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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Hebemaschinen und insbesondere auf Hubkapazitätssysteme für solche Maschinen.
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Stand der Technik
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Hebemaschinen wie Rohrlegemaschinen werden zum Anheben und Bewegen großer Objekte in oder über den Untergrund verwendet. Solche Objekte können schwere Leitungsrohrlängen für Rohrleitungen enthalten. Die Installation solcher Leitungsrohre kann herausfordernd sein. Der gewünschte Standort für solche Rohrleitungen kann an den entlegendsten Gebieten der Erde sein und das Terrain, das die Rohrleitung durchqueren muss, ist häufig äußerst schroff. Das Land kann erhebliche Höhenänderungen und unterschiedliche Arten von Untergründen aufweisen. Um das Leitungsrohr zu installieren, muss die Rohrlegemaschine in der Lage sein, solches Terrain zu überqueren und Lasten, die oftmals mehr als 200.000 Pfund (100.000 Kilo) schwer sind, anzuheben und genau zu platzieren.
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Bei der Installation des Leitungsrohrs verwendet die Rohrlegemaschine einen Ausleger auf der Seite der Maschine, der von der Maschine weg über einen Winkelbereich in Bezug auf das Fahrgestell der Maschine kontrolliert erweitert werden kann. Ein oder mehrere Seile können sich von einer Winde oder anderen Energiequelle durch eine Reihe von Laufrollen oder Riemenscheiben erstrecken und in einem Enterhaken oder anderen geeigneten Endstück des Auslegers enden. Der Enterhaken kann dann so an dem Rohr befestigt werden, dass das Rohr angehoben wird, wenn die Winde rückläuft. Die Rohrlegemaschine wird danach an einen gewünschten Ort navigiert und der Ausleger wird an eine gewünschte Stelle zur exakten Installation des Rohrs, wie z. B. in einen Graben, gesenkt.
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Während des Betriebs positioniert die Rohrlegemaschine das Gewicht des Leitungsrohrs freitragend weg vom Fahrgestell, Motor und Unterwagen des Rohrlegers. Da das Fahrgestell, der Motor und der Unterwagen den Großteil des Gewichts eines Rohrlegers umfassen, kann der Rohrleger je nach Gewicht des anzuhebenden Rohrs und der Länge des Auslegerarms potenziell kippen und instabil werden. Wenn der Rohrleger hingegen so betrieben wird, dass die Kapazität der Maschine vorsichtig vermieden wird, kann die Fähigkeit des Rohrlegers, Zugang zu dem gewünschten Installationsort zu erlangen, signifikant eingeschränkt werden.
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Außerdem müssen Rohrlegemaschinen aufgrund derzeitiger Anforderungen höhere Hubkapazitäten und größere Auslegerlängen/-winkel erfüllen. Der Rohrleger könnte theoretisch einfach größer und schwerer ausgebildet werden, um diese Anforderungen zu erfüllen, realistisch gesehen ist der allgemeine Grundriss des Rohrlegers jedoch durch Kosten-, Manövrierbarkeits- und Transportaspekte begrenzt. Wie oben ausgeführt, müssen Rohrleger an sehr entlegenen und schwierigen Orten betrieben werden. Rohrlegemaschinen müssen auch beweglich genug sein, um ihre Aufgabe zu erfüllen. Eine Überdimensionierung des Unterwagens und des Auslegers des Rohrlegers führt außerdem zu einer Erhöhung der Fertigungskosten, was Materialien betrifft, und der Betriebskosten, was Treibstoff betrifft.
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Die US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr.
2019/0033158 A1 von Bonnet et al. („die '158-Veröffentlichung“) offenbart ein Lastmomentindikatorsystem und ein Verfahren für eine Rohrlegemaschine. Das System der '158-Veröffentlichung verwendet eine Sensoranordnung zum Bestimmen der Kippstabilität der Rohrlegemaschine in Echtzeit. Die Sensoranordnung verwendet Sensoren, die allesamt an der Hauptkarosserie der Rohrlegemaschine vorgesehen sind. Insbesondere kann die Sensoranordnung einen Kraftmessbolzen, einen Luvbeschleunigungssensor, einen Auslegerwindengeber, einen Fahrzeugbeschleunigungssensor und einen Hakenwindengeber enthalten. Wenngleich die '158-Veröffentlichung ein System offenbart, das die Kippstabilität eines Rohrlegers in Echtzeit bestimmt, so berücksichtigt das System nicht alle Faktoren, die für die Kippstabilität relevant sind. Angesichts dessen besteht ein Bedarf an Rohrlegemaschinen mit Hubkapazitätssystemen, die die maximale Last, die die Rohrlegemaschine bewältigen kann, ohne zu kippen, exakt bestimmen.
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Das Hubkapazitätssystem der vorliegenden Offenbarung kann eines oder mehrere der oben angeführten Probleme und/oder anderer Probleme im Stand der Technik lösen. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung wird jedoch durch die beiliegenden Ansprüche definiert und nicht durch die Fähigkeit, ein spezifisches Problem zu lösen.
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Kurzdarstellung
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Unter einem Aspekt enthält eine Hebemaschine ein Maschinenfahrgestell, einen Ausleger, der sich von dem Maschinenfahrgestell erstreckt, und ein Verbindungsstück, das sich vom Ausleger zum Verbinden mit einer Last erstreckt. Die Maschine enthält ferner ein Steuersystem, das eine Hubkapazität der Maschine auf Basis einer durch die Last verursachten Verdrehung des Verbindungsstücks bestimmt.
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Unter einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Hubkapazität einer Hebemaschine offenbart. Die Hebemaschine enthält ein Fahrgestell, einen Ausleger, der sich von dem Fahrgestell erstreckt, und ein Verbindungsstück, das sich vom Ausleger zum Verbinden mit einer Last erstreckt. Das Verfahren enthält das Erfassen von Informationen, einschließlich: einer Vorwärts-, Rückwärts- und Rollposition des Fahrgestells, eines Winkels des Auslegers, der mit dem Verbindungsstück verbundenen Last und einer Verdrehung des Verbindungsstücks auf Basis der Last. Das Verfahren enthält ferner das Bestimmen einer Hubkapazität der Maschine auf Basis zumindest der erfassten Informationen.
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Unter einem noch weiteren Aspekt enthält eine mobile Rohrlegemaschine ein Maschinenfahrgestell, einen Ausleger, der sich von dem Maschinenfahrgestell erstreckt, ein bewegliches Gegengewicht, das sich von dem Maschinengestell erstreckt, und ein Verbindungsstück, das sich vom Ausleger zum Verbinden mit einer Last erstreckt. Die Maschine enthält ferner ein Steuersystem, das eine Steuerung enthält, die Informationen zu einer Vorwärts- , Rückwärts- und Rollposition des Fahrgestells, einer Position des Gegengewichts, einem Winkel des Auslegers, der mit dem Verbindungsstück verbundenen Last, einer Verdrehung des Verbindungsstücks auf Basis der Last empfängt, und wobei das Steuersystem eine Echtzeit-Hubkapazität der Maschine auf Basis zumindest der Informationen bestimmt.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine Vorderansicht einer beispielhaften Hebemaschine mit einer Kranbaugruppe gemäß der vorliegenden Offenbarung;
- 2 zeigt eine Seitenansicht der Hebemaschine von 1;
- 3 zeigt ein beispielhaftes Steuersystem der Hebemaschine von 1;
- 4 zeigt eine beispielhafte Hebekurve, die einem Steuersystem von 3 zugeordnet ist; und
- 5 ist ein Verfahren zum Betreiben der beispielhaften Hebemaschine von 1.
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Ausführliche Beschreibung
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Sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die nachstehende ausführliche Beschreibung sind lediglich beispielhaft und erläuternd und schränken die beanspruchten Merkmale in keinster Weise ein. Wie hierin verwendet, sollen die Ausdrücke „umfasst“, „umfassend“, „aufweisend“, „enthaltend“ und andere Variationen dieser einen nichtausschließenden Einschluss abdecken, so dass ein Prozess, ein Verfahren, ein Erzeugnis oder eine Vorrichtung, der bzw. das bzw. die eine Liste von Elementen umfasst, nicht nur diese Elemente enthält, sondern andere Elemente enthalten kann, die nicht ausdrücklich angeführt oder einem solchen Prozess, einem solchen Verfahren, einem solchen Erzeugnis oder einer solchen Vorrichtung inhärent sind. Außerdem werden in dieser Offenbarung relative Ausdrücke wie z. B. „ungefähr“, „im Wesentlichen“ und „etwa“ verwendet, um eine mögliche Abweichung des angegebenen Werts von ± 10 % anzugeben.
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1 veranschaulicht eine Hebemaschine 10 mit einer Kranbaugruppe 20. In dieser gesamten Offenbarung wird die Hebemaschine 10 unter Bezugnahme auf eine mobile Rohrlegemaschine 10 beschrieben, es wird jedoch verstanden, dass die Maschine 10 ein beliebiger Typ von Hebemaschine mit einer Kranbaugruppe 20 sein kann. Die Rohrlegemaschine 10 kann ein Fahrgestell 12, ein Paar von Laufketten 14, ein bewegliches Gegengewicht 18, eine Energiequelle wie z. B. einen internen Verbrennungsmotor (nicht gezeigt) und eine Führerkabine 16 enthalten. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, kann der Rohrleger 10 auch ein Steuersystem 60 enthalten, das eine Steuerung 62, die mit einer Mehrzahl von Sensoren 64-72 verbunden ist, einen Melder 74 und eine in der Führerkabine 16 angeordnete Anzeige 78 enthält.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, kann die Kranbaugruppe 20 einen Ausleger 22 und ein Windensystem 24 enthalten. Der Ausleger 22 kann erste und zweite Schenkel 24, 26 (2) enthalten, die unabhängig am Fahrgestell 12 an einem Ende angelenkt sind und sich zu einer verbundenen Auslegerspitze 28 erstrecken. Das Windensystem 24 kann eine Winde 30 und einen ersten Satz von Hubseilen 32 enthalten, die sich von der Winde 30 durch eine Reihe von Riemenscheiben oder Laufrollen 34, 36 erstrecken. Die Kranbaugruppe 20 kann ferner einen Enterhaken 38 oder ein anderes Endverbindungsstück enthalten, der bzw. das über einen zweiten Satz von Hubseilen 40, Riemenscheiben oder Laufrollen 42, 44 und die Winde 30 mit der Auslegerspitze 28 verbunden ist.
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Unter Bezugnahme auf die 1 und 3 kann das Steuersystem 60 eine Steuerung 62 enthalten. Die Steuerung 62 kann entsprechende Hardware, Software, Firmware usw. enthalten, um die in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahren, einschließlich des Verfahrens von 5, durchzuführen. Die Steuerung 62 kann einen oder mehrere Prozessoren, Speicher, Kommunikationssysteme und/oder andere geeignete Hardware enthalten. Die Prozessoren können z. B. ein Einkern- oder Mehrkernprozessor, ein Digitalsignalprozessor, ein Microcontroller, eine zentrale Allzweck-Verarbeitungseinheit (CPU) und/oder andere herkömmliche Prozessoren oder Verarbeitungs-/Steuerkreise oder -steuerungen sein. Der Speicher kann z. B. einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Flash- oder anderen entfernbaren Speicher oder einen anderen geeigneten und herkömmlichen Speicher enthalten. Die in den Komponenten des Steuersystems 60 verwendeten Kommunikationssysteme können z. B. beliebige herkömmliche drahtgebundene und/oder drahtlose Kommunikationssysteme wie Ethernet, Bluetooth und/oder Systeme vom Typ drahtlosen lokalen Netzwerks (WLAN) sein. Das Kommunikationssystem der Steuerung 62 kann eine Kommunikation zu z. B. den Sensoren 64-72, dem Melder 74 und der Anzeige 76 und von diesen enthalten. Ferner kann in der Steuerung 62 eine Hebekurve 100 gespeichert sein, wie nachstehend ausführlicher beschrieben.
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Die Sensoren 64-72 können Sensoren sein, die so ausgelegt sind, dass sie die Steuerung 62 mit Daten zu der Hubkapazität der Rohrlegemaschine 10 versorgen. Beispielsweise kann der Sensor 64 ein Auslegerwinkelsensor sein, um Daten zu liefern, die einem Winkel des Auslegers 22 in Bezug auf das Fahrgestell 12 entsprechen. Der Auslegerwinkelsensor 64 kann von dem Steuersystem 60 verwendet werden, um die Distanz einer Überkragung des Auslegers 22 entfernt vom Fahrgestell 12 der Rohrlegemaschine 10 zu bestimmen oder als Wert verwendet werden, der für diesen indikativ ist. Der Auslegerwinkelsensor 64 kann sich an der Auslegerspitze 28 oder an anderen geeigneten Positionen auf der Rohrlegemaschine 10 befinden. Der Sensor 66 kann ein Fahrgestellwinkelsensor sein, der Daten zu der Vorwärts- oder Rückwärtsneigung (94, 2) und zur Rollung 92 (1) der Rohrlegemaschine 10 liefert. Der Fahrgestellwinkelsensor 66 kann sich auf dem Fahrgestell 12 oder an anderen geeigneten Positionen auf der Rohrlegemaschine 10 befinden. Der Sensor 68 kann ein Lastsensor sein, der Daten zu der mit dem Enterhaken 38 verbundenen Last liefert. Der Lastsensor 68 kann sich an einer Riemenscheibe oder Laufrolle 36 des Windensystems 24 oder an anderen geeigneten Positionen auf der Rohrlegemaschine 10 befinden. Der Sensor 70 kann ein Gegengewichtspositionssensor sein, der Daten liefert, die für den Standort oder die Erstreckung des Gegengewichts 18 indikativ sind. Der Gegengewichtspositionssensor 70 kann sich auf dem Gegengewicht 18 oder an einer anderen geeigneten Position auf der Rohrlegemaschine 10 befinden. Der Sensor 72 kann ein Hakenpositionssensor sein, der Daten zu der Winkelposition des Enterhakens 38 liefert. Beispielsweise kann der Hakenwinkelsensor 72 eine Winkelposition des Enterhakens 38 in Bezug auf eine vertikale Referenzlinien- bzw. „Lot“-Position 80 des Enterhakens 38 liefern — die einer Position des Enterhakens 38 entspricht, und in Bezug auf zugehörige Hubseile 40, die sich von der Riemenscheibe oder Laufrolle 42 erstrecken, die sich vertikal entlang der Schwerkraft erstrecken. Siehe 1 und 2. Wie in 1 gezeigt, kann der Enterhaken 38 in Rollrichtung um einen Winkel 82 verdreht werden, der sich von einer Seite der Rohrlegemaschine 10 weg erstreckt, oder in eine Neigungsrichtung in einem Winkel 84, wie in 2 gezeigt, verdreht werden, die sich in Bezug auf die Lotposition 80 vorwärts oder rückwärts erstreckt. Der Hakenwinkelsensor 72 kann sich an dem Enterhaken 38 oder an anderen geeigneten Positionen auf der Rohrlegemaschine 10 befinden. Die Sensoren 64-72 können ein Erfassungssystem bilden und können einen beliebigen Sensorstandardtyp enthalten, wie z. B. eine inertiale Messeinheit (IMU), einen Winkelsensor, einen Sensor vom Kraftmessbolzentyp, einen kamerabasierten Sensor oder einen beliebigen anderen geeigneten Sensortyp, um die erforderlichen Daten bereitzustellen.
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Unter Bezugnahme auf die 1 und 3 kann die Anzeige 76 ein beliebiger Typ von Anzeige, Bildschirm, Informationsfeld usw. zum Empfangen von Informationen von der Steuerung 62 und Bereitstellen von Informationen für einen Führer oder Bauleiter der Rohrlegemaschine 10 sein. Die Anzeige 76 kann sich in der Führerkabine 16 und/oder an einem entfernt gelegenen Ort befinden. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, kann die Anzeige 76 Informationen zu z. B. der Hubkapazität der Rohrlegemaschine 10 bereitstellen, die von dem Steuersystem 60 empfangen werden. Der Melder 74 kann ein beliebiger Meldertyp zum Nachweisen von Informationen für einen Führer der Rohrlegemaschine 10 oder Personal in der Nähe der Rohrlegemaschine 10 sein. Beispielsweise wie in 1 gezeigt, kann der Melder 74 eine Reihe von Kontrollleuchten sein, die eine visuelle Information zu der Hubkapazität bereitstellen, beispielsweise grüne, gelbe und rote Lichter, die über ein potenzielles Kippen einer Rohrlegemaschine warnen, und zwar auf Basis des Überschreitens eines Hebegrenzwerts, wie von dem Steuersystem 60 bestimmt. Wenngleich der Melder 74 als visueller Melder auf der Führerkabine gezeigt ist, wird verstanden, dass der Melder alternativ oder zusätzlich ein akustischer Melder sein könnte und sich an einem beliebigen geeigneten Ort auf der Rohrlegemaschine 10 befinden könnte.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die offenbarten Aspekte der vorliegenden Offenbarung können in einer beliebigen Hebemaschine mit Kipppotenzial auf Basis der dynamischen Last verwendet werden. Beispielsweise kann die vorliegende Offenbarung von einer Rohrlegemaschine verwendet werden, um einen Führer, Bauleiter oder anderes Personal mit Echtzeit-Hubkapazitätsinformationen der Rohrlegemaschine 10 zu versorgen.
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Unter Bezugnahme auf die 3 und 5 überwacht das Steuersystem 60 während des Betriebs der Rohrlegemaschine 10 die Hubkapazität der Rohrlegemaschine 10 auf Basis von Daten von den Sensoren 64-72 und einer Hebekurve 100. Ausgaben des Echtzeit-Hubkapazitätsstatus können von der Steuerung 62 an die Anzeige 76 und/oder den Melder 74 geliefert werden.
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Eine beispielhafte Hebekurve 100 der vorliegenden Offenbarung ist in 4 gezeigt und kann in der Steuerung 62 gespeichert werden. Die Hebekurve 100 kann eine oder mehrere Karten, Tabellen, Diagramme usw. enthalten, die einen Hebegrenzwert der Rohrlegemaschine 10 auf Basis diverser erfasster Parameter wie Informationen von einem oder mehreren der Sensoren 64-72 identifizieren. Die Hebekurve 100 kann auf Basis von experimentellen, empirischen oder berechneten Daten erstellt oder gebildet werden und kann auf physikalischen Attributen der Rohrlegemaschine 10 basieren. Wie in 4 gezeigt, kann die Hebekurve 100 eine x-Achse, die eine Kipplast (in Kilonewton) der Rohrlegemaschine 10 bereitstellt, und eine y-Achse, die einer Überkragungsdistanz oder Überkragungserstreckung (in Fuß) des Auslegers 22 weg vom Fahrgestell 12 der Rohrlegemaschine 10 entspricht, enthalten. Die Kipplast entspricht einer Last auf dem Ausleger 22, die die Rohrlegemaschine 10 in entweder eine Vorwärts-, Rückwärts- oder Rollrichtung kippen wird.
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Die Hebekurve 100 kann diverse Kipplastlinien 102-120 enthalten, die die Beziehung der Kipplast zu den erfassten Informationen von den Sensoren 64-72 identifizieren, z. B. Auslegerüberkragungsdistanz (über den Auslegerwinkelsensor 64), Vorwärts-, Rückwärts- und Rollwinkel des Fahrgestells 12 (über den Fahrgestellwinkelsensor 66), Last auf dem Ausleger 22, z. B. vom Rohr 90 (über den Lastsensor 68), Erstreckung des Gegengewichts 18 (Gegengewichtspositionssensor 70) und Verdrehungs- oder Winkelposition des Enterhakens 38 (über den Enterhakensensor 72). Beispielsweise kann die Kipplastlinie 102 dem Gegengewicht 18, das vollständig auf seine maximale Position weg vom Fahrgestell 12 erstreckt ist (d. h. CTWT 100 %), und der Rohrlegemaschine auf flachem Untergrund, z. B. keine Vorwärts-, Rückwärts- oder Rollneigung, die von dem Fahrgestellwinkelsensor 66 gemessen wird, und keiner Verdrehung des Enterhakens 38, die von dem Hakenwinkelsensor 72 gemessen wird, entsprechen. Somit liefert die Basislinien-Kipplastlinie 102 unter diesen Bedingungen einen Punkt 122, der eine Kipplast von 600 Kilonewton bei einer Überkragungsdistanz von knapp über 6 Fuß (182 Zentimeter) identifiziert. Wenn der Auslegerwinkelsensor 64 eine Überkragungsdistanz von knapp über 6 Fuß (182 Zentimeter) indiziert und der Lastsensor 68 eine Last auf dem Ausleger von mehr als 600 Kilonewton, z. B. 700 Kilonewton (Punkt 124 in 4) indiziert, dann hat die Rohrlegemaschine 10 somit ihre Hubkapazität überschritten und Kipprisiko liegt vor. Dieser Echtzeit-Hubkapazitätsstatus anhand der Hebekurve 100 und der Steuerung 62 kann in Echtzeit an eine Anzeige 76 und einen Melder 74 geliefert werden.
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Die Kipplastlinien 104-110 können auch die Vorwärts-, Rückwärts- und Rollwinkel der Rohrlegemaschine 10 berücksichtigen. Solche Winkelausrichtungen der Rohrlegemaschine 10 können dafür indikativ sein, dass die Rohrlegemaschine 10 in einer oder mehreren der Vorwärtsneigungs-, Rückwärtsneigungs- und Rollrichtungen im Gefälle liegt. Beispielsweise kann die Hebekurve 100 von 4 ein Paar von Kipplastlinien 104, 106 enthalten, die der Rohrlegemaschine 10 entsprechen, die mit einer Vorwärtsneigung (d. h., die Maschine zeigt abwärts) in einem Winkel von 16 Grad arbeitet. Die Kipplastlinie 104 indiziert die Kipplast in einer Neigungsrichtung und die Kipplastlinie 106 indiziert die Kipplast in einer Rollrichtung. Es wird angemerkt, dass die Kipplastlinie 106 der Basislinien-Kipplastlinie 102 gleicht, was indiziert, dass die 16 Grad Vorwärtsneigung der Maschine 10 die Rollkipplast der Rohrlegemaschine 10 nicht beeinflussen. Unter dieser Bedingung entspricht die zusammengeführte Kipplastlinie der Kipplastlinien 104 und 106 (d. h. die Mindestkipplast, wenn die beiden Kipplastlinien 104 und 106 kombiniert werden) der Kipplastlinie 106, die von der Kipplastlinie 104 oben gestutzt wird.
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Fügt man zusätzlich zu den 16 Grad Vorwärtsneigung einen Rollwinkel von negativen 0,5 Grad (weg vom Graben) zu der Rohrlegemaschine 10 hinzu, so erhält man die Kipplastlinien 108 und 110. Man beachte, dass die Kipplastlinie 110 der Basislinien-Kipplastlinie 102 und der Kipplastlinie 106 von 16 Grad Vorwärtsneigung gleicht. Die Kipplastlinie 108 auf Basis der -0,5 Grad Rollung zeigt eine leicht negative Auswirkung auf die Neigungskipplasten, wirkt sich aber nicht auf die zusammengeführte Kipplastlinie aus, die den 16 Grad Vorwärtsneigung zugeordnet ist. Die -0,5 Grad Rollung haben die gleiche Stutzwirkung auf die Basislinien-Lastlinie 102 wie die 16 Grad Vorwärtsneigung allein.
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Wie oben angemerkt, kann die Hebekurve 100 auch die Verdrehung des Enterhakens 38 in Bezug auf eine Lotposition 80 berücksichtigen. Die Verdrehung des Enterhakens 38 kann ein Rollverdrehungswinkel 82 (1) oder ein Neigungsverdrehungswinkel 84 (2) sein und die Winkel können mit einem Hakenwinkelsensor 72 erhalten werden. Unter Bezugnahme auf die Hebekurve 100 von 4 entsprechen die Kipplastlinien 112 und 114 der Rohrlegemaschine 10, bei der der Enterhaken 38 in einem Neigungsverdrehungswinkel von 5 Grad (zusätzlich zu einer Maschinenvorwärtsneigung von 16 Grad und -0,5 Grad Maschinenrollung, wie oben erörtert) positioniert ist. Die Kipplastlinien 112, 114 auf Basis der 5 Grad Neigungsverdrehung des Enterhakens 38 zeigen eine signifikante negative Auswirkung auf die Neigungskipplasten der Rohrlegemaschine 10, wie durch die untere Kipplastlinie 112 im Vergleich zu der Kipplastlinie 108 gezeigt. Die 5 Grad Neigungsverdrehung des Enterhakens 38 verbessern die Rollkipplast jedoch etwas, wie durch die leichte Verschiebung der Kipplastlinie 114 nach rechts im Vergleich zur Kipplastlinie 110 gezeigt. Somit hat die zusammengeführte Kipplastlinie von 112 und 114 eine signifikante Stutzwirkung auf die zusammengeführte Kipplastlinie der Kipplastlinien 108 und 110.
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Fügt man eine weitere Rollverdrehung von 4 Grad zu dem Enterhaken 38 (zusätzlich zu der Maschinenneigung, Maschinenrollung und Hakenrollverdrehung, wie oben erörtert) hinzu, so erhält man schließlich die Kipplastlinien 116 und 118. Man beachte, dass die Kipplastlinie 116 der Kipplastlinie 112 gleicht. Die 4 Grad Rollverdrehung des Enterhakens 38 haben eine negative Auswirkung auf die Rollkipplast der Rohrlegemaschine 10, wie durch die Verschiebung der Kipplastlinie 118 nach links im Vergleich zur Kipplastlinie 114 gezeigt. Die zusammengeführte Kipplastlinie der Kipplastlinien 116 und 118 ist mit der fett dargestellten Linie 120 von 4 gezeigt und entspricht der Kipplastlinie, wenn die Rohrlegemaschine eine Maschinenneigung von 16 Grad (zeigt abwärts), eine Maschinenrollung von -0,5 Grad (weg vom Graben) und einen Enterhaken 38 aufweist, der das Rohr 90 bei einer Neigungsverdrehung von 5 Grad und einer Rollverdrehung von 4 Grad trägt. Wie die zusammengeführte Kipplastlinie 120 zeigt, hat die Verdrehung des Enterhakens 38 eine signifikante Auswirkung auf die Kipplast der Rohrlegemaschine 10. Beispielsweise indiziert Punkt 122 auf der Lastkurve 100 eine Kipplast von 600 Kilonewton bei etwas über 6 Fuß (182 cm) Überkragung, wenn die Rohrlegemaschine 10 ein vollständig erstrecktes Gegengewicht, eine Maschinenneigung von 16 Grad (zeigt abwärts) und eine Maschinenrollung von -0,5 Grad (weg vom Graben) aufweist. Fügt man eine Hakenneigungsverdrehung von 5 Grad und eine Hakenrollverdrehung von 4 Grad hinzu, so bewegt sich die Kipplast bei etwas über 6 Fuß (182 cm) Überkragung zu Punkt 126, der einer Senkung der Kipplast um ungefähr 170 Kilonewton auf einen Wert von 430 Kilonewton entspricht.
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5 stellt ein Verfahren 200 zum Betreiben einer Hebemaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung bereit. Das Verfahren 200 enthält das Echtzeitüberwachen von Informationen von den Sensoren 64-72, z. B. Auslegerüberkragungsdistanz (über den Auslegerwinkelsensor 64), Vorwärts-, Rückwärts- und Rollwinkel des Fahrgestells 12 (über den Fahrgestellwinkelsensor 66), Last auf dem Ausleger 22, z. B. vom Rohr 90 (über den Lastsensor 68), Erstreckung des Gegengewichts 18 (Gegengewichtspositionssensor 70) und Verdrehungs- oder Winkelposition des Enterhakens 38 (über den Enterhakensensor 72) (Schritt 202). Die überwachten Informationen werden an die Steuerung 62 geliefert. Das Verfahren enthält ferner das Vergleichen der Echtzeitlast auf dem Enterhaken 38 der Maschine mit einer Kipplast, die von einer Hebekurve 100 des Steuersystems 60 als Funktion der Auslegerüberkragungsdistanz (über den Auslegerwinkelsensor 64), des Vorwärts-, Rückwärts- und Rollwinkels des Fahrgestells 12 (über den Fahrgestellwinkelsensor 66), der Last auf dem Ausleger 22, (über den Lastsensor 68), der Erstreckung des Gegengewichts 18 (Gegengewichtspositionssensor 70) und der Verdrehungs- oder Winkelposition des Enterhakens 38 (über den Enterhakensensor 72) abgeleitet wird (Schritt 204). In Schritt 206 wird die Beziehung der Echtzeitlast zu der Echtzeitkipplast über die Anzeige 76 und/oder den Melder 74 an einen Führer, Bauleiter oder anderes Personal ausgegeben. Die auf der Anzeige 76 und/oder dem Melder 74 bereitgestellten Informationen können verschiedene Formen annehmen, wie z. B. eine Ausgabe der Resthubkapazität der Maschine (als absoluter Wert, numerischer Vergleich oder Prozentsatz der Restkapazität), oder kann die Form einer Warnung (visuell und/oder akustisch) annehmen, wenn sich die Echtzeitlasten der Echtzeitkipplast nähern.
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Das Hubkapazitätssystem der vorliegenden Offenbarung kann eine exaktere Überwachung der Kipplasten erleichtern, kann einen sicheren Betrieb der Rohrlegemaschine 10 durch einfacheres Vermeiden eines Kippens erleichtern und/oder erleichtert einen effizienteren Betrieb der Rohrlegemaschine 10, indem die Maschine näher an ihrem Kapazitätsmaximum arbeiten kann.
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Für den Fachmann ist ersichtlich, dass diverse Modifikationen und Variationen an dem offenbarten System vorgenommen werden können, ohne sich vom Umfang der Offenbarung zu entfernen. Andere Ausführungsformen des Systems sind für den Fachmann unter Berücksichtigung der Beschreibung und bei Ausübung des hierin offenbarten Hubkapazitätssystems offensichtlich. Die Beschreibung und die Beispiele sollen lediglich als beispielhaft angesehen werden, wobei sich der wahre Umfang der Offenbarung aus den nachstehenden Ansprüchen und deren Äquivalenten umgibt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2019/0033158 A1 [0006]
