EP3489187B1 - Klettersystem für einen kran - Google Patents

Klettersystem für einen kran

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Publication number
EP3489187B1
EP3489187B1 EP19151633.5A EP19151633A EP3489187B1 EP 3489187 B1 EP3489187 B1 EP 3489187B1 EP 19151633 A EP19151633 A EP 19151633A EP 3489187 B1 EP3489187 B1 EP 3489187B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
crane
control unit
sensor
climbing
tower structure
Prior art date
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Active
Application number
EP19151633.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3489187A1 (de
Inventor
Markus Hofmeister
Andreas Hussong
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Liebherr Werk Biberach GmbH
Original Assignee
Liebherr Werk Biberach GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Liebherr Werk Biberach GmbH filed Critical Liebherr Werk Biberach GmbH
Publication of EP3489187A1 publication Critical patent/EP3489187A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3489187B1 publication Critical patent/EP3489187B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • B66C23/18—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 specially adapted for use in particular purposes
    • B66C23/26—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 specially adapted for use in particular purposes for use on building sites; constructed, e.g. with separable parts, to facilitate rapid assembly or dismantling, for operation at successively higher levels, for transport by road or rail
    • B66C23/28—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 specially adapted for use in particular purposes for use on building sites; constructed, e.g. with separable parts, to facilitate rapid assembly or dismantling, for operation at successively higher levels, for transport by road or rail constructed to operate at successively higher levels
    • B66C23/283—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 specially adapted for use in particular purposes for use on building sites; constructed, e.g. with separable parts, to facilitate rapid assembly or dismantling, for operation at successively higher levels, for transport by road or rail constructed to operate at successively higher levels with frameworks composed of assembled elements
    • 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
    • B66C23/18—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 specially adapted for use in particular purposes
    • B66C23/26—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 specially adapted for use in particular purposes for use on building sites; constructed, e.g. with separable parts, to facilitate rapid assembly or dismantling, for operation at successively higher levels, for transport by road or rail
    • B66C23/28—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 specially adapted for use in particular purposes for use on building sites; constructed, e.g. with separable parts, to facilitate rapid assembly or dismantling, for operation at successively higher levels, for transport by road or rail constructed to operate at successively higher levels

Definitions

  • the climbing device is referred to as a climbing bell, climbing chair, climbing platform, or telescopic carriage, among other things.
  • the system comprises a climbing device for inserting a mast section into a tower structure of a crane or for removing a mast section from a tower structure of a crane, as well as a control unit for controlling the climbing device.
  • the system is further characterized in that it comprises a first sensor for monitoring a state of a connecting means of the climbing device and/or the tower structure, wherein the first sensor is connected to the control unit.
  • the control unit is designed to control the climbing device and/or the crane such that the insertion of the mast section into or the removal of the mast section from the tower structure takes place automatically.
  • a first sensor for monitoring a condition of a connecting means of the climbing device and/or the tower structure.
  • the first sensor can be an electromechanical, inductive, capacitive, optical, or ultrasonic sensor.
  • the first sensor can preferably detect the state of the connecting means in a closed or open position.
  • the first sensor can advantageously also determine a moment acting on the connecting means.
  • a crane tower consists of several interconnected mast sections arranged one above the other. Typically, the individual mast sections are connected with bolts or similar fasteners.
  • the first sensor With the help of the first sensor, the conditions of safety-relevant connecting elements, in particular screw and/or bolt connections on the climbing device as well as on the tower itself. This makes it possible to detect incorrectly installed fasteners and send a corresponding signal to the control unit. A hazard caused by an incorrectly installed fastener that could jeopardize the stability of the tower structure is therefore detected with the help of the first sensor.
  • the connection of each newly inserted mast section is checked by the first sensor.
  • the sensor is connected to the control unit via a cable or radio connection and sends corresponding signals about the status of a fastener to the control unit.
  • control unit further comprises an interface for connecting to a crane control of the crane, so that the crane and the climbing device can be controlled via a common control unit, preferably the control unit for controlling the climbing device.
  • the interface for connecting to a crane control system can be implemented via a cable or radio connection.
  • the interface is designed so that the control unit can access the crane control system via this interface. and can control the crane.
  • the climbing device can also be controlled via the crane control system. This ensures that the crane and the climbing device can be controlled using a common control unit.
  • the climbing system comprises a second sensor for detecting a marking attached to a guide frame of the climbing device or the tower structure, which allows a conclusion to be drawn about certain properties of the tower structure, wherein the second sensor is connected to the control unit.
  • the guide frame refers to the outer frame of the climbing device, which typically surrounds a mast section from the outside and is connected to it in such a way that it can push the upper section of the crane upwards.
  • the marking which can be detected by the second sensor, allows conclusions to be drawn about certain properties of the tower structure. This information is passed on to the control unit, which can then implement appropriate load moment reduction during climbing or during crane operation.
  • control unit for controlling the climbing device is designed to send control commands to a trolley drive of a climbing device.
  • This trolley drive is used to move a mast section horizontally into the gap created by the climbing device.
  • the trolley drive is also used to move a mast section removed from the tower structure approximately horizontally and then lower it to the ground using the functioning upper section of the crane.
  • the system further comprises a third sensor for monitoring a lifting device of the climbing device, wherein the third sensor is connected to the control unit.
  • the lifting device of the climbing device lifts all crane elements arranged above it. A mast section can then be inserted into the gap created by the lifting device.
  • the lifting device can also be used to lift the crane elements arranged above it in order to remove a mast section from the tower structure.
  • the third sensor monitors, in particular, the position or attitude of the lifting device in order to obtain information about the possible removal or insertion of a mast section.
  • the third sensor is connected to the control unit via a cable or radio link, so that the information obtained by the third sensor can be sent to the control unit.
  • the third sensor can also be designed to determine the position of the climbing device on the tower structure.
  • the third sensor is capable of recognizing a support bracket used by the lifting device and/or detecting that the lifting device is correctly seated on the bracket.
  • the climbing device is supported against at least one support bracket, which transmits the supporting forces emitted by the lifting device into the tower structure.
  • Several vertically spaced support brackets can be attached to a mast section. After inserting a mast section, the lifting device changes the support bracket it is supporting against to a higher support bracket. The insertion of a mast section can then be repeated, and the crane climbs in height.
  • the system further comprises a fourth sensor for detecting the orientation and the angle of inclination of the climbing device and/or the crane, wherein the fourth sensor is connected to the control unit.
  • the fourth sensor is preferably designed to detect the exact position of the climbing device and the crane. This simplifies crane balancing.
  • the crane can also be balanced automatically via the crane control system or the control unit. Slewing, trolley, hoist, and boom movements are controlled automatically.
  • mechanical components include the rotational movements of the crane, the movement of the trolley of the main boom, the movement of the trolley drive of the climbing device, which is used to insert a mast section into the tower structure with a horizontal movement or to release it from the tower structure with the aid of a horizontal movement, the movement caused by the hoist of the lifting device, a movement of the boom, a movement of the hook block of the main boom, and/or a movement of the counter-jib ballast.
  • the position detection system is implemented using electromechanical, inductive, capacitive, optical, or ultrasonic sensors. A combination of the various sensor types is also conceivable.
  • the position detection system is capable of detecting the precise position of the mechanical components described in more detail above. This makes it possible, for example, to determine the position of a mast section attached to the trolley drive of the climbing device. This information is preferably transmitted to the control unit via a cable or radio connection.
  • the climbing system preferably comprises a fifth sensor for torque detection at at least one location on the climbing device, wherein the fifth sensor is connected to the control unit.
  • the connection can be implemented wirelessly or wired.
  • the fifth sensor is also provided on the connecting means so that torques applied there can be detected.
  • the system comprises a detection system for monitoring an area between the tower structure and the climbing device and an area in which the mast section is inserted into or removed from the tower structure, wherein the monitoring is preferably carried out by a light grid, laser, pull cable, or camera system.
  • This detection system is preferably connected to the control unit.
  • the detection system is designed to detect a potentially dangerous situation early on and to prevent it by sending a corresponding signal to the control unit.
  • the insertion of a mast section into the tower structure should preferably be stopped as long as assembly personnel are in a danger zone.
  • the control unit of the system is designed to control the climbing device and/or the crane in such a way that the insertion of the mast section into the tower structure or its removal from the tower structure is automated without causing an overload condition.
  • the system comprises a device for coupling and decoupling connecting means, which is connected to the control unit and can be controlled by it.
  • the visualization provides diagnostic and error display using optical display elements. This significantly reduces system downtime due to errors, as the source of the error is easier to locate. It is also possible to display many or all values recorded by sensors in the visualization, allowing various process stages of the climbing process to be visually represented.
  • the control unit is preferably operated via a cable remote control or a radio remote control with a limited range. This allows the system to be operated flexibly from multiple locations.
  • the control unit also includes a positioning mode in which the speed of the lifting device can be significantly reduced, making it easier to insert and remove fasteners (screw and bolt connections).
  • Fig. 1 shows a section of a crane tower in which a climbing system 1 is arranged.
  • the climbing system comprises a climbing device 2 that surrounds the tower structure 4.
  • the climbing device 2 is connected to a crane tower section arranged above and below it. It also has a lifting device 10 that can push the section of the crane arranged above the climbing device 2 upwards away from the section of the crane arranged below the climbing device 2.
  • the lifting device 10 is supported on so-called support brackets 14 that protrude from the outside of a mast section 3.
  • a first sensor 51 is provided near the connecting means of the individual mast sections 3, which monitors the status of a connecting means. This allows it to be determined whether the connecting means between the individual mast sections 3 are in their intended position.
  • the climbing device 2 is in operative connection with the tower structure 4, i.e. it is supported by it in order to form a gap between the tower structure 4 and the crane elements arranged above the climbing device 2.
  • control unit 5 can be seen, which is connected to a control panel 12 for controlling the control unit 5.
  • control unit has a connection to a second sensor 52, which can detect a marking attached to the tower structure 4 or to a guide frame of the climbing device 2, thereby informing the control unit 5 of certain properties of the tower structure 4.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Jib Cranes (AREA)
  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Description

  • Der Ausdruck "Klettern" beschreibt im Zusammenhang mit Kranen das Einfügen von Mastelementen in einen Kranturm, um einen Kran auf eine gewünschte Hakenhöhe zu bringen. Hierzu ist eine verschiebbar mit der Turmkonstruktion verbundene Klettereinrichtung vorgesehen, die typischerweise den Kranturm umgibt und an einer ihrer Seiten eine Öffnung aufweist, durch die ein Mastschuss (Mastelement) in die Turmkonstruktion eingefügt oder entnommen werden kann.
  • Im Stand der Technik wird die Klettereinrichtung unter anderem als Kletterglocke, Kletterstuhl, Kletterbühne oder Teleskopwagen bezeichnet. Hierbei ist jedoch immer eine mit dem Kranturm in Verbindung stehende, verschiebbare Konstruktion gemeint, die zum Einfügen bzw. Entnehmen eines Mastschusses aus einer Turmkonstruktion dient.
  • Das Klettern eines Krans erfolgt im Regelfall bei einem voll montiertem Kranoberteil, das typischerweise Hauptausleger, Gegenausleger, Gegenballast, Krankabine und Drehkranz umfasst. Die Klettereinrichtung ist unterhalb des Kranoberteils angeordnet und mit diesem derart verbunden, dass es das Kranoberteil anheben kann. So kann ein Mastschuss in die Turmkonstruktion eingefügt oder aus der Turmkonstruktion entnommen werden, um das Kranoberteil auf ein gewünschtes Höhenniveau zu bringen.
  • Beim Klettern eines Krans wird der über der Klettereinrichtung befindliche Abschnitt einer Turmkonstruktion mit Hilfe einer Hubvorrichtung angehoben und ein Mastschuss in die erzeugte Lücke eingefügt. Dabei wird der neu eingefügte Mastschuss mit Hilfe von auf der Turmkonstruktion arbeitenden Monteuren an der Turmkonstruktion befestigt. Das Klettern eines Krans ist aufgrund der personalintensiven Arbeiten, die im Bereich des einzufügenden bzw. zu entnehmenden Mastschusses durchgeführt werden müssen, aufwändig. Zudem besteht während der Ausführung eines Klettervorgangs ein erhöhtes Unfallrisiko für das mit dem Klettervorgang betraute Personal.
  • Das Dokument WO 2014/048516 A1 offenbart ein Klettersystem für einen Kran, das alle Merkmale des Oberbegriffs umfasst.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung das Klettern eines Krans zu vereinfachen und das Unfallrisiko während eines Klettervorgangs deutlich zu verringern.
  • Dies wird durch das Klettersystem für einen Kran mit den Merkmalen nach Anspruch 1 erreicht.
  • Das System umfasst eine Klettereinrichtung zum Einbringen eines Mastschusses in eine Turmkonstruktion eines Krans oder zum Entnehmen eines Mastschusses aus einer Turmkonstruktion eines Krans sowie eine Steuerungseinheit zum Steuern der Klettereinrichtung. Das System ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass es einen ersten Sensor zum Überwachen eines Zustands eines Verbindungsmittels der Klettereinrichtung und/oder der Turmkonstruktion umfasst, wobei der erste Sensor mit der Steuerungseinheit verbunden ist. Nach der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass die Steuerungseinheit dazu ausgelegt ist, die Klettereinrichtung und/oder den Kran so anzusteuern, dass ein Einbringen des Mastschusses in oder ein Entnehmen des Mastschusses aus der Turmkonstruktion automatisiert abläuft.
  • Dadurch dass sämtliche Positionen von beweglichen Teilen an der Klettereinrichtung sicher überwacht werden, ist es möglich den Klettervorgang des Krans zu automatisieren. Hierbei werden vorzugsweise über Sensoren die an Verbindungsmitteln sowie am Führungsrahmen der Klettereinrichtung anliegenden Momente erfasst. Diese Informationen ermöglichen die Umsetzung einer automatischen Montage sowie Demontage der Verbindungsmittel (insbesondere Schraub- und Bolzverbindungen) mit Hilfe von elektrischen, pneumatischen und/oder hydraulischen Vorrichtungen.
  • Bevorzugte Ausführungen der vorgenannten Lösung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.
  • Vorzugsweise gibt es einen ersten Sensor zum Überwachen eines Zustands eines Verbindungsmittels der Klettereinrichtung und/oder der Turmkonstruktion.
  • Der erste Sensor kann ein elektromechanischer, ein induktiver, ein kapazitiver, ein optischer oder ein Ultraschallsensor sein. Selbstverständlich ist auch das Vorsehen mehrerer erster Sensoren zum Überwachen von Verbindungsmitteln der Klettereinrichtung und/oder Turmkonstruktion vorstellbar. Hierbei kann der erste Sensor vorzugsweise den Zustand des Verbindungsmittels in einer Schließstellung oder in einer offenen Stellung erfassen. Zudem kann der erste Sensor vorteilhafterweise auch ein auf das Verbindungsmittel wirkendes Moment bestimmen.
  • Ein Kranturm umfasst mehrere übereinander angeordnete Mastschüsse, die miteinander in Verbindung stehen. Im Regelfall werden die einzelnen Mastschüsse mit Bolzen oder ähnlichen Verbindungsmitteln miteinander verbunden.
  • Mit Hilfe des ersten Sensors werden die Zustände von sicherheitsrelevanten Verbindungsmitteln, insbesondere Schraub- und/oder Bolzverbindungen an der Klettereinrichtung sowie am Turm selbst überwacht. Dadurch ist es möglich nicht korrekt gesetzte Verbindungsmittel zu erkennen und ein entsprechendes Signal an die Steuerungseinheit zu senden. Eine Gefährdung durch ein nicht korrekt gesetztes Verbindungsmittel, das die Stabilität der Turmkonstruktion gefährden könnte, wird demnach mit Hilfe des ersten Sensors erkannt. So wird die Verbindung jedes neu eingefügten Mastschusses durch den ersten Sensor überprüft. Der Sensor ist über eine Kabel- oder eine Funkverbindung mit der Steuerungseinheit verbunden und sendet entsprechende Signale über den Zustand eines Verbindungsmittels an die Steuerungseinheit.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Variation der Erfindung umfasst die Steuerungseinheit ferner eine Schnittstelle zum Verbinden mit einer Kransteuerung des Krans, sodass der Kran und die Klettereinrichtung über eine gemeinsame Steuereinheit, vorzugsweise die Steuerungseinheit zum Steuern der Klettereinrichtung, steuerbar sind.
  • Dies ermöglicht einen besonders sicheren Klettervorgang, der mit wenig Personalaufwand umzusetzen ist. So ist es möglich, dass ein am Boden gelagerter Mastschuss durch einen Ausleger eines Krans, dessen Hakenhöhe zu erhöhen ist, vom Boden aufgenommen wird und an eine Klettereinrichtung weitergegeben wird, wobei die Steuerung des Krans und der Klettereinrichtung mit Hilfe einer sowohl den Kran als auch die Klettereinrichtung steuernden Steuereinheit vorgenommen werden kann. Zudem treten Fehler, die durch eine divergierende Steuerung bei der Übergabe von durch den Kran gesteuerten Elementen an die Klettereinrichtung auftreten können, weniger häufig auf, da eine gemeinsame Steuereinheit verwendet werden kann. Da zudem die Steuerung aus "einer Hand" erfolgt, wird der Klettervorgang durch das erfindungsgemäße Klettersystem vereinfacht und benötigt weniger Bedienpersonal.
  • Die Schnittstelle zum Verbinden mit einer Kransteuerung des Krans kann durch eine Kabel- oder Funkverbindung ausgeführt sein. Die Schnittstelle ist jedoch so ausgelegt, dass die Steuerungseinheit über diese Zugriff auf die Kransteuerung des Krans erhält und den Kran steuern kann. Alternativ dazu ist auch möglich, dass die Steuerung der Klettervorrichtung über die Kransteuerung erfolgen kann. So wird sichergestellt, dass die Kransteuerung und die Steuerung der Klettereinrichtung mit Hilfe eines gemeinsamen Steuergerätes ausgeführt werden kann.
  • Vorzugsweise umfasst das Klettersystem einen zweiten Sensor zum Erfassen einer an einen Führungsrahmen der Klettereinrichtung oder der Turmkonstruktion angebrachten Kennzeichnung, die einen Rückschluss auf bestimmte Eigenschaften der Turmkonstruktion zulässt, wobei der zweite Sensor mit der Steuerungseinheit verbunden ist.
  • Mit Führungsrahmen ist der äußere Rahmen der Klettereinrichtung bezeichnet, die typischerweise einen Mastschuss von außen umschließt und mit diesem so in Verbindung steht, dass es das Kranoberteil nach oben drücken kann. Die mit Hilfe des zweiten Sensors erkennbare Kennzeichnung lässt einen Rückschluss auf bestimmte Eigenschaften der Turmkonstruktion zu. Diese Informationen werden an die Steuerungseinheit weitergegeben, die dadurch eine entsprechende Lastmomentreduzierung während des Kletterns oder auch im Kranbetrieb durchführen kann.
  • Vorzugsweise ist die Steuerungseinheit zum Steuern der Klettereinrichtung dazu ausgelegt, Steuerbefehle an einen Katzantrieb einer Klettereinrichtung zu senden. Mit Hilfe dieses Katzantriebs wird ein Mastschuss waagrecht in die mit Hilfe der Klettereinrichtung geschaffenen Lücke verfahren. Auch wird der Katzantrieb dazu genutzt eine aus der Turmkonstruktion zu entnehmenden Mastschuss in etwa waagrecht zu verfahren und dann mit Hilfe des funktionsfähigen Kranoberteils auf den Boden abzulassen.
  • Nach einem weiteren optionalen, vorteilhaften Merkmal der Erfindung umfasst das System ferner einen dritten Sensor zum Überwachen einer Hubvorrichtung der Klettereinrichtung, wobei der dritte Sensor mit der Steuerungseinheit verbunden ist.
  • Die Hubvorrichtung der Klettereinrichtung hebt sämtliche oberhalb von ihr angeordneten Elemente eines Krans. In die durch die Hubvorrichtung erzeugte Lücke kann dann ein Mastschuss eingefügt werden. Selbstverständlich ist mit der Hubvorrichtung auch ein Anheben der oberhalb ihr angeordneten Kranelemente möglich, um einen Mastschuss aus der Turmkonstruktion zu entnehmen. Der dritte Sensor überwacht hierbei insbesondere die Position bzw. die Stellung der Hubvorrichtung, um Informationen über ein mögliches Entnehmen bzw. Einfügen eines Mastschusses zu erhalten. Zudem ist der dritte Sensor mit der Steuerungseinheit über eine Kabel- oder Funkverbindung in Verbindung, sodass die von dem dritten Sensor gewonnen Informationen an die Steuerungseinheit gesendet werden können.
  • Dabei kann der dritte Sensor auch dazu ausgebildet sein, die Position der Klettereinrichtung an der Turmkonstruktion festzustellen. Vorzugsweise ist der dritte Sensor dazu fähig, eine von der Hebeeinrichtung verwendete Stützknacke zu erkennen und/oder ein Korrektes Aufsitzen der Hebevorrichtung auf der Knacke zu detektieren. Die Klettereinrichtung stützt sich gegen mindestens eine Stützknacke, die die von der Hebeeinrichtung abgegebenen Stützkräfte in die Turmkonstruktion einleitet. Dabei können mehrere vertikal voneinander beabstandete Stützknacken an einem Mastschuss angebracht sein. Nach einem Einfügen eines Mastschusses wechselt die Hebevorrichtung die Stützknacke, gegen die sie sich abstützt, auf eine höher angeordnete Stützknacke. Dann kann das Einfügen eines Mastschusses wiederholt werden und der Kran klettert in seiner Höhe.
  • Vorzugsweise umfasst das System ferner einen vierten Sensor zum Erfassen der Orientierung und des Neigungswinkels der Klettereinrichtung und/oder des Krans, wobei der vierte Sensor mit der Steuerungseinheit verbunden ist.
  • Der vierte Sensor ist vorzugsweise dazu ausgelegt, die genaue Lage der Klettereinrichtung sowie des Krans zu erfassen. Dadurch wird das Ausgleichen des Krans vereinfacht. Auch kann das Ausgleichen des Krans automatisch über die Kransteuerung oder über die Steuerungseinheit erfolgen. Dabei werden Dreh-, Katz-, Hubwerk- und Auslegerbewegungen automatisiert gesteuert.
  • Zudem ist es nach einem weiteren optionalen Merkmal der Erfindung möglich, sämtliche Fahrbewegungen sowie Positionen von mechanischen Komponenten über Wegerfassungssysteme zu erfassen. Als mechanische Komponenten kommen hierbei die Drehbewegungen des Krans, die Bewegung der Laufkatze des Hauptauslegers, die Bewegung des Katzantriebs der Klettereinrichtung, die genutzt wird um einen Mastschuss in die Turmkonstruktion mit einer waagrechten Bewegung einzufügen oder mit Hilfe einer waagrechten Bewegung aus der Turmkonstruktion auszulösen, die durch das Hubwerk der Hebevorrichtung hervorgerufene Bewegung, eine Bewegung des Auslegers, einem Verfahren der Hakenflasche des Hauptauslegers und/oder eine Bewegung des Gegenauslegerballastes in Frage.
  • Das Wegerfassungssystem ist mit Hilfe von elektromechanischen, induktiven, kapazitiven, optischen, oder auf Ultraschall basierenden Sensoren umgesetzt. Dabei ist auch eine Kombination der verschiedenen Sensorentypen denkbar. Das Wegerfassungssystem ist dazu in der Lage, die genaue Position der vorstehend näher detailliert beschriebenen mechanischen Komponenten zu erfassen. Dadurch ist beispielsweise ein Rückschluss auf die Position eines am Katzantrieb der Klettereinrichtung befestigten Mastschusses möglich. Vorzugsweise werden diese Informationen über eine Kabel- oder Funkverbindung an die Steuerungseinheit weitergegeben.
  • Vorzugsweise umfasst das Klettersystem einen fünften Sensor zur Momenterfassung an mindestens einer Stelle der Klettereinrichtung, wobei der fünfte Sensor mit der Steuerungseinheit verbunden ist. Die Verbindung kann drahtlos oder drahtgebunden realisiert werden. Vorteilhafterweise ist der fünfte Sensor auch an Verbindungsmitteln vorgesehen, so dass hier anliegende Momente erfasst werden können.
  • Aufgrund der mit dem fünften Sensor gemessenen Daten ist eine automatische Montage oder Demontage der Turmkonstruktion durchführbar. Die Informationen werden an die Steuerungseinheit gesendet und dort ausgewertet, was zu einer entsprechenden Ansteuerung der zur Montage oder Demontage notwendigen elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Vorrichtungen führt.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Fortbildung des erfindungsgemäßen Systems umfasst dieses ein Detektionssystem zum Überwachen eines Bereichs zwischen Turmkonstruktion und Klettereinrichtung und eines Bereichs, in dem der Mastschuss in die Turmkonstruktion eingeführt oder aus dieser entnommen wird, wobei die Überwachung vorzugsweise durch ein Lichtgitter-, Laser-, Zugseil-, oder Kamerasystem vorgenommen wird. Vorzugsweise ist dieses Detektionssystem mit der Steuerungseinheit in Verbindung.
  • Das Detektionssystem dient dazu, eine mögliche Gefahrensituation frühzeitig zu erkennen und mit einem entsprechenden Signal an die Steuerungseinheit eine Gefahrensituation zu vermeiden. So ist vorzugsweise das Einführen eines Mastschusses in die Turmkonstruktion anzuhalten, solange sich Montagepersonal in einem Gefahrenbereich aufhält. Erfindungsgemäß ist die Steuerungseinheit des Systems dazu ausgelegt, die Klettereinrichtung und/oder den Kran so anzusteuern, dass ein Einbringen des Mastschusses in die Turmkonstruktion oder ein Entnehmen des Mastschusses aus der Turmkonstruktion automatisiert abläuft ohne dabei einen Überlastzustand zu provozieren.
  • Vorzugsweise umfasst das System eine Vorrichtung zum Koppeln und Entkoppeln von Verbindungsmitteln, das mit der Steuerungseinheit verbunden ist und durch diese steuerbar ist.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das System ein optisches Anzeigeelement zum Widergeben verschiedener Zustände des Systems, wobei vorzugsweise auszuführende Tätigkeiten ebenfalls angezeigt werden.
  • Das optische Anzeigeelement kann auf einem Bedientableau montiert sein und über ein Display oder über Anzeigeelemente aktuelle Zustände der Anlage sowie situationsbedingt notwendige Tätigkeiten visualisieren. Insbesondere kann das Bedientableau zusätzlich mit Symbolik versehen sein. Vorzugsweise sind das Bedientableau sowie die darauf optional angeordneten optischen Anzeigeelemente mit der Steuerungseinheit des Systems verbunden. Dabei ist es auch möglich, dass Bedienelemente sowie eine berührungssensible Oberfläche in einer Anzeige des Bedientableaus eine Bedienung der Steuerungseinheit ermöglichen.
  • Zudem bietet die Visualisierung mit Hilfe der optischen Anzeigeelemente eine Diagnose-, sowie Fehlerdarstellung. Dadurch ist es möglich fehlerbedingte Standzeiten des Systems deutlich zu reduzieren, da die Fehlerquelle einfacher zu lokalisieren ist. Auch ist es möglich eine Vielzahl oder alle mit Hilfe von Sensoren erfassten Werte in der Visualisierung darzustellen, sodass verschiedene Prozessabschnitte des Klettervorgangs optisch dargestellt werden können.
  • Vorzugsweise erfolgt die Bedienung der Steuerungseinheit über eine Kabelfernsteuerung oder über eine Funkfernsteuerung mit Reichweitenbegrenzung. Dadurch ist es möglich, das System von mehreren Stellen aus flexibel zu bedienen. Zudem umfasst die Steuerungseinheit einen Positioniermodus, in dem die Geschwindigkeit der Hubvorrichtung deutlich reduziert werden kann, sodass das Einführen sowie das Abmontieren von Verbindungsmitteln (Schraub- und Bolzenverbindungen) leichter auszuführen ist.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1:
    das erfindungsgemäße Klettersystem in einer Seitenansicht einer Turmkonstruktion,
    Fig. 2:
    eine stilisierte Darstellung des erfindungsgemäßen Klettersystems,
    Fig. 3:
    ein Bedientableau mit optischen Anzeigeelementen zum Bedienen der Steuerungseinheit des erfindungsgemäßen Systems,
    Fig. 4(a)
    eine Anzeige eines Bedientableaus für einen bestimmten Zustand des Klettersystems, und
    Fig. 4(b)
    eine weitere Anzeige eines Bedientableaus für einen bestimmten Zustand des Klettersystems.
  • Fig. 1 zeigt einen Abschnitt eines Kranturms, in dem ein Klettersystem 1 angeordnet ist. Das Klettersystem umfasst eine Klettereinrichtung 2, die die Turmkonstruktion 4 umgreift. Die Klettereinrichtung 2 ist mit einem über ihr und unter ihr angeordneten Kranturmabschnitt verbunden. Zudem verfügt sie über eine Hubvorrichtung 10, die den über der Klettereinrichtung 2 angeordneten Abschnitt des Krans von dem unter der Klettereinrichtung 2 angeordneten Abschnitt des Krans nach oben wegdrücken kann. Dabei stützt sich die Hubvorrichtung 10 an sogenannten Stützknacken 14 ab, die außen an einem Mastschuss 3 vorstehen.
  • Man erkennt ferner einen einzufügenden Mastschuss 3, der an einem Katzantrieb 16 der Klettereinrichtung 2 hängt. Der Katzantrieb 16 sorgt für im Wesentlichen horizontales Verfahren des Mastschusses, so dass dieser in eine durch die Hubvorrichtung 10 geschaffenen Lücke eingebracht werden kann. Der Mastschuss 3 wird mit Hilfe des fertig montierten Kranoberteils an die in einer gewissen Höhe montierte Klettereinrichtung übergeben.
  • Zudem ist nahe den Verbindungsmitteln der einzelnen Mastschüsse 3 ein erster Sensor 51 vorhanden, der einen Zustand eines Verbindungsmittels überwacht. So kann festgestellt werden, ob die Verbindungsmittel zwischen den einzelnen Mastschüssen 3 an ihrer vorgesehenen Position sind.
  • Ferner sind zwei dritte Sensoren 53 an dem Führungsrahmen 7 der Klettereinrichtung 2 angeordnet. Diese sind dazu in der Lage die Position des Hubwerks der Hubvorrichtung 10 festzustellen und können die gerade verwendete Stützknacke 14, an der sich die Hubvorrichtung abstützt, bestimmen.
  • An den oben und unten angeordneten Streben des Führungsrahmens 7 sind zwei vierte Sensoren platziert, die die Neigung des Führungsrahmens 7 bzw. der Turmkonstruktion 4 bestimmen können.
  • Darüber hinaus sind mehrere fünfte Sensoren 55 an dem Führungsrahmen 7 angebracht, die an ihrem Anbringungsort jeweils ein an dem Führungsrahmen anliegendes Moment bestimmen können. Dadurch kann ein Überschreiten einer zulässigen Maximalbeanspruchung des Führungsrahmens 7 detektiert werden und durch geeignete Gegenmaßnahmen die Beanspruchung in einen Normalzustand zurückgeführt werden.
  • Sämtliche Sensoren sind mit der Steuerungseinheit 5 verbunden. Die Verbindung kann drahtgebunden oder drahtlos ausgeführt sein. Die von den mehreren Sensoren gesammelten Informationen werden in der Steuerungseinheit 5 verarbeitet, so dass auch ein automatisches Klettern mit dem erfindungsgemäßen Klettersystem durchführbar ist.
  • Fig. 2 zeigt einen Kran, der ein Klettersystem 1 aufweist. Man erkennt eine unterhalb des Kranoberteils angeordnete Klettereinrichtung 2 sowie einen Mastschuss 3, der mit Hilfe eines Katzantriebs in die durch die Hubvorrichtung 10 geschaffene Lücke einfahrbar ist. Dabei hängt der Mastschuss 3 an einem zur Klettereinrichtung 2 gehörenden Katzantrieb 11. Um an diese Position zu gelangen, wird der Mastschuss 3 mit Hilfe des Hauptauslegers des Krans vom Boden aufgenommen und an die Klettereinrichtung 2 übergeben.
  • Die Klettereinrichtung 2 ist in eine Wirkverbindung mit der Turmkonstruktion 4, stützt sich also von dieser ab, um einen Spalt zwischen der Turmkonstruktion 4 sowie der über der Klettereinrichtung 2 angeordneten Kranelemente zu bilden.
  • Ferner erkennt man die Steuerungseinheit 5, die mit einem Bedientableau 12 zum Steuern der Steuerungseinheit 5 in Verbindung steht. Man erkennt auch die Schnittstelle der Steuerungseinheit 5, über die eine Verbindung mit der Kransteuerung hergestellt ist. Ferner weist die Steuerungseinheit eine Verbindung zu einem zweiten Sensor 52 auf, der eine an der Turmkonstruktion 4 oder eine an einem Führungsrahmen der Klettereinrichtung 2 angebrachte Kennzeichnung erfassen kann, wodurch die Steuerungseinheit 5 auf bestimmte Eigenschaften der Turmkonstruktion 4 informiert wird. So ist es möglich mit Hilfe dieser Informationen die Kransteuerung an die bestimmten Eigenschaften während eines Klettervorgangs anzupassen. Beispielsweise ist es denkbar die maximal zu hebende Last des Krans zu beschränken und/oder die maximale Auslegerlänge zu reduzieren, während der Kran klettert.
  • Die Schnittstelle 6 der Steuerungseinheit 5, dient zur Verbindung mit einer Kransteuerung. Bei Ausführen dieser Verbindung ist die Steuerung des Krans und der Klettereinrichtung über eine gemeinsame Steuerung möglich. Dabei ist eine aufeinander abgestimmte Steuerung des Krans und der Klettereinrichtung möglich. So kann auch ohne das Eingeben eines Bedienungsbefehls die Steuerungseinheit 5 den Kran bedienen. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn mit Hilfe einer der in Fig. 1 dargestellten Sensoren ein von der Norm abweichender Zustand erkannt wird. Bei einer Neigung des Führungsrahmens 7 bzw. der Turmkonstruktion 4 kann automatisch ein Verfahren des Gegenballastes ausgeführt werden, um die Neigung des Führungsrahmens bzw. des Kranturms auszugleichen.
  • Fig. 3 zeigt ein Bedientableau 9 für die Steuerungseinheit 5. Man erkennt ein Display 8 sowie neben dem Display 8 angeordnete Zustandsanzeigen und Bedientasten zum Interagieren mit der Steuerungseinheit 5.
  • Fig. 4(a) zeigt eine mögliche Anzeige des Displays 8. Hierbei erkennt man schematisch einen Querschnitt der Turmkonstruktion 4, in einem Bereich, in dem die Klettereinrichtung 2 den Kranturm umgreift. Zu erkennen sind ferner die einzelnen Zustände der Verbindungsmittel 13, die in dafür vorgesehene Gegenstücke einschiebbar sind. In der speziellen Darstellung sind die Verbindungsmittel 13 Bolzen, die in ihre zugehörigen Aufnahmelöcher einführbar sind. Keines der Verbindungsmittel 13 steht in einer Wirkverbindung mit der Turmkonstruktion 4, da angezeigt ist, dass die entsprechenden Bolzen nicht mit dieser in Verbindung stehen.
  • Darüber hinaus ist der Status der Hubvorrichtung 10 durch die grafische Darstellung 15 dargestellt. Man sieht, dass der Hubzylinder der Hubvorrichtung 1 sich in einem nicht ausgefahrenen Zustand befindet.
  • Zudem ist eine Ansicht eines Mastschusses 3 zu erkennen, in der man die mehreren vertikal übereinander angeordneten Stützknacken 14 erkennt, an der die Klettereinrichtung sich abstützen kann. Auch ist rechts neben dem stilisierten Mastschuss3 der Zustand der Hubvorrichtung 10 angezeigt, der in der Fig. 4(a) einem eingefahrenen Zustand entspricht.
  • Fig. 4(b) zeigt im Wesentlichen dieselben Symbole wie Fig. 4(a). Lediglich deren Zustand ist geändert worden. So sind auf in der Querschnittsansicht der Turmkonstruktion 4 zwei Verbindungsmittel 13 nun mit dem Turm in Verbindung. Dies steht für einen eingeführten Bolzen. Auch ist die mittlere der drei übereinander angeordneten Stützknacken 14 in einer anderen Farbe dargestellt. Dies bedeutet, dass die Hubvorrichtung 10 mit dieser Stützknacke in Verbindung steht und sich auf dieser abstützt. Der Zustand der Hubvorrichtung an sich ist ebenfalls im Gegensatz zu Fig. 4(a) verändert und durch einen ausgefahrenen Zylinder angezeigt.
  • Mit Hilfe dieser Visualisierung ist es einem Bediener des erfindungsgemäßen Klettersystems in kurzer Zeit möglich, einen Überblick über alle wichtigen Parameter des Systems zu erlangen. Auch können etwaige Fehler schnell erkannt werden.

Claims (9)

  1. Klettersystem (1) für einen Kran, umfassend:
    eine Klettereinrichtung (2) zum Einbringen eines Mastschusses (3) oder zum Entnehmen eines Mastschusses (3) aus einer Turmkonstruktion (4) eines Krans, und
    eine Steuerungseinheit (5) zum Steuern der Klettereinrichtung (2),
    gekennzeichnet durch
    einen ersten Sensor (51) zum Überwachen eines Zustands eines Verbindungsmittels (13) der Klettereinrichtung (2) und/oder der Turmkonstruktion (4), wobei der erste Sensor (51) mit der Steuerungseinheit (5) verbunden ist, und
    die Steuerungseinheit (5) dazu ausgelegt ist, die Klettereinrichtung (2) und/oder den Kran so anzusteuern, dass ein Einbringen des Mastschusses (3) in oder ein Entnehmen des Mastschusses (3) aus der Turmkonstruktion (4) automatisiert abläuft.
  2. System (1) nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinheit (5) eine Schnittstelle (6) zum Verbinden mit einer Kransteuerung des Krans aufweist, so dass der Kran und die Klettereinrichtung (2) über eine gemeinsame Steuereinheit, vorzugsweise die Steuerungseinheit (5), steuerbar sind.
  3. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen zweiten Sensor (52) zum Erfassen einer an einem Führungsrahmen (7) der Klettereinrichtung (2) oder der Turmkonstruktion (4) angebrachten Kennzeichnung, die einen Rückschluss auf bestimmte Eigenschaften der Turmkonstruktion (4) zulässt, wobei der zweite Sensor (52) mit der Steuerungseinheit (5) verbunden ist.
  4. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen dritten Sensor (53) zum Überwachen einer Hubvorrichtung (10) der Klettereinrichtung (2), wobei der dritte Sensor (53) mit der Steuerungseinheit (5) verbunden ist.
  5. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen vierten Sensor (54) zum Erfassen der Orientierung und des Neigungswinkels der Klettereinrichtung (2) und/oder des Krans, wobei der vierte Sensor (54) mit der Steuerungseinheit (5) verbunden ist.
  6. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen fünften Sensor (55) zur Momenterfassung an mindestens einer Stelle der Klettereinrichtung (2), wobei der fünfte Sensor (55) mit der Steuerungseinheit (5) verbunden ist.
  7. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Detektionssystem zum Überwachen eines Bereichs zwischen Turmkonstruktion (4) und Klettereinrichtung (2) und eines Bereichs, in dem der Mastschuss (3) in die Turmkonstruktion (4) eingeführt oder aus dieser entnommen wird, wobei die Überwachung vorzugsweise durch ein Lichtgitter-, ein Laser-, ein Zugseil- und/oder ein Kamerasystem vorgenommen wird.
  8. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche , ferner umfassend mindestens eine Vorrichtung zum Koppeln und Entkoppeln von Verbindungsmitteln (13), die mit der Steuerungseinheit (5) verbunden ist und durch diese steuerbar ist.
  9. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend optische Anzeigeelemente (8) zum Wiedergeben verschiedener Zustände des Systems (1), und vorzugsweise zum Anzeigen auszuführender Tätigkeiten.
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