EP0667315A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Lastmomentbegrenzung eines Turmdrehkrans - Google Patents

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EP0667315A1
EP0667315A1 EP94113767A EP94113767A EP0667315A1 EP 0667315 A1 EP0667315 A1 EP 0667315A1 EP 94113767 A EP94113767 A EP 94113767A EP 94113767 A EP94113767 A EP 94113767A EP 0667315 A1 EP0667315 A1 EP 0667315A1
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load torque
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Liebherr Werk Biberach GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • 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
    • B66C23/905—Devices for indicating or limiting lifting moment electrical

Definitions

  • the invention relates to a method for overload protection of a tower crane, in which the load and the position of the trolley are measured and the load torque is calculated from the product of the load and the projection resulting from the trolley position, and a corresponding overload protection.
  • Tower cranes must be equipped with an overload safety device or a load torque limitation that warns the crane operator in good time when the crane is approaching an overload condition or switches off the crane when the maximum permissible load torque is reached. Such overload safeguards are necessary to avoid damage to the crane structure and accidents.
  • the hoisting rope force is measured in a known manner, for example by a load measuring axis which is loaded with the hoisting rope force and which is provided with strain gauges.
  • redundant systems can be provided, which consist, for example, of several strain gauges or also of several sensors working in parallel with one another.
  • the throat that is the position of the trolley on the boom, can be detected by measuring the speed of the trolley drum or by other known measuring devices for detecting the length of the trolley rope between the trolley and the trolley winch.
  • the load moment then results from the product of load and overhang.
  • Such a calculation of the load torque from the product of throat and load can be inaccurate due to the failure of sensors and transducers. For reasons of operational safety and to avoid accidents, however, the precise recording of the load torque is essential.
  • the object of the invention is therefore to provide a method for reliably detecting the load torque.
  • this object is achieved in a method of the type specified at the outset by additionally measuring the load torque directly and comparing it with the calculated product, and emitting a signal when the permissible load torque is exceeded or when the measured load torque deviates from the product by a predetermined value.
  • the method according to the invention is not only limited to the arrangement of redundant sensors, which can all deliver inaccurate values, but the load torque is measured independently of one another by two different methods, namely directly from the deformation of structural parts subjected to the load torque and secondly from the product of overhang and load, so that the current load torque can be determined from a comparison of these independently measured values with a high degree of accuracy, or else it can be seen that one or both systems for detecting and measuring the load torque are working incorrectly.
  • the deformation of at least one corner post of the boom tip and / or the tension of the boom guy rope or the boom guy rod are expediently measured.
  • An overload protection of a tower crane with devices for measuring the load and the position of the trolley is characterized according to the invention in that a device detecting the deformation of a corner arm of the jib tip or the tension of the jib guy rope or linkage and a computing unit are provided for measuring the load moment of the jib , which calculates the product corresponding to the load torque and compares it with the directly measured load torque from the measured load and the outreach and, when the permissible load torque is exceeded or a deviation of the calculated load torque from the directly measured load torque by a predetermined value, emits a signal.
  • a monitor or a display device for displaying the measured and / or calculated values. Observing the monitor enables the crane operator to see at any time how far the crane is from the permissible load limit. Furthermore, by observing the monitor, the crane operator can assess whether the two mutually independent systems for measuring or determining the load torque are working reliably.
  • a warning device is expediently provided, which emits a signal when the maximum permissible load torque is approached.
  • the "overload" state is recognized and a corresponding warning signal is issued.
  • the crane drives are switched off and the crane can then be moved to its safe state.
  • the load unloading Diagram has a range of two constant loads that corresponds to the design-related maximum load. This range of constant load is valid up to a given radius. With a larger radius, the permissible load then decreases in accordance with the load curves shown.
  • an outreach sensor 3 which measures the outreach 4, namely the position of the trolley 5 on the boom 6 of the tower crane 1.
  • This discharge sensor is of a known type and can consist of a tachometer coupled to the trolley winch drum or of a conventional length measuring device.
  • the load 8 hanging on the hoisting rope 7 is measured by a conventional load measuring axis 9 which is loaded with the load and has strain gauges.
  • a load moment sensor 10 is provided, which detects the deformation of a corner post of the tower top 11.
  • the measured values are fed to a central processing unit 15 via measured value lines 12, 13, 14.
  • the central processing unit 15 calculates the product corresponding to the load moment from the signals of the throat and the load.
  • the central processing unit 15 forms the load torque from the measurement signal of the load torque sensor 10. Both values are compared with one another and a signal is given if these values deviate from one another inadmissible.
  • the central unit 15 generates a signal when the measured load moments result in values that lie outside the load curve stored in the central unit for the respective crane type.
  • the drives of the crane are switched off and the crane can then be returned to a safe state.
  • the measured values of the load torque are displayed on a monitor or a display device 17.
  • the lowering depth of the load, the unloading by moving the trolley 5 and the rotation of the boom are controlled, starting from a control panel, by a control lever 18 in a conventional manner.

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Abstract

Zur Überlastsicherung eines Turmdrehkrans wird die Last und die Stellung der Laufkatze gemessen und aus dem Produkt der Last und der sich aus der Laufkatzenstellung ergebenden Ausladung das Lastmoment errechnet. Um das Lastmoment zuverlässig erfassen zu können, wird zusätzlich unmittelbar das Lastmoment gemessen und mit dem errechneten Produkt verglichen. Bei Überschreiten des zulässigen Lastmoments oder bei Abweichung des gemessenen Lastmoments von dem Produkt um einen vorgegebenen Wert wird ein Signal gegeben.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überlastsicherung eines Turmdrehkrans, bei dem die Last und die Stellung der Laufkatze gemessen und aus dem Produkt der Last und der sich aus der Laufkatzenstellung ergebenden Ausladung das Lastmoment errechnet wird, und eine entsprechende Überlastsicherung.
  • Turmdrehkräne müssen mit einer Überlastsicherung oder einer Lastmomentbegrenzung versehen sein, die den Kranführer bei der Annäherung des Krans an einen Überlastzustand rechtzeitig warnt oder bei Erreichen des höchstzulässigen Lastmoments den Kran abschaltet. Derartige Überlastsicherungen sind notwendig, um Schäden an der Krankonstruktion und Unfälle zu vermeiden.
  • Die Hubseilkraft wird in bekannter Weise beispielsweise durch eine mit der Hubseilkraft belastete Lastmeßachse, die mit Dehnungsmeßstreifen versehen ist, gemessen. Zur Absicherung der Messung können redundante Systeme vorgesehen werden, die beispielsweise aus mehreren Dehnungsmeßstreifen oder aber auch aus mehreren parallel zueinander arbeitenden Meßaufnehmern bestehen. Die Ausladung, also die Stellung der Laufkatze auf dem Ausleger, läßt sich durch Messung der Drehzahl der Katzfahrtrommel oder durch andere bekannte Meßgeräte zur Erfassung der Länge des Katzfahrseils zwischen der Laufkatze und der Katzfahrwinde erfassen. Aus dem Produkt von Last und Ausladung ergibt sich sodann das Lastmoment. Eine derartige Errechnung des Lastmoments aus dem Produkt von Ausladung und Last kann aber wegen des Ausfalls von Sensoren und Meßwertaufnehmern ungenau sein. Aus Gründen der Betriebssicherheit und zur Vermeidung von Unfällen ist aber die genaue Erfassung des Lastmoments unabdingbar.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur zuverlässigen Erfassung des Lastmoments zu schaffen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß zusätzlich unmittelbar das Lastmoment gemessen und mit dem errechneten Produkt verglichen und bei Überschreiten des zulässigen Lastmoments oder bei Abweichung des gemessenen Lastmoments von dem Produkt um einen vorgegebenen Wert ein Signal abgegeben wird. Das erfindungsgemäße Verfahren beschränkt sich nicht nur auf die Anordnung redundanter Meßaufnehmer, die sämtlich unzutreffende Werte liefern können, sondern das Lastmoment wird unabhängig voneinander auf zwei verschiedene Methoden gemessen, nämlich einmal unmittelbar aus der Verformung von mit dem Lastmoment beaufschlagten Konstruktionsteilen und zum anderen aus dem Produkt von Ausladung und Last, so daß sich aus einem Vergleich dieser unabhängig voneinander gemessenen Werte mit hoher Genauigkeit das aktuelle Lastmoment bestimmen oder aber erkennen läßt, daß ein System oder beide Systeme zur Erfassung und Messung des Lastmoments fehlerhaft arbeitet.
  • Zweckmäßigerweise werden zur Messung des Lastmoments die Verformung mindestens eines Eckstiels der Auslegerspitze und/oder die Spannung des Auslegerabspannseils oder des Auslegerabspanngestänges gemessen.
  • Eine Überlastsicherung eines Turmdrehkrans mit Einrichtungen zur Messung der Last und der Stellung der Laufkatze zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß zur Messung des Lastmoments des Auslegers eine die Verformung eines Eckstiels der Auslegerspitze oder die Spannung des Auslegerabspannseils oder -gestänges erfassende Einrichtung und eine Recheneinheit vorgesehen sind, die aus der gemessenen Last und der gemessenen Ausladung das dem Lastmoment entsprechende Produkt errechnet und mit dem unmittelbar gemessenen Lastmoment vergleicht sowie bei Überschreiten des zulässigen Lastmoments oder einer Abweichung des errechneten Lastmoments von dem unmittelbar gemessenen Lastmoment um einen vorgegebenen Wert ein Signal abgibt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Monitor oder eine Anzeigeeinrichtung zur Darstellung der gemessenen und/oder errechneten Werte vorgesehen. Eine Beobachtung des Monitors ermöglicht es dem Kranführer zu jeder Zeit zu erkennen, wie weit der Kran noch von der zulässigen Belastungsgrenze entfernt ist. Weiterhin kann der Kranführer durch Beobachtung des Monitors beurteilen, ob die beiden voneinander unabhängigen Systeme zur Messung bzw. Bestimmung des Lastmoments zuverlässig arbeiten.
  • Zweckmäßigerweise ist eine Warneinrichtung vorgesehen, die ein Signal bei Annäherung an das höchstzulässige Lastmoment abgibt.
  • Erreicht das Lastmoment Werte, die außerhalb der Lastkurve liegen, oder stimmt das gemessene Lastmoment nicht mit dem errechneten Lastmoment überein, wird der Zustand "Überlast" erkannt und ein entsprechendes Warnsignal abgegeben. Gleichzeitig werden die Antriebe des Krans abgeschaltet, und der Kran kann sodann in seinen sicheren Zustand gefahren werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt
    • Fig. 1 eine Seitenansicht eines Turmdrehkrans mit zugehöriger Lastkurve und
    • Fig. 2 ein Blockbild der erfindungsgemäßen Überlastsicherung.
  • Aus Fig. 1 ist ein Turmdrehkran 1 mit zugehöriger Lastkurve ersichtlich. Das Last-Ausladungs-Diagramm weist einen Bereich zwei konstanter Last auf, die der konstruktionsbedingten Höchstlast entspricht. Dieser Bereich konstanter Last ist bis zu einer vorgegebenen Ausladung gültig. Bei größerer Ausladung nimmt sodann die zulässige Last entsprechend den dargestellten Lastkurven ab.
  • Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist ein Ausladungssensor 3 vorgesehen, der die Ausladung 4, nämlich die Stellung der Laufkatze 5 auf dem Ausleger 6 des Turmdrehkrans 1 mißt. Dieser Ausladungssensor ist bekannter Art und kann aus einem mit der Katzfahrwindentrommel gekuppelten Drehzahlmesser oder aus einem üblichen Längenmeßgerät bestehen.
  • Die an dem Hubseil 7 hängende Last 8 wird durch eine übliche Lastmeßachse 9 gemessen, die mit der Last belastet ist und Dehnungsmeßstreifen aufweist.
  • Zur unmittelbaren Messung des Lastmoments ist ein Lastmomentsensor 10 vorgesehen, der die Verformung eines Eckstiels der Turmspitze 11 erfaßt.
  • Die gemessenen Werte werden über Meßwertleitungen 12, 13, 14 einer zentralen Recheneinheit 15 zugeführt. Die zentrale Recheneinheit 15 errechnet aus den Signalen der Ausladung und der Last das dem Lastmoment entsprechende Produkt.
  • Weiterhin bildet die zentrale Recheneinheit 15 aus dem Meßsignal des Lastmomentsensors 10 das Lastmoment. Beide Werte werden miteinander verglichen, und bei einer unzulässigen Abweichung dieser Werte voneinander wird ein Signal gegeben.
  • Weiterhin erzeugt die Zentraleinheit 15 ein Signal, wenn die gemessenen Lastmomente Werte ergeben, die außerhalb der in der Zentraleinheit abgelegten Lastkurve für den jeweiligen Krantyp liegen.
  • Weicht das gemessene Lastmoment von dem errechneten Lastmoment ab oder wird der Zustand "Überlast" erkannt, werden die Antriebe des Krans abgeschaltet, und der Kran kann sodann in einen sicheren Zustand zurückgeführt werden.
  • Die gemessenen Werte des Lastmoments werden auf einem Monitor oder einer Anzeigeeinrichtung 17 angezeigt.
  • Die Senktiefe der Last, die Ausladung durch Verfahren der Laufkatze 5 und die Drehung des Auslegers werden, ausgehend von einem Steuerpult, durch einen Steuerhebel 18 in üblicher Weise gesteuert.

Claims (5)

1. Verfahren zur Überlastsicherung eines Turmdrehkrans, bei dem die Last (8) und die Stellung der Laufkatze (5) gemessen und aus dem Produkt der Last (8) und der sich aus der Laufkatzenstellung ergebenden Ausladung (4) das Lastmoment errechnet wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich unmittelbar das Lastmoment gemessen und mit dem errechneten Produkt verglichen und bei Überschreiten des zulässigen Lastmoments oder bei Abweichung des gemessenen Lastmoments von dem Produkt um einen vorgegebenen Wert ein Signal gegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Lastmoments die Verformung mindestens eines Eckstiels der Auslegerspitze (11) und/oder die Spannung des Auslegerabspannseils oder des Auslegerabspanngestänges gemessen werden.
3. Überlastsicherung eines Turmdrehkrans (1) mit Einrichtungen (9) zur Messung der Last (8) und Verstellung der Laufkatze (5),
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Messung des Lastmoments des Auslegers (6) eine die Verformung eines Eckstiels der Turmspitze (11) oder die Spannung des Auslegerabspannseils oder -gestänges erfassende Einrichtung (10) und eine Recheneinheit (15) vorgesehen sind, die aus der gemessenen Last (8) und der gemessenen Ausladung (4) das dem Lastmoment entsprechende Produkt errechnet und mit dem unmittelbar gemessenen Lastmoment vergleicht und bei Überschreiten des zulässigen Lastmoments oder einer Abweichung des errechneten Lastmoments von dem unmittelbar gemessenen Lastmoment um einen vorgegebenen Wert ein Signal abgibt.
4. Überlastsicherung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Monitor oder eine Anzeigeeinrichtung (17) zur Darstellung der gemessenen und/oder errechneten Werte vorgesehen ist.
5. Überlastsicherung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Warneinrichtung vorgesehen ist, die ein Signal bei Annäherung an das höchstzulässige Lastmoment abgibt.
EP94113767A 1994-02-09 1994-09-02 Verfahren und Vorrichtung zur Lastmomentbegrenzung eines Turmdrehkrans Expired - Lifetime EP0667315B1 (de)

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