JP6808828B2 - 荷重を決定する方法と、このような方法を実施するための液圧式の吊上げ装置用の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の特徴を備える、液圧式の吊上げ装置によって持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重を決定する方法と、このような方法を実施するために構成された、液圧式の吊上げ装置のための制御装置と、このような制御装置を備えた液圧式の吊上げ装置とに関する。

液圧式の吊上げ装置で持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重を決定するための冒頭で述べた形式の方法は、欧州特許第１４７７４５２号明細書から公知である。手動操作式または液圧式のジブエレメントを備えたクレーンのための上掲の明細書に記載された方法では、クレーンの手動のジブエレメントに取り付けることが望ましい荷物の重さを量るために、まず、サンプリング段階において、クレーンが予め規定された位置にもたらされる。この予め規定された位置は、荷重収容のために適していてよい。したがって、クレーンに取り付けられた手動操作式のジブエレメントでは、完全に引き込まれた液圧式のジブエレメントと完全に走出させた液圧式のジブエレメントとの間にある、液圧式のジブエレメントの特に少なくとも２つの互いに異なる位置のために、メインシリンダにおける圧力測定が実施され、これに基づいて、この予め規定されたクレーン位置のためのパターングラフが生成される。このサンプリング段階は、クレーン製造者において行われる。

別の段階で、手動操作式のジブエレメントに取り付けられた荷重が決定される。このためには、荷重を付けられていないクレーンが、荷重収容のために適している予め規定された位置へともたらされる。メインシリンダ内の圧力測定と、この位置に関連するパターングラフとの比較により、持ち上げるべき荷重の荷重取付け点の走出（腕の長さ）が導かれる。荷重の取付け後に、クレーンに荷重が付けられていない状態で検出された圧力と荷重が付けられた状態で検出された圧力との間の差に基づいて、荷重を決定することができる。

先行技術において公知のこの方法において不都合であるのは、荷重の決定が、原則的に、クレーンの予め規定された位置でしか行うことができないことである。荷重の収容前に、クレーンは、クレーン製造者によってパターングラフが取得された位置へともたらされなければならない。さらにクレーンは、荷重の収容後に、この荷重を決定するために対応する位置に位置していなければならない。さらに荷重の決定は、クレーンの、クレーン製造者によってサンプリング段階の実施、つまりパターングラフの作成が行われた配置構造（装備）でしか行うことができない。したがって、クレーン配置構造またはクレーン装備の変更時に、クレーン製造者によって作成されたパターングラフがもはや荷重の決定のために考慮することができないという事態が発生する。

本発明の課題は、上述の欠点が生じない、液圧式の吊上げ装置によって持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重を決定するための方法を提供することである。

この課題は、請求項１に記載の特徴を備える方法と、このような方法を実施するために構成された制御装置と、このような制御装置を備えた液圧式の吊上げ装置とによって解決される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項に定義されている。

たとえば液圧式の荷役用クレーンの形の液圧式の吊上げ装置によって持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重を決定するための冒頭で述べた方法におけるように、吊上げ装置は、まず基準段階において基準位置へともたらされる。この場合、吊上げ装置は、第１の負荷状態にあってよい。

しかし、先行技術から公知の方法とは異なり、本発明に係る方法では、今、基準段階の基準位置において、吊上げ装置に目下作用している力および吊上げ装置の目下の幾何学形状の第１の検出が行われる。吊上げ装置に目下作用している力および吊上げ装置の目下の幾何学形状の検出により、現在のクレーン配置構造またはクレーン装備および吊上げ装置が取っている現在の幾何学形状（位置）を、持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重の決定時に考慮することができる。したがって、吊上げ装置の目下の（第１の）負荷状態も考慮に入れることができる。別の言葉でいうと、持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重は、吊上げ装置の、現在占めている運転パラメータを起点として決定することが可能になる。したがって、たとえば吊上げ装置の、目下の運転時に占めている運転パラメータを、持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重を決定するための出発点として検出することができる。

本発明に係る方法では、これに測定段階が続く。測定段階では、吊上げ装置が第２の負荷状態にあり、吊上げ装置は測定位置にもたらされる。測定位置では、吊上げ装置に目下作用している力および吊上げ装置の目下の幾何学形状の第２の検出が行われる。第１の検出と同様に、持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重の決定は、吊上げ装置の現在占めている運転パラメータを考慮に入れて行うことができる。

吊上げ装置に作用している力および幾何学形状の第１の検出および第２の検出に続く比較段階では、その都度検出された、吊上げ装置に目下作用している力、およびその都度検出された吊上げ装置の目下の幾何学形状の比較により、持ち上げられた荷重が特徴付けられる。検出された力および検出された幾何学形状（位置）の比較は、目下占めている運転パラメータにそれぞれ基づいているので、持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重を極めて正確に特徴付けることができる。したがって、たとえば測定段階は、基準段階の直後に実施することができ、これにより、検出された力の比較段階で生じた差は、吊上げ装置の負荷状態の変更に直接に起因していてよく、その都度検出された幾何学形状またはその都度占めている幾何学形状の変化も、荷重を特徴付けする際に考慮することができる。

したがって、吊上げ装置によって持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重を決定するために、先行技術におけるクレーン製造者により実施すべきサンプリング段階、およびこれに関連した、制限されて使用可能なパターングラフに依存しない。クレーン製造者自体にとって、本発明に係る方法により、サンプリング段階の時間のかかる実施を省略することができる。本発明に係る方法により、たとえば、吊上げ装置の単純な劣化現象および磨耗現象も、この吊上げ装置によって持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重の決定時に考慮することができる。

測定段階の実施を、実質的に、基準段階の実施後に任意に頻繁に行うことができることも排除されていない。

基準位置は、吊上げ装置の自由に選択可能な位置に相当することが規定されている。したがって、方法の実施は、吊上げ装置の実質的に任意の位置を起点として行うことができる。これにより、吊上げ装置を特に基準段階の実施前に予め規定された位置にもたらす必要をなくすことが可能になる。

基本的には、測定位置が、荷重収容後および荷重降ろし後の吊上げ装置の位置に相当すると有利であることがある。測定位置は、荷重の収容または荷重を降ろした直後の吊上げ装置の位置に相当してよい。測定位置は、吊上げ装置の、（場合によってはわずかである）位置変更によって荷重収容または荷重降ろしの直後に生じる位置に相当してもよい。

測定位置が、吊上げ装置の、吊上げ装置の基準位置に接近した位置に相当すると有利であることがある。これにより、検出された力の、比較段階で生じる差異を、持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重による吊上げ装置の負荷状態の変更に大部分で起因するものとすることができる。たとえば、走出の変化による幾何学形状の変化に基づく検出された力の変化は、この場合、小さな割合にしかならない。基準位置への測定位置への接近は、たとえば、吊上げ装置が荷重を収容するかまたは降ろすために基準位置から移動されて、次いで、測定段階を実施するために、吊上げ装置の位置が基準位置に向かう方向に戻されることによって行うことができる。

吊上げ装置の測定位置が、実質的に基準位置に相当すると有利であることがある。これにより、比較段階で生じる、検出された力の差異を、実質的に持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重による吊上げ装置の負荷状態の変更に起因するものとすることができる。

基準位置が、中間位置に接近した位置に相当するとさらに有利であることがある。中間位置は、吊上げ装置の、荷重収容または荷重降ろしのために適している位置である。これは、たとえば吊上げ装置の、持ち上げられた荷重を決定すべき位置が、荷重収容または荷重降ろしのために適していない場合に有利であることがある。これにより、基準位置および測定位置を、荷重収容または荷重降ろしのために適している中間位置から遠ざけることも可能になる。

この場合、基準位置から中間位置への吊上げ装置の移行および中間位置から測定位置への吊上げ装置の移行が、吊上げ装置の、許容範囲内にある位置変更によって行われると有利であることがある。許容範囲内での吊上げ装置の位置変更時に、基準段階で検出された力および検出された幾何学形状を、さらに持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重を決定するために、測定段階で考慮に入れることが可能であってよい。つまり、基準段階の実施後に、吊上げ装置の、許容範囲内にある実質的に任意の位置変更が実施され、この場合に、測定段階の実施前に基準段階を新たに実施することが必要となることはない。この場合、測定段階の実施時に、測定位置は、許容範囲内で基準位置から逸脱していてよい。

第２の負荷状態において吊上げ装置に目下作用している力および吊上げ装置の目下の幾何学形状の検出のための測定段階の各実施前に、第１の負荷状態において吊上げ装置に目下作用している力および目下の幾何学形状の検出のための基準段階が実施されると有利であることがある。換言すると、それぞれ吊上げ装置の荷重収容または荷重降ろし前に、基準段階が実施されることが規定されている。測定段階の実施は、基準段階の実施後にほぼ任意に頻繁に行うことができる。測定段階の実施を、吊上げ装置の、許容範囲内にある位置変更後に、任意に頻繁に行うことができることも排除するべきではない。

吊上げ装置に目下作用している力および吊上げ装置の目下の幾何学形状の検出は、吊上げ装置のその都度の位置および吊上げ装置のその都度の負荷状態のために特徴的なパラメータと、計算モデルを考慮に入れながら行われることが規定されていてよい。特徴的なパラメータは、吊上げ装置に作用している力および吊上げ装置の幾何学形状に対応していてよい。計算モデルにおいて、たとえば吊上げ装置の取り得るかつ現在の配置構造、または装備などの、吊上げ装置に関する情報が保存されていてよい。

吊上げ装置は、鉛直方向の回転軸線を中心として回転可能な少なくとも１つのクレーン支柱と、水平方向の第１の旋回軸線を中心として旋回可能にクレーン支柱に支承されたメインアームとを有していてよい。さらに、吊上げ装置は、メインアームを旋回させるための少なくとも１つのメインシリンダを有しており、この場合、基準段階および測定段階において、水平方向の第１の旋回軸線に関するモーメントが検出される。簡単な場合、たとえば旋回角度およびメインアームの長さならびにメインシリンダ内で検出された圧力を考慮に入れながら、水平方向の第１の旋回軸線に関するモーメントを決定することができる。

吊上げ装置では、この吊上げ装置が、クレーン支柱の回転のための回転機構と、水平方向の第２の回転軸線を中心として旋回可能にメインアームに支承されている、好適には少なくとも１つのクレーン推進アームを備えた屈曲アームと、を有していることがさらに規定されていてよい。吊上げ装置は、さらに屈曲アームを旋回させるための第１の液圧式の屈曲シリンダと、好適には、少なくとも１つのクレーン推進アームを操作するための少なくとも１つの第１の液圧式の推進シリンダとを有している。このような構成は、たとえば関節腕クレーンとして吊上げ装置が構成されている場合に与えられてよい。

吊上げ装置に目下作用している力および吊上げ装置の目下の幾何学形状の検出時に、特徴付けられたパラメータが、少なくとも１つのメインシリンダ内の圧力および／または屈曲シリンダ内の圧力および／または回転機構の回転角度および／またはクレーン支柱に対するメインアームの屈曲角度および／またはメインアームに対する屈曲アームの屈曲角度および／または少なくとも１つのクレーン推進アームの推進位置を少なくとも含むことが規定されていてよい。特徴的なパラメータの適切な選択により、力および幾何学形状を完全にかつ正確に検出することができる。

吊上げ装置が、水平方向に第３の旋回軸線を中心として旋回可能に屈曲アームに支承されている、少なくとも１つのクレーン推進アームを備えた付属屈曲アームをさらに有しているとさらに有利であることがある。この場合、吊上げ装置は、付属屈曲アームを旋回させるための少なくとも１つの第２の液圧式の屈曲シリンダと、少なくとも１つのクレーン推進アームを操作するための第２の液圧式の推進シリンダとをさらに有しており、特徴的なパラメータは、第２の屈曲シリンダ内の圧力および／または屈曲アームに対する付属屈曲アームの屈曲角度および／または付属屈曲アームの少なくとも１つのクレーン推進アームの推進位置とをさらに含んでいる。このような構成は、付属屈曲アームを備えた関節腕クレーンとして吊上げ装置が構成されている場合に与えられてよい。この場合、基準段階および測定段階において、水平方向の第１の旋回軸線に関するモーメントおよび水平方向の第３の旋回軸線に関するモーメントが検出されることが規定されていてよい。しかし、幾何学形状の対応する検出時に、持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重は、水平方向の第１の旋回軸線に関するモーメントの検出のみによっても決定することができる。しかし、水平方向の第３の旋回軸線に関するモーメントの付加的な検出時に、持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重をより正確に特徴付けることが可能となる。

この場合、吊上げ装置がさらに少なくとも１つのジブ延長部を有しており、計算モデルにおいて、少なくとも１つのジブ延長部の付加的な走出が考慮されるとさらに有利であることがある。ジブ延長部に関連するデータは、計算モデルに保存されていてよい。場合によっては手動操作されるこのようなジブ延長部は、吊上げ装置のクレーンアームまたはクレーン推進アームの活動範囲を拡げるために使用することができる。ジブ延長部は、予め規定された角度で、たとえば調節装置によって吊上げ装置のクレーンアームまたはクレーン推進アームに配置可能であってよい。

さらに、吊上げ装置が、この吊上げ装置に、特にクレーン推進アームに配置された少なくとも１つの作業機器を有しており、計算モデルにおいて、作業機器によって引き起こされる付加的な負荷を考慮できると有利なことがある。たとえばロープウィンチのような作業機器を、吊上げ装置の実質的に任意の箇所に配置することができる。しかし、たとえばグラブのような作業機器が、吊上げ装置のクレーン推進アームに配置されていてもよい。作業機器に関連する情報は、計算モデルに保存されていてよいが、このことは必ずしも必要ではない。第１の負荷状態において吊上げ装置に目下作用している力および吊上げ装置の目下の幾何学形状の検出により、作業機器と、場合によっては吊上げ装置における、または吊上げ装置に対するこの作業機器の位置とを、持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重の決定時に考慮することができる。

計算モデルにおいて、吊上げ装置の変形を考慮に入れると有利であることがある。自重および／または持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重により引き起こされる、吊上げ装置の変形は、吊上げ装置の１つの箇所または１つの負荷状態における吊上げ装置の実際の幾何学形状に影響を与えることがある。吊上げ装置の変形を計算モデルにおいて考慮に入れることにより、持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重の決定をより正確に行うことができる。

この場合、計算モデルに、吊上げ装置のクレーン支柱および／またはメインアームおよび／または屈曲アームおよび／または少なくとも１つのクレーン推進アームの変形を考慮に入れると有利なことがあり、これにより吊上げ装置の１つの位置または１つの負荷状態における吊上げ装置の実際の幾何学形状をより良好に特徴付けることができる。これと同様に、液圧式のシリンダのシール摩擦の影響の考慮も、持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重のより正確な決定を可能にすることができる。

計算モデルにおいて、変形は、補正の形で検出された屈曲角度に適用され、かつ／または補正の形で検出された推進位置に適用され、かつ／または、シール摩擦の影響が、補正の形で検出された圧力に適用される。これにより、たとえば吊上げ装置の特定の位置のために生じる変形、および特定の負荷状態または特定の位置のために発生する液圧を、計算モデルにおいて考慮することができる。

さらに、吊上げ装置に目下作用する検出された力および／または検出された屈曲角度および／または検出された推進位置に依存して補正が行われると、さらに有利であることがある。これにより、吊上げ装置の位置または幾何学形状に依存した変形を考慮することができるだけではなく、これらを、（場合によっては組み合わせて）持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重に依存して行うことができる。吊上げ装置の装備または配置構造によって引き起こされる変形も考慮することができる。換言すると、補正自体の大きさは、検出されたパラメータに規定されて依存している。

変形に対する補正が、検出された圧力に線形従属して、かつ／または検出された推進位置に線形従属して行われ、かつ／または、シール摩擦に対する補正が、検出された圧力に反比例して、かつ位置変更の方向に依存して行われると、さらに有利であることがある。

第１の負荷状態が、吊上げ装置によって持ち上げられた荷重を有しない負荷状態に相当し、第２の負荷状態が、持ち上げられた荷重を備えた負荷状態に相当することが規定されていてよい。したがって、基準段階は、持ち上げられた荷重なしに実施され、かつ測定段階は、荷重の上昇が行われた後に実施される。

第１の負荷状態が、吊上げ装置によって持ち上げられた第１の荷重を備えた負荷状態に相当し、第２の負荷状態が、好適には第１の荷重とは異なる、持ち上げられた第２の荷重を備えた負荷状態に相当することを排除するべきではない。したがって、基準段階は、たとえば既に持ち上げられた荷重を有して実施され、測定段階は、部分的に荷重を降ろした後、または付加的に収容した後に行われる。

既に冒頭で述べたように、持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重の決定のための上述のような方法を実施するために構成されている、液圧式の吊上げ装置のための制御装置に対する保護も要求される。

このような制御装置により、第１の運転モードでは、第１の負荷状態で、吊上げ装置の基準位置において、吊上げ装置に目下作用している力および吊上げ装置の目下の幾何学形状の第１の検出のために、基準段階が実施可能であってよい。

制御装置の第２の運転モードでは、第２の負荷状態で、吊上げ装置の測定位置において、吊上げ装置に目下作用している力および吊上げ装置の目下の幾何学形状の第２の測定のために、測定段階が実施可能であってよい。制御装置は、たとえば、第１の運転モードにおける基準段階の実施後に、第２の運転モードに自動的に切り換えられるように構成されていてよい。たとえば、吊上げ装置の位置が、第２の運転モードにおいて、許容範囲内でのみ変更可能であるか、許容範囲から出る前に、対応する警告信号が制御装置によって出力されることが規定されていてよい。

制御装置の第３の運転モードでは、その都度検出された、吊上げ装置に目下作用している力および吊上げ装置のその都度検出された目下の幾何学形状の検出の比較により、持ち上げられた荷重の特徴付けのための比較段階が実施可能であってよい。この場合、たとえば、測定段階の実施後に、第３の運転モードに自動的に切り換えられ、場合によっては比較段階が自動的に実施されることが規定されていてよい。

比較段階において特徴付けられた荷重が、この荷重に対応する単位で、制御装置に通信する表示器に表示可能であると有利であることがある。これにより、たとえば使用者に、使用者にとって自明な単位で、方法によって決定された荷重に関する情報を与えることができる。

既に上述されているように、最終的には、上述したような制御装置を備えた液圧式の吊上げ装置のための保護も要求される。液圧式の吊上げ装置は、車両用の荷役用クレーンとして構成されていてよい。特に有利には、液圧式の吊上げ装置は、関節腕クレーンとして構成されていてもよい。

本発明の別の詳細および利点を、図面に示した実施例に関する図面の説明に基づき以下で詳しく説明する。

図１ａ〜図１ｃは、車両上に組み付けられた吊上げ装置の様々な構成を示す側面図である。 図２ａ〜図２ｃは、吊上げ装置の様々な構成を示す側面図である。 図３ａおよび図３ｂは、吊上げ装置の様々な構成を示す側面図およびセンサシステムを有する制御装置を示す概略図である。 図４ａ〜図４ｃは、上昇工程の経過を示す概略図である。 図５ａ〜図５ｃは、上昇工程の経過を示す別の概略図である。 図６ａおよび図６ｃは、上昇工程の経過を示す別の概略図である。 図７ａおよび図７ｂは、吊上げ装置の様々な構成を示す概略図および許容範囲を示す図である。 図８ａおよび図８ｂは、ジブ延長部を備えた吊上げ装置の様々な構成を示す概略図である。 図９ａおよび図９ｂは、作業機器を備えた吊上げ装置の様々な構成を示す概略図である。 図１０ａおよび図１０ｂは、様々な位置に配置されたそれぞれ１つのロープウィンチを備えた吊上げ装置の様々な構成を示す概略図である。

図１ａには、吊上げ装置２の第１の構成が示されている。吊上げ装置２は、荷役用クレーン（Ladekran）または関節腕クレーン（Knickarmkran）として形成されており、車両１９上に配置されている。吊上げ装置２は、図示されているように、鉛直方向の第１の軸線ｖ１を中心として回転機構１８により回転可能なクレーン支柱３と、水平方向の第１の旋回軸線ｈ１を中心として旋回可能にクレーン支柱３に支承されたメインアーム４と、水平方向の第２の旋回軸線ｈ２を中心として旋回可能にメインアーム４に支承された、少なくとも１つのメイン推進アーム６を備えた屈曲アーム５とを有している。クレーン支柱３に対してメインアーム４を旋回させるために（屈曲角度ａ１）、液圧式のメインシリンダ１５が設けられている。メインアーム４に対する屈曲アーム５の旋回のために（屈曲角度ａ２）、液圧式の屈曲シリンダ１６が設けられている。

図１ｂには、吊上げ装置２の第２の構成が示されている。図１ｂに示した吊上げ装置２は、図１ａに示した構成の装備に対して付加的に、屈曲アーム５のクレーン推進アーム６に、水平方向の第３の旋回軸線ｈ３を中心として旋回可能に配置され、クレーンアーム１０と別のクレーン推進アーム１１とを持つ、付属屈曲アーム７を有している。屈曲アーム５に対して付属屈曲アーム７を旋回させるために（屈曲角度ａ３）、屈曲シリンダ１７が設けられている。

図１ｃには、吊上げ装置２の第３の構成が示されている。図１ｃに示した吊上げ装置２は、図１ｂに示した構成の配置構造に対して付加的に、水平方向の第４の旋回軸線ａ４を中心として旋回可能に付属屈曲アーム７のクレーン推進アーム１１に配置された、別の付属屈曲アーム１２を有している。付属屈曲アーム７に対して別の付属屈曲アーム１２を旋回させるために（屈曲角度ａ４）、屈曲シリンダ２０が設けられている。

図示した全ての構成は、自明の事ながら回転機構１８を有していてよい。

図２ａ〜図２ｃには、図１ａ〜図１ｃに示したように形成された吊上げ装置２の詳細図がそれぞれ示されている。

図３ａには、図１ａまたは図２ａに示した吊上げ装置２の構成が示されている。さらに、吊上げ装置２によって持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重２１（図３ａには図示せず。荷重（荷物）２１については、たとえば図４、図５または図６を参照）を決定する方法を実施するために構成されている制御装置１の概略図が示されている。制御装置１は、吊上げ装置２に取り付けられたセンサシステムの信号を供給することができる複数の信号入力部を有している。さらに、制御装置１は、記憶装置９を有しており、この記憶装置９内に、たとえば制御装置１の複数の運転モードおよび計算モデルに関するプログラムデータならびに入力した信号を記憶することができる。さらに制御装置１は、計算ユニット８を有しており、この計算ユニット８を用いて、入力した信号と、記憶装置９内に保存されたデータとを処理することができる。制御装置１は、表示器２２に通信していてもよい。表示器２２と制御装置１との通信は、ケーブル接続でかつ／またはワイヤレスで行うことができる。吊上げ装置２の幾何学形状を検出するためのセンサシステムは、図３ａに示した構成では、その都度の回転角度ｄ１ａを検出するための回転角度センサｄ１と、クレーン支柱３に対するメインアーム４の屈曲角度ａ１を検出するための屈曲角度センサｋ１と、メインアーム４に対する屈曲アーム５の屈曲角度ａ２を検出するための屈曲角度センサｋ２と、クレーン推進アーム６の推進位置を検出するための推進位置センサｓ１とを備えている。吊上げ装置２に作用している力を検出するために、メインシリンダ１５内の液圧ｐ１ａを検出するための圧力センサｐ１と、屈曲シリンダ１６内の液圧ｐ２ａを検出するための圧力センサｐ２とが設けられている。

図３ｂには、図３ａと同様に、図１ｂまたは図２ｂに示した吊上げ装置２の構成が示されている。吊上げ装置２の配置構造は、図示されているように、屈曲アーム５のクレーン推進アーム６に配置された付属屈曲アーム７を有している。吊上げ装置２の負荷状態のために特徴的なパラメータを検出するための付加的なセンサシステムとして、屈曲アーム５に対する付属屈曲アーム７の屈曲角度ａ３を検出するための屈曲角度センサｋ３と、別のクレーン推進アーム１１の推進位置を検出するための推進位置センサｓ２と、屈曲シリンダ１７内の液圧ｐ３ｂを検出するための圧力センサｐ３とが設けられている。

図１ｃまたは図２ｃに示した吊上げ装置２および制御装置１から成る、図３ａおよび図３ｂに示したアセンブリの類似の構成も、同じく可能である。

しかし、吊上げ装置２によって持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重２１を決定する上述のような方法では、図３ａに対して付加的なこのセンサシステムは、付属屈曲アーム７を備えた吊上げ装置２の形成時には必ずしも必要ではない。なぜならば、（場合によっては付属屈曲アーム７の既知の走出時に）原則的には水平方向の第１の旋回軸線ｈ１に関するモーメントの決定により、持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重２１を決定することができるからである。しかし、付加的なセンサシステムと、このセンサシステムにより供給される測定値またはパラメータの考慮、特に水平方向の第３の旋回軸線ｈ３に関するモーメントの、これにより可能となる付加的な決定は、決定の精度（測定精度）を高めるために役立つことができる。

図４ａ〜図４ｃには、吊上げ装置２による荷重収容の経過（または反対の順番での荷重降ろしの経過）が示されている。吊上げ装置２の、図４ａに示した位置は、基準位置に相当し、吊上げ装置２の実質的に自由に選択可能な位置が基準位置として働くことができる。吊上げ装置２の負荷状態に特徴的なパラメータから、荷重収容の図示の経過では、専ら屈曲アーム５の、推進位置センサｓ１によって測定された推進位置と、メインシリンダ１５内の、圧力センサｐ１によって測定された液圧とが観察される。基準位置において、クレーン推進アーム６の第１の推進位置ｘ１ａおよび第１の液圧ｐ１ａが測定されて、制御装置１（図示せず）の記憶装置８に保存される。このために、制御装置１は、吊上げ装置２に目下作用している力および吊上げ装置２の目下の幾何学形状の第１の検出のための第１の運転モードを有している。

いまや、吊上げ装置は、幾何学形状の変更によって、ここでは屈曲アーム５のクレーン推進アーム６を第２の推進位置ｘ１ｂへと出走させることによって、この基準位置から中間位置へともたらされる。中間位置は、図示されているように、荷重２１を収容するために適している。基本的には、吊上げ装置２の、図４ｂに示した位置が、（荷重２１の上昇前に）基準位置として働くことも当然ながら可能である。中間位置では、クレーン推進アーム６の第２の推進位置ｘ１ｂおよび第２の液圧ｐ１ｂが測定されて、同様に制御装置１（図示せず）の記憶装置８に保存される。これは、一般に、制御装置１がそのために適している運転モードにある中間段階における全ての持ち上げ工程のために行うことができる。中間位置では、今、荷重２１が吊上げ装置２に取り付けられて、場合によっては上昇させられる。原則的には、既にこの時点で持ち上げられた荷重２１の決定を行うことができる。

幾何学形状の変更によって、ここでは荷重２１の上昇後にクレーン推進アーム６を第３の推進位置ｘ１ｃへと走入させることによって、吊上げ装置２は、中間位置から測定位置へともたらされる。測定位置は、図示されているように、基準位置に接近している。基準段階において検出された、吊上げ装置２に目下作用している力および吊上げ装置２の目下の幾何学形状のために特徴的なパラメータを、持ち上げられた荷重２１の決定のために考慮することができるように、吊上げ装置２の位置変更または幾何学形状の変更は、許容範囲内になければならないことが規定されていてよい。許容範囲は、許容可能な最大の推進位置変更および／または許容可能な最大の屈曲角度の変更に適用することができる（たとえば図７ａおよび図７ｂを参照）。

図４ｃでは、吊上げ装置２が、荷重２１の上昇後に測定位置に位置している。この測定位置では、いまや、クレーン推進アーム６の第３の推進位置ｘ１ｃおよび第３の液圧ｐ１ｃが測定されて、制御装置１（図示せず）の記憶装置８に保存される。このために、制御装置１は、吊上げ装置２に目下作用している力および吊上げ装置２の目下の幾何学形状の第２の検出のための第２の運転モードを有している。

制御装置１が第３の運転モードにある比較段階では、いまや、その都度検出された吊上げ装置２に目下作用している力およびその都度検出された吊上げ装置２の目下の幾何学形状の比較により、持ち上げられた荷重２１の特徴付けが行われる。吊上げ装置２に目下作用している力および吊上げ装置の目下の幾何学形状の検出は、一般に、有利には、吊上げ装置２のその都度の位置および吊上げ装置２のその都度の負荷状態のために特徴的なパラメータ（たとえば、圧力、推進位置、屈曲角度、および場合によっては配置構造に関する追加データ）と、制御装置１の記憶装置８に保存された計算モデルとをそれぞれ考慮しながら行う。

図５ａ〜図５ｃには、吊上げ装置２による荷重収容の別の経過（または反対の順番での荷重降ろしの経過）が示されている。吊上げ装置２による荷重２１の荷重収容は、図示されているように、メインアーム４に対する屈曲アーム５の旋回によって行われる。吊上げ装置２の負荷状態のために特徴的なパラメータから、荷重収容のための図示の経過において、専ら屈曲アーム５の、屈曲角度センサｋ２によって測定された屈曲角度と、メインシリンダ１５内の、圧力センサｐ１によって測定された液圧とが観察される。

図５ａに示した基準位置では、屈曲アーム５の第１の屈曲角度位置ａ２１および第１の液圧ｐ１ａが測定されて、制御装置１（図示せず）の記憶装置８に保存される（基準段階、第１の運転モードの制御装置１）。幾何学形状の変更、ここでは屈曲アーム５の旋回により、吊上げ装置２は、図５ｂに示した中間位置へともたらされる。中間位置では、屈曲アーム５の第２の屈曲角度位置ａ２２と第２の液圧ｐ１ｂとが測定され、同様に制御装置１（図示せず）の記憶装置８に保存される。上述したように、ここでも吊上げ装置２の図５ｂに示した位置は、基準位置として働くことができる。別の幾何学形状の変更、ここではやはり屈曲アーム５の旋回により、吊上げ装置２は、図５ｃに示した測定位置へともたらされる。これにより、荷重２１の上昇も行われる。測定位置では、今、屈曲アーム５の第３の屈曲角度位置ａ２３および第３の液圧ｐ１ｃが測定されて、制御装置１（図示せず）の記憶装置８に保存される（測定段階、第２の運転モードの制御装置１）。これに続く比較段階（第３の運転モードの制御装置１）では、同様に制御装置１により、持ち上げられた荷重２１を特徴付けることができる。

図６ａおよび図６ｂには、吊上げ装置２による荷重収容の別の経過（または反対の順番での荷重降ろしの経過）が示されている。吊上げ装置は、屈曲アーム５に配置された、ロープウィンチの形の付加的な作業機器１４を有している。吊上げ装置２による荷重２１の荷重収容は、ロープウィンチの形の作業機器１４によって行われる。吊上げ装置２の負荷状態のために特徴的なパラメータから、荷重収容の図示の工程では、専らメインシリンダ１５内の、圧力センサｐ１によって測定された液圧と、屈曲シリンダ１７内の、圧力センサｐ３によって測定された液圧とが観察される。図６ａでは、吊上げ装置２が、基準位置にある。この基準位置は、既に荷重収容のために適している。図６ｂでは、吊上げ装置２が、荷重収容が行われた後に、測定位置に位置している。測定位置は、図示されているような場合、実質的に基準位置に相当する。基準段階において記録された圧力ｐ１ａ、ｐ３ａと、測定段階で記録されたｐ１ｂ，ｐ３ｂとの比較により、（幾何学形状が十分に特定されている場合）、吊上げ装置２の負荷変更を推測することができ、これにより持ち上げられた荷重２１を特徴付けることができる。

基本的には、上記で説明した方法によって、吊上げ装置２によって持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重の決定が、幾何学形状の変更の任意の組み合わせにおいて、特に説明された図面に示された幾何学形状の変更の任意の組み合わせにおいて可能である。

図４，図５および図６では、吊上げ装置２の図示した位置のために、その都度、目下の幾何学形状の検出、つまり特に目下の幾何学形状に関連する特徴的なパラメータ（たとえば回転角度、屈曲角度および推進位置）の検出が行われることは自明である。（しばしばジブとも呼ばれる）付属屈曲アーム７を備えた吊上げ装置２の構成では、この付属屈曲アーム７のために検出された特徴的なパラメータも、持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重２１の決定のために考慮に入れることができる。

図７ａおよび図７ｂでは、手動で操作可能であり静的に配置されたジブ延長部１３を備えた吊上げ装置２の概略的な構成がそれぞれ示されている。

図７ａに示した構成では、ジブ延長部１３が屈曲アーム５に配置されている。ジブ延長部１３は、屈曲アーム５に旋回可能に配置されていてよく、ジブ延長部１３の屈曲角度は、屈曲角度センサｋ３によって検出することができる。ジブ延長部１３の付加的な走出に関する情報は、制御装置１の記憶装置８に保存することができ、持ち上げるべき荷重または持ち上げられた荷重２１の決定時に考慮に入れることができる。さらに図７ａでは、破線で示唆した、屈曲アーム５の推進位置変更のための許容範囲と、ジブ延長部１３の屈曲角度変更の許容範囲とがそれぞれ図示されている。

図７ｂに示した構成では、ジブ延長部１３が屈曲アーム５に配置された付属屈曲アーム７に配置されている。ジブ延長部１３は、付属屈曲アーム７に旋回可能に配置されていてよく、この場合、ジブ延長部１３の屈曲角度は、屈曲角度センサｋ４によって検出することができる。図７ｂでは、同様に破線で示唆した、屈曲アーム５の推進位置変更、付属屈曲アーム７の推進位置変更、ならびにジブ延長部１３の屈曲角度変更のための許容範囲がそれぞれ図示されている。

吊上げ装置２の特に有利な構成では、許容範囲が実質的に吊上げ装置２の全運動範囲を含んでいてよい。

図８ａおよび図８ｂには、吊上げ装置２の、図７ａおよび図７ｂと類似の構成が示されている。しかし、ジブ延長部１３は、予め規定された不変の屈曲角度で屈曲アーム５または付属屈曲アーム７に取り付けられている。

図９ａおよび図９ｂには、たとえばグラブの形で配置された作業機器１４を備えた吊上げ装置２の構成がそれぞれ示されている。図９ａでは、作業機器１４が屈曲アーム５に配置されており、図９ｂでは、作業機器１４が付属屈曲アーム７に配置されている。場合によっては、作業機器１４を支持しているクレーンアームに対する作業機器１４の角度位置が検出されて、持ち上げられた荷重２１の決定時に考慮することができる。上述した方法の際に、基準段階および測定段階において、吊上げ装置２の、作業機器１４によって引き起こされた負荷が検出されるので、この負荷を計算モデルにおいて考慮に入れることができる。

図１０ａおよび図１０ｂには、ここではロープウィンチの形で配置された作業機器１４と、吊上げ装置２によって持ち上げられた荷重２１とを備えた吊上げ装置２の構成がそれぞれ示されている。図１０ａでは、作業機器１４が屈曲アーム５に配置されており、図１０ｂでは、作業機器１４がメインアーム４に配置されている。上述の方法では基準段階ならびに測定段階において、吊上げ装置２の、作業機器１４によって引き起こされる負荷が検出されるので、吊上げ装置２における作業機器１４の位置とは実質的に関係なしに、この負荷を計算モデルにおいて考慮に入れることができる。

したがって、吊上げ装置２によって持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重２１の決定の機能性は、吊上げ装置２の装備または配置構造によって制限されない。

１ 制御装置
２ 吊上げ装置
３ クレーン支柱
４ メインアーム
ａ１、ａ２、ａ３、ａ４ 屈曲角度
５ 屈曲アーム
６ クレーン推進アーム
７ 付属屈曲アーム
ｓ１、ｓ２ 推進位置センサ
ｘ１ａ、ｘ２ｂ、ｘ３ｃ 推進位置
ｐ１、ｐ２、ｐ３ 圧力センサ
ｐ１ａ、ｐ１ｂ、ｐ１ｃ 圧力
ｐ３ａ、ｐ３ｂ 圧力
８ 記憶装置
９ 計算ユニット
ｋ１、ｋ２，ｋ３，ｋ４ 屈曲角度センサ
ｄ１ 回転角度センサ
ａ２１、ａ２２、ａ２３ 屈曲角度
ｄ１ａ 回転角度
１０ クレーンアーム
１１ クレーン推進アーム
１２ 付属屈曲アーム
１３ ジブ延長部
１４ 作業機器
１５ メインシリンダ
１６、１７、２０ 屈曲シリンダ
１８ 回転機構
１９ 車両
２２ 表示器
ｈ１、ｈ２、ｈ３ 水平方向の旋回軸線
ｖ１ 鉛直方向の旋回軸線
２１ 荷重

Claims (31)

1. 液圧式の吊上げ装置（２）によって持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重（２１）を決定する方法であって、前記持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重（２１）を決定するために、前記吊上げ装置（２）を、基準段階において、前記吊上げ装置（２）の第１の負荷状態で基準位置へもたらす、方法において、
   前記基準位置において、前記吊上げ装置（２）に目下作用している力および前記吊上げ装置（２）の目下の幾何学形状の第１の検出を行い、前記基準位置は、前記吊上げ装置（２）の自由に選択可能な位置に相当し、
   測定段階において、前記吊上げ装置（２）を第２の負荷状態で測定位置にもたらし、前記測定位置で、前記吊上げ装置（２）に目下作用している力および前記吊上げ装置（２）の目下の幾何学形状の第２の検出を行い、
   比較段階において、その都度検出された前記吊上げ装置（２）に目下作用している力およびその都度検出された前記吊上げ装置の目下の幾何学形状の比較により、前記持ち上げられた荷重（２１）を特徴付ける、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記測定位置が、荷重収容後または荷重降ろし後の前記吊上げ装置（２）の位置に相当する、請求項１記載の方法。
3. 前記測定位置が、前記吊上げ装置（２）の、前記吊上げ装置（２）の前記基準位置に接近した位置に相当する、請求項１または２記載の方法。
4. 前記吊上げ装置（２）の前記測定位置が、前記基準位置に実質的に相当する、請求項１から３までの少なくともいずれか１項記載の方法。
5. 前記基準位置が、前記吊上げ装置（２）の、荷重収容または荷重降ろしのために適した位置である中間位置に接近した位置に相当する、請求項１から４までの少なくともいずれか１項記載の方法。
6. 前記吊上げ装置（２）の前記基準位置から前記中間位置への移行、および前記吊上げ装置（２）の前記中間位置から前記測定位置への移行を、前記吊上げ装置（２）の許容範囲内にある位置変更により行う、請求項５記載の方法。
7. 前記第２の負荷状態において前記吊上げ装置（２）に目下作用している力および前記吊上げ装置（２）の目下の幾何学形状を検出するための前記測定段階の各実施前に、前記第１の負荷状態において前記吊上げ装置（２）に目下作用している力および前記吊上げ装置（２）の目下の幾何学形状を検出するための前記基準段階を実施する、請求項１から６までの少なくともいずれか１項記載の方法。
8. 前記吊上げ装置（２）に目下作用している力および前記吊上げ装置（２）の目下の幾何学形状の検出を、前記吊上げ装置（２）のその都度の位置および前記吊上げ装置（２）のその都度の負荷状態のために特徴的なパラメータおよび計算モデルを考慮しながら行う、請求項１から７までの少なくともいずれか１項記載の方法。
9. 前記吊上げ装置（２）は、鉛直方向の回転軸線（ｖ１）を中心として回転可能な少なくとも１つのクレーン支柱と、水平方向の第１の旋回軸線（ｈ１）を中心として旋回可能に前記クレーン支柱（３）に支承されたメインアーム（４）とを有しており、前記吊上げ装置（２）は、前記メインアーム（４）を旋回させるための少なくとも１つの液圧式のメインシリンダ（１５）をさらに有しており、前記基準段階および前記測定段階において、前記水平方向の第１の旋回軸線（ｈ１）に関するモーメントを検出する、請求項１から８までの少なくともいずれか１項記載の方法。
10. 前記吊上げ装置（２）が、前記クレーン支柱（３）を回転させるための回転機構（１８）と、水平方向の第２の回転軸線（ｈ２）を中心として旋回可能に前記メインアーム（４）に支承された、屈曲アーム（５）とを有しており、前記吊上げ装置（２）は、前記屈曲アーム（５）を旋回させるための第１の液圧式の屈曲シリンダ（１６）をさらに有している、請求項９記載の方法。
11. 前記特徴的なパラメータが、少なくとも、前記少なくとも１つのメインシリンダ（１５）内の圧力および／または前記屈曲シリンダ（１６）内の圧力および／または前記回転機構（１８）の回転角度および／または前記クレーン支柱（３）に対する前記メインアーム（４）の屈曲角度（ａ１）および／または前記メインアーム（４）に対する前記屈曲アーム（５）の屈曲角度（ａ２）および／または前記少なくとも１つのクレーン推進アーム（６）の推進位置を含む、請求項８を引用する請求項９または１０のいずれかに記載の方法。
12. 前記吊上げ装置（２）が、水平方向の第３の旋回軸線（ｈ３）を中心として旋回可能に前記屈曲アーム（５）に支承された、少なくとも１つのクレーン推進アーム（１１）を備えた付属屈曲アーム（７）をさらに有しており、前記吊上げ装置（２）は、前記付属屈曲アーム（７）を旋回させるための少なくとも１つの第２の液圧式の屈曲シリンダ（１７）をさらに有しており、前記特徴的なパラメータが、前記第２の屈曲シリンダ（１７）内の圧力および／または前記屈曲アーム（５）に対する前記付属屈曲アーム（７）の屈曲角度（ａ３）および／または前記付属屈曲アーム（７）の前記少なくとも１つのクレーン推進アーム（１１）の推進位置をさらに含み、前記基準段階および前記測定段階において、前記水平方向の第１の旋回軸線（ｈ１）に関するモーメントおよび前記水平方向の第３の旋回軸線（ｈ３）に関するモーメントを検出する、請求項８から１１までの少なくともいずれか１項記載の方法。
13. 前記吊上げ装置（２）が、クレーン推進アーム（６，１１）に、配置された少なくとも１つのジブ延長部（１３）をさらに有しており、前記計算モデルにおいて、前記少なくとも１つのジブ延長部（１３）の付加的な走出を考慮に入れる、請求項８から１２までの少なくともいずれか１項記載の方法。
14. 前記吊上げ装置（２）が、該吊上げ装置（２）に、特にクレーン推進アーム（６，１１）に配置された少なくとも１つの作業機器（１４）をさらに有しており、前記計算モデルにおいて、前記作業機器（１４）によって引き起こされる付加的な負荷を考慮に入れる、請求項８から１３までの少なくともいずれか１項記載の方法。
15. 前記計算モデルにおいて、前記吊上げ装置（２）の変形を考慮に入れる、請求項８から１４までの少なくともいずれか１項記載の方法。
16. 前記計算モデルにおいて、前記クレーン支柱（３）および／または前記メインアーム（４）および／または前記屈曲アーム（５）および／または前記付属屈曲アーム（７）および／または前記吊上げ装置（２）の前記少なくとも１つのクレーン推進アーム（６，１１）および／または前記少なくとも１つのジブ延長部（１３）の変形、および／または、前記液圧式のシリンダ（１５，１６，１７，２０）のシール摩擦の影響を考慮に入れる、請求項９から１５までの少なくともいずれか１項記載の方法。
17. 前記計算モデルにおいて、前記変形を、補正の形で検出された屈曲角度に適用し、かつ／または補正の形で検出された推進位置に適用し、かつ／または前記シール摩擦の影響を補正の形で検出された圧力に適用する、請求項１６記載の方法。
18. 前記補正を、検出された、前記吊上げ装置（２）に目下作用している力および／または検出された屈曲角度および／または検出された推進位置に関連して行う、請求項１７記載の方法。
19. 前記変形に対する前記補正を、前記検出された圧力に線形従属して、かつ／または前記検出された推進位置に線形従属して行い、かつ／または前記シール摩擦に対する補正を、前記検出された圧力に対して反比例して、かつ位置変更の方向に依存して行う、請求項１７または１８記載の方法。
20. 前記第１の負荷状態は、前記吊上げ装置（２）によって持ち上げられた荷重（２１）なしの負荷状態に相当し、前記第２の負荷状態は、持ち上げられた荷重（２１）を備えた負荷状態に相当する、請求項１から１９までの少なくともいずれか１項記載の方法。
21. 前記第１の負荷状態が、前記吊上げ装置（２）によって持ち上げられた第１の荷重（２１）を備えた負荷状態に相当し、前記第２の負荷状態が、持ち上げられた第２の荷重（２１）を備えた負荷状態に相当する、請求項１から１９までのいずれか１項記載の方法。
22. 持ち上げられた荷重または持ち上げるべき荷重を決定するための請求項１から２１までの少なくともいずれか１項記載の方法を実施するために形成されている液圧式の吊上げ装置（２）用の制御装置（１）であって、該制御装置（１）により、
    第１の運転モードでは、第１の負荷状態で、前記吊上げ装置（２）の基準位置において、前記吊上げ装置（２）に目下作用している力および前記吊上げ装置（２）の目下の幾何学形状の第１の検出のために、基準段階が実施可能であり、前記基準位置は、前記吊上げ装置（２）の自由に選択可能な位置に相当し、
    第２の運転モードでは、第２の負荷状態で、前記吊上げ装置（２）の測定位置において、前記吊上げ装置（２）に目下作用している力および前記吊上げ装置（２）の目下の幾何学形状の第２の検出のために、測定段階が実施可能であり、
    第３の運転モードでは、その都度検出された前記吊上げ装置（２）に目下作用している力およびその都度検出された前記吊上げ装置（２）の目下の幾何学形状の比較により、前記持ち上げられた荷重（２１）を特徴付けるための比較段階が実施可能である、
    制御装置（１）。
23. 前記比較段階において特徴付けられた荷重（２１）が、前記荷重（２１）に対応する単位で、前記制御装置と通信する表示器に表示可能である、請求項２２記載の制御装置。
24. 請求項２２または２３記載の制御装置（１）を備えた液圧式の吊上げ装置（２）。
25. 前記液圧式の吊上げ装置（２）は、液圧式の荷役用クレーンである、請求項１または２２記載の方法。
26. 前記屈曲アーム（５）は、少なくとも１つのクレーン推進アーム（６）を備え、前記吊上げ装置（２）は、前記少なくとも１つのクレーン推進アーム（６）を操作するための少なくとも１つの第１の液圧式の推進シリンダをさらに有している、請求項１０記載の方法。
27. 前記ジブ延長部（１３）は、クレーン推進アーム（６，１１）上に、予め規定された角度で配置されている、請求項１３記載の方法。
28. 前記持ち上げられた第２の荷重（２１）は、前記第１の荷重（２１）とは異なる、請求項２１記載の方法。
29. 前記液圧式の吊上げ装置（２）は、液圧式の荷役用クレーンである、請求項２２記載の制御装置（１）。
30. 請求項２２または２３記載の制御装置（１）を備えた車両（１９）用の荷役用クレーン。
31. 請求項２２または２３記載の制御装置（１）を備えた関節腕クレーン。

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