JP2018095477A - クレーンの実効カウンタウェイトを求めるための装置を備えたクレーン - Google Patents

Abstract

【課題】カウンタウェイトの設定に関する誤入力を回避するため、クレーンの実効カウンタウェイトを求める少なくとも１つの装置を提供する。
【解決手段】少なくとも１つのカウンタウェイト体を受けるための少なくとも１つの受け部２と、クレーン１０の別の構造部に受け部２を旋回可能に連結するように構成された少なくとも１つの連結部５と、受け部の旋回範囲を制限するように構成された少なくとも１つの当接部７とを有する装置を備え、当接部７に及ぼされる力を求める力測定装置を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、クレーンの実効カウンタウェイトを求めるための少なくとも１つの装置であって、少なくとも１つのカウンタウェイト体を受けるための少なくとも１つの受け部と、クレーンの別の構造部に受け部を旋回可能に連結するように構成された少なくとも１つの連結部と、受け部の旋回範囲を制限するように構成された少なくとも１つの当接部とを有する装置を備えたクレーンに関する。

従来技術より公知のクレーンでは、少なくとも１つのカウンタウェイトが、クレーンが支える負荷に抗するトルクを生じさせる。ここで、適用されるカウンタウェイトは、実質的にクレーンを安定させるのに役立つ。

クレーンにおいて用いられる負荷トルク制限装置または負荷トルク制限方法は、クレーンの安定性に関する計算において、実効カウンタウェイト量または実効質量と、対応する実効レバーアームとを使用する。ここで、負荷トルク制限を実行するのに必要なデータを、クレーン操縦者または他の操作者が手動で入力することが知られている。

このプロセスにおいて、意図しない誤入力がなされるおそれがある。これは、例えばクレーンのロングブームの組立中に起こり得る。既に準備の整ったクレーンによってクレーン作業を実行する場合、クレーンの組立過程とは違って、全ての吊されたバラストが必要とはされず、上部旋回体上の十分に大きなバラストがバランシングのために十分であり得る。存在するバラストによってクレーンに作用するトルクを大きくするために、クレーン操縦者は、例えば、クレーンの上部旋回体からバラストプレートを取り除き、それらを吊されたバラスト上に配置することができる。クレーンを組み立てた後、吊されたバラストは取り外されてもよく、クレーンは上部旋回体バラストのみを伴って作業可能である。しかしながら、ここで重要なのは、以前に改めて積み重ねたバラストプレートを、クレーン上部旋回体上に再び配置することである。別の例によると、クレーン制御部は、大きすぎる誤って記憶されたカウンタウェイトを有するおそれがある。この場合、ブームが過剰に持ち上げられるかも知れず、それによりクレーンが後方に傾いてしまうおそれがある。

こうした背景に対して、本発明の課題は、特に独立して実効カウンタウェイトを求めることができる装置を提供することである。よって、本発明の課題は、負荷トルク制限の設定もしくはカウンタウェイトの設定に関する誤入力を回避すること、またはクレーン操縦者もしくは他の操作者の手動入力を、少なくとも再チェックもしくは妥当性チェックに付すことである。本発明の別の課題は、クレーン操縦者または他の操作者による入力を不要とする完全に自律的に作動する装置を提供することである。

本発明によると、この課題は、請求項１の特徴を有するクレーンによって解決される。有利な実施形態は、従属請求項の主題である。したがって、クレーンは、少なくとも１つの当接部の内部および／または外部に設けられ、受け部によって当接部に及ぼされる力を求めるように構成された少なくとも１つの力測定装置を備える。

有利には、また、クレーン操縦者のいかなる介入も伴わずに、クレーンにどのカウンタウェイトが取り付けられたかが求められてもよい。カウンタウェイトの追加的な手動入力において、求められた値の助けを借りた妥当性チェックがなされてもよく、よってカウンタウェイトに基づいて実行される負荷トルク制限の信頼性が向上し得る。

好ましい実施形態では、力測定装置が、特に油圧式のシリンダおよびピストン装置を有することが考えられる。ここで、シリンダおよびピストン装置は、受け部の旋回方向に対して接線方向に向いていてもよい。当該実施形態では、油圧式のシリンダおよびピストン装置として、クレーンに既存の油圧系の構成要素の少なくとも一部が、本発明を実施するために使用されるのが有利である。ここで、油圧式のシリンダおよびピストン装置は、受け部に設けられていてもよく、またはその代わりに、クレーンの残る構造部に設けられていてもよく、それにより受け部は、少なくとも１つの位置において、シリンダおよびピストン装置を介して、クレーンの残る構造部に支持される。

別の好ましい実施形態では、シリンダ内にピストンロッドの少なくとも一部を押し込むように構成された少なくとも１つのばねを設けることが考えられる。よって、当該ばねは、シリンダ空間を、例えば３０バールの、特定の系統圧力で永続的に予圧する機能を有する。シリンダ空間内の圧力は、ばねに抗するように作用し得る。システムの予圧は、当該システムが常に十分なオイルで満たされるという利点をもたらす。システムは、例えば漏れによって、時間の経過と共に単純に空になるおそれがなく、よって装置の機能性が損なわれない。また、ばねは、低温のシリンダ空間や低温のオイルで満たされたシリンダ空間が昇温する場合に補償を作り出す。これにより、シリンダを破壊し得るシリンダ空間における過剰圧力のリスクが回避される。考えられるピストンのストローク経路および／またはばねの変位は、ここでは例えば２０ｍｍに達する。

別の好ましい実施形態では、シリンダのシリンダ空間が、１０〜５０バール、特に２０〜４０バール、とりわけ３０±５バールの系統圧力で予圧されていることが考えられる。

また、シリンダからの圧力媒体の逆流が、逆止弁を介してブロック可能であってもよい。ここで、逆止弁は、力測定装置によって求められまたは測定され得る、シリンダおよびピストン装置内での油圧の上昇をもたらし得る。

別の好ましい実施形態では、力測定装置が、シリンダ内の圧力を測定するための圧力メータとして構成されていることが考えられる。また、測定された圧力から実効カウンタウェイトを計算するように構成されたクレーン制御部が設けられていてもよい。このために、クレーン制御部は、例えば、当接部の数、存在するレバーアーム、重心の距離や位置などのクレーンにおける幾何学的関係、およびばねのばね定数といった様々なパラメータを使用してもよい。

別の好ましい実施形態では、測定回路における最大圧力を特に４００バールまでに制限するように構成された安全装置が設けられていてもよい。これにより、測定回路に対するいかなる損傷をも回避または阻止することができる。

別の好ましい実施形態では、ピストンロッドは、その支持面が球面状に設計されていてもよい。これにより、例えば、ピンとして設計された連結部回りにおける受け部の旋回動作中に当該ピストンロッドが傾きまたはブロックされるのが阻止され、それにより装置の測定精度を高めることができる。

本発明は、また、クレーンの実効カウンタウェイトを求めるための装置であって、カウンタウェイトのための受け部の旋回範囲を制限するように構成された少なくとも１つの当接部を備えた装置に関する。装置は、クレーンに関連して上述した特徴のいずれかをさらに有していてもよい。

図１は、本発明に係るクレーンの上部旋回体の鋼構造の部分斜視図である。 図２ａは、本発明に係るクレーンを側方から見た概略的な細部図である（ここでは、右側の受け部のみが示されている）。 図２ｂは、本発明に係るクレーンを上から見た概略的な細部図である。 図３は、本発明に係るクレーンの側面図である。

本発明のさらなる詳細や利点について、図面に例示する実施形態に関連して説明する。

図１は、本発明に係るクレーン１０の細部を示している。クレーン１０は、当該クレーン１０に設けられた実効カウンタウェイトを求めるための装置を備える。受け部２は、ここではクレーン１０の残る構造部に連結されていて、図２ａに示す１つ以上のカウンタウェイト体３を受けるように構成されている。ここで、受け部２は、バラストパレット２と呼ばれてもよく、その上にカウンタウェイト体３が配置可能な少なくとも１つの水平ベース部と、この水平ベース部に対して実質的に垂直に設けられ、当該ベース部およびその上に配置可能なカウンタウェイト体３をクレーン１０の残る構造部において保持する少なくとも１つの保持部とを有していてもよい。

受け部２の上側領域には、当該受け部２をクレーン１０の別の構造部に旋回可能に連結するための連結部５が設けられていてもよい。連結部は、受け部２またはクレーン１０にピン５を有していてもよく、当該ピン５回りにおいて受け部２がクレーン１０に対して旋回可能に連結される。

クレーン１０または受け部２の領域には、特にピン５と離間して、受け部２の旋回範囲を制限するように構成された少なくとも１つの当接部７が設けられている。力測定装置６は、当接部７の内部および／または外部に設けられていてもよく、受け部２によって、または受け部２に配置されたカウンタウェイト体３によって当接部７に及ぼされる力を求めまたは測定するように構成されている。

バラストパレット２は、図１に示すクレーン１０の上部旋回体１において左側および右側の両方に設けられていてもよい。カウンタウェイト体３は、カウンタウェイトプレート３として形成されていてもよく、および／またはバラストパレット２上に積載可能であってもよい。ここで、カウンタウェイトプレート３を配置するために、クレーン１０それ自体または補助クレーンを使用することができる。クレーンなしでカウンタウェイトプレート３を持ち上げるための複雑な油圧装置が、これにより省略可能である。

力測定装置６は、油圧シリンダおよびピストン装置として構成されていてもよく、またはそれらで構成されていてもよい。当接部７の領域にひずみゲージなどの他の力メータが設けられ、当該メータで生じる力またはひずみを検出できるようにした代替的な実施形態も考えられる。

図２ａは、当接部７が実質的に連結部５またはピン５の下方に配置されてもよいことを示している。ここで、当接部７は、カウンタウェイト体３の重量力によって生じるトルクが当該当接部７に作用し得るように配置されていればよい。

図２ｂは、圧力センサまたは圧力センサを接続するための流体ラインが、シリンダおよびピストン装置６１，６２のピストン側に設けられていてもよいことを示している。図示のように複数のシリンダおよびピストン装置６１，６２が設けられる場合、それらに作用する全ての力は、各装置６１，６２に作用する力の対応した加算によって求められてもよい。

また、図２ｂは、ピストンロッド６２をシリンダ６１内に押すように構成された少なくとも１つのばね６３が設けられていてもよいことを示している。ばね６３は、必要に応じて、シリンダ６１のシリンダ空間を特定の系統圧力で予圧するものであってもよい。ここで、ばね６３は、各シリンダおよびピストン装置６１，６２のロッド空間に設けられていてもよい。

図２ｂに示す圧力メータ６５は、安全装置を有していてもよく、または対応する安全装置に接続されていてもよい。当該安全装置は、測定回路における最大圧力を例えば４００バールまでに制限して装置を保護するように構成されていてもよい。

また、当接部７または連結部５などの装置の構成要素は、既存のクレーンに遡及的に設けられまたは組み込まれてもよく、それにより既存のクレーンに対する本発明に係る装置の後付けをシンプルに実現できる。

図面からわかるように、バラストパレット２は、水平旋回軸４回りに旋回可能となるようにクレーン１０の上部旋回体１に接続されていてもよい。補助クレーンは、そのフックにバラストパレット２をつないで、それらを旋回軸４を構成し得るピン５に吊すことができる。

バラストパレット２は、当該バラストパレットがさらに下降すると当接部７に当接する。バラストパレット２は、続いて、さらなるカウンタウェイトプレート３を受けてもよい。ここで、ピン５における力Ｆｙおよび当接部７における力Ｆｘが常に増大する。

力Ｆｘを測定する力測定装置６が当接部７に設けられていてもよい。力Ｆｘは、実効カウンタウェイトの重量力Ｇに応じて変化する。

力測定装置６は、ピストンロッド６２が出ているシリンダ６１を有していてもよい。ピストンロッド６２は、ばね６３によってシリンダ６１の空間内へ押されている。

シリンダ空間は、例えば３０バールの系統圧力において永続的に予圧されている。よって、シリンダ空間内の圧力は、ばね６３に抗して作用する。ここでバラストパレット２がピストンロッド６２に力Ｆｘを及ぼすと、当該ピストンロッド６２はシリンダ空間内にさらに入り込もうとする。しかしながら、油圧オイルの逆流は、逆止弁６４によってブロックされる。圧力が上昇する。この上昇は、圧力メータ６５において測定されてもよい。

クレーンは、求められた測定値を受けて様々なパラメータに応じて実効カウンタウェイトの質量を求め、それを（組み立てられた状態の）クレーンの負荷トルク制限装置に提供してもよい。

上記パラメータは、当接部７の数と、レバーアーム、重心の間隔や位置などの幾何学的関係と、ばね６３のばね定数とであってもよい。

測定回路における例えば４００バールまでの圧力制限は、安全装置として設定されてもよい。また、ピストンロッド６２は、その支持面６２１が球面状に設計されていてもよい。

システムを３０バールの圧力で予圧することにより、当該システムが常に十分なオイルで満たされるという利点がもたらされる。システムは、時間の経過と共に漏れによって空になることがなく、よって機能しなくなるおそれがない。他方、ばね６３は、冷たいシリンダや冷えたオイルで満たされたシリンダが昇温する場合に補償を作り出す。これにより、シリンダを破壊し得るシリンダ空間における過剰圧力のリスクが回避される。ここで、考えられる経路は、例えばピストンの２０ｍｍのストロークであってもよい。

Claims (10)

1. クレーン（１０）の実効カウンタウェイトを求めるための少なくとも１つの装置を備えたクレーン（１０）であって、
   上記装置は、
   少なくとも１つのカウンタウェイト体（３）を受けるように構成された少なくとも１つの受け部（２）と、
   上記クレーン（１０）の別の構造部に上記受け部（２）を旋回可能に連結するように構成された少なくとも１つの連結部（５）と、
   上記受け部（２）の旋回範囲を制限するように構成された少なくとも１つの当接部（７）とを有しており、
   上記当接部（７）の内部および／または外部に、上記受け部（２）によって上記当接部（７）に及ぼされる力を求めるように構成された少なくとも１つの力測定装置（６）が設けられている
   ことを特徴とするクレーン。
2. 請求項１において、
   上記力測定装置（６）は、特に油圧式のピストンおよびシリンダ装置（６１，６２）を有する
   ことを特徴とするクレーン。
3. 請求項１または２において、
   上記シリンダ（６１）内に上記ピストンロッド（６２）の少なくとも一部を押し込むように構成された少なくとも１つのばね（６３）を備える
   ことを特徴とするクレーン。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、
   上記シリンダ（６１）のシリンダ空間は、１０〜５０バール、特に２０〜４０バール、とりわけ３０±５バールの系統圧力で予圧されている
   ことを特徴とするクレーン。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、
   上記シリンダ（６１）からの圧力媒体の逆流は、逆止弁（６４）によってブロック可能である
   ことを特徴とするクレーン。
6. 請求項１〜５のいずれか１項において、
   上記力測定装置（６）は、上記シリンダ（６１）内の圧力を測定するための圧力メータ（６５）として構成されている
   ことを特徴とするクレーン。
7. 請求項６において、
   上記測定された圧力から上記実効カウンタウェイトを計算するように構成されたクレーン制御部を備える
   ことを特徴とするクレーン。
8. 請求項１〜７のいずれか１項において、
   上記測定回路における最大圧力を特に４００バールまでに制限するように構成された安全装置を備える
   ことを特徴とするクレーン。
9. 請求項２〜８のいずれか１項において、
   上記ピストンロッド（６２）は、その支持面が球面状に設計されている
   ことを特徴とするクレーン。
10. クレーン（１０）における実効カウンタウェイトを求めるための装置であって、
    カウンタウェイトのための受け部（２）の旋回範囲を制限するように構成された少なくとも１つの当接部（７）を備える
    ことを特徴とする装置。