzen und hohe Lasten heben zu können, wurde bereits vorgeschlagen, zwei verschiedene Lastgrenzen zu definieren und in der Überwachungseinrichtung abzulegen bzw. als Referenz zu verwenden. Für den sozusagen normalen Kranbetrieb wird die Lastgrenze, die auch für schnelle Kranbewegungen ausreichende Sicherheit gewährleistet, zugrunde gelegt, während für anspruchsvollere Hubaufgaben mit höheren Lasten und/oder größeren Ausladungen eine weitere, höhere Lastgrenze zugrunde gelegt wird. Hierfür kann der Kranführer die erstgenannte, niedrigere Lastgrenze überfahren, wobei die Kransteuerung sicherstellt, dass die Verfahrgeschwindigkeiten der Antriebseinrichtungen reduziert werden und nur noch kleinere Beschleunigungen gefahren werden können. Eine solche Traglasterhöhung an Kranen wird bisweilen als „Powerlift” bezeichnet und ist beispielsweise aus der Schrift
EP 0 849 213 A1 bekannt. Um die Traglastreserve bis zur erhöhten zweiten Lastgrenze nutzen zu können, kann die erste Lastgrenze bzw. das mit Erreichen dieser Lastgrenze einhergehende Stillsetzen der Antriebe manuell vom Kranführer oder auch automatisch deaktiviert werden, wobei dies mit einer entsprechenden Reduzierung der Verfahrgeschwindigkeiten und der Beschleunigungen der Antriebseinrichtungen durch die Kransteuerung einhergeht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen weiter verbesserten Kran der eingangs genannten Art zu schaffen, der Nachteile des Standes der Technik vermeidet und Letzteren in vorteilhafter Weise weiterbildet. Insbesondere soll eine weitere Traglaststeigerung erreicht werden, dabei gleichzeitig jedoch die Standfestigkeit und Sicherheit des Krans sichergestellt bleiben.
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Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch einen Kran gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Es wird vorgeschlagen, einen weiter erhöhten Traglastbereich vorzusehen, in dem Kran- bzw. Lastbewegungen nur noch durch einzeln betätigbare Antriebseinrichtungen möglich sind. Um die Last an die gewünschte Stelle zu verfahren, können zwar immer noch mehrere Bewegungsachsen bzw. Antriebseinrichtungen betätigt werden, dies jedoch nicht mehr gleichzeitig, sondern nur noch nacheinander. Hierdurch können die auftretenden dynamischen Belastungen weiter reduziert und dementsprechend die Festigkeit bzw. Standfestigkeit des Krans weiter ausgereizt werden. Erfindungsgemäß umfasst die Überwachungseinrichtung zumindest zwei Lastgrenzen, zwischen denen die Antriebseinrichtungen nur noch einzeln betätigbar sind. Im Vergleich zu Lösungen, die die zulässige Lastgrenze durch Reduzierung der Verfahrgeschwindigkeiten und Beschleunigungen der Hublast hinauszuschieben versuchen, kann durch die Kransteuerung, die in dem erweiterten Traglastbereich nur noch eine Einzelbetätigung der Antriebseinrichtungen zulässt, die Lastgrenze, bei der eine Kranabschaltung erfolgen muss, noch weiter hinausgeschoben werden bzw. eine noch höhere Traglast erreicht werden.
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Um eine komfortable, effiziente Bedienung des Krans mit einer bestmöglichen Traglastausreizung zu kombinieren, kann in Weiterbildung der Erfindung die Kransteuerung bzw. deren Überwachungseinrichtung derart beschaffen sein, dass verschiedene erweiterte Traglastbereiche definiert bzw. überwacht und für diese verschiedenen, erweiterten Traglastbereiche verschiedene Beschränkungsmodi für die Beschränkung der Kranbewegungen vorgesehen werden. Insbesondere kann zusätzlich zu dem schon genannten Traglastbereich, in dem die Kransteuerung nur noch eine Einzelbetätigung der Antriebseinrichtungen zulässt, ein weiterer Traglastbereich vorgesehen sein, in dem die Kransteuerung zwar die gleichzeitige Betätigung mehrere Antriebseinrichtungen zulässt, dies jedoch nur mit beschränkter Antriebsgeschwindigkeit und/oder beschränkter Antriebsbeschleunigung.
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Vorteilhafterweise ist der genannte Betriebsmodus, in dem mehrere Antriebseinrichtungen gleichzeitig mit reduzierten Geschwindigkeiten und/oder reduzierten Beschleunigungen betätigt werden können, dem Traglastbereich, in dem nur noch eine Einzelbetätigung möglich ist, vorgeschaltet, d. h. im Betriebsmodus mit Einzelbetätigung ist die Lastgrenze noch weiter hinausgeschoben. Insbesondere kann die Kransteuerung bzw. deren Überwachungseinrichtung bei Erreichen einer ersten Lastgrenze, bis zu der ein uneingeschränkter Kranbetriebs mit maximalen Antriebsgeschwindigkeiten bzw. Beschleunigungen möglich ist, zunächst die maximal möglichen Antriebsgeschwindigkeiten und/oder maximal möglichen Beschleunigungen der Antriebseinrichtungen – ggf. nur einer Antriebseinrichtung oder mehrerer oder aller Antriebseinrichtungen – beschränken. Wenn eine zweite, für den Betriebs mit beschränkten Geschwindigkeiten bzw. Beschleunigungen geltende Lastgrenze erreicht wird, kann die Kransteuerung die Betätigbarkeit der Antriebseinrichtungen dahingehend beschränken, dass diese nur noch einzeln betätigt werden können.
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In Weiterbildung der Erfindung kann die Steuereinrichtung dabei derart ausgebildet sein, dass im genannten Betriebsmodus der Einzelbetätigbarkeit zwischen der Betätigung verschiedener Antriebseinrichtungen eine Zwangspause vorgesehen wird, die vorteilhafterweise ausreichend groß bemessen ist, um dynamische Reaktionen wie Pendelbewegungen zu eliminieren bzw. zumindest ausreichend zu reduzieren, wenn eine erste Antriebseinrichtung abgeschaltet und bevor eine zweite Antriebseinrichtung eingeschaltet wird. Diese von einem Zeitsteuer- bzw. Pausenerzeugerbaustein der Kransteuerung vorgesehene Betätigungspause kann zumindest mehrere Sekunden bis einige Minuten betragen, wobei die Länge der jeweils vorgegebenen Bewegungspause vom jeweils stillgesetzten und/oder anzufahrenden Antrieb abhängig gemacht sein kann. Beispielsweise kann eine vergleichsweise längere Bewegungspause vorgesehen werden, wenn eine Drehbewegung des Krans beendet wird und eine Katzfahrbewegung gestartet werden soll, während eine vergleichsweise kürzere Bewegungspause ausreichend sein kann, wenn zunächst das Hubwerk betätigt wird und dann eine Katzfahrbewegung eingeleitet werden soll.
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Vorteilhafterweise kann in dem genannten Betriebsmodus bzw. Lastbereich, in dem die Antriebseinrichtungen nur einzeln nacheinander betätigt werden können, zusätzlich zur Einzelbetätigung auch noch eine Bewegungsbeschränkung durch reduzierte Geschwindigkeiten und/oder Beschleunigungen vorgesehen sein. Die fahrbaren, reduzierten Geschwindigkeiten des genannten Einzelbetätigungsmodus können dabei gegenüber dem Betriebsmodus, in dem noch mehrere Antriebseinrichtungen mit reduzierter Geschwindigkeit bzw. reduzierter Beschleunigung betätigt werden können, nochmals reduziert, um die Tragfähigkeit für spezielle Hubaufgaben möglichst weitgehend auszureizen.
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Die genannte Lastgrenze, die den Betrieb mit einzeln betätigten Antriebseinrichtungen begrenzt, kann die Abschaltgrenze des Krans bilden, bei deren Erreichen dann die Antriebseinrichtungen endgültig abgeschaltet werden bzw. nur noch in eine Richtung betätigt werden können, in der die auf den Kran wirkende Last, also insbesondere Hublast und Ausladung, reduziert wird. Beispielsweise kann auch ein Ablassen des Hubseils oder ein Einfahren der Laufkatze zugelassen werden, um die Kranbelastung zu reduzieren.
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Die genannten Lastgrenzen können dabei grundsätzlich verschieden ausgebildet sein, beispielsweise einen Grenzwert für ein auf den Kran wirkendes Lastmoment bilden. In Weiterbildung der Erfindung können die genannten Lastgrenzen in Form von Grenzlastkurven ausgebildet sein, die für verschiedene Ausladungen der Hublast verschiedene Hublastgrenzwerte vorgeben. Insbesondere können die genannten Grenzlastkurven im Bereich kleinster Ausladungen eine konstante Grenzlast vorgeben, um dann an diesen geraden Bereich anschließend für größere Ausladungen eine kleiner werdende, sich abflachende Kurve bilden. Je nach Krantyp sind aber auch andere Ausbildungen der Lastgrenze möglich.
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Die Antriebseinrichtungen, die in den verschiedenen Betriebsmodi den genannten Begrenzungen unterworfen werden, insbesondere im vorbeschriebenen erweiterten Grenzlastbereich nur noch einzeln betätigbar sind, können verschiedenen Bewegungsachsen des Krans zugeordnet sein, insbesondere das Hubwerk, die Laufkatze und das Drehwerk des Krans bzw. die den genannten Komponenten zugeordneten Hubwerksantriebe, Laufkatzenantriebe und Drehwerksantriebe umfassen, so dass in dem genannten erweiterten Traglastbereich das Hubwerk, die Laufkatze und das Drehwerk des Krans nunmehr einzeln, d. h. nicht mehr gleichzeitig, sondern nur noch nacheinander betätigbar sind.
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Je nach Krantyp können auch andere Antriebseinrichtungen in entsprechender Weise im genannten Einzelbetriebsmodus betätigbar bleiben. Dies kann beispielsweise bei einem Kran mit einem wippbaren Ausleger bzw. einer wippbaren Auslegerspitze oder einem anderen wippbaren Auslegerteil der Wippantrieb sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein Ballast im Einzelbetriebsmodus verstellbar bleiben oder ein Gegenausleger im genannten Einzelbetriebsmodus einzeln verstellt werden. Weiterhin alternativ oder zusätzlich kann ein Verfahrantrieb zum Verfahren des ganzen Krans im Einzelbetriebsmodus verfahrbar bleiben, was natürlich vom jeweiligen Krantyp abhängt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1: eine schematische Seitenansicht eines Mobilbaukrans, dessen auf einem drehbaren Oberwagen abgestützter Turm einen wippbaren Ausleger mit Laufkatze trägt, und
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2: ein die Hublast/Ausladungs-Diagramm, das die mehreren Lastgrenzen in Form verschiedener Grenzlastkurven und die hierdurch definierten verschiedenen Traglastbereiche zeigt, in denen die Kransteuerung in verschiedenen Betriebsmodi verschiedene Beschränkungen der Kranbewegungen vorsieht.
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Wie 1 zeigt, kann der Kran 1 als Mobilbaukran bzw. mobiler Turmdrehkran ausgebildet sein, der einen Turm 2 umfasst, der auf einer Drehbühne 3 abgestützt ist, die auf einem Unterwagen 4 sitzt und um eine aufrechte Drehachse mittels einer Drehwerks-Antriebseinrichtung 9 gedreht werden kann. Der genannte Unterwagen 4 kann als Lastkraftwagen oder in anderer Weise verfahrbar ausgebildet sein, ggf. aber auch eine fest verankerte bzw. abgestützte Abstützbasis sein.
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Der Turm 2 kann einen Ausleger 5 tragen, der um eine liegende, quer verlaufende Wippachse auf und nieder wippbar sein kann, vgl. 1. Eine Wipp-Antriebseinrichtung 12 für den Ausleger 5 kann beispielsweise über die Abspannverseilung den Ausleger 5 wippen.
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An dem genannten Ausleger 5 kann eine Laufkatze 6 längsverfahrbar gelagert sein, die durch einen Laufkatzen-Antriebseinrichtung 11 beispielsweise über ein entsprechendes Katzfahrseil verfahren werden kann. Über die genannte Laufkatze 6 kann ein Hubseil 8 ablaufen, an dem ein Lastgeschirr beispielsweise in Form eines Lasthakens 7 angebunden sein kann, um eine Last in an sich bekannter Weise zu heben. Eine Hubwerks-Antriebseinrichtung 10 kann eine Hubseiltrommel hierfür entsprechend antreiben.
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Optional und deshalb nur angedeutet kann der Kran weitere Antriebseinrichtungen umfassen, beispielsweise könnte ein teleskopierbarer Ausleger mit einer Teleskopierantriebseinrichtung 13, eine Ballast-Verstell-Antriebseinrichtung 15 zum Verstellen eines Ballasts oder eine Verfahr-Antriebseinrichtung 14 zum Verfahren des ganzen Krans vorgesehen sein, was in der gezeichneten Ausführung des Mobilbaukrans regelmäßig nicht der Fall sein wird, da dieser zum Heben von Lasten aufgebockt ist.
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Die verschiedenen Antriebe werden von einer zentralen Kransteuerung 16 gesteuert, die in an sich bekannter Weise für einen Kranführer entsprechende Betätigungshebel oder andere Eingabemittel vorsehen kann, damit dieser die verschiedenen Bewegungsachsen des Krans steuern kann. Die Kransteuerung 16 umfasst eine Überwachungseinrichtung 17, die durch geeignete Sensoren die auf den Kran einwirkende Kranbelastung überwacht, insbesondere die am Lasthaken 7 aufgenommene Hublast sowie die Ausladung, die der Lasthaken 7 bezüglich der Standbasis des Krans hat. Die genannte Ausladung kann beispielsweise über die Position der Laufkatze 6 am Ausleger 5 und ggf. den Wippwinkel des Auslegers 5 gegenüber der Horizontalen bestimmt werden.
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In der genannten Überwachungseinrichtung 17 sind dabei mehrere Lastgrenzen LM1, LM2 und LM3 implementiert, wie dies 2 zeigt. Die Überwachungseinrichtung 17 vergleicht den aktuellen Lastzustand mit den genannten Lastgrenzen, wobei die Kransteuerung 16 je nachdem, in welchem Traglastbereich sich der Kran aktuell befindet, die Betätigung der genannten Antriebseinrichtungen freigibt bzw. unterschiedlich beschränkt.
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Befindet sich der Kran im Traglastbereich I, d. h. unterhalb der in 2 gezeigten Grenzlastkurve LM1, können mehrere Antriebseinrichtungen gleichzeitig mit relativ hohen bzw. maximalen Antriebsgeschwindigkeiten und Beschleunigungen betätigt werden. Erreicht der Kran 1 durch Anheben einer entsprechend hohen Hublast bzw. durch eine relativ hohe Ausladung infolge des Ausfahrens der Laufkatze 6 die genannten Lastgrenze LM1, kann der Kran zwar über die genannte Lastgrenze LM1 hinweg in den Traglastbereich II fahren, jedoch nur durch ein entsprechendes Umschalten der Kransteuerung 16 und vorsehen einer reduzierten Geschwindigkeit und Beschleunigung. Der genannte Umschaltvorgang kann manuell durch den Kranführer ausgelöst werden, oder auch automatisch durch eine entsprechende Schalteinrichtung der Kransteuerung 16 beim Überfahren bzw. Erreichen der Lastgrenze LM1 vorgenommen werden. In dem Traglastbereich II, der oberhalb der Lastgrenze LM1, jedoch unterhalb der zweiten Lastgrenze LM2 liegt, können mehrere der genannten Antriebseinrichtungen, beispielsweise der Laufkatzenantrieb 11, der Hubwerks-Antrieb 10 und/oder die Drehwerks-Antriebseinrichtung 9 gleichzeitig betätigt werden, jedoch nur mit verringerten Geschwindigkeiten und Beschleunigungen, um die dynamischen Kranbelastungen zu reduzieren.
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Erreicht der Kranbetrieb die genannte zweite Lastgrenze LM2, kann auch diese überfahren werden, wobei dann jedoch nurmehr eine Einzelbetätigung der Antriebseinrichtungen möglich ist. Der entsprechende Umschaltvorgang kann wiederum manuell durch den Kranführer oder auch automatisch durch die Kransteuerung 16 vorgenommen werden, wenn die genannte Lastgrenze LM2 erreicht wird, so dass der Kran auch den daran anschließenden Traglastbereich III im regulären Kranbetrieb für spezielle Hubaufgaben nutzen kann. Der genannte Traglastbereich III liegt oberhalb der zweite Lastgrenze LM2 und erstreckt sich bis zu der dritten Lastgrenze LM3. Wird die genannte dritte Lastgrenze LM3 erreicht, wird die jeweils betätigte Antriebseinrichtung abgeschaltet bzw. ist nur noch eine solche Bewegungsrichtung zugelassen, die die Belastung reduziert.
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In dem genannten dritten Traglastbereich III können ebenfalls mehrere Antriebseinrichtungen bzw. verschiedene Antriebseinrichtungen betätigt werden, dies jedoch nicht mehr gleichzeitig, sondern nur noch nacheinander. Dies können beispielsweise die genannte Hubwerks-Antriebseinrichtung 10, die Laufkatzen-Antriebseinrichtung 11 und die genannte Drehwerks-Antriebseinrichtung 9 sein, ggf. aber auch einen oder mehrere der zuvor genannten anderen Antriebseinrichtungen umfassen.
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Im genannten dritten Traglastbereich III ist die Einzelbetätigung der genannten Antriebseinrichtung vorteilhafterweise ebenfalls nur mit reduzierter Geschwindigkeit und/oder reduzierter Beschleunigung möglich, wobei die fahrbare Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung gegenüber dem bereits reduzierten Traglastbereich II nochmals weiter reduziert sein kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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