DE102017202009A1 - crane - Google Patents
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- B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
- B66C23/88—Safety gear
- B66C23/90—Devices for indicating or limiting lifting moment
Abstract
Kran (1), insbesondere Mobilkran, mit einem Unterwagen (2), mit einem relativ zum Unterwagen (2) drehbaren Oberwagen (7), an dem ein im Wippwinkel (W) und/oder in der Länge verstellbarer Ausleger (10) montiert ist, mit einer Neigungssensorik zur Erfassung einer absoluten Neigung (N) des Unterwagens (2), des Oberwagens (7) und/oder des Auslegers (10), wobei weiter eine signaltechnisch mit der Neigungssensorik verbundene Steuereinrichtung umfasst ist, die eingerichtet ist, nach Aufnahme einer Last aus einem von der Neigungssensorik übermittelten Neigungsparameter auf eine Änderung der absoluten Neigung (N) des Auslegers (10) gegenüber einem Sollwert zu schließen und den Wippwinkel (W) und/oder die Länge des Auslegers (10) automatisch in Abhängigkeit von der erfassten Änderung zu verstellen.Crane (1), in particular a mobile crane, with an undercarriage (2), with a superstructure (7) rotatable relative to the undercarriage (2), on which a boom (10) which is adjustable in the luffing angle (W) and / or in the length is mounted with an inclination sensor for detecting an absolute inclination (N) of the undercarriage (2), the superstructure (7) and / or the boom (10), further comprising a signaling device connected to the inclination sensor control means is arranged, after recording a load from a tilt parameter transmitted by the tilt sensor to a change in the absolute inclination (N) of the boom (10) with respect to a target value and the rocking angle (W) and / or the length of the boom (10) automatically as a function of the detected Change to change.
Description
Die Erfindung betrifft einen Kran, insbesondere einen Mobilkran. The invention relates to a crane, in particular a mobile crane.
Krane dienen herkömmlicherweise zum Anheben und Versetzen von Lasten, d. h. zur Bewegung der angehobenen Last insbesondere zu einer seitlich zu einer Lastaufnahmeposition versetzten Lastabladeposition. Bekannt sind hierzu bspw. Krane, die ortsfest bspw. an einer Baustelle aufgebaut werden. Diese Krane weisen üblicherweise einen senkrecht aufgestellten Kranmast mit einem quer (meist auch waagerecht) dazu angeordneten Ausleger auf, an dem häufig ein als „Laufkatze“ bezeichneter Träger von Seilumlenkrollen verfahrbar angeordnet ist. Von dieser Laufkatze hängt ein Flaschenzug mit Haken herab, an dem die Last angehängt werden kann. Ebenso sind aber auch Mobilkrane bekannt. Unter einem solchen „Mobilkran“ wird hier und im Folgenden ein Fahrzeug verstanden, das einen vorzugsweise teleskopisch längenverstellbaren (Grund-)Ausleger – optional auch eine an dem Grundausleger endseitig reversibel befestigbare Auslegerverlängerung (bspw. eine Gittermastspitze) – zum Bewegen der Lasten aufweist, wobei der Flaschenzug stets an der Spitze des gesamten Auslegers (d. h. gegebenenfalls an der Spitze der montierten Auslegerverlängerung) angeordnet ist. Alternativ wird für einen solchen Mobilkran auch der Begriff „Fahrzeugkran“ verwendet. Ein solcher Mobilkran umfasst dabei herkömmlicherweise einen Fahrzeugunterbau, der meist als „Unterwagen“ bezeichnet wird, sowie einen um eine Hochachse zu dem Unterwagen drehbaren Fahrzeugaufbau („Kranaufbau“ oder „Oberwagen“), an dem der Ausleger in Hochrichtung schwenkbar, d. h. in seiner Neigung gegen die Horizontale verstellbar) angeordnet ist. Der Unterwagen ist dabei üblicherweise durch einen (Fahrzeug-)Rahmen gebildet, an dem mehrere Radachsen sowie ein Cockpit („Führerhaus“), ein (Fahr-)Motor und ein zugeordnetes (Fahrt-)Getriebe angeordnet sind. Meist sind an dem Unterwagen auch Abstützer angeordnet, die vor dem Aufnehmen einer Last quer zur (Fahrzeug-)Längsrichtung (auch: Längsachse; entspricht der Hauptfahrtrichtung bei Geradeausfahrt) ausgestellt und auf den Boden aufgesetzt werden. Diese Abstützer dienen zur Stabilisierung des Mobilkrans gegen seitliches (d. h. quer zur Längsrichtung) Kippen. Cranes are traditionally used for lifting and shifting loads, i. H. for moving the lifted load, in particular to a load-unloading position laterally offset to a load-receiving position. For example, cranes that are stationary, for example, are set up at a construction site are known. These cranes usually have a vertically erected crane mast with a transversely (usually also horizontally) arranged to boom on which often called a "trolley" designated carrier of Seilumlenkrollen is arranged movable. From this trolley hangs a pulley with hook down to which the load can be attached. But also mobile cranes are known. Such a "mobile crane" is understood here and below to mean a vehicle which has a preferably telescopically length-adjustable (base) boom - optionally also a boom extension which can be reversibly fastened to the base boom at the end (for example a lattice mast tip) - for moving the loads the pulley is always located at the top of the entire boom (ie possibly at the top of the boom extension). Alternatively, the term "vehicle crane" is used for such a mobile crane. Such a mobile crane conventionally comprises a vehicle underbody, which is usually referred to as "undercarriage", and a vehicle body ("crane body" or "superstructure") rotatable about a vertical axis to the undercarriage, on which the boom can pivot in the vertical direction, d. H. in its inclination against the horizontal adjustable) is arranged. The undercarriage is usually formed by a (vehicle) frame on which a plurality of wheel axles and a cockpit ("driver's cab"), a (driving) engine and an associated (drive) gear are arranged. Usually also on the undercarriage also supports are arranged, which are issued before picking up a load transversely to the (vehicle) longitudinal direction (also: longitudinal axis, corresponds to the main direction of travel when driving straight ahead) and placed on the ground. These stabilizers serve to stabilize the mobile crane against lateral (i.e., transverse to longitudinal) tilting.
Um die aufgenommene Last an der gewünschten Lastabladeposition abzusetzen, wird der Ausleger des Krans in den meisten Fällen um eine Hochachse gedreht und/oder – insbesondere bei Mobilkranen – der Ausleger in seiner Neigung verstellt. Während bei einem Mobilkran der Kranaufbau und Rahmen inkl. seitlicher Abstützer bei einer Auslegerposition in Längsrichtung, also parallel zur Fahrrichtung oder Längsrichtung des Unterwagens, vergleichsweise starr ist, führen elastische Verformungen des Rahmens und/oder der Abstützer und/oder gegebenenfalls des Kranaufbaus bei einem Verschwenken (Drehen) des Auslegers mit Last quer zur Längsrichtung, also seitlich überstehend, zu einer Verringerung der tatsächlichen Neigung des Auslegers. Der Ausleger ist in diesem Fall somit flacher zur Horizontalen angestellt. Hierdurch vergrößert sich der tatsächliche Auslegerradius (die Projektion der eingestellten Auslegerlänge auf die Horizontalebene) unerwünscht. Das heißt, dass bei einer reinen Drehung des Oberwagens mit gleichbleibender Last das Freiende (oder: die Spitze) des Auslegers und somit auch die aufgenommene Last eine ellipsenförmige oder ovale Bahn beschreiben. Die Abweichung gegenüber einer Kreisbahn kann dabei abhängig von der Länge – bei einem teleskopierbaren Ausleger insbesondere auch von einer Längenkonfiguration – des Auslegers sogar mehr als 500 mm betragen. Mit einer derartigen Radiusvergrößerung ist nachteiligerweise oft auch eine Verringerung der maximal zulässigen Traglast (d. h. der für eine aufzunehmende Last maximal zugelassenen Gewichtskraft) verbunden, was ggf. ebenfalls zu berücksichtigen ist. Möglicherweise wird dem Kranführer bei einem seitlichen Verschwenken der Last aufgrund der Radiusvergrößerung somit eine verringerte (erlaubte) Traglast angegeben oder der Kran gerät sogar unerwünscht in eine Abschaltung. Ein weiteres Problem einer lastbedingten (und somit verformungsbedingten) Radiusvergrößerung ist, dass sich das Zielgebiet für eine Lastabladung unerwünscht und ohne eine Aktion des Kranführers verändert. Der Kranführer muss in diesem Fall nachkorrigieren, um die gewünschte Lastabladeposition zu „treffen“. In order to settle the recorded load at the desired Lastabladeposition, the boom of the crane is rotated in most cases around a vertical axis and / or - especially in mobile cranes - the boom is adjusted in its inclination. While in a mobile crane, the crane body and frame incl. Side support in a boom position in the longitudinal direction, ie parallel to the direction or longitudinal direction of the undercarriage, is relatively rigid, cause elastic deformation of the frame and / or the support and / or possibly the crane body during pivoting (Rotate) of the boom with load across the longitudinal direction, ie laterally projecting, to a reduction in the actual inclination of the boom. The boom is thus employed in this case flatter to the horizontal. This undesirably increases the actual boom radius (the projection of the set boom length to the horizontal plane). This means that in a pure rotation of the superstructure with a constant load the free end (or: the tip) of the boom and thus also the recorded load describe an elliptical or oval path. The deviation with respect to a circular path can thereby be more than 500 mm, depending on the length - in the case of a telescopic boom, in particular also of a length configuration - of the boom. With such a radius enlargement disadvantageously often also a reduction of the maximum permissible load (that is, the maximum authorized weight for a load to be absorbed) connected, which may also be considered. Possibly the crane operator with a lateral pivoting of the load due to the increase in radius thus a reduced (allowed) load specified or the crane even undesirably gets into a shutdown. Another problem with a load-related (and therefore deformation-related) increase in radius is that the target area for a load unloading changes undesirably and without an action by the crane operator. The crane operator must correct in this case to "hit" the desired load-unloading position.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Kran anzugeben. The invention has for its object to provide an improved crane.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Kran mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt. This object is achieved by a crane with the features of claim 1. Advantageous and partly inventive embodiments and developments of the invention are set forth in the dependent claims and the description below.
Bei dem erfindungsgemäßen Kran handelt es sich vorzugsweise um einen Mobilkran. Der Kran umfasst einen Unterwagen und einen relativ zu diesem (um eine als „Drehachse“ bezeichnete Achse) drehbaren Oberwagen. An diesem Oberwagen ist ein Ausleger derart montiert, dass der Ausleger (vorzugsweise in Hochrichtung) in einem Wippwinkel (auch als Neigungswinkel bezeichnet) und/oder in der Länge verstellbar ist. Der Kran umfasst außerdem eine Neigungssensorik zur Erfassung einer absoluten, d. h. vorzugsweise auf die Lotrechte (auch: „Vertikale“) oder die Horizontale bezogenen Neigung des Unterwagens, des Oberwagens, und/oder des Auslegers. Des Weiteren umfasst der Kran einen signaltechnisch mit der Neigungssensorik verbundenen Controller (auch als „Steuereinrichtung“ oder „Steuereinheit“ bezeichnet). Dieser Controller ist dazu eingerichtet und ausgebildet, nach Aufnahme einer Last (d. h. insbesondere wenn die Last keinen Bodenkontakt mehr hat und somit nur an einem Lastseil des Krans hängt) aus einem von der Neigungssensorik übermittelten Neigungsparameter auf eine Änderung der absoluten Neigung des Auslegers gegenüber einem Sollwert (vorzugsweise einem Neigungssollwert) zu schließen und den Wippwinkel und/oder die Länge des Auslegers automatisch in Abhängigkeit von der erfassten Änderung zu verstellen. The crane according to the invention is preferably a mobile crane. The crane comprises an undercarriage and a superstructure rotatable relative thereto (about an axis referred to as a "rotation axis"). On this uppercarriage, a boom is mounted in such a way that the boom (preferably in the vertical direction) is adjustable in a rocking angle (also referred to as the inclination angle) and / or in its length. The crane also includes a tilt sensor for detecting an absolute, ie preferably related to the vertical (or "vertical") or the horizontal inclination of the undercarriage, the superstructure, and / or the boom. Furthermore, the crane includes a signal technology with the inclination sensor connected controller (also referred to as "control device" or "control unit"). This controller is set up and designed, after receiving a load (ie, in particular when the load has no contact with the ground and thus only hangs on a load rope of the crane) from a tilt parameter transmitted by the inclination sensor system to a change in the absolute inclination of the boom with respect to a desired value (Preferably, a pitch setpoint) and adjust the rocking angle and / or the length of the boom automatically in response to the detected change.
In bevorzugter Ausgestaltung ist der Controller zumindest im Kern durch einen Mikrocontroller mit einem Prozessor und einem Datenspeicher gebildet, in dem die Funktionalität zur vorstehend beschriebenen Verstellung des Auslegers in Abhängigkeit von der erfassten Neigungsänderung in Form einer Betriebssoftware (Firmware) programmtechnisch implementiert ist. Die vorstehend beschriebene Verstellung des Auslegers wird somit – gegebenenfalls in Interaktion mit Kranpersonal (bspw. einem Kranführer) – bei Ausführung der Betriebssoftware in dem Mikrocontroller automatisch durchgeführt. Der Controller kann im Rahmen der Erfindung alternativ aber auch durch ein nicht-programmierbares elektronisches Bauteil, z.B. einen ASIC, gebildet sein, in dem die Funktionalität zur vorstehend beschriebenen Verstellung des Auslegers mit schaltungstechnischen Mitteln implementiert ist. In a preferred embodiment, the controller is formed at least in the core by a microcontroller with a processor and a data memory, in which the functionality for the above-described adjustment of the boom as a function of the detected change in slope in the form of operating software (firmware) is implemented programmatically. The above-described adjustment of the boom is thus - if necessary in interaction with crane personnel (for example, a crane operator) - carried out automatically when running the operating software in the microcontroller. Alternatively, the controller may be provided by a non-programmable electronic component, e.g. an ASIC, in which the functionality for the above-described adjustment of the boom is implemented by means of circuitry.
Durch die vorstehend beschriebene Verstellung des Auslegers in Abhängigkeit von der erfassten (absoluten) Neigungsänderung wird vorteilhafterweise ermöglicht, dass die aufgenommene Last sich – bei reiner Drehung des Oberwagens ohne zusätzliches, aktives Neigen (auch: „Wippen“) des Auslegers – zumindest innerhalb vernachlässigbarer Toleranzen entlang einer Kreisbahn, d. h. mit zumindest näherungsweise konstantem (Ausleger-)Radius bewegt. Für den Fall, dass die aufgenommene Last entlang einer als Transportbahn bezeichneten Kurve – d. h. insbesondere einer Überlagerung einer Drehung des Oberwagens und einem Neigen des Auslegers – zu einer vorgegebenen Lastabladeposition (auch: „Zielort“) bewegt wird, kann der Ausleger nun außerdem vorteilhafterweise so ausgerichtet werden, dass unabhängig von der Drehposition des Oberwagens die Last besonders präzise an der gewünschten Lastabladeposition, die insbesondere durch einen vorgegebenen Ziel-Auslegerradius und einer vorgegebenen Ziel-Drehposition definiert ist, abgelegt werden kann. By the above-described adjustment of the boom as a function of the detected (absolute) inclination change is advantageously allows the recorded load - with pure rotation of the upper carriage without additional, active tilting (also: "rocking") of the boom - at least within negligible tolerances along a circular path, d. H. moved with at least approximately constant (cantilever) radius. In the event that the recorded load along a curve designated as transport path - d. H. In particular, a superposition of a rotation of the superstructure and a tilting of the boom - to a predetermined Lastabladeposition (also: "destination") is moved, the boom can now also advantageously be aligned so that regardless of the rotational position of the upper carriage, the load particularly precise at the desired Lastabladeposition, which is defined in particular by a predetermined target boom radius and a predetermined target rotational position, can be stored.
Außerdem kann mittels der Erfindung vermieden werden, dass aufgrund der auftretenden elastischen Verformungen des Krans – die meist bei einem um etwa 90° gegenüber einer Längsrichtung des Unterwagen des Krans ausgedrehten Ausleger maximal sind – sich die Neigung zumindest des Auslegers derart ändert, dass der aufgrund dieser verformungsbedingten Neigung vergrößerte (auftretende und angezeigte) Auslegerradius für die Gewichtskraft der aufgenommenen Last an eine (aufgrund von Festigkeiten und/oder der Kippstabilität des gesamten Krans vorgegebene) Grenze gelangt und sich der Kran damit gegebenenfalls in eine Abschaltung bewegt. Dadurch kann beispielsweise auch vermieden werden, dass in Traglasttabellen des Krans reduzierte Traglasten für einen 360° Arbeitsbereich vorgegeben werden müssen, d. h. insbesondere bei beabsichtigter Drehung über etwa 90° zur Längsrichtung nur Lasten mit (gegenüber Arbeiten im Bereich der Längsrichtung) geringerer Gewichtskraft bewegt werden dürfen. In addition, it can be avoided by means of the invention that due to the occurring elastic deformations of the crane - which are usually at a rotated by about 90 ° with respect to a longitudinal direction of the undercarriage of the crane arms - the inclination of at least the boom changes such that due to this deformation-induced inclination increased (occurring and indicated) boom radius for the weight of the recorded load to a (given due to strength and / or the tilt stability of the entire crane) limit and the crane thus possibly moves into a shutdown. This can also be avoided, for example, that in load tables of the crane reduced payloads for a 360 ° workspace must be specified, d. H. in particular with intentional rotation about 90 ° to the longitudinal direction only loads with (compared to working in the longitudinal direction) lower weight force may be moved.
Die Erfindung sieht hierfür also vor, ausgehend von einem insbesondere bei konstanter Last (denn diese ändert sich nach deren Aufnahme erkanntermaßen nicht) ermittelten Neigungsparameter zumindest mittelbar einen Abgleich des eingestellten Wippwinkels zum tatsächlichen, absoluten Neigungswinkel des Gesamtsystems des Krans vorzunehmen und die Stellung des Auslegers entsprechend nachzukorrigieren. Insbesondere werden dazu der Wippwinkel und/oder die Länge des Auslegers verändert. Durch diese Maßnahme wird der Auslegerradius vorteilhafterweise gerade auch bei einer Drehung des Auslegers im Wesentlichen entlang einer Kreisbahn geführt. Dabei werden lastbedingte elastische Verformungen im Rahmen des Krans, im Unterwagen, im Oberwagen, in den Abstützern usw. insbesondere automatisch berücksichtigt. Der Kranführer braucht also nicht nachzukorrigieren, was insbesondere im Falle der Übernahme eines ihm noch unbekannten Krans von großem Vorteil ist. For this purpose, the invention therefore provides, starting from an inclination parameter determined in particular at constant load (since it does not change after it has been picked up) at least indirectly to adjust the set rocking angle to the actual, absolute inclination angle of the overall system of the crane and to adjust the position of the cantilever accordingly nachzukorrigieren. In particular, the rocking angle and / or the length of the boom are changed. By this measure, the boom radius is advantageously performed even along a circular path even with a rotation of the boom substantially. In this case, load-related elastic deformations in the context of the crane, in the undercarriage, in the superstructure, in the stabilizers, etc., in particular automatically taken into account. The crane operator therefore does not need to correct, which is particularly advantageous in the case of taking over a crane that is still unknown to him.
In einer bevorzugten Ausführung ist der Controller dazu eingerichtet (und ausgebildet), aus der erfassten Änderung der absoluten Neigung des Auslegers insbesondere auf einen gegenüber einem Sollwert veränderten Istwert des Auslegerradius („Radiusistwert“) zu schließen, vorzugsweise eine Abweichung zwischen dem Soll- und dem Istwert des Auslegerradius zu ermitteln. Der Controller ist vorteilhafterweise außerdem dazu eingerichtet, den Wippwinkel und/oder die Länge des Auslegers automatisch zum Erreichen des Sollwerts des Auslegerradius („Radiussollwert“) zu verstellen. Unter dem Radiussollwert wird hier und im Folgenden insbesondere ein drehpositionsabhängig vorgegebener Sollwert verstanden. Dieser Sollwert kann dabei für jede Drehposition einer 360°-Drehung des Oberwagens gleich vorgegeben sein. Gleichermaßen kann der Sollwert aber auch für eine Vielzahl von Drehpositionen variieren. Letzteres ist bspw. der Fall, wenn die aufgenommene Last entlang der vorstehend beschriebenen Transportbahn unter Drehen des Oberwagens und Wippen des Auslegers auf eine insbesondere einprogrammierte Lastabladeposition versetzt werden soll. In a preferred embodiment, the controller is set up (and designed) to conclude from the detected change in the absolute inclination of the cantilever in particular to an actual value of the cantilever radius ("actual radius value") which is different from a desired value, preferably a deviation between the nominal value and the nominal value Actual value of the boom radius to determine. The controller is also advantageously configured to automatically adjust the rocking angle and / or the length of the boom to achieve the boom radius setpoint ("radius set point"). Under the radius reference is here and below understood in particular a rotational position-dependent predetermined setpoint. This setpoint can be given the same for each rotational position of a 360 ° rotation of the upper carriage. Likewise, however, the setpoint may vary for a variety of rotational positions. The latter is, for example, the case when the recorded load along the transport path described above while rotating the upper carriage and Rocker of the boom to be placed on a particular programmed load-unloading position.
In einer zweckmäßigen Ausführung ist die Neigungssensorik insbesondere am Unterwagen, am Oberwagen und/oder am Ausleger angeordnet ist. Das heißt, dass die Neigungssensorik in einer Variante alternativ an einer der drei genannten Baugruppen angeordnet ist. In einer alternativen Variant ist die Neigungssensorik, insbesondere wenigstens jeweils ein der Neigungssensorik zugeordneter (vorzugsweise absolut messender) Neigungssensor, an wenigstens zwei der drei genannten Baugruppen, bspw. am Unterwagen und am Ausleger, oder am Oberwagen und am Ausleger, oder an allen drei Baugruppen angeordnet ist. Vorteilhafterweise ist die Neigungssensorik zumindest am Ausleger angeordnet, da in diesem Fall auf einfache Weise sowohl eine lastbedingte Biegung des Auslegers zusätzlich zu elastischen Verformungen des Unterwagens und/oder des Oberwagens berücksichtigt ist. In an expedient embodiment, the inclination sensor is arranged in particular on the undercarriage, on the uppercarriage and / or on the outrigger. This means that the inclination sensor is alternatively arranged in one variant on one of the three modules mentioned. In an alternative variant, the inclination sensor, in particular at least one of the inclination sensor associated (preferably absolute measuring) inclination sensor, on at least two of the three modules, for example. On the undercarriage and on the boom, or on the superstructure and on the boom, or on all three modules is arranged. Advantageously, the inclination sensor is arranged at least on the boom, since in this case both a load-induced bending of the boom is taken into account in addition to elastic deformations of the undercarriage and / or the superstructure in a simple manner.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausführung umfasst der Kran eine Lastsensorik, die signaltechnisch mit dem Controller verbunden ist. Die Lastsensorik dient dabei insbesondere zum Erfassen der Gewichtskraft der aufgenommenen Last (allgemein auch Traglast bezeichnet). Der Controller ist hierbei vorzugsweise dazu eingerichtet, aus einem von der Lastsensorik übermittelten Lastparameter auf den Abschluss der Aufnahme der Last (d. h. eines Anhebevorgangs) zu schließen, d. h. zu ermitteln, dass die Last vom Boden abgehoben ist und nur noch am Lastseil hängt. Hierfür ist der Controller bspw. dazu eingerichtet, den Abschluss der Lastaufnahme daran zu erkennen, dass der Lastparameter insbesondere bei gleichbleibender Drehposition und bei gleichbleibendem Wippwinkel konstant bleibt. Der Controller ist außerdem vorzugsweise auch dazu eingerichtet, erst nach abgeschlossener Lastaufnahme die automatische Korrektur des Auslegerradius vorzunehmen. Der Controller schaltet also insbesondere erst nach Abschluss der Lastaufnahme die vorstehend beschriebene Überwachung des Auslegerradius, d. h. die automatische Verstellung des Wippwinkels und/oder der Länge des Auslegers in Abhängigkeit von der absoluten Neigungsänderung ein. Der Controller ist dabei zweckmäßigerweise dazu eingerichtet, bei der Ermittlung des tatsächlichen Auslegerradius auch den Lastparameter heranzuziehen, insbesondere da sich die Gewichtskraft auch in der Biegung des Auslegers niederschlägt. In a further expedient embodiment, the crane comprises a load sensor, which is signal-wise connected to the controller. The load sensor is used in particular for detecting the weight of the recorded load (also commonly called load). In this case, the controller is preferably set up to conclude from a load parameter transmitted by the load sensor system to the completion of the recording of the load (that is to say a lifting operation), that is to say the controller. H. to determine that the load is lifted from the ground and only hangs on the load rope. For this purpose, the controller is, for example, set up to detect the completion of the load pick-up because the load parameter remains constant, in particular with the rotational position remaining the same and the rocking angle remaining the same. The controller is also preferably also configured to perform the automatic correction of the boom radius only after completed load picking. Thus, in particular, the controller only switches the above-described monitoring of the boom radius after completion of the load pick-up, d. H. the automatic adjustment of the rocking angle and / or the length of the boom as a function of the absolute change in inclination. The controller is expediently set up to use the load parameter in determining the actual boom radius, in particular since the weight force is also reflected in the bending of the boom.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung umfasst die Lastsensorik insbesondere einen Druckaufnehmer, der an einem hydraulischen Wippzylinder des Auslegers angeordnet ist. Der Wippzylinder ist dabei vorzugsweise durch einen Hydraulikzylinder gebildet und dient im Betrieb des Krans zur Einstellung des Wippwinkels, d. h. zum Aufrichten und Absenken, also der Neigungsverstellung des Auslegers. Der Druckaufnehmer gibt im Betrieb den Lastparameter aus, mittels dessen die Gewichtkraft der mittels des Auslegers angehobenen Last ermittelt wird. In an expedient development, the load sensor system in particular comprises a pressure sensor, which is arranged on a hydraulic rocker cylinder of the boom. The rocking cylinder is preferably formed by a hydraulic cylinder and is used in the operation of the crane for setting the rocking angle, d. H. for raising and lowering, so the inclination adjustment of the boom. In operation, the pressure transducer outputs the load parameter, by means of which the weight force of the load lifted by means of the boom is determined.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausführung umfasst der Kran einen Drehwinkelgeber, der mit dem Controller signaltechnisch verbunden ist und der zur Erfassung einer Drehung des Oberwagens relativ gegenüber dem Unterwagen dient. Der Controller ist dabei insbesondere dazu eingerichtet ist, aus einem von dem Drehwinkelgeber übermittelten Winkelparameter auf einen Drehwinkel des Oberwagens zu schließen und erst bei einer Änderung des Drehwinkels die vorstehend beschriebene Überwachung des Auslegerradius durchzuführen oder einzuschalten, zusätzlich oder alternativ zu der vorstehend beschriebenen vom Abschluss der Lastaufnahme abhängigen Aktivierung. In a further expedient embodiment, the crane comprises a rotary encoder, which is signal-technically connected to the controller and which serves to detect a rotation of the upper carriage relative to the lower carriage. The controller is in particular configured to close from an angle parameter transmitted by the rotary encoder to a rotation angle of the superstructure and to perform or switch on the above-described monitoring of the boom radius only in a change of the rotation angle, additionally or alternatively to the above described from the conclusion of Load-bearing dependent activation.
In einer bevorzugten Ausführung umfasst die Neigungssensorik einen gravimetrischen Neigungssensor. Dieser ist insbesondere dazu eingerichtet, den Neigungsparameter absolut, d. h. bezogen auf die Schwerkraftrichtung (die der Vertikalen entspricht) und somit unabhängig von der tatsächlichen Ausrichtung des Krans im Gelände zu ermitteln. In a preferred embodiment, the tilt sensor includes a gravimetric tilt sensor. This is in particular set up, the inclination parameter absolute, d. H. relative to the direction of gravity (which corresponds to the vertical) and thus independent of the actual orientation of the crane in the field to determine.
In einer zweckmäßigen Ausführung ist der Ausleger aus- und einteleskopierbar ausgebildet. D. h. der Ausleger umfasst wenigstens zwei, vorzugsweise mehr als zwei (bspw. vier bis acht), ineinander verschiebbare („teleskopierbare“) Auslegersegmente, die zur Einstellung der Länge des Auslegers mittels eines im Inneren aller Auslegersegmente angeordneten Teleskopierzylinders oder eines vergleichbaren Antriebs gegeneinander verschoben werden können. Optional umfasst der Ausleger auch eine Auslegerverlängerung (auch: „Mastspitze“), die reversibel insbesondere an einem Freiende des innersten, teleskopierbaren Auslegersegments montiert werden kann. Vorzugsweise ist der Ausleger dazu eingerichtet, je nach Gewichtskraft der anzuhebenden Last in unterschiedlichen „Längskonfigurationen“ zum Einsatz zu kommen. Das heißt, dass nicht in jedem Einsatzfall alle Auslegersegmente vollständig ausgefahren sein brauchen. Beispielsweise werden für besonders leichtgewichtige Lasten und für eine vergleichsweise geringe erforderliche Reichweite nur die innersten und somit im Querschnitt „dünnsten“ Auslegersegmente ausgeschoben. Bei besonders schweren Lasten können hingegen bspw. auch nur die zwei querschnittsstärksten (äußersten) Auslegersegmente ausgeschoben werden, wohingegen die “dünneren“ Auslegersegmente einteleskopiert verbleiben. Letzteres führt erkanntermaßen zu einem höheren Widerstandsmoment gegen Biegung. Andererseits können aber auch alle Auslegersegmente ausgeschoben und/oder die Auslegerverlängerung montiert sein. In an expedient embodiment, the boom is designed to be telescoping and telescoping. Ie. the boom comprises at least two, preferably more than two (eg four to eight), telescoping boom segments which can be displaced from each other to adjust the length of the boom by means of a telescoping cylinder or a comparable drive arranged inside each boom segment , Optionally, the boom also includes a boom extension (also: "mast tip"), which can be reversibly mounted in particular on a free end of the innermost, telescopic boom segment. Preferably, the boom is adapted to be used in different "longitudinal configurations" depending on the weight of the load to be lifted. This means that not every application requires that all boom segments are fully extended. For example, only the innermost and thus in cross-section "thinnest" boom segments are pushed for particularly lightweight loads and for a relatively small required range. In the case of particularly heavy loads, on the other hand, for example, only the two cross-section-strongest (outermost) boom segments can be pushed out, whereas the "thinner" boom segments remain telescoped. The latter is known to lead to a higher moment of resistance to bending. On the other hand, however, all boom segments can be pushed out and / or the boom extension be mounted.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist der Controller dazu eingerichtet, insbesondere die Länge des Auslegers, vorzugsweise auch dessen Längskonfiguration zur Bestimmung der Abweichung des Radiusistwerts des Auslegerradius vom Radiussollwert zur berücksichtigen. Erkanntermaßen schlägt sich nämlich auch die lastbedingte Biegung des Auslegers in dem Auslegerradius nieder. Die Biegung des Auslegers variiert dabei wiederum mit der Länge des Auslegers, sowie auch mit der Längskonfiguration des Auslegers. In einer Variante ist der Controller dabei dazu eingerichtet, die Länge und/oder Längskonfiguration aus einem Auslegercontroller (d. h. einem zur Längsverstellung des Auslegers dienendem Steuergerät) abzufragen. Der Auslegercontroller kann dabei auch Teil des Controllers selbst sein oder alternativ eine von diesem separate Baueinheit. In einer alternativen Variante umfasst der Kran eine mit dem Controller signaltechnisch verbundenen Längensensorik zur Erfassung der Länge des Auslegers. In an expedient refinement, the controller is set up to take into account in particular the length of the jib, preferably also its longitudinal configuration for determining the deviation of the radius actual value of the jib radius from the desired radius value. As is known, the load-induced bending of the boom is reflected in the cantilever radius. The deflection of the boom in turn varies with the length of the boom, as well as with the longitudinal configuration of the boom. In one variant, the controller is configured to interrogate the length and / or longitudinal configuration from a boom controller (ie, a control device used for longitudinal adjustment of the boom). The boom controller can also be part of the controller itself or alternatively one of this separate unit. In an alternative variant, the crane comprises a signal sensor connected to the length sensor for detecting the length of the boom.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist der Controller auch dazu eingerichtet, zur Ermittlung des gegenüber dem Radiussollwert veränderten Radiusistwerts des Auslegerradius auf wenigstens eine hinterlegte (vorzugsweise in einer Speichereinheit des Controllers abgespeicherte) Wertetabelle zurückzugreifen, d. h. insbesondere den Radiusistwert aus der Wertetabelle auszulesen. Diese wenigstens eine Wertetabelle gibt dabei insbesondere einen Zusammenhang des Auslegerradius mit wenigstens einem der insbesondere mittels der jeweiligen Sensorik erfassten oder übermittelten Parametern wieder. Dieser oder der jeweilige Parameter ist dabei insbesondere ausgewählt aus Neigungsparameter, Lastparameter, Längenparameter, Längenkonfiguration. Beispielsweise ist in der oder der jeweiligen Wertetabelle für eine gegebene Gewichtskraft der Last, gegebenem Wippwinkel und gegebener Längskonfiguration ein Radiusistwert neigungs- und/oder drehpositionsabhängig hinterlegt. Diese oder die jeweilige Wertetabelle ist bspw. mit empirisch oder auf Basis statischer Verformungsberechnungen ermittelten Werten gefüllt. Vorzugsweise ist der Controller dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von dem Radiusistwert einen Sollwert für den Wippwinkel zu bestimmen, mittels dessen der Radiusistwert auf den Radiussollwert zurückgeführt werden kann. Dieser Sollwert für den Wippwinkel wird von dem Controller in einer Variante insbesondere mittels eines hinterlegten Algorithmus bestimmt, in dem die mechanischen (statikrelevanten) und geometrischen Daten und Parameter berücksichtigt sind. In einer alternativen Variante ist auch dieser Sollwert in einer zugeordneten Wertetabelle zum Auslesen hinterlegt. In a further expedient embodiment, the controller is also set up to use at least one stored value table (preferably stored in a memory unit of the controller) for determining the radius actual value of the boom radius which is changed with respect to the desired radius value. H. In particular, read the actual radius value from the value table. In particular, this at least one value table represents a relationship between the boom radius and at least one of the parameters detected or transmitted in particular by means of the respective sensor system. This or the respective parameter is in particular selected from inclination parameters, load parameters, length parameters, length configuration. For example, in the or the respective value table for a given weight force of the load, given rocking angle and given longitudinal configuration, a radius actual value is deposited in a tilt and / or rotational position-dependent manner. This or the respective value table is filled, for example, with values determined empirically or on the basis of static deformation calculations. The controller is preferably set up to determine a setpoint value for the rocking angle as a function of the actual radius value, by means of which the actual radius value can be returned to the desired radius value. This setpoint for the rocking angle is determined by the controller in a variant, in particular by means of a stored algorithm in which the mechanical (statically relevant) and geometric data and parameters are taken into account. In an alternative variant, this setpoint is also stored in an assigned value table for reading out.
Zur Behebung des Problems der Vergrößerung des Auslegerradius bei einer Drehung des Oberwagens kann insbesondere überraschend auf ein im eigenen Haus entwickeltes und im Controller implementiertes Steuer- oder Regelungsverfahren (als „Liftadjuster“ bezeichnet) zurückgriffen werden. Der Liftadjuster als solcher sieht vor, beim Anheben einer Last die hierdurch bedingte Durchbiegung des Auslegers und damit eine Radiusvergrößerung durch Steilerstellen des Auslegers beim Abheben der Last zu kompensieren. Während der Lastaufnahme biegt sich der Ausleger allmählich durch, so dass sich die Auslegerspitze gegenüber der noch am Boden befindlichen Last bewegt. Beim Abheben der Last vom Boden gerät diese hierdurch unerwünscht ins Pendeln. Durch den Liftadjuster wird sichergestellt, dass die Auslegerspitze durch Nachstellen des Wippwinkels vertikal über der Last bleibt. Beim Abheben vom Boden wird dann die Last tatsächlich vertikal nach oben bewegt, so dass ein Pendeln verhindert ist. Dies ist bspw. in
Die Erfindung erkennt jetzt, dass der gravimetrisch ermittelte Neigungswinkel sich auch während einer Drehung des Oberwagens ändert, da hierbei ebenfalls Verformungen des Kransystems auftreten. Dies ist jedoch bislang nicht berücksichtigt. Jedoch geht die Erfindung überraschend von der Erkenntnis aus, dass sich die Technologie des Liftadjusters auch dazu eignet, die vorbeschriebene Problematik einer Radiusveränderung bei einer Drehung des Oberwagens mit aufgenommener Last, also nach erfolgter Lastaufnahme, zu kompensieren. Anders als während der Lastaufnahme ändert sich die Gewichtskraft der Last während der Drehbewegung des Oberwagens aber nicht. Mittels einer Änderung des Wippwinkels, insbesondere einer entsprechenden Ansteuerung des Wippzylinders wird der tatsächliche Auslegerradius auf den Radiussollwert (der z. B. dem bei Drehbeginn vorliegenden Radiusistwert oder einem für eine Transportbahn bei einer aktuellen Drehposition vorgegebenen Radiuswert entspricht) eingestellt. The invention now recognizes that the gravimetrically determined inclination angle also changes during a rotation of the superstructure, since deformations of the crane system likewise occur here. However, this has not been considered so far. However, the invention is surprisingly based on the recognition that the technology of the Liftadjusters is also suitable to compensate for the above-described problems of a radius change in a rotation of the superstructure with recorded load, ie after the load has been absorbed. Unlike during load picking, however, the weight of the load does not change during the rotary motion of the upper carriage. By means of a change in the rocking angle, in particular a corresponding activation of the rocking cylinder, the actual boom radius is set to the desired radius value (which corresponds, for example, to the actual radius value at start of rotation or to a radius value preset for a transport path at a current rotational position).
In einer weiteren zweckmäßigen Ausführung wird insbesondere auch dem Kranführer auf einer Instrumententafel eine Drehung des Oberwagens mit aufgenommener Last angezeigt, wobei die vorgenannten Parameter, also z. B. Wippwinkel, Drehwinkel (oder Drehposition), Auslegerradius, Länge, Längenkonfiguration etc., in ihren jeweiligen Änderungen ersichtlich werden. In a further advantageous embodiment, in particular, the crane operator on an instrument panel, a rotation of the superstructure with recorded load displayed, the aforementioned parameters, ie, for. B. rocking angle, angle of rotation (or rotational position), boom radius, length, length configuration, etc., will be apparent in their respective changes.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen. Corresponding parts and sizes are always provided with the same reference numerals in all figures.
In
Der Mobilkran
Der Ausleger
Aufgrund von (elastischen) Verformungen des Mobilkrans
Dazu ermittelt der Liftadjuster während dem Anheben der Last deren Gewichtskraft sowie mittels einer Neigungssensorik, die einen am Ausleger
Wird nun die angehobene Last insbesondere nur über eine Drehung des Oberwagens
Um eine Abschaltung, ein Kippen des Mobilkrans
In einem optionalen, nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel kann zur Regelung des Auslegerradius R auch die Länge des Auslegers
In einem weiteren, nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Neigungssensorik zusätzlich oder alternativ zu dem am Ausleger
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Mobilkran mobile crane
- 2 2
- Unterwagen undercarriage
- 3 3
- Fahrzeugrahmen vehicle frame
- 4 4
- Führerstand cab
- 5 5
- Abstützer support bar
- 6 6
- Längsrichtung longitudinal direction
- 7 7
- Oberwagen superstructure
- 8 8th
- Drehachse axis of rotation
- 9 9
- Vertikale vertical
- 10 10
- Ausleger boom
- 12 12
- Wippachse rocking axis
- 14 14
- Auslegersegment boom section
- N N
- Neigungswinkel tilt angle
- R R
- Auslegerradius boom radius
- RBG R BG
- Belastungsgrenzwert load limit
- RD R D
- Radiusdifferenz radius difference
- RG R G
- Radiusgrenzwert radius limit
- RI R I
- Radiusistwert Radiusistwert
- RS R S
- Radiussollwert Radius setpoint
- W W
- Wippwinkel luffing
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- JP 01256496 A [0020] JP 01256496 A [0020]
- JP 2002352880 A [0020] JP 2002352880 A [0020]
- JP 2010235249 A [0020] JP 2010235249A [0020]
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-
2017
- 2017-02-08 DE DE102017202009.1A patent/DE102017202009A1/en not_active Ceased
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |