DE102016203607B4 - crane - Google Patents

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Abstract

Kran (10), insbesondere Mobilkran, umfassend einen Oberwagen (14) mit einem Kranausleger (16) und mit einer Ballastiereinrichtung (18) zur Aufnahme einer Anzahl von Gegengewichtselementen (20), wobei die Ballastiereinrichtung (18) einen Tragrahmen (24) und ein daran montiertes Mittel (26) zum Halten der Gegengewichtselemente (20) mit einer Haltekraft (FZ) aufweist, und wobei sich ein Gegengewichtselement (20) im angehobenen Zustand gegen den Trägerrahmen (24) mit einer Anpresskraft (FA) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Messeinrichtung (28) zur Bestimmung eines die Haltekraft (FZ; FZ1, FZ2) charakterisierenden Parameters und wenigstens eine Messeinrichtung (32) zur Bestimmung eines die Anpresskraft (FA; FA1, FA2) charakterisierenden Parameters vorgesehen sind, und dass eine Recheneinheit (30) umfasst ist, die zur Bestimmung des Gewichts der angehobenen Gegengewichtselemente (20) aus den erfassten Messgrößen (FZ, FA) eingerichtet ist.
Figure DE102016203607B4_0000
Crane (10), in particular a mobile crane, comprising an uppercarriage (14) with a crane boom (16) and with a ballasting device (18) for receiving a number of counterweight elements (20), the ballasting device (18) having a supporting frame (24) and a has means (26) mounted thereon for holding the counterweight elements (20) with a holding force (F Z ), and wherein a counterweight element (20) is supported in the raised state against the support frame (24) with a pressing force (F A ), characterized that at least one measuring device (28) for determining a parameter characterizing the holding force (F Z ; F Z1 , F Z2 ) and at least one measuring device (32) for determining a parameter characterizing the contact pressure (F A ; F A1 , F A2 ) are provided and that a computing unit (30) is included, which is set up to determine the weight of the raised counterweight elements (20) from the measured variables (F Z , F A ).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kran, insbesondere einen Mobilkran, umfassend einen Oberwagen mit einem Kranausleger und mit einer Ballastiereinrichtung zur Aufnahme einer Anzahl von Gegengewichtselementen, wobei die Ballastiereinrichtung einen Tragrahmen und wenigstens ein daran montiertes Mittel zum Halten der Gegengewichtselemente mit einer Haltekraft aufweist, und wobei sich das Gegengewichtselement im angehobenen Zustand gegen den Trägerrahmen mit einer Anpresskraft abstützt. Über die Anzahl und die Art der aufgenommenen Gegengewichtselemente ist das Gesamtgewicht der Ballastiereinrichtung konfigurierbar. Das Gesamtgewicht der Ballastiereinrichtung gibt insbesondere unter Berücksichtigung des Neigungswinkels und der Länge des Kranauslegers die maximal zulässige Traglast des Krans vor. Die Erfindung beschäftigt sich mit einer automatisierten Erkennung der Konfiguration der Ballastiereinrichtung.The invention relates to a crane, in particular a mobile crane, comprising an uppercarriage with a crane boom and with a ballasting device for receiving a number of counterweight elements, the ballasting device having a support frame and at least one means mounted thereon for holding the counterweight elements with a holding force, and wherein supports the counterweight element in the raised state against the support frame with a pressing force. The total weight of the ballasting device can be configured via the number and type of counterweight elements accommodated. The total weight of the ballasting device specifies the maximum permissible load of the crane, taking into account the angle of inclination and the length of the crane boom. The invention is concerned with automated detection of the configuration of the ballasting device.
  • Grundsätzlich ist die maximal zulässige Traglast eines Krans durch seinen jeweils konkret vorliegenden Rüstzustand bestimmt. Der Rüstzustand eines Krans, und insbesondere eines Mobilkrans, ist wiederum durch eine Vielzahl von an- und abbaubaren Bauteilen sowie durch eine Vielzahl von möglichen räumlichen und/oder physikalischen Konfigurationen von Bauteilen definiert. Insbesondere ändert sich der Rüstzustand eines Krans bei Änderung der Konfiguration der Ballastiereinrichtung, durch den Anbau einer Kranspitze oder durch den Anbau eines Abspannsystems. Ebenfalls ändert sich der Rüstzustand eines Krans bei einer Änderung der Länge oder des Neigungswinkels des Kranauslegers, bei einer Drehung des drehbaren Aufsatzes oder Oberwagens oder bei einer Änderung der Länge des Seilsystems.Basically, the maximum permissible load capacity of a crane is determined by its specific set-up condition. The set-up condition of a crane, and in particular a mobile crane, is in turn defined by a large number of attachable and removable components and by a large number of possible spatial and / or physical configurations of components. In particular, the set-up state of a crane changes when the configuration of the ballasting device is changed, by attaching a crane tip or by attaching a guy system. The set-up state of a crane also changes when the length or the angle of inclination of the crane boom changes, when the rotatable attachment or superstructure rotates or when the length of the cable system changes.
  • In der Regel sind die zulässigen Lastwerte für einen jeweiligen Rüstzustand im Kran in Form von Tabellen hinterlegt, wobei die Tabellen für konkrete Rüstzustände und/oder für Stützstellen zwischen konkreten Rüstzuständen zugeordnete Lastabschaltwerte bzw. zulässige maximale Traglasten angeben. Bei einem für den Kran konkret vorliegenden Rüstzustand wird es mittels dieser Traglasttabellen einem Kranführer ermöglicht, auf die maximale zulässige Traglast des Krans zu schließen, so dass unzulässige Lasten nicht gehoben werden oder der Rüstzustand entsprechend geändert werden muss.As a rule, the permissible load values for a particular set-up state are stored in the form of tables in the crane, the tables indicating load switch-off values or permissible maximum loads for specific set-up states and / or for support points between specific set-up states. In the case of a specific set-up condition for the crane, these payload tables enable a crane operator to infer the maximum permissible load of the crane so that impermissible loads are not lifted or the set-up state has to be changed accordingly.
  • Typischerweise ist die Ballastiereinrichtung eines Krans zur entsprechenden Konfigurierung mit einer Einrichtung zur Aufnahme und zur Ablage von Gegengewichtselementen ausgestattet. Eine solche Einrichtung kann beispielsweise einen hydraulischen Hubzylinder oder dergleichen umfassen. Bei einem Mobilkran geschieht die Konfigurierung einer typischerweise am Oberwagen angeordneten Ballastiereinrichtung beispielsweise dadurch, dass Gegengewichte von der Ballastiereinrichtung am Unterwagen abgelegt oder vom Unterwagen aufgenommen werden. Dazu werden die vorgesehenen Gegengewichte üblicherweise auf einer Grundplatte abgelegt, die dann von der Ballastiereinrichtung aufgenommen wird. Zur Bestückung der Grundplatte kann der Kran selbst oder ein separater Hilfskran eingesetzt werden.The ballasting device of a crane is typically equipped with a device for receiving and storing counterweight elements for the corresponding configuration. Such a device can comprise, for example, a hydraulic lifting cylinder or the like. In the case of a mobile crane, the configuration of a ballasting device typically arranged on the superstructure takes place, for example, in that counterweights are placed on the undercarriage by the ballasting device or are picked up by the undercarriage. For this purpose, the counterweights provided are usually placed on a base plate, which is then taken up by the ballasting device. The crane itself or a separate auxiliary crane can be used to load the base plate.
  • In einem modernen Kran wird der vor Ort eingestellte Rüstzustand vom Kranführer in eine Steuereinheit des Krans eingegeben. Aus hinterlegten Tabellen ermittelt die Steuereinheit hieraus eine maximal zulässige Traglast, so dass bei einer beispielsweise sensorisch erfassten Überschreitung ein Warnsignal ausgegeben wird oder der Kran sicher abschaltet. Bei der Eingabe des Rüstzustands können jedoch Fehler passieren. Auch kann der tatsächliche Rüstzustand vom eingegebenen Rüstzustand abweichen. Eine automatisierte Erfassung des Rüstzustands eines Krans gewinnt daher zunehmend an Bedeutung.In a modern crane, the set-up status set on site is entered by the crane operator into a control unit of the crane. From the stored tables, the control unit uses this to determine a maximum permissible load, so that a warning signal is issued if the sensor is exceeded, for example, or the crane switches off safely. However, errors can occur when entering the setup status. The actual setup status can also differ from the setup status entered. Automated detection of a crane's set-up is therefore becoming increasingly important.
  • Aus der DE 10 2006 046 469 A1 ist ein Mobilkran mit den Merkmalen der eingangs genannten Art bekannt. Zu einer automatisierten Erfassung der Konfiguration der Ballastiereinrichtung wird vorgeschlagen, die einzelnen Gegengewichtselemente jeweils mit einem maschinenlesbaren Datenträger und einer Sendeeinrichtung auszustatten. Durch eine geeignet platzierte Leseeinrichtung werden die Informationen der Datenträger der aufgenommenen Gegengewichte zu einer Gewichtserkennung ausgelesen. Eine Elektronikeinheit ermittelt aus den Einzelgewichten ein Ist-Gesamtgewicht, vergleicht das Ist-Gesamtgewicht mit einem Soll-Gesamtgewicht und gibt bei Überschreiten des Soll-Gesamtgewichts durch das Ist-Gesamtgewicht ein Freigabesignal aus. Zur Übermittlung der Information des Datenträgers soll insbesondere die RFID-Technologie eingesetzt werden.From the DE 10 2006 046 469 A1 a mobile crane with the features of the type mentioned is known. For automated detection of the configuration of the ballasting device, it is proposed to equip the individual counterweight elements with a machine-readable data carrier and a transmission device. The information from the data carriers of the counterweights recorded is read out for weight detection by a suitably placed reading device. An electronic unit determines an actual total weight from the individual weights, compares the actual total weight with a target total weight and outputs a release signal when the target total weight is exceeded by the actual total weight. In particular, RFID technology is to be used to transmit the information on the data carrier.
  • Aus der WO 2012 / 163 190 A1 ist ferner bekannt, das Ist-Gesamtgewicht der aufgenommenen Gegengewichte mittels Druckmessung an einem Hydraulikzylinder, mittels dessen die Gegengewichte angehoben werden, zu ermitteln.From WO 2012/163 190 A1 it is also known to determine the actual total weight of the counterweights taken up by means of pressure measurement on a hydraulic cylinder, by means of which the counterweights are raised.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Konzept zur automatisierten Erfassung der Konfiguration der Ballastiereinrichtung eines Krans anzugeben.The invention has for its object to provide an alternative concept for automated detection of the configuration of the ballasting device of a crane.
  • Diese Aufgabe wird für einen Kran, insbesondere Mobilkran, umfassend einen Oberwagen mit einem Kranausleger und mit einer Ballastiereinrichtung zur Aufnahme einer Anzahl von Gegengewichtselementen, wobei die Ballastiereinrichtung einen Tragrahmen und ein daran montiertes Mittel zum Halten der Gegengewichtselemente mit einer Haltekraft aufweist, und wobei sich ein Gegengewichtselement im angehobenen Zustand gegen den Trägerrahmen mit einer Anpresskraft abstützt, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass wenigstens eine Messeinrichtung zur Bestimmung eines die Haltekraft charakterisierenden Parameters und wenigstens eine Messeinrichtung zur Bestimmung eines die Anpresskraft charakterisierenden Parameters vorgesehen sind, und dass eine Recheneinheit umfasst ist, die zur Bestimmung des Gewichts der angehobenen Gegengewichtselemente aus den erfassten Messgrößen eingerichtet ist.This task is for a crane, in particular a mobile crane, comprising an uppercarriage with a crane boom and with a ballasting device for receiving a number of counterweight elements, the ballasting device being one Carrying frame and a means mounted thereon for holding the counterweight elements with a holding force, and wherein a counterweight element is supported in the raised state against the carrier frame with a pressing force, according to the invention solved in that at least one measuring device for determining a parameter characterizing the holding force and at least one measuring device are provided for determining a parameter characterizing the contact pressure, and that a computing unit is included, which is set up to determine the weight of the raised counterweight elements from the recorded measured variables.
  • Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass sich das Gewicht der aufgenommenen Gegengewichtselemente nicht aus der Haltekraft ablesen lässt, da das Gegengewichtselement zum Erreichen eines sicheren Halts mit einer Haltekraft gehalten wird, die größer ist als die entgegengerichtete Gewichtskraft des Gegengewichtselements. Mit der verbleibenden Differenzkraft, im Folgenden Anpresskraft genannt, stützt sich das Gegengewichtselement gegen den Tragrahmen ab. Sind Haltekraft und Anpresskraft bekannt, so kann hieraus auf die Gewichtskraft und damit auf das Gewicht der aufgenommenen Gegengewichtselemente geschlossen werden. Während des Anhebens kann das Gewicht der Gegengewichtselemente aufgrund der Dynamik des Vorgangs nicht mit einer hinreichenden Genauigkeit ermittelt werden.The invention is based on the consideration that the weight of the counterweight elements received cannot be read from the holding force, since the counterweight element is held with a holding force which is greater than the opposite weight force of the counterweight element in order to achieve a secure hold. With the remaining differential force, hereinafter referred to as the pressing force, the counterweight element is supported against the supporting frame. If the holding force and pressing force are known, the weight force and thus the weight of the counterweight elements taken up can be deduced from this. During the lifting, the weight of the counterweight elements cannot be determined with sufficient accuracy due to the dynamics of the process.
  • Die Erfindung sieht nun vor, die aufgebrachte Haltekraft in Form eines charakterisierenden Parameters mit einer Messeinrichtung zu bestimmen. Weiter sieht die Erfindung vor, auch die im Haltezustand beim Abstützen der angehobenen Gegengewichtselemente auf den Tragrahmen wirkende Anpresskraft in Form eines charakterisierenden Parameters mit einer Messeinrichtung zu bestimmen. Weiter umfasst die Erfindung eine Recheneinheit, die aus den erfassten Messgrößen das Gewicht der angehobenen Gegengewichtselemente bestimmt. Vorteilhaft an der Erfindung ist insbesondere, dass eine kontinuierliche Kontrolle des Gegengewichts möglich ist, auch im laufenden Betrieb.The invention now provides for the holding force applied to be determined in the form of a characterizing parameter using a measuring device. The invention further provides that the contact pressure acting on the supporting frame when the counterweight elements are supported is also determined in the form of a characterizing parameter using a measuring device. Furthermore, the invention comprises a computing unit which determines the weight of the raised counterweight elements from the measured variables acquired. A particular advantage of the invention is that the counterweight can be continuously checked, even during operation.
  • Zweckmäßigerweise erfolgt die Bestimmung der charakterisierenden Parameter für Haltekraft und Anpresskraft im statischen Zustand, wenn also das Gegengewichtselement mit einer festen Haltekraft angehoben und gegen den Tragrahmen gepresst ist. Etwaige Druckschwankungen im hydraulischen System eines Hubzylinders und damit Messungenauigkeiten sind dann ausgeschlossen.The characterizing parameters for holding force and pressing force are expediently determined in the static state, that is to say when the counterweight element is lifted with a fixed holding force and pressed against the supporting frame. Any pressure fluctuations in the hydraulic system of a lifting cylinder and thus measurement inaccuracies are then excluded.
  • Die Erfindung eignet sich insbesondere für einen Mobilkran, da dort aufgrund der variablen Einsatzmöglichkeiten häufig ein Wechsel der Konfiguration der Ballastiereinrichtung vorgenommen und die tatsächliche Konfiguration entsprechend kontrolliert werden muss. Die Erfindung kann jedoch auch bei anderen Kranen eingesetzt werden, bei denen abhängig vom Rüstzustand eine Konfigurationsänderung einer Ballastiereinrichtung vorgenommen werden muss.The invention is particularly suitable for a mobile crane, since the configuration of the ballasting device frequently has to be changed there because of the variable possible uses and the actual configuration has to be checked accordingly. However, the invention can also be used with other cranes in which, depending on the set-up state, a configuration change of a ballasting device has to be carried out.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst das Mittel zum Anheben der Gegengewichtselemente wenigstens einen Hydraulikzylinder. Mit einem Hydraulikzylinder sind große Massen anhebbar. Die Hydraulikzylinder sind in das hydraulische System des Krans eingebunden.In an advantageous development, the means for lifting the counterweight elements comprises at least one hydraulic cylinder. Large masses can be lifted with a hydraulic cylinder. The hydraulic cylinders are integrated in the hydraulic system of the crane.
  • Bevorzugt umfasst die Ballastiereinrichtung zwei Hydraulikzylinder. Zweckmäßigerweise sind zwei Hydraulikzylinder seitlich der Längs- bzw. Mittenachse des Kranauslegers angeordnet, bevorzugt mit gleichem seitlichen Abstand. Hierdurch ist eine stabile Statik des Krans gewährleistet.The ballasting device preferably comprises two hydraulic cylinders. Two hydraulic cylinders are expediently arranged to the side of the longitudinal or central axis of the crane boom, preferably with the same lateral spacing. This ensures stable statics of the crane.
  • Vorteilhafterweise ist die Messeinrichtung zur Bestimmung der Haltekraft ein Drucksensor. Beispielsweise ist dies ein Sensor zur Messung des Drucks eines Hydrauliköls in einem Hydraulikölkreislauf. In einer bevorzugten Alternative ist der Drucksensor so angeordnet, dass der Druck im Hydraulikzylinder zum Anheben der Gegengewichtselemente erfasst wird. Die Haltekraft ergibt sich in diesem Fall durch das Produkt aus Druck und Fläche (F = p*A). Die Fläche ist beispielsweise durch eine wirksame Fläche bestimmt. Die wirksame Fläche ist beispielsweise durch den mit Öl beaufschlagten Querschnitt des verschiebbaren Kolbens im Hydraulikzylinder gegeben.The measuring device for determining the holding force is advantageously a pressure sensor. For example, this is a sensor for measuring the pressure of a hydraulic oil in a hydraulic oil circuit. In a preferred alternative, the pressure sensor is arranged in such a way that the pressure in the hydraulic cylinder is detected in order to lift the counterweight elements. The holding force in this case results from the product of pressure and area (F = p * A). The area is determined, for example, by an effective area. The effective area is given, for example, by the oiled cross section of the displaceable piston in the hydraulic cylinder.
  • In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung ist die Messeinrichtung zur Bestimmung der aufgebrachten Haltekraft eine Kraftmessdose oder ein Dehnmessstreifen. Vorteilhafterweise ist die Kraftmessdose oder der Dehnmessstreifen im Hydraulikzylinder oder an einer Befestigung des Hydraulikzylinders angeordnet. An dieser Stelle kann die Haltekraft beispielsweise über eine Materialverformung gemessen werden, die die Kraftmessdose oder der Dehnmessstreifen sensiert.In a further preferred embodiment, the measuring device for determining the applied holding force is a load cell or a strain gauge. The load cell or the strain gauge is advantageously arranged in the hydraulic cylinder or on a fastening of the hydraulic cylinder. At this point, the holding force can be measured, for example, via a material deformation that the load cell or the strain gauge senses.
  • Vorteilhafterweise ist die Messeinrichtung zur Bestimmung der Anpresskraft am Tragrahmen angeordnet. Bevorzugt ist die Messeinrichtung zur Bestimmung der Anpresskraft ein Drucksensor, eine Kraftmessdose, ein Dehnmessstreifen oder ein hydraulischer Kraftaufnehmer. Ein hydraulischer Kraftaufnehmer sensiert beispielsweise den über einen Kolben in eine Hydraulikflüssigkeit eingeleiteten Druck, woraus sich wie oben ausgeführt die auf den Kolben wirkende Kraft ermitteln lässt.The measuring device for determining the contact pressure is advantageously arranged on the support frame. The measuring device for determining the contact pressure is preferably a pressure sensor, a load cell, a strain gauge or a hydraulic force transducer. A hydraulic force transducer senses, for example, the pressure introduced into a hydraulic fluid via a piston, from which, as explained above, the force acting on the piston can be determined.
  • Zweckmäßigerweise sind zwei, drei, vier oder mehr Messeinrichtungen zu einer anteiligen Bestimmung der Anpresskraft umfasst. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind zwei, drei oder mehr Messeinrichtungen zu einer anteiligen Bestimmung der Haltekraft umfasst. Mit anderen Worten teilt sich die wirkende Kraft auf die mehreren Messeinrichtung auf. Durch die Verwendung von zwei oder mehr Messeinrichtungen wird die Messgenauigkeit erhöht. Darüber hinaus ist bei der Verwendung von mehreren Messeinrichtungen für diese ein kleiner Messbereich ausreichend. Derartige Messeinrichtungen sind preisgünstiger. Two, three, four or more measuring devices are expediently included for a proportional determination of the contact pressure. In a preferred embodiment, two, three or more measuring devices are included for a proportional determination of the holding force. In other words, the acting force is divided between the several measuring devices. The measurement accuracy is increased by using two or more measuring devices. In addition, if several measuring devices are used, a small measuring range is sufficient for them. Such measuring devices are cheaper.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Recheneinheit ausgebildet, die charakterisierenden Parameter für Haltekraft und Anpresskraft tatsächlich in Kraftwerte umzurechnen. Durch die Umrechnung der charakterisierenden Parameter in Kraftwerte werden die Messwerte in die gleiche physikalische Dimension überführt und einfache Rechenoperationen ermöglicht. Jedoch ist dies bei einer entsprechenden Parametrisierung nicht zwingend erforderlich.In an advantageous development, the computing unit is designed to actually convert the characterizing parameters for holding force and pressing force into force values. By converting the characterizing parameters into force values, the measured values are transferred to the same physical dimension and simple arithmetic operations are possible. However, this is not absolutely necessary with appropriate parameterization.
  • In einer bevorzugten Alternative ist die Recheneinheit eingerichtet, die Anpresskraft durch einen Einzelwert oder - Falle mehrerer Messeinrichtungen - durch eine Summe aus zwei, drei, vier oder mehr Anpresskräften zu ermitteln. In einer weiteren bevorzugten Alternative ist die Recheneinheit entsprechend eingerichtet, die Haltekraft durch einen Einzelwert oder durch eine Summe aus zwei, drei oder mehr Haltekräften zu ermitteln. Sofern nur eine Messeinrichtung zur Bestimmung einer Haltekraft bzw. einer Anpresskraft vorhanden ist, wird aus einem Einzelwert der jeweilige Kraftwert bestimmt. Tragen mehrere Messeinrichtungen Messwerte bei, ergibt sich die Anpresskraft bzw. die Haltekraft durch die Summe der mehreren jeweils ermittelten Kraftwerte.In a preferred alternative, the computing unit is set up to determine the contact pressure by a single value or - in the case of several measuring devices - by a sum of two, three, four or more contact forces. In a further preferred alternative, the computing unit is set up to determine the holding force by a single value or by a sum of two, three or more holding forces. If there is only one measuring device for determining a holding force or a pressing force, the respective force value is determined from an individual value. If several measuring devices contribute measured values, the contact pressure or the holding force results from the sum of the several force values determined in each case.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die Recheneinheit eingerichtet, aus der Differenz von Haltekraft minus Anpresskraft (oder der Differenz der entsprechenden Parameter) eine effektiv wirkende Kraft zu bestimmen. Von der Haltekraft bzw. der Summe aus mehreren Haltekräften wird die Anpresskraft bzw. die Summe aus mehreren Anpresskräften subtrahiert und so eine effektiv wirkende Kraft ermittelt. Die effektiv wirkende Kraft ist ein Maß für das Gewicht der aufgenommenen Gegengewichtselemente. Die effektiv wirkende Kraft kann im Falle der Verwendung der Messparameter eine beliebige Zahl sein, die über die Recheneinheit mittels einer hinterlegten Parametrisierung mit einem Gewicht der aufgenommenen Gegengewichtselemente gleichgesetzt wird.In a further embodiment, the computing unit is set up to determine an effective force from the difference between the holding force minus the pressing force (or the difference between the corresponding parameters). The contact pressure or the sum of several contact forces is subtracted from the holding force or the sum of several holding forces and an effective force is thus determined. The effective force is a measure of the weight of the counterweight elements. The effective force can be any number if the measurement parameters are used, which is equated to a weight of the counterweight elements recorded by means of a stored parameterization via the computing unit.
  • Vorteilhafterweise bestimmt die Recheneinheit aus der effektiv wirkenden Kraft unmittelbar das Gewicht der Gegengewichtselemente. Das Gewicht bzw. die Masse der aufgenommenen Gegengewichtselemente kann beispielsweise dem Kranführer auch angezeigt werden.The computing unit advantageously determines the weight of the counterweight elements directly from the effective force. The weight or the mass of the counterweight elements picked up can also be displayed to the crane operator, for example.
  • Die Recheneinheit ist weiter bevorzugt auch dazu eingerichtet, aus den Messdaten Störungen oder Beschädigungen der Ballastiereinrichtung festzustellen und ein entsprechendes Warnsignal auszugeben. Hierdurch wird der Kranführer in die Lage versetzt, Fehler oder Schäden unmittelbar festzustellen und gegebenenfalls geeignete Maßnahmen zur Behebung zu ergreifen.The computing unit is also preferably configured to determine malfunctions or damage to the ballasting device from the measurement data and to output a corresponding warning signal. This enables the crane operator to identify errors or damage immediately and, if necessary, to take suitable measures to remedy them.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung und anhand der nachstehenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
    • 1 eine schematische Darstellung eines Mobilkrans, und
    • 2 eine schematische Darstellung von Tragrahmen und Gegengewichtselement.
    An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing and the description below. Show it
    • 1 a schematic representation of a mobile crane, and
    • 2 a schematic representation of the support frame and counterweight element.
  • 1 zeigt einen als Mobilkran ausgebildeten Kran 10, der auf einem fahrbaren Unterwagen 12 als drehbaren Aufsatz einen Oberwagen 14 mit einem daran montierten Kranausleger 16 umfasst. Der Kranausleger 16 ist als ein Teleskopausleger ausgebildet. 1 shows a crane designed as a mobile crane 10 on a mobile undercarriage 12 a superstructure as a rotating attachment 14 with a crane boom attached to it 16 includes. The crane boom 16 is designed as a telescopic boom.
  • Am Oberwagen 14 ist eine Ballastiereinrichtung 18 angeordnet, die der Stabilisierung des Krans 10 bei ausgefahrenem Kranausleger 16 bzw. bei entsprechender Lastaufnahme dient. Über das Gesamtgewicht der Ballastiereinrichtung 18 ist insbesondere die maximale zulässige Traglast des Krans 10 bestimmt.On the uppercarriage 14 is a ballasting device 18 arranged the stabilization of the crane 10 with the crane boom extended 16 or with appropriate load handling. About the total weight of the ballasting facility 18 is in particular the maximum permissible load of the crane 10 certainly.
  • Die Ballastiereinrichtung 18 ist zur Aufnahme und zur Ablage von einzelnen Gegengewichtselementen 20 ausgebildet. Dazu ist ein Mittel zum Anheben 26 und zur Aufnahme der Gegengewichtselemente 20 in Form eines Hubzylinders 27 vorgesehen. Im dargestellten Zustand ist von der Ballastiereinrichtung 18 mittels des Hubzylinders 27 eine spezifische Anzahl von Gegengewichtselementen 20 aufgenommen. Andere Gegengewichtselemente 22 sind am Unterwagen 12 des Krans 10 abgelegt. Zur Aufnahme und zur Ablage von Gegengewichtselementen 20 wird der Oberwagen 14 gedreht, so dass die Ballastiereinrichtung 18 über die am Unterwagen 12 abgelegten Gegengewichtselemente 22 gelangt.The ballasting device 18 is for receiving and storing individual counterweight elements 20 educated. This is a means of lifting 26 and to accommodate the counterweight elements 20 in the form of a lifting cylinder 27 intended. In the state shown is from the ballasting device 18 by means of the lifting cylinder 27 a specific number of counterweight elements 20 added. Other counterweight elements 22 are on the undercarriage 12 of the crane 10 stored. For receiving and storing counterweight elements 20 becomes the superstructure 14 rotated so that the ballasting device 18 over the on the undercarriage 12 filed counterweight elements 22 arrives.
  • Je nach Einsatz des Krans 10 muss abhängig von der Länge oder des Neigungswinkels des Kranauslegers 16 oder der gewünscht zu hebenden Traglast das Gesamtgewicht der Ballastiereinrichtung 18 entsprechend konfiguriert werden.Depending on the use of the crane 10 must depend on the length or the angle of inclination of the crane boom 16 or the desired load to be lifted, the total weight of the ballasting device 18 can be configured accordingly.
  • Das Mittel 26 zur Aufnahme der Gegengewichtselemente 20 ist durch einen Tragrahmen 24 der Ballastiereinrichtung 18 gehaltert. Im angehobenen Zustand sind die Gegengewichtselemente 20 mit einer Haltekraft FZ gehalten, die über den vom Hydrauliksystem des Krans 10 zur Verfügung gestellten Druck aufgebracht wird, der auf den Kolben des Hydraulikzylinders 27 wirkt.The middle 26 to accommodate the counterweight elements 20 is through a support frame 24 the ballasting device 18 supported. The counterweight elements are in the raised state 20 with a holding force F Z kept above that by the hydraulic system of the crane 10 provided pressure is applied to the piston of the hydraulic cylinder 27 acts.
  • Zur Bestimmung der Haltekraft FZ bzw. eines die Haltekraft charakterisierenden Parameters ist eine Messeinrichtung 28 vorgesehen. Die Messeinrichtung 28 ist mit einer Recheneinheit 30 verbunden.To determine the holding force F Z or a parameter characterizing the holding force is a measuring device 28 intended. The measuring device 28 is with an arithmetic unit 30 connected.
  • Bei der Messeinrichtung 28 handelt es sich um einen Drucksensor. Der Drucksensor ist im Hydraulikkreislauf des Hubzylinders 27 angeordnet, so dass der Druck p des Hydrauliköls bestimmbar ist. Der Druck p des Hydrauliköls ist ein die Haltekraft charakterisierender Parameter. Die Haltekraft FZ steht mit dem Druck p über die mit Öl beaufschlagte wirksame Fläche des Kolbens im Hubzylinder 27 in Verbindung. Die wirksame Fläche ist beispielsweise in der Recheneinheit 30 gespeichert. Durch Multiplikation von Druck p und wirksamer Fläche ist es grundsätzlich möglich, auch die tatsächliche Haltekraft FZ . zu berechnen. Dies ist aber nicht zwingend erforderlich.At the measuring device 28 it is a pressure sensor. The pressure sensor is in the hydraulic circuit of the lifting cylinder 27 arranged so that the pressure p of the hydraulic oil can be determined. The pressure p of the hydraulic oil is a parameter that characterizes the holding force. The holding power F Z stands with the pressure p over the effective area of the piston in the lifting cylinder which is loaded with oil 27 in connection. The effective area is, for example, in the computing unit 30 saved. By multiplying the pressure p and the effective area, it is basically possible to include the actual holding force F Z , to calculate. However, this is not absolutely necessary.
  • Bei zwei Hubzylindern, die jeweils durch einen unabhängigen Hydraulikkreislauf betätigbar sind, wird für jeden der beiden Hubzylinder ein anteiliger Wert der Haltekraft FZ1 und FZ2 bestimmt. Die vom System insgesamt aufgebrachte Haltekraft FZ oder ein diese charakterisierender Parameterwert ergibt sich aus der Addition der beiden anteiligen Haltekräfte FZ1 und FZ2 bzw. aus einer Addition der entsprechenden gemessenen Parameterwerte.In the case of two lifting cylinders, each of which can be actuated by an independent hydraulic circuit, a proportional value of the holding force becomes for each of the two lifting cylinders F Z1 and F Z2 certainly. The total holding force applied by the system F Z or a parameter value characterizing this results from the addition of the two proportional holding forces F Z1 and F Z2 or from an addition of the corresponding measured parameter values.
  • Die Haltekraft FZ wird insbesondere in einem statischen Zustand ermittelt, in dem ein konstanter Druck p vorliegt. Ein solcher Zustand liegt vor, wenn die die Gegengewichtselemente 20 aufgenommen und gegen den Tragrahmen 18 gepresst werden. Während des Anhebens der Gegengewichtselemente 20 führen Schwankungen im Druck p oder dynamische Verluste zu Messungenauigkeiten.The holding power F Z is determined in particular in a static state in which there is a constant pressure p. Such a condition exists when the counterweight elements 20 recorded and against the support frame 18 be pressed. While lifting the counterweight elements 20 fluctuations in pressure p or dynamic losses lead to measurement inaccuracies.
  • 2 zeigt einen Ausschnitt eines Tragrahmens 24 mit einem Mittel zum Anheben 26 eines Gegengewichtselements 20. Das dargestellte, einzelne Gegengewichtselement 20 steht stellvertretend auch für eine Mehrzahl von Gegengewichtselementen 20 entsprechend 1. Das Mittel zum Anheben 26 ist ein Hydraulikzylinder 27 mit einem beweglichen Kolben 34. Der Kolben 34 greift in eine Ausnehmung 36 eines Gegengewichtselements 20 ein und hebt das Gegengewichtselement 20 durch Bewegen des Kolbens 34 in Pfeilrichtung an. Das Gegengewichtselement 20 ist soweit anhebbar, bis es sich am Tragrahmen abstützt. Im angehobenen Zustand resultiert aus dem vom Hydrauliksystem des Krans 10 zur Verfügung gestellten Druck p im Ringraum des Hydraulikzylinders 27 und der wirksamen, mit Öl beaufschlagten Fläche des Kolbens 34 die Haltekraft Fz, mit der das Gegengewichtselement 20 angehoben ist. Der Druck p wird mittels der Messeinrichtung 28 ermittelt, die vorliegend als ein Drucksensor 29 ausgebildet ist, der dem Ringraum zugeordnet ist. 2 shows a section of a support frame 24 with a means of lifting 26 a counterweight element 20 , The single counterweight element shown 20 also represents a number of counterweight elements 20 corresponding 1 , The means of lifting 26 is a hydraulic cylinder 27 with a movable piston 34 , The piston 34 reaches into a recess 36 a counterweight element 20 and lifts the counterweight element 20 by moving the piston 34 in the direction of the arrow. The counterweight element 20 can be lifted until it is supported on the support frame. When raised, it results from that of the crane's hydraulic system 10 provided pressure p in the annulus of the hydraulic cylinder 27 and the effective, oiled surface of the piston 34 the holding force F z with which the counterweight element 20 is raised. The pressure p is measured by means of the measuring device 28 determined, the present as a pressure sensor 29 is formed, which is assigned to the annular space.
  • Zur Bestimmung einer Anpresskraft FA , mit der sich das Gegengewichtselement 20 am Tragrahmen 24 abstützt, sind am Tragrahmen 24 zwei Messeinrichtungen 32 angeordnet. Gegen diese Messeinrichtungen 32 stützt sich im angehobenen Zustand das Gegengewichtselement 20 ab. Mit den Messeinrichtungen 32 kann demnach die Anpresskraft FA bzw. ein die Anpresskraft charakterisierender Parameter jeweils anteilig bestimmt werden. Die Messeinrichtungen 32 sind ebenso wie die Messeinrichtung 28 mit einer Recheneinheit 30 (siehe 1) verbunden.To determine a contact pressure F A with which the counterweight element 20 on the support frame 24 supports are on the support frame 24 two measuring devices 32 arranged. Against these measuring devices 32 the counterweight element is supported in the raised state 20 from. With the measuring devices 32 can therefore the contact pressure F A or a parameter characterizing the contact pressure can be determined proportionately. The measuring devices 32 are just like the measuring device 28 with a computing unit 30 (please refer 1 ) connected.
  • Bei den Messeinrichtungen 32 handelt es sich jeweils um einen hydraulischen Kraftaufnehmer 33. Alternativ sind die Messeinrichtungen 32 als Drucksensoren oder Kraftmessdosen ausgebildet.With the measuring devices 32 each is a hydraulic force transducer 33 , Alternatively, the measuring devices 32 designed as pressure sensors or load cells.
  • Die Messeinrichtungen 32 stellen als Messwerte insbesondere jeweilige Drücke p zur Verfügung, die einen charakterisierenden Parameter für eine jeweilige anteilige Anpresskraft FA1 und FA2 darstellen. Sofern gewünscht, lassen sich aus den bekannten wirksamen Flächen der Messeinrichtungen 32 die anteiligen Anpresskräfte FA1 und FA2 in analoger Weise ermitteln, wie es oben zur Bestimmung der Haltekraft FZ beschrieben wurde. Die vom System insgesamt aufgebrachte Anpresskraft FA oder ein entsprechender Parameterwert ergibt sich durch Addition der anteiligen Anpresskräfte FA1 und FA2 bzw. der entsprechenden Parameterwerte.The measuring devices 32 In particular, provide the respective pressures p as measured values, which are a characterizing parameter for a respective proportional contact pressure F A1 and F A2 represent. If desired, the known effective areas of the measuring devices can be used 32 the proportional contact pressure F A1 and F A2 determine in an analogous manner, as above to determine the holding force F Z has been described. The total pressure applied by the system F A or a corresponding parameter value is obtained by adding the proportional contact forces F A1 and F A2 or the corresponding parameter values.
  • Mit der aus einem Einzelwert oder anteilig aus mehreren Messwerten ermittelten Haltekraft FZ und mit der aus einem Einzelwert oder anteilig aus mehreren Messwerten ermittelten Anpresskraft FA bestimmt die Recheneinheit 30 eine effektiv wirkende Kraft Feff . Hierzu wird von der Haltekraft FZ die Anpresskraft FA subtrahiert oder es werden die entsprechenden Parameterwerte verarbeitet. Die effektiv wirkende Kraft Feff oder ein entsprechender Parameterwert stellt ein Maß für das Gewicht des aufgenommenen Gegengewichtselements 20 dar. Das tatsächliche Gewicht oder die tatsächliche Masse des angehobenen Gegengewichtselements 20 wird, sofern gewünscht, von der Recheneinheit 30 errechnet.With the holding force determined from a single value or in part from several measured values F Z and with the contact pressure determined from a single value or in part from several measured values F A determines the computing unit 30 an effective force F eff , This is done by the holding force F Z the contact pressure F A subtracted or the corresponding parameter values are processed. The effective force F eff or a corresponding parameter value provides a measure of the weight of the counterweight element taken up 20 The actual weight or mass of the counterweight element raised 20 is, if desired, by the computing unit 30 calculated.
  • Die Messeinrichtungen 28 und 32 sind mit der Recheneinheit 30 verbunden, die aus den Messgrößen auf das Gewicht und/oder die Art der aufgenommenen Gegengewichtselemente 20 schließt. Die Konfiguration der Ballastiereinrichtung 18 wird also durch die Recheneinheit 30 automatisiert erfasst und einem Bediener des Krans 10 angezeigt. Gegebenenfalls wird der Benutzer aufgefordert, einen ungenügenden Rüstzustand des Krans 10 durch die Aufnahme weiterer Gegengewichtselemente 20 den Erfordernissen der zu hebenden Last anzupassen. Oder anders ausgedrückt, reichen die aufgenommenen Gegengewichtselemente 20 nicht aus, um einen sicheren Betrieb des Krans 10 zu gewährleisten, wird der Versuch ein zu großes Gewicht anheben zu wollen abgebrochen, bevor der Kran kippen kann.The measuring devices 28 and 32 are with the arithmetic unit 30 connected, from the measured quantities to the weight and / or the type of counterweight elements recorded 20 closes. The configuration of the ballasting equipment 18 is through the computing unit 30 automatically recorded and an operator of the crane 10 displayed. If necessary, the user is asked if the crane is insufficiently prepared 10 by incorporating additional counterweight elements 20 adapt to the requirements of the load to be lifted. In other words, the counterweight elements included are sufficient 20 not out to ensure safe operation of the crane 10 to ensure that the attempt to lift an excessive weight is stopped before the crane can tip over.
  • Die Messeinrichtungen 28 und 32 sind grundsätzlich und losgelöst von den dargestellten Ausführungsvarianten ausgewählt als ein Kraftsensor, ein Spannungssensor, ein Drucksensor oder ein Dehnungssensor, insbesondere in Form eines Messstabs, eines Dehnmessstreifens, eines Messzylinders oder einer Messdose. Die Messeinrichtungen 28 und 32 sind drahtlos oder drahtgebunden mit der Recheneinheit 30 verbunden.The measuring devices 28 and 32 are basically selected and detached from the design variants shown as a force sensor, a voltage sensor, a pressure sensor or a strain sensor, in particular in the form of a measuring rod, a strain gauge, a measuring cylinder or a measuring cell. The measuring devices 28 and 32 are wireless or wired to the computing unit 30 connected.

Claims (15)

  1. Kran (10), insbesondere Mobilkran, umfassend einen Oberwagen (14) mit einem Kranausleger (16) und mit einer Ballastiereinrichtung (18) zur Aufnahme einer Anzahl von Gegengewichtselementen (20), wobei die Ballastiereinrichtung (18) einen Tragrahmen (24) und ein daran montiertes Mittel (26) zum Halten der Gegengewichtselemente (20) mit einer Haltekraft (FZ) aufweist, und wobei sich ein Gegengewichtselement (20) im angehobenen Zustand gegen den Trägerrahmen (24) mit einer Anpresskraft (FA) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Messeinrichtung (28) zur Bestimmung eines die Haltekraft (FZ; FZ1, FZ2) charakterisierenden Parameters und wenigstens eine Messeinrichtung (32) zur Bestimmung eines die Anpresskraft (FA; FA1, FA2) charakterisierenden Parameters vorgesehen sind, und dass eine Recheneinheit (30) umfasst ist, die zur Bestimmung des Gewichts der angehobenen Gegengewichtselemente (20) aus den erfassten Messgrößen (FZ, FA) eingerichtet ist.Crane (10), in particular a mobile crane, comprising an uppercarriage (14) with a crane boom (16) and with a ballasting device (18) for receiving a number of counterweight elements (20), the ballasting device (18) having a supporting frame (24) and a has means (26) mounted thereon for holding the counterweight elements (20) with a holding force (F Z ), and wherein a counterweight element (20) is supported in the raised state against the support frame (24) with a pressing force (F A ), characterized that at least one measuring device (28) for determining a parameter characterizing the holding force (F Z ; F Z1 , F Z2 ) and at least one measuring device (32) for determining a parameter characterizing the contact pressure (F A ; F A1 , F A2 ) are provided and that a computing unit (30) is included, which is set up to determine the weight of the raised counterweight elements (20) from the measured variables (F Z , F A ).
  2. Kran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (26) zum Anheben der Gegengewichtselemente (20) wenigstens einen Hydraulikzylinder (27) umfasst.Crane after Claim 1 , characterized in that the means (26) for lifting the counterweight elements (20) comprises at least one hydraulic cylinder (27).
  3. Kran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (28) zur Bestimmung der Haltekraft (FZ; FZ1, FZ2) ein Drucksensor (29) ist.Crane after Claim 1 or 2 , characterized in that the measuring device (28) for determining the holding force (F Z ; F Z1 , F Z2 ) is a pressure sensor (29).
  4. Kran nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (29) derart angeordnet ist, dass der Druck im Hydraulikzylinder (27) erfasst wird.Crane after Claim 3 , characterized in that the pressure sensor (29) is arranged such that the pressure in the hydraulic cylinder (27) is detected.
  5. Kran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (28) zur Bestimmung der aufgebrachten Haltekraft (FZ) eine Kraftmessdose oder ein Dehnmessstreifen ist.Crane after Claim 1 or 2 , characterized in that the measuring device (28) for determining the applied holding force (F Z ) is a load cell or a strain gauge.
  6. Kran nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmessdose oder der Dehnmessstreifen im Hydraulikzylinder (27) oder an einer Befestigung des Hydraulikzylinders (27) angeordnet ist.Crane after Claim 5 , characterized in that the load cell or the strain gauge is arranged in the hydraulic cylinder (27) or on a fastening of the hydraulic cylinder (27).
  7. Kran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (32) zur Bestimmung der Anpresskraft (FA; FA1, FA2) am Tragrahmen (24) angeordnet ist.Crane according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring device (32) for determining the contact pressure (F A ; F A1 , F A2 ) is arranged on the support frame (24).
  8. Kran nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (32) zur Bestimmung der Anpresskraft (FA; FA1, FA2) ein Drucksensor (29), eine Kraftmessdose, ein Dehnmessstreifen oder ein hydraulischer Kraftaufnehmer (33)ist.Crane after Claim 7 , characterized in that the measuring device (32) for determining the contact pressure (F A ; F A1 , F A2 ) is a pressure sensor (29), a load cell, a strain gauge or a hydraulic force transducer (33).
  9. Kran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei, drei, vier oder mehr Messeinrichtungen (32) zu einer anteiligen Bestimmung der Anpresskraft (FA1, FA2) umfasst sind.Crane according to one of the preceding claims, characterized in that two, three, four or more measuring devices (32) are included for a proportional determination of the contact pressure (F A1 , F A2 ).
  10. Kran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei, drei oder mehr Messeinrichtungen (28) zu einer anteiligen Bestimmung der Haltekraft (FZ1, FZ2) umfasst sind.Crane according to one of the preceding claims, characterized in that two, three or more measuring devices (28) are included for a proportional determination of the holding force (F Z1 , F Z2 ).
  11. Kran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (30) eingerichtet ist, die charakterisierenden Parameter für Haltekraft (FZ; FZ1, FZ2) und Anpresskraft (FA; FA1, FA2) in Kraftwerte umzurechnen.Crane according to one of the preceding claims, characterized in that the computing unit (30) is set up to convert the characterizing parameters for holding force (F Z ; F Z1 , F Z2 ) and contact pressure (F A ; F A1 , F A2 ) into force values.
  12. Kran nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (30) eingerichtet ist, die Anpresskraft (FA) durch einen Einzelwert (FA1) oder durch eine Summe aus zwei, drei, vier oder mehr Anpresskräften (FA1, FA2) zu bilden.Crane after Claim 11 , characterized in that the computing unit (30) is set up to form the contact pressure (F A ) by a single value (F A1 ) or by a sum of two, three, four or more contact forces (F A1 , F A2 ).
  13. Kran nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (30) eingerichtet ist, die Haltekraft (FZ) durch einen Einzelwert (FZ1) oder durch eine Summe aus zwei, drei oder mehr Haltekräften (FZ1, FZ2) zu bilden.Crane after Claim 11 , characterized in that the computing unit (30) is set up to form the holding force (F Z ) by a single value (F Z1 ) or by a sum of two, three or more holding forces (F Z1 , F Z2 ).
  14. Kran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (30) eingerichtet ist, aus der Differenz von Haltekraft (FZ) minus Anpresskraft (FA) eine effektiv wirkende Kraft (Feff) zu bestimmen.Crane according to one of the preceding claims, characterized in that the computing unit (30) is set up to determine an effective force (F eff ) from the difference between the holding force (F Z ) minus the pressing force (F A ).
  15. Kran nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (30) eingerichtet ist, aus der effektiv wirkenden Kraft (Feff) das Gewicht der Gegengewichtselemente (20) zu bestimmen.Crane after Claim 14 , characterized in that the computing unit (30) is set up is to determine the weight of the counterweight elements (20) from the effective force (F eff ).
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