SE520536C2 - Hydraulisk kran samt förfarande för reglering av den maximalt tillåtna lyftkraften hos en hydraulisk kran - Google Patents

Description

25 30 35 520 536 2 Vid stora lyfthöjder används en så kallad jib för att möjliggöra en längre räckvidd och en mer exakt lägesreglering av lasten. Vid användning av jib, d v s arbetsoperationer av typ B enligt ovan, får kranen generellt högre påkänningar p g a den långa räckvid- den och de med räckvidden ökande lastsvängningarna. Lyftfre- kvensen kan dessutom vara hög, vilket även detta leder till stora påkänningar på kranen.

Vid arbetsoperationer av typ C enligt ovan används i regel krok och lyftstroppar. Det förekommer även att vinsch används i kom- bination med krok och lyftstroppar, särskilt om lasten skall sän- kas ned i ett trångt hål eller liknande. Denna typ av arbetsopera- tion innebär i regel låg påkänning på kranen eftersom den under större delen av arbetet står stilla och håller en statisk last.

Mindre gräv- och anläggningsarbeten med hydrauliskt manövre- rad skopa, d v s arbetsoperationer av typ D enligt ovan, leder ofta till mycket stora påkänningar på kranen. Dels p g a den in- tensiva driften och dels p g a att kranen förutom att användas för lyftande av grävmassor med hjälp av skopan även används för att trycka ned skopan i marken, vilket leder till större påkänning per lyftcykel än vid rent lyftarbete. Skopan är i regel fäst vid en rotator som möjliggör rotation av skopan.

Arbetsoperationer av typ E enligt ovan leder likaledes ofta till mycket stora påkänningar på kranen. Dels p g a att driften vid denna typ av arbetsoperationer i regel är mycket intensiv och dels p g a att kranen liksom vid gräv- och anläggningsarbeten ibland används för att utöva tryckkraft, exempelvis för nedtryck- ning av skrot vid skrothantering.

Lastbilskranar har normalt en och samma lyftkapacitet för samt- liga typer av arbetsoperationer och måste därför utmattningsdi- mensioneras för den hårdaste typen av drift. Detta innebär att mindre och medelstora kranar (3-20 tonmeter) i regel dimensio- neras för drift innefattande arbetsoperationer av typ D och E, medan större kranar (>2O tonmeter) i regel dimensioneras för 10 15 20 25 30 35 520 536 3 jibdrift, d v s drift innefattande arbetsoperationer av typ B. Di- mensioneringen för den hårdaste typen av drift leder naturligtvis till ett icke optimalt utnyttjande av materialet vid alla typer av lättare drift, eftersom kranen vid utförande av arbetsoperationer som innebär lättare drift kommer att vara onödigt dyr och tung i förhållande till den för dessa arbetsoperationer erfordrade lyftka- paciteten. Det bör också påpekas att en och samma kran ofta används för flera olika typer av arbetsoperationer, i extremfallet kan samma kran användas för alla de ovan nämnda arbetsopera- tionstyperna. Exempelvis kan en kran som i normalfallet används för grävning lyfta t ex plåtar vid ett vägarbete genom att skopan demonteras och en krok istället monteras direkt under rotatorn.

Detta utbyte av arbetsredskap går på några minuter. Kranen an- vänds då plötsligt för utförande av arbetsoperationer av typen A istället för D, vilket innebär en väsentligt lättare drift. Likaså är det vanligt vid större kranar att jibben (arbetsoperation typ B) demonteras, vilket tar ca en halvtimme, och kranen används i lättare krokdrift (arbetsoperation typ A).

De olika typerna av arbetsoperationer leder till olika skadebe- lastning per lyftcykel på kranens svetsade stålstruktur. Enligt ny- are beräkningsnormer för dimensionering av kranar (t ex prEN13001) beror skadebelastning per lyftcykel enbart på skill- naden mellan den högsta och den lägsta lasten under respektive lyftcykel, den så kallade spänningsvidden. Detta innebär exem- pelvis att en grävcykel (arbetsoperation typ D) där kranen trycker ned skopan i marken med en kraft av 2 kN för att sedan lyfta upp den med last fyllda skopan med en kraft av 10 kN ger samma ut- mattningsskada på kranen som en lyftcykel där en last lyfts i krok (arbetsoperation typ A) med en kraft av 12kN. Om den statiska hållfastheten tillåter skulle man alltså enligt detta exempel kunna lyfta 20% mer last med samma kran vid ren lyftning jämfört med vid grävning utan att äventyra utmattningshållfastheten. Exemp- let ovan är något förenklat eftersom även faktorer såsom t ex kranarmsystemets egenvikt och lägena för de utmattningskritiska kransnitten påverkar den möjliga lyftkraftsökningen. Exemplet fungerar dock som ett enkelt åskådliggörande av grundprincipen. 10 15 20 25 30 35 520 556 4 Att i synnerhet grävning innebär mycket stor påkänning på kra- nen är känt sedan tidigare och olika lösningar på det ovan nämnda dimensioneringsproblemet har föreslagits genom åren. 1985 introducerade företaget Hiab AB begreppet "krokdrift”, vil- ket innebar att om kranen inte var utrustad med rör- och slang- sats för verktygsfunktioner utan endast var anpassad för de fyra kranfunktionerna sväng, lyft, vipp och utskjut så gavs kranen en högsta tillåten lyftkraft som var 5-10% högre än om den var för- sedd med rör- och slangsats, eftersom den utan rör- och slang- sats endast kunde användas för arbetsoperationer av typ A och C. Om kranen utrustades med rör- och slangsats fick den alltid den lägre så kallade verktygskapaciteten med en högsta tillåten lyftkraft anpassad för arbetsoperationer av typ D och E. Detta oberoende av om kranen temporärt användes för lättare drift in- begripande arbetsoperationer av typ A och C. Detta system var mycket stelbent eftersom lyftkapaciteten helt bestämdes av det utförande kranen fick vid monteringen samtidigt som någon bättre optimering ej erhölls.

Ett annat system som tagits i bruk för reducering av lyftkraften vid verktygsdrift (arbetsoperatlon typ D och E) bygger på infö- randet av en avstängningsventil. Detta system är så utformat att drivningen av verktyget, exempelvis skopan, förhindras när av- stängningsventilen är stängd samtidigt som den tillåtna och möj- liga lyftkraften då får ett förhöjt värde. l detta läge är det alltså inte möjligt att utföra exempelvis grävarbete. Om ventilen öpp- nas, vilket sker manuellt, reduceras lyftkraften genom att en tryckbegränsningsventil med lägre inställt maxtryck kopplas in för lyftcylindern samtidigt som verktygsdrift medges. l detta andra läge är det således möjligt att utföra grävarbete men den tillåtna lyftkraften är lägre än i det första läget. En nackdel med detta system är att inkopplingen av avstängningsventilen sker manu- ellt, vilket innebär att det är lätt att sätta systemet ur funktion.

Det är exempelvis möjligt att fylla skopan med öppen avstäng- ningsventil och att sedan stänga ventilen manuellt och lyfta med den högre kapaciteten. Systemet är dessutom relativt dyrt och 10 15 20 25 30 35 520 556 komplicerat med ett flertal ventiler och extra ledningsdragningar, vilket dessutom tar plats på den begränsade yta som finns till förfogande på en kranfot.

UPPFINNINGENS SYFTE Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en hyd- raulisk kran hos vilken det är möjligt att på ett effektivt och än- damålsenligt sätt reglera värdet på den högsta tillåtna lyftkraften.

SAMMANFATTNING AV UPPFlNNlNGEN Detta syfte uppnås enligt föreliggande uppfinning genom att kra- nen innefattar en inrättning för reglering av den maximalt tillåtna lyftkraften hos kranen, vilken inrättning innefattar medel för fort- löpande registrering av vilka kranfunktioner som styrs via kra- nens styrsystem samt en behandlingsenhet som är anordnad att med ledning av dessa registreringar identifiera den utförda ar- betsoperationen såsom varande av en viss typ bland ett antal förutbestämda typer av arbetsoperationer, varvid behandlingsen- heten vidare är anordnad att fastställa en för tillfället maximalt tillåten lyftkraft hos kranen i beroende av den identifierade ar- betsoperationstypen.

Denna lösning innebär att den maximalt tillåtna lyftkraften auto- matiskt anpassas beroende av hur kranen manövreras, varige- nom det blir möjligt att reglera den tillåtna lyftkraften på ett så- dant sätt att kranen kan utnyttjas optimalt vid samtliga typer av arbetsoperationer utan att utmattningshållfastheten äventyras.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar styrsystemet ventilorgan för styrning av hydraulflödet till de olika kranfunktionerna, varvid styrsystemet vidare innefattar ett antal manöverdon för reglering av ventilorganen och medlen för regi- strering av vilka kranfunktioner som styrs via styrsystemet är an- ordnade att fortlöpande detektera vilka ventilorgan som regleras via manöverdonen. Härigenom blir det möjligt att på ett enkelt 10 15 20 25 30 35 520 536 sätt erhålla registreringen av vilka kranfunktioner som styrs via styrsystemet.

Enligt en ytterligare föredragen utföringsform av uppfinningen in- nefattar inrättningen även ett organ som registrerar när kranen lyfter respektive nedsätter en last och/eller medel för registrering av den tidslängd som förflutit sedan den senaste registrerade styrningen av en viss kranfunktion, varvid inrättningen är anord- nad att även utnyttja dessa registreringar vid fastställandet av den för tillfället maximalt tillåtna lyftkraften hos kranen. Härige- nom kan flera parametrar tas i anspråk för fastställandet av den maximalt tillåtna lyftkraften hos kranen, varigenom det blir möjligt att åstadkomma förbättrade inställningsmöjligheter hos inrätt- ningen och en förbättrad anpassning av lyftkraften till den aktu- ella styrningen av kranfunktionerna.

Uppfinningen avser även ett förfarande för reglering av den maximalt tillåtna lyftkraften hos en hydraulisk kran i enlighet med patentkravet 9.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas med hjälp av utföringsexempel, med hänvisning till bifogade ritningar.

Det visas i: Fig 1 en sidovy av en hydraulisk kran försedd med skopa, Fig 2 en sidovy av en hydraulisk kran försedd med jib, Fig 3 en schematisk vy av en utföringsform av uppfinningen, Fig 4 en schematisk vy av en manöverenhet med ett antal manöverdon för styrning av olika kranfunktioner, och 10 15 20 25 30 35 s2o'sz6 7 Fig 5 ett flödesschema illustrerande ett möjligt förlopp för fastställande av den maximalt tillåtna lyftkraften hos kranen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGS- FORMER l denna beskrivning används uttrycket manöverorgan som be- teckning för de hydrauliska kraftorgan som verkställer de av kra- nens operatör beordrade kranrörelserna. Uttrycket manöverorgan inbegriper således de hydrauliska cylindrar 8,9,10,14,17 och 19 som omnämns nedan. Med uttrycket manöverdon avses de don, exempelvis manöverspakar, med vars hjälp operatören reglerar de i styrsystemet ingående ventllorgan som styr flödet av hyd- raulvätska till respektive manöverorgan. I det beskrivna utfö- ringsexemplet utgörs nämnda ventllorgan av så kallade riktnings- ventilsektioner.

I Fig 1 visas en hydraulisk kran 1 monterad på ett underrede 2, vilket exempelvis kan vara förbundet med ett lastbilschassi. Un- derredet uppvisar justerbara stödben 3 för stödjande av kranen 1. Kranen innefattar en stomme 4, vilken är vridbar i förhållande till underredet 2 kring en väsentligen vertikal axel. Kranen inne- fattar vidare en vid stommen 4 ledbart fäst lyftarm 5, en vid lyft- armen 5 ledbart fäst vipparm 6 och en vid vipparmen 6 förskjut- bart fäst förlängnlngsarm 7. Lyftarmen 5 manövreras med hjälp av en hydraulisk lyftcylinder 8, vipparmen 6 med en hydraulisk vippcylinder 9 och förlängningsarmen 7 med en hydraulisk för- längningscylinder 10. Vid förlängningsarmens yttre ände är i det visade exemplet en rotator 11 ledbart fäst, vilken i sin tur uppbär ett hydrauliskt gripverktyg i form av en skopa 12. Två i skopan 12 ingående skopdelar 13 är-manövrerbara relativt varandra med hjälp av en hydraulisk gripcylinder 14 för öppnande och till- slutande av skopan 12. Rotatorn 11 är roterbar relativt förläng- ningsarmen 7 med hjälp av ej visade hydrauliska manöverorgan. 10 15 20 25 30 35 520 536 8 I det i Fig 1 visade exemplet är kranen 1 utrustad för utförande av grävarbeten, d v s arbetsoperationer av typ D enligt ovan. Då kranen 1 skall användas för arbetsoperationer av typ A enligt ovan, d v s rena Iyftarbeten, kan rotatorn 11 och skopan 12 bortmonteras och ersättas av en lyftkrok. Eventuellt kan rotatorn 11 behållas, varvid skopan 12 bytes ut mot en lyftkrok. För ut- förande av arbetsoperationer inledningsvis definierade som typ B bytes rotatorn 11 och skopan 12 ut mot en jib 15, se Fig 2. Jib- ben 15 innefattar en jibarm 16, vilken är ledbart fäst i förhållande till förlängningsarmen 7 och manövreras med hjälp av hydraulisk jibvippcylinder 17. Jibben kan vidare innefatta en med hjälp av en hydraulisk utskjutningscylinder 19 manövrerbar utskjutnings- arm 18.

Utöver de i Fig 1 och 2 visade kranelementen kan kranen 1 även vara försedd med en hydrauliskt manövrerbar vinsch, vilken kan användas i kombination med lyftkrok antingen med eller utan jib 15. Kranen 1 kan även förses med andra typer av hydrauliska gripverktyg än skopa, t ex gripverktyg för hantering av skrot eller pallar med byggmaterial såsom sten eller byggskivor.

Styrsystemet för styrning av de olika kranfunktionerna, d v s lyft- ning/sänkning med hjälp av lyftcylindern 8, vippning med hjälp av vippcylindern 9, utskjutning/indragning med hjälp av förläng- ningscylindern 10 etc., innefattar en pump 20 som pumpar hy- draulvätska från en tank 21 till ett riktningsventilblock 22. Rikt- ningsventilblocket 22 innehåller en riktningsventilsektion 23 för vart och ett av de hydrauliska manöverorganen 8,9,10,14,17,19, till vilka hydraulvätska matas på konventionellt sätt i beroende av inställningen av sliden i respektive ventilsektion 23. Inställningen av sliderna hos riktningsventilsektionerna 23 styrs antingen via att antal manöverdon i form av manöverspakar 24 som var och en är förbunden med varsin slid eller genom fjärrmanövrering via en manöverenhet 25, se Fig 4, innefattande en manöverspak för respektive slid. I fallet med fjärrmanövrering överförs manöver- signalerna från manöverenheten 25 via kabel eller en trådlös för- bindelse till en mikroprocessor som i sin tur styr inställningen av 10 15 20 25 30 35 520 556 9 sliderna i ventilsektionerna 23 hos riktningsventilblocket 22 i be- roende av storleken på respektive manöversignal från manöver- enheten 25.

Varje enskild riktningsventilsektion 23 styr således storleken och riktningen på flödet av hydraulvätska till ett bestämt manöveror- gan och styr därigenom en specifik kranfunktion. För åskådlig- hetens skull är endast riktningsventilsektionen 23 för lyftcylindern 8 utritad i Fig 3.

Riktningsventilblocket 22 innehåller vidare en shuntventil 26 som pumpar överflödig hydraulvätska tillbaka till tanken 21 samt en elektriskt styrd dumpventil 27 som kan bringas att mata hela hy- draulflödet från pumpen 20 direkt tillbaka till tanken 21.

Riktningsventilblocket 22 är i det visade utföringsexemplet av lastavkännande och tryckkompenserande typ, vilket innebär att storleken på hydraulflödet som matas till ett manöverorgan alltid är proportionellt mot slidens läge i motsvarande riktningsventil- sektion 23, d v s mot spakens 24 inställning. Riktningsventilsek- tionen 23 innehåller en tryckbegränsare 28, en tryckkompensator 29 och den egentliga riktningsventilen 30. Riktningsventilblock och riktningsventilsektioner av detta slag är kända och finns till- gängliga på marknaden. Det betonas att uppfinningen är appli- cerbar även hos kransystem innefattande riktningsventiler av an- nan typ än den här beskrivna.

Mellan respektive manöverorgan och tillhörande riktningsventil- sektion 23 är en lasthållningsventil 31 anordnad, vilken tillser att lasten hänger kvar då hydraulsystemet blir trycklöst genom att dumpventilen 27 bringas att mata hela hydraulflödet från pumpen 20 direkt tillbaka till tanken -21.

En givare 32 är anordnad vid var och en av riktningsventilsektio- nerna 23 för att registrera rörelserna hos ventilsliden hos re- spektive riktningsventilsektion 23. Dessa givare 32 är anslutna till en behandlingsenhet 33 som lämpligen utgörs av en mikro- 10 15 20 25 30 35 52o 536 10 processor. Med hjälp av dessa givare 32 kan behandlingsenheten 33 erhålla information om att en viss ventilslid påverkas och därigenom att en viss kranfunktion styrs. I det fall att ventilsli- derna regleras via en fjärrmanövrerad manöverenhet 25 kan be- handlingsenheten 33 istället vara anordnad att erhålla informa- tion om vilka kranfunktioner som styrs genom avläsning av de från manöverenheten 25 utsända styrsignalerna.

Kranen innefattar vidare lastavkänningsorgan i form av tryckgi- vare 34 som är anordnade att mäta hydraultrycket i respektive manöverorgan. För åskådlighetens skull är endast tryckgivaren 34 för lyftcylindern 8 utritad i Fig 3. Tryokgivarna 34 är liksom gi- varna 32 hos ventilsektionerna 23 anslutna till behandlingsen- heten 33.

Kranen 1 innefattar vidare en så kallad lyfträknare 36 som är an- ordnad att detektera när kranen lyfter respektive nedsätter en last. Lyfträknaren 36 detekterar detta genom att avkänna hastig- heten hos tryckförändringarna i kranens lyftcylinder 8, vilka tryckförändringar mäts med den till lyftcylindern 8 hörande tryck- givaren 34. Vid lyftning av last stiger trycket i lyftcylindern 8 mycket snabbt just i det ögonblick lasten lyfter från underlaget och blir frihängande. Samma snabba tryckförändring sker när lasten sätts ned och ej längre uppbärs av kranen. Dessa tryck- förändringar är mycket snabbare än de tryckförändringar som or- sakas av de normala egensvängningar som alltid finns i kranens stålstruktur och härigenom kan lyfträknaren 36 skilja på "lyft" och "svängningar". En lyftning respektive en nedsättning av en last registreras således då hastigheten hos tryckförändringen i lyftcy- lindern 8 överstiger ett visst förutbestämt värde.

Vid laster som är mycket små ur kranens synpunkt (ungefär mindre än 10% av kranens maximala kapacitet) kan det vara pro- blematiskt att registrera lyftning och nedsättning av last på det ovan beskrivna sättet. Dessa små laster ligger dock vid samtliga typer av arbetsoperationer så långt under den maximalt tillåtna belastningen att de i detta sammanhang kan lämnas därhän. En 10 15 20 25 30 35 520 536 11 allvarligare komplikation för lyfträknaren är dock det inducerade trycket på lyftcylinderns kolvsida som kan uppstå vid sänkrörel- ser p g a att ett visst tryck fordras på kolvstàngssidan för att öppna lasthållningsventilen. Praktiska prov har visat att detta kan ge en så snabb tryckförändring att det "lurar" lyfträknaren. Detta problem kan dock lösas genom att lyfträknaren 36 via de givare 32 som registrerar rörelserna hos sliderna i riktningsventilsektio- nerna 23 fàr information om huruvida det sker en sänkrörelse hos kranen eller inte. Lyfträknaren 36 är härvid anordnad att ej regi- strera en lyftning av last då det sker en snabb tryckförändringen i lyftcylindern 8 i samband med att en sänkrörelse samtidigt regist- reras.

Lyfträknaren 36 är ansluten till behandlingsenheten 33 och överför information till denna avseende registrerade lyftningar och nedsättningar av last.

I det här beskrivna utföringsexemplet innefattar kranen 1 dess- utom medel 37 för registrering av den tidslängd som förflutit från den senaste registrerade styrningen av en viss kranfunktion, d v s den tidslängd som förflutit sedan ett visst manöverorgan senast manövrerades. Tidsregistreringsmedlet 37 är anslutet till be- handlingsenheten 33 och överför information till denna avseende nämnda tidslängd. l Fig 3 är lyfträknaren 36 och tidsregistreringsmedlet 37 visade som enskilda enheter men de kan med fördel vara integrerade med behandlingsenheten 33.

Ordningen mellan manöverspakarna för styrning av de olika funktionerna hos en lastbilskran är standardiserad sedan många år. Principen är att ordningsföljden mellan de olika funktionerna går från kranfot till kranspets. I Fig 4 visas schematiskt ett exem- pel på en konventionellt utformad manöverenhet 25 med sex ma- növerspakar S1-S6 för styrning av sex olika kranfunktioner. En lastbilskran som ej är försedd med vinsch uppvisar i regel en så- dan med sex manöverspakar försedd manöverenhet. l det fall att 10 15 20 25 30 35 520 536 12 kranen har vinsch uppvisar i regel manöverenheten sju eller nio manöverspakar. För att underlätta åskådligheten avser detta ut- föringsexempel en lastbilskran utan vinsch.

Spak S1, d v s den högra spaken i figuren, styr vridningen av stommen 4. Spak S2 styr lyftfunktionen, d v s hydraulflödet till Iyftcylindern 8. Spak S3 styr vippfunktionen, d v s hydraulflödet till vippcylindern 9. Spak S4 styr utskjutning och indragning, d v s hydraulflödet till förlängnlngscylindern 10. Spak S5 och S6 styr olika kranfunktioner beroende av hur kranen är utrustad. Då en rotator 11 är fäst vid förlängningsarmen 7 styr spaken S5 vrid- ningen av rotatorn 11, d v s hydraulflödet till rotatorns manöver- organ. Är däremot en jib 15 fäst vid förlängningsarmen 7 så är spaken S5 anordnad att styra vippnlngen av jibarmen 16, d v s hydraulflödet till jibvippcylindern 17. Är en skopa 12 eller ett an- nat hydrauliskt gripverktyg fäst vid rotatorn 11 så styr spaken S6 skopans/gripverktygets gripfunktion, d v s hydraulflödet till grip- cylindern 17. Är däremot en jib 15 fäst vid förlängningsarmen 7 så styr spaken S6 utskjutningsfunktionen hos jibben, d v s hy- draulflödet till jibbens utskjutningscylinder 18. Det inses att även andra ordningsföljder hos manöverspakarna för de olika kran- funktionerna är möjliga och att även andra kranfunktioner än de här beskrivna kan vara anordnade att styras av manöverspa- karna. Det visade exemplet är enbart att betrakta som en icke begränsande illustration av grundprincipen hos uppfinningen och utgör en av flera möjliga realiseringar av uppfinningen. l exemplet ovan är spakarna S5 och S6 anordnade att styra olika kranfunktioner beroende av hur kranen är utrustad. För att be- handlingsenheten skall kunna avgöra vilken typ av kranfunktion som styrs vid en manövrering av någon av dessa spakar måste inrättningen för reglering av den maximalt tillåtna lyftkraften in- nefatta medel för att avkänna vilken typ av kranelement som för tillfället är monterat vid förlängningsarmen 7. Ett sådant medel ingår i ett på marknaden förekommande överlastskydd som ut- vecklats av HlAB AB. Detta överlastskydd innefattar medel för att avkänna huruvida jibbens givare (tryckgivare och lutningsindika- 10 15 20 25 30 35 520 536 13 tor) är anslutna. När överlastskyddet identifierar att dessa givare är anslutna tolkas manövrering av någon av spakarna S5 och S6 såsom styrning av jibfunktion (vipp respektive utskjut), varvid överlastskyddet tillämpar den logik som avser arbetsoperationer inbegripande användning av jib. Om jibben tillfälligt demonteras, till exempel för att kranen skall användas med hydrauliska verk- tyg istället för jib, måste en speciellt konstruerad plugg sättas in i elledningen till jibben. När överlastskyddet identifierar att denna plugg är på plats tolkas manövrering av någon av spakarna S5 och S6 såsom styrning av rotator respektive hydrauliskt verktyg, varvid överlastskyddet vid manövrering av spaken S6 tillämpar den logik som avser arbetsoperationer inbegripande användning av hydrauliskt verktyg.

Med hänvisning till Fig 5 kommer i det följande att beskrivas ett föredraget sätt för bearbetning av de olika registrerade paramet- rarna för fastställande ev den för tillfället maximalt tillåtna lyft- kraften hos kranen.

När styrsystemet inledningsvis aktiveras är behandlingsenheten 33 anordnad att sätta den maximalt tillåtna lyftkraften till ett värde som motsvarar det lägre värde som gäller för verktygsdrift, d v s för arbetsoperationer av den typ som ovan definierats som typ D och E.

Om behandlingsenheten 33 får information om att någon av spa- karna S5 och S6 har manövrerats samtidigt som behandlingsen- heten 33 har information om att en jib 15 är monterad vid för- längningsarmen 7 så är behandlingsenheten 33 anordnad att sätta den maximalt tillåtna lyftkraften till ett värde som motsvarar det värde som gäller för jibdrift, d v s för arbetsoperationer av den typ som ovan definierats som typ B. Detta värde på den maximalt tillåtna lyftkraften bibehålls ända tills det att behand- lingsenheten 33 från lyfträknaren 36 erhåller information om att kranen utför ett nytt lyft. Om behandlingsenheten 33 efter det att ett nytt lyft konstaterats pà nytt får information om att någon av spakarna S5 och S6 har manövrerats samtidigt som behand- 10 15 20 25 30 35 '520 556 14 Iingsenheten 33 har information om att en jib 15 fortfarande är monterad vid förlängningsarmen 7 så är behandlingsenheten 33 anordnad att bibehålla det tidigare satta värdet på den maximalt tillåtna lyftkraften som motsvarar det värde som gäller för arbets- operationer av typ B, varefter den beskrivna utvärderingscykeln genomlöps på nytt.

Om behandlingsenheten 33 får information om att spaken S6 har manövrerats samtidigt som behandlingsenheten 33 ej har infor- mation om att jib är monterad vid förlängningsarmen 7 så är be- handlingsenheten 33 anordnad att sätta den maximalt tillåtna lyftkraften till ett värde som motsvarar det värde som gäller för verktygsdrift. Om spaken S6 inte ånyo manövreras inom 60 se- kunder sätter behandlingsenheten 33 den maximalt tillåtna lyft- kraften till ett värde som motsvarar det högre värde som gäller för krokdrift, d v s för arbetsoperationer av den typ som ovan de- finierats som typ A. Tidsgränsen 60 sekunder har valts med tanke på att verktygsdrift, exempelvis grävning, är en intensiv drift med arbetscykler på cirka 30 sekunder, varigenom behand- lingsenheten 33 med en tidsgräns av 60 sekunder inte riskerar att under utförandet av en arbetscykel inbegripande verktygsdrift felaktigt skifta värdet på den maximalt tillåtna lyftkraften från det lägre värde som gäller för verktygsdrift till det högre värde som gäller för krokdrift. För att operatören skall kunna "lura" systemet under utförandet av en arbetscykel inbegripande verktygsdrift måste denne avvakta tills det från det att gripverktyget sist ma- növrerades förflutit en tidslängd motsvarande två arbetscykler.

Detta leder till en betydande försämring av kranens produktivitet, varför det är högst osannolikt att sådana försök att "lura" syste- met förekommer i någon större omfattning. Information om hur lång tid som förflutit från den senaste manövreringen av spaken S6 erhåller behandlingsenheten 33 från tidsregistreringsmedlet 37.

När behandlingsenheten 33 inte har någon information om att spak S5 och S6 manövrerats inom 60 sekunder från det att sy- stemet startades sätter behandlingsenheten 33 den maximalt till- 10 15 20 25 30 35 520 536 15 låtna lyftkraften till ett värde som motsvarar det högre värde som gäller för krokdrift. Detsamma gäller om spak S5 och S6 inte ma- növrerats efter det att lyfträknaren 36 registrerat att kranen utfört ett nytt lyft efter föregående registrerad jibdrift samt, såsom nämnts ovan, om spaken S6 inte ånyo manövreras inom 60 se- kunder efter föregående registrerad verktygsdrift.

De ovannämnda värdena på den maximalt tillåtna lyftkraften mot- svarar vart och ett en kombination av högsta tillåtna tryckvärden hos de olika manöverorganen. Dessa tryckvärden finns lagrade i ett minne 35 ingående i behandlingsenheten 33. Detta minne 35 är med fördel ett läs-skrivminne så att de lagrade värdena enkelt kan ändras om så önskas. Behandlingsenheten 33 avläser konti- nuerligt utsignalerna från tryckgivarna 34 och jämför respektive tryckgivares utsignal med det fastställda värdet för det maximalt tillåtna trycket hos det till tryckgivaren 34 hörande manöverorga- net. Om det av någon av tryckgivarna 34 avkända trycket över- stiger det fastställda maximalt tillåtna trycket hos tillhörande manöverorgan ger behandlingsenheten 33 en signal till dumpven- tilen 27 som dumpar flödet direkt till tanken 21, varvid hydraulsy- stemet blir trycklöst och lasten hålls kvar med hjälp av lasthåll- ningsventilen 31. I detta läge är systemet anordnat att endast tillåta momentminskande kranrörelser.

Värdena på det högsta tillåtna trycket hos de olika manöverorga- nen för de olika typerna av arbetsoperationer bestäms för re- spektive krantyp med hjälp av hållfasthetsberäkningar avseende både statisk och utmattningsbegränsad hållfasthet.

Med hjälp av förfarandet enligt uppfinningen kan kranen alltid ut- nyttjas optimalt med avseende på hållfastheten hos kranens stål- struktur och den för tillfället utförda typen av arbetsoperation.

Förfarandet kan realiseras med hjälp av smärre omstrukture- ringar av utrustning som redan idag ingår i överlastskydd hos vissa hydrauliska kranar och kan således realiseras på ett enkelt sätt och till en förhållandevis låg kostnad. 520 556 16 Uppfinningen är naturligtvis realiserbar även för kranar som upp- visar fler eller färre kranfunktioner än de sex som beskrivits i exemplet ovan. Uppfinningen är ej heller i övrigt begränsad till de beskrivna utföringsformerna, utan ett antal modifikationer därav är tänkbara inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (1)

10 15 20 25 30 35 520 556 17 PATENTKRAV

1. Hydraulisk kran innefattande ett styrsystem för styrning av olika kranfunktioner för utförande av olika typer av arbetsope- rationer samt en inrättning för reglering av den maximalt till- låtna lyftkraften hos kranen (1), kännetecknad därav, att nämnda inrättning innefattar medel (32,33) för fortlöpande re- gistrering av vilka kranfunktioner som styrs via styrsystemet samt en behandlingsenhet (33) som är anordnad att med led- ning av dessa registreringar identifiera den utförda arbetsope- rationen såsom varande av en viss typ bland ett antal förutbe- stämda typer av arbetsoperationer, varvid behandlingsenheten (33) vidare är anordnad att fastställa en för tillfället maximalt tillåten lyftkraft hos kranen (1) i beroende av den identifierade arbetsoperationstypen. . Kran enligt krav 1, kännetecknad därav, att behandlingsen- heten (33) innefattar ett minne (35) i vilket värden represente- rande den maximalt tillåten lyftkraft hos kranen (33) finns lag- rade för olika typer av arbetsoperationer, varvid behandlings- enheten (33) är anordnad att fastställa den för kranen maxi- malt tillåtna lyftkraften genom att bland de lagrade värdena välja ut de värden som gäller för en arbetsoperationstyp mot- svarande den identifierade. . Kran enligt krav något av föregående krav, känngteçknad därav, att styrsystemet innefattar ventilorgan (23) för styrning av hydraulflödet till de olika kranfunktionerna, varvid styrsy- stemet vidare innefattar ett antal manöverdon (24;S1-S6) för reglering av ventilorganen (23), samt att medlen (32,33) för registrering av vilka kranfunktioner som styrs via styrsystemet är anordnade att fortlöpande detektera vilka ventilorgan (23) som manövreras via manöverdonen (24;S1-S6). . Kran enligt något av föregående krav, därav, att kranen (1) innefattar lastavkänningsorgan (34), vilka är an- ordnade att avkänna den av kranen (1) utövade lyftkraften, 10 15 20 25 30 35 520 556 18 varvid behandlingsenheten (33) är anordnad att jämföra den av Iastavkänningsorganen (34) avkända lyftkraften med den fastställda maximalt tillåtna lyftkraften, samt att en dumpventil (27) är anordnad att förhindra belastningshöjande kranrörelser när den avkända lyftkraften överstiger den maximalt tillåtna. . Kran enligt krav 4, kännetegknad därav, att Iastavkänningsor- ganen (34) utgörs av tryckgivare, vilka är anordnade att mäta trycket i de hydrauliska manöverorgan (8,9,10,14,17,19) som verkställer de olika kranfunktionerna. . Kran enligt något av föregående krav, kännetegknad därav, att inrättningen även innefattar ett organ (36) som registrerar när kranen (1) lyfter respektive nedsätter en last, varvid be- handlingsenheten (33) är anordnad att även utnyttja dessa re- gistreringar vid fastställandet av den för tillfället maximalt till- låtna lyftkraften hos kranen (1). . Kran enligt krav 6, kännetecknad därav, att organet (36) för registrering av lyft respektive nedsättning av en last är anord- nat att registrera ett lyft respektive en nedsättning genom av- känning av hastigheten hos tryckförändringarna i kranens lyft- cylinder (8), varvid ett lyft respektive en nedsättning registre- ras då hastigheten hos tryckförändringen överstiger ett förut- bestämt värde. . Kran enligt något av föregående krav, känn tecknad därav, att inrättningen även innefattar medel (37) för registrering av den tidslängd som förflutit sedan den senaste registrerade styrningen av en viss kranfunktion, varvid behandlingsenheten (33) är anordnad att även utnyttja dessa registreringar vid fastställandet av den för tillfället maximalt tillåtna lyftkraften hos kranen (1). . Förfarande för reglering av den maximalt tillåtna lyftkraften hos en hydraulisk kran (1) innefattande ett styrsystem för styr- ning av olika kranfunktioner för utförande av olika typer av ar- 10 15 20 25 30 35 520 536 19 betsoperationer samt en inrättning för reglering av den maxi- malt tillåtna lyftkraften hos kranen, därav, att fortlöpande registrering av vilka kranfunktioner som styrs via styrsystemet utförs, samt att en behandlingsenhet (33) med ledning av dessa registreringar identifierar den utförda arbets- operationen såsom varande av en viss typ bland ett antal för- utbestämda typer av arbetsoperationer, varvid behandlingsen- heten (33) vidare fastställer en för tillfället maximalt tillåten lyftkraft hos kranen (1) i beroende av den identifierade arbets- operationstypen. 10.Förfarande enligt krav 9, kännetecknat därav, att behand- lingsenheten (33) innefattar ett minne (35) i vilket värden re- presenterande den maximalt tillåtna lyftkraften hos kranen finns lagrade för olika typer av arbetsoperationer, varvid be- handlingsenheten (33) fastställer den för kranen (1) maximalt tillåtna lyftkraften genom att bland de lagrade värdena välja ut de värden som gäller för en arbetsoperationstyp motsvarande den identifierade. 11.Förfarande enligt något kraven 9-10, kännetecknat därav, att hydraulflödet till de olika kranfunktionerna styrs via ventilorgan (23), varvid ventilorganen (23) regleras med hjälp av ett antal i styrsystemet ingående manöverdon (24;S1-S6), samt att det fortlöpande registreras vilka ventilorgan (23) som regleras via manöverdonen (24;S1-S6). 12.Förfarande enligt något kraven 9-11, kännetecknat därav, att den av kranen (1) utövade lyftkraften avkäns med hjälp av lastavkänningsorgan, (34) varvid den av lastavkänningsorga- nen (34) avkända lyftkraften jämförs med den av behandlings- enheten (33) fastställda -maximalt tillåtna lyftkraften, samt att en dumpventil (27) förhindrar belastningshöjande kranrörelser när den avkända lyftkraften överstiger den maximalt tillåtna. 13.Förfarande enligt något kraven 9-12, därav, att ett i inrättningen ingående organ (36) registrerar när kranen 520 536 20 (1) lyfter respektive nedsätter en last, varvid behandlingsen- heten (33) även utnyttjar dessa registreringar vid fastställan- det av den för tillfället maximalt tillåtna lyftkraften hos kranen. 5 14.Förfarande enligt krav 13, kannetggknaj; därav, att organet (36) för registrering av lyft respektive nedsättning av en last registrerar detta genom avkänning av hastigheten hos tryck- förändringarna i kranens lyftcylinder (8), varvid ett lyft respek- tive en nedsättning registreras då hastigheten hos tryckföränd- 10 ringen överstiger ett förutbestämt värde. 15.Förfarande enligt något kraven 9-14, kännetecknat därav, att den tidslängd som förflutit sedan den senaste styrningen av en viss kranfunktion registreras, varvid behandlingsenheten (33) 15 även utnyttjar dessa registreringar vid fastställandet av den för tillfället maximalt tillåtna lyftkraften hos kranen.