SE530761C2

SE530761C2 - Hydraulic crane with registration of lifting and / or reduction of load, procedure for such registration and method for calculating the fatigue load of a hydraulic crane

Info

Publication number: SE530761C2
Application number: SE0502744A
Authority: SE
Inventors: Lars Andersson
Original assignee: Cargotec Patenter Ab
Priority date: 2005-12-14
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2008-09-09
Also published as: EP1798188A3; EP1798188A9; DE602006016540D1; EP1798188B1; ATE479624T1; EP1798188A2; SE0502744L

Abstract

A hydraulic crane (1) comprising a liftable and lowerable crane boom (5), a hydraulic cylinder (8) for lifting and lowering the crane boom (5) and registration means (35) adapted to register lifting up or putting down of a load in dependence on the rate of the changes in the cylinder force (F c ) of the hydraulic cylinder (8). The registration means (35) is adapted to register that the crane executes a lifting up or putting down of a load when the rate of a detected change in the cylinder force (F c ) exceeds a predetermined value. The invention also relates to the method for registration of lifting up or putting down of a load by a hydraulic crane, and a method for calculating the fatigue stressing of a hydraulic crane based on the registered number of liftings up and/or puttings down of load.

Description

20 25 30 35 530 781 mått på kranens ackumulerade utmattningsbelastning eftersom en och samma kran ofta används för många olika typer av ar- betsoperationer med kraftigt varierande intensitet. 20 25 30 35 530 781 measures of the crane's accumulated fatigue load since one and the same crane is often used for many different types of work operations with widely varying intensity.

Genom EP 1 150 019 A1 är det känt att förse en hydraulisk kran med registreringsmedel som registrerar lyftning och nedsättning av en last genom avkänning av hastigheten hos tryckförändring- arna i kranens lyftcylinder, varvid en lyftning eller nedsättning av en last registreras då hastigheten hos en avkänd tryckförändring överstiger ett förutbestämt värde. En eller flera givare avger in- formation till registreringsmedlet avseende kranens styrning och/eller rörelser, varvid registreringsmedlet med hjälp av denna information fastställer huruvida det sker en sänkrörelse hos kra- nen eller inte. Registreringsmedlet är anordnat att ej registrera en lyftning av last då en snabb tryckförändring i cylindern av- känns i samband med en fastställd sänkrörelse. Pà detta sätt undviks att registreringsmedlet "luras" av den snabba tryckför- ändring som orsakas av det inducerade tryck på cylinderns kolv- sida som kan uppstå vid sänkrörelser p g a att ett visst tryck fordras på kolvstångssidan för att öppna det hydrauliska syste- mets lasthållningsventil. Med hjälp av de registrerade lyftning- arna och nedsättningarna av last fastställs antalet av kranen ut- förda lyftcykler, vilket utgör ett mått som är väl relaterat till den ackumulerade utmattningsbelastningen hos kranen. Det har visat sig att antalet utförda lyftcykler utgör ett betydligt bättre mått på kranens utmattningsbelastning än den tid under vilken kranen har varit i drift. Varje lyftcykel bidrar nämligen till att öka kranens ut- mattningsbelastning och längden hos en lyftcykel kan variera från exempelvis 30 sekunder, när kranen används för grävarbete med en hydraulisk skopa, upp till flera timmar, när kranen an- vänds vid monteringsarbeten för att exempelvis lyfta och orien- tera en transformator och hålla kvar denna tills den fixerats på avsedd plats. I det förstnämnda fallet blir antalet lyftcykler och därmed den sammanlagda utmattningsbelastningen hos kranen betydligt större än i det sistnämnda fallet under en och samma tidsperiod. 10 15 20 25 30 35 530 751 UPPFINNINGENS SYFTE Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett alter- nativt sätt att registrera lyftning och nedsättning av en last hos en hydraulisk kran.From EP 1 150 019 A1 it is known to provide a hydraulic crane with a recording means which registers lifting and lowering of a load by sensing the speed of the pressure changes in the crane's lifting cylinder, whereby a lifting or lowering of a load is registered when the speed of a sensed pressure change exceeds a predetermined value. One or more sensors provide information to the registration means regarding the crane's control and / or movements, the registration means using this information determining whether there is a lowering movement at the crane or not. The registration means is arranged not to register a lifting of load as a rapid change in pressure in the cylinder is sensed in connection with an established lowering movement. In this way the registration means is avoided "deceived" by the rapid pressure change caused by the induced pressure on the piston side of the cylinder which can occur during lowering movements due to a certain pressure being required on the piston rod side to open the hydraulic system load holding valve. With the help of the registered lifts and load reductions, the number of lifting cycles performed by the crane is determined, which is a measure that is well related to the accumulated fatigue load of the crane. It has been found that the number of lifting cycles performed constitutes a significantly better measure of the crane's fatigue load than the time during which the crane has been in operation. Each lifting cycle contributes to increasing the crane's fatigue load and the length of a lifting cycle can vary from, for example, 30 seconds, when the crane is used for digging with a hydraulic bucket, up to several hours, when the crane is used in assembly work to lift and orient a transformer and hold it until it is fixed in the intended place. In the former case, the number of lifting cycles and thus the total fatigue load of the crane becomes significantly greater than in the latter case during one and the same time period. OBJECT OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide an alternative way of registering lifting and lowering of a load of a hydraulic crane.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Detta syfte uppnås enligt föreliggande uppfinning genom en hyd- raulisk kran uppvisande de i patentkravet 1 angivna särdragen och ett förfarande uppvisande de i patentkravet 5 angivna sär- dragen.SUMMARY OF THE INVENTION This object is achieved according to the present invention by a hydraulic crane having the features stated in claim 1 and a method having the features stated in claim 5.

Enligt föreliggande uppfinning registreras lyftning eller nedsätt- ning av en last i beroende av hastigheten hos förändringarna i cylinderkraften hos en kranarms hydrauliska cylinder, varvid en av kranen utförd lyftning eller nedsättning av en last registreras då hastigheten hos en avkänd förändring i cylinderkraften över- stiger ett förutbestämt värde. På detta sätt kan av kranen utförda lyftningar och/eller nedsättningar av last registreras på ett mycket enkelt sätt och med enkla och billiga medel. Genom att basera registreringarna av lyftningar eller nedsättningar av last på förändringarna av cylinderkraften istället för på förändringarna av det hydrauliska trycket på den hydrauliska cylinderns kolvsida riskeras inga felaktiga registreringar till följd av ovan nämnda snabba tryckförändring som orsakas av det inducerade tryck på cylinderns kolvsida som kan uppstå vid sänkrörelser p g a att ett visst tryck fordras pà kolvstångssidan för att öppna det hydrau- liska systemets lasthållningsventil. I sistnämnda situation balan- seras nämligen det inducerade trycket på cylinderns kolvsida av ett motsvarande tryck pà cylinderns kolvstångssida, vilket inne- bär att det inducerade trycket ej ger någon ökning av cylinder- kraften. Med den uppfinningsenliga lösningen behöver man såle- des ej längre detektera huruvida det sker en sänkrörelse hos kranen eller inte för att undvika felaktig registrering av lastlyfting, vilket erfordras med den tidigare kända lösningen enligt EP 1 150 019 A1. 10 15 20 25 30 35 530 751 Med hjälp av de registrerade lyftningarna och/eller nedsättningarna av last blir det möjligt att fastställa antalet av kranen utförda lyftcykler, vilket utgör ett mått som är väl relaterat till den ackumulerade utmattningsbelastningen hos kranen.According to the present invention, lifting or lowering of a load is recorded depending on the speed of the changes in the cylinder force of a crane arm hydraulic cylinder, wherein a lifting or lowering of a load performed by the crane is recorded when the speed of a sensed change in cylinder force exceeds one. predetermined value. In this way, lifts and / or reductions of load performed by the crane can be registered in a very simple manner and with simple and cheap means. By basing the registrations of lifts or reductions of load on the changes of the cylinder force instead of on the changes of the hydraulic pressure on the piston side of the hydraulic cylinder, there is no risk of incorrect registrations due to the above-mentioned rapid pressure change caused by the induced pressure on the piston side of the cylinder. in the case of lowering movements due to the fact that a certain pressure is required on the piston rod side to open the load holding valve of the hydraulic system. In the latter situation, the induced pressure on the piston side of the cylinder is balanced by a corresponding pressure on the piston rod side of the cylinder, which means that the induced pressure does not give any increase in the cylinder force. With the solution according to the invention, it is thus no longer necessary to detect whether there is a lowering movement of the crane or not in order to avoid incorrect registration of load lifting, which is required with the previously known solution according to EP 1 150 019 A1. With the aid of the registered lifts and / or reductions of load, it becomes possible to determine the number of lifting cycles performed by the crane, which constitutes a measure which is well related to the accumulated fatigue load of the crane.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen beräknas ett värde representerande den rådande cylinderkraften hos den hyd- rauliska cylindern baserat på uppmätt hydrauliskt tryck på kolvsi- dan och uppmätt hydrauliskt tryck på kolvstångssidan hos denna, varvid hastigheten hos förändringarna i cylinderkraften hos den hydrauliska cylindern fastställs baserat på förändringshastighe- ten hos detta beräknade värde. Härigenom kan registreringarna av lyftningar och nedsättningar av last baseras på mätsignaler från relativt enkla, billiga och tillförlitliga tryckgivare.According to a preferred embodiment of the invention, a value representing the prevailing cylinder force of the hydraulic cylinder is calculated based on measured hydraulic pressure on the piston side and measured hydraulic pressure on the piston rod side thereof, the rate of changes in the cylinder force of the hydraulic cylinder being determined based on the rate of change of this calculated value. In this way, the registrations of lifts and reductions of load can be based on measurement signals from relatively simple, cheap and reliable pressure sensors.

Ytterligare utföringsformer av uppfinningen framgår av de osjälv- ständiga patentkraven och efterföljande beskrivning.Further embodiments of the invention appear from the dependent claims and the following description.

Uppfinningen avser även ett förfarande för beräkning av utmatt- ningsbelastningen hos en hydraulisk kran i enlighet med patent- kravet 8.The invention also relates to a method for calculating the fatigue load of a hydraulic crane in accordance with claim 8.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas med hjälp av utföringsexempel, med hänvisning till bifogade ritningar.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be described in more detail below with the aid of exemplary embodiments, with reference to the accompanying drawings.

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 illustration av en utföringsform av uppfinningen, och 10 15 20 25 30 35 530 761 Fig 4 en schematisk perspektivvy av en manöverenhet med ett antal manöverorgan för styrning av olika kranfunk- tioner.It is shown in: Fig. 1 a side view of a hydraulic crane provided with bucket, Fig. 2 a side view of a hydraulic crane provided with jib, Fig. 3 a schematic illustration of an embodiment of the invention, and Fig. 4 a schematic perspective view of an operating unit with a number of operating means for controlling different crane functions.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGS- FORMER i denna beskrivning används uttrycket kraftorgan som beteckning för de hydrauliska kraftorgan som verkställer de av kranens ope- ratör beordrade kranrörelserna. Uttrycket kraftorgan inbegriper således de hydrauliska cylindrar 8, 9, 10, 14, 17 och 19 som om- nämns nedan. Med uttrycket manöverorgan avses de organ, ex- empelvis manöverspakar eller manöverknappar, med vars hjälp operatören reglerar de i styrsystemet ingående ventllorgan som styr flödet av hydraulvätska till respektive kraftorgan. l det be- skrivna utföringsexemplet utgörs nämnda ventllorgan av så kal- lade riktningsventilsektioner.DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS In this description, the term power means is used as a designation for the hydraulic power means which perform the crane movements ordered by the crane operator. The term power means thus includes the hydraulic cylinders 8, 9, 10, 14, 17 and 19 mentioned below. The term control means refers to the means, for example control levers or control buttons, by means of which the operator regulates the valve means included in the control system which control the flow of hydraulic fluid to the respective power means. In the described embodiment, said valve means consist of so-called directional valve sections.

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 förlängningsarm 7. Lyftarmen 5 manövreras med hjälp av en hydraulisk lyftcylinder 8, vipparmen 6 med hjälp av en hyd- raulisk vippcylinder 9 och förlängningsarmen 7 med hjälp av en hydraulisk förlängningscylinder 10. Vid förlängningsarmens yttre ände är i det visade exemplet en rotator 11 ledbart fäst, vilken l sin tur uppbär ett hydrauliskt gripverktyg i form av en skopa 12.Fig. 1 shows a hydraulic crane 1 mounted on a chassis 2, which may, for example, be connected to a truck chassis. The chassis has adjustable support legs 3 for supporting the crane 1. The crane comprises a body 4, which is rotatable relative to the chassis 2 about a substantially vertical axis. The crane further comprises a lifting arm 5 hinged to the frame 4, a rocker arm 6 hinged to the lifting arm 5 and an extension arm 7 displaceably attached to the rocker arm 6. The lifting arm 5 is operated by means of a hydraulic lifting cylinder 8, the rocker arm 6 with by means of a hydraulic rocker cylinder 9 and the extension arm 7 by means of a hydraulic extension cylinder 10. At the outer end of the extension arm a rotator 11 is hingedly attached in the example shown, which in turn carries a hydraulic gripping tool in the form of a bucket 12.

Två i skopan 12 ingående skopdelar 13 är manövrerbara relativt varandra med hjälp av en hydraulisk gripcylinder 14 för öppnande och tillslutande av skopan 12. Rotatorn 11 är roterbar relativt förlängningsarmen 7 med hjälp av ett ej visat hydrauliskt kraftorgan. 10 15 20 25 30 35 530 751 l det i Fig 1 visade exemplet är kranen 1 utrustad för utförande av grävarbeten. När kranen 1 skall användas för rena lyftarbeten 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 utförande av lyftarbeten som kräver lång räckvidd bytes rotatorn 11 och skopan 12 ut mot en jib 15, se Fig 2. Jiben 15 innefattar en jibarm 16, vilken är ledbart fäst i förhållande till förlängningsarmen 7 och manövreras med hjälp av hydraulisk jibvippcylinder 17. Jiben kan vidare innefatta en med hjälp av en hydraulisk utskjutningscylinder 19 manövrerbar ut- skjutningsarm 18. En och samma kran kan således användas för ett stort antal olika arbetsoperationer vars intensitet (lyftfre- kvens) varierar avsevärt. v Med uttrycket lyft- och sänkbar kranarm avses i denna beskriv- ning och de efterföljande patentkraven en kranarm som med hjälp av en hydraulisk cylinder kan vridas i ett vertikalplan för att därigenom utföra lyftningar och sänkningar av en av kranen upp- buren last. Hos de i Fig 1 och 2 illustrerade kranarna utgör lyftarmen 5, -vipparmen 6 och jibarmen 16 sådana lyft- och sänkbara kranarmar. Med uttrycket ”hydraulisk cylinder för lyftning och sänkning av kranarmen” avses den hydrauliska cylinder som är tillordnad den lyft- och sänkbar kranarmen och som verkställer vridning av denna i ett vertikalplan. Hos de l Fig 1 och 2 illustrerade kranarna utgör lyftcylindern 8, vippcylindern 9 och jibvippcylindern 17 sådana hydrauliska cylindrar.Two bucket parts 13 included in the bucket 12 are operable relative to each other by means of a hydraulic gripping cylinder 14 for opening and closing the bucket 12. The rotator 11 is rotatable relative to the extension arm 7 by means of a hydraulic force means (not shown). In the example shown in Fig. 1, the crane 1 is equipped for carrying out excavation work. When the crane 1 is to be used for clean lifting work, the rotator 11 and the bucket 12 can be removed and replaced by a lifting hook. Optionally, the rotator 11 can be retained, whereby the bucket 12 is replaced by a lifting hook. To perform lifting work that requires long range, the rotator 11 and the bucket 12 are replaced with a jib 15, see Fig. may further comprise a launching arm 18 operable by means of a hydraulic ejection cylinder 19. One and the same crane can thus be used for a large number of different work operations whose intensity (lifting frequency) varies considerably. In the description and the following claims, the term lifting and lowering crane arm means a crane arm which, with the aid of a hydraulic cylinder, can be rotated in a vertical plane in order thereby to carry out lifts and lowerings of a load supported by the crane. In the cranes illustrated in Figs. 1 and 2, the lifting arm 5, the tilting arm 6 and the jib arm 16 constitute such lifting and lowering crane arms. The term "hydraulic cylinder for lifting and lowering the crane arm" means the hydraulic cylinder which is assigned to the crane arm which can be raised and lowered and which causes it to be rotated in a vertical plane. In the cranes illustrated in Figs. 1 and 2, the lifting cylinder 8, the tilting cylinder 9 and the jib tilting cylinder 17 constitute such hydraulic cylinders.

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.In addition to the crane elements shown in Figs. 1 and 2, the crane 1 can also be provided with a hydraulically maneuverable winch, which can be used in combination with a lifting hook either with or without jib 15. The crane 1 can also be provided with other types of hydraulic gripping tools than bucket, t eg gripping tools for handling scrap or pallets with building materials such as stone or building boards.

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- 10 15 20 25 30 35 530 'PE-'l 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 kraftorganen 8, 9, 10, 14, 17, 19, till vilka hydraulvätska matas på konventionellt sätt i beroende av inställningsläget hos sliden i respektive riktningsventilsektion 23. lnställningsläget hos sliderna i riktningsventilsektionerna 23 styrs antingen via att antal manöverorgan, exempelvis i form av manö- verspakar 24, som vart och ett är förbundet med varsin slid eller genom fjärrmanövrering via en manöverenhet 25, se Fig 4, inne- fattande ett manöverorgan S1-S6 för respektive slid. I fallet med fjärrmanövrering överförs manöversignalerna från manöveren- heten 25 via kabel eller en trådlös förbindelse till en mikropro- cessor som i sin tur styr inställningsläget hos sliderna i ventil- sektionerna 23 hos riktningsventilblocket 22 i beroende av stor- leken på respektive manöversignal från manöverenheten 25.The control system for controlling the various crane functions, ie lifting / lowering by means of the lifting cylinder 8, tilting by means of the tilting cylinder 9, projection / retraction by means of the extension cylinder 10 15 20 25 30 35 530 'PE-'l cylinder 10 etc. ., comprises a pump 20 which pumps hydraulic fluid from a tank 21 to a directional valve block 22. The directional valve block 22 contains a directional valve section 23 for each of the hydraulic power means 8, 9, 10, 14, 17, 19, to which hydraulic fluid is fed in a conventional manner depending on the setting position of the slide in the respective directional valve section 23. The setting position of the slides in the directional valve sections 23 is controlled either by the number of actuators, for example in the form of actuators 24, each connected to each slide or by remote control via an operating unit 25, see Fig. 4, comprising an operating member S1-S6 for the respective slide. In the case of remote control, the control signals are transmitted from the control unit 25 via cable or a wireless connection to a microprocessor which in turn controls the setting position of the slides in the valve sections 23 of the directional valve block 22 depending on the size of the respective control signal from the control unit 25. .

Varje enskild riktningsventilsektion 23 styr således storleken och riktningen på flödet av hydraulvätska till ett bestämt kraftorgan och styr därigenom en specifik kranfunktion. För åskådlighetens skull är endast riktningsventilsektionen 23 för lyftcylindern 8 ut- ritad i Fig 3.Each individual directional valve section 23 thus controls the magnitude and direction of the flow of hydraulic fluid to a particular power means and thereby controls a specific crane function. For the sake of clarity, only the directional valve section 23 of the lifting cylinder 8 is drawn in 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.The directional valve block 22 further includes a shunt valve 26 which pumps excess hydraulic fluid back to the tank 21 and an electrically controlled dump valve 27 which can be caused to feed the entire hydraulic flow from the pump 20 directly back to the tank 21.

Riktningsventilblocket 22 är i det visade utföringsexemplet av lastavkännande och tryckkompenserande typ, vilket innebär att storleken på hydraulflödet som matas till ett kraftorgan alltid är proportionellt mot slidens läge i motsvarande riktningsventilsek- tion 23, d v s mot manöverspakens 24 inställningsläge. Rikt- ningsventilsektionen 23 innehåller en tryckbegränsare 28, en tryckkompensator 29 och en riktningsventil 30. Riktningsventil- block och riktningsventilsektioner av detta slag är kända och 10 15 20 25 30 35 530 751 finns tillgängliga på marknaden. Även andra typer av ventilan- ordningar än den här beskrivna kan dock användas.The directional valve block 22 is in the embodiment shown of load sensing and pressure compensating type, which means that the magnitude of the hydraulic flow fed to a force means is always proportional to the position of the slide in the corresponding directional valve section 23, i.e. to the setting position of the control lever 24. The directional valve section 23 contains a pressure limiter 28, a pressure compensator 29 and a directional valve 30. Directional valve blocks and directional valve sections of this kind are known and are available on the market. However, other types of valve devices than those described here can also be used.

Mellan respektive kraftorgan och tillhörande riktningsventilsek- tion 23 är en lasthållningsventil 31 anordnad, vilken tillser att lasten hänger kvar när hydraulsystemet blir trycklöst då dump- ventilen 27 bringas att mata hela hydraulflödet från pumpen 20 direkt tillbaka till tanken 21.A load holding valve 31 is arranged between the respective power means and the associated directional valve section 23, which ensures that the load remains when the hydraulic system becomes depressurized when the dump valve 27 is caused to feed the entire hydraulic flow from the pump 20 directly back to the tank 21.

Kranen 1 innefattar vidare registreringsmedel 35 som är anordnat att registrera när kranen lyfter eller nedsätter en last. Registre- ringsmedlet 35 registrerar detta genom att avkänna hastigheten hos förändringarna i cylinderkraften Fc hos en hydraulisk cylinder som är ansluten till en lyft- och sänkbar kranarm för lyftning och sänkning av denna. I det illustrerade exemplet är registrerings- medlet 35 anordnat att basera registreringarna av lyftning eller nedsättning av last i beroende av hastigheten hos förändringarna i cylinderkraften Fc hos kranens Iyftcylinder 8. Registrerings- medlet 35 är anordnat att registrera att kranen utför en lyftning eller nedsättning av en last då hastigheten hos en avkänd för- ändring i cylinderkraften Fc överstiger ett förutbestämt värde. Vid lyftning av last stiger cylinderkraften FC i den hydrauliska cylin- dern 8 mycket snabbt just i det ögonblick lasten lyfter från un- derlaget och blir frihängande. Samma snabba kraftförändring sker när lasten sätts ned och ej längre uppbärs av kranen. Dessa kraftförändringar är mycket snabbare än de kraftförändringar som orsakas av de normala egensvängningar som alltid finns i kra- nens stålstruktur och härigenom kan registreringsmedlet 35 skilja på ”lyftning/nedsättning” och "svängningar". En lyftning eller en nedsättning av en last registreras således då hastigheten hos kraftförändringen i den hydrauliska cylindern 8 överstiger ett visst förutbestämt värde.The crane 1 further comprises recording means 35 which are arranged to record when the crane lifts or lowers a load. The recording means 35 registers this by sensing the speed of the changes in the cylinder force Fc of a hydraulic cylinder which is connected to a lifting and lowering crane arm for lifting and lowering it. In the illustrated example, the recording means 35 is arranged to base the recordings of lifting or lowering of load depending on the speed of the changes in the cylinder force Fc of the crane lifting cylinder 8. The recording means 35 is arranged to record that the crane performs a lifting or lowering of a load when the velocity of a sensed change in the cylinder force Fc exceeds a predetermined value. When lifting a load, the cylinder force FC in the hydraulic cylinder 8 rises very quickly at the very moment the load lifts from the ground and becomes free-hanging. The same rapid force change occurs when the load is lowered and is no longer supported by the crane. These force changes are much faster than the force changes caused by the normal natural oscillations which are always present in the steel structure of the crane and thereby the registration means 35 can distinguish between "lifting / lowering" and "oscillations". A lifting or lowering of a load is thus registered when the speed of the change of force in the hydraulic cylinder 8 exceeds a certain predetermined value.

Genom att ta hänsyn till riktningen hos kraftförändringen, d v s huruvida cylinderkraften Fc i den hydrauliska cylindern 8 ökar el- ler minskar, blir det möjligt att fastställa huruvida det sker en lyftning eller en nedsättning av en last. Vid en lyftning av en last 10 15 20 25 30 35 530 751 uppstår nämligen en snabb ökning av cylinderkraften, medan en snabb minskning av cylinderkraften uppstår vid en nedsättning av en last.By taking into account the direction of the change in force, i.e. whether the cylinder force Fc in the hydraulic cylinder 8 increases or decreases, it becomes possible to determine whether there is a lifting or a lowering of a load. Namely, when a load is lifted 530 751, a rapid increase of the cylinder force occurs, while a rapid decrease of the cylinder force occurs at a decrease of a load.

Cyiinderkraften Fc hos den aktuella hydrauliska cylindern 8 kan fastställas genom att mäta kraften på kolvstången 8c eller cylin- dern 8d hos denna med hjälp av lämpligt mätmedel, såsom exempelvis trådtöjningsgivare. Med fördel beräknas dock ett värde representerande cylinderkraften Fc hos den hydrauliska cylindern 8 utgående från följande formel: FC=P1'A1"P2'A2 där p, är det hydrauliska trycket på kolvsidan hos den hydrau- liska cylindern 8, A1 är tryckarean hos den hydrauliska cylinderns kolv 8e på kolvsidan, pg är det hydrauliska trycket på kolvstångs- sidan hos den hydrauliska cylindern 8 och A2 är tryckarean hos den hydrauliska cylinderns kolv 8e på kolvstångssidan. l det fall då ett cylinderkraften Fc representerande värde beräk- nas utgående från det hydrauliska trycket på kolvsidan och det hydrauliska trycket på kolvstångssidan hos den hydrauliska cy- lindern 8 innefattar kranen 1 ett första mätmedel 34a i form av en tryckgivare för mätning av det hydrauliska trycket p1 på kolvsidan hos den hydrauliska cylindern 8 och ett andra mätmedel 34b i form av en tryckgivare för mätning av det hydrauliska trycket p; på kolvstångssidan hos den hydrauliska cylindern 8. Registre- ringsmedlet 35 är anordnat att från dessa mätmedel 34a, 34b mottaga mätvärden relaterade till nämnda hydrauliska tryck p1, pg. Registreringsmedlet 35 är i detta fall anordnat att beräkna ett värde representerande den rådande cyiinderkraften Fc hos den hydrauliska cylindern 8 baserat på mätvärdena från mätmedlen 34a, 34b avseende det uppmätta hydrauliska trycket p1 på kolv- sidan och det uppmätta hydrauliska trycket p2 på kolvstångssidan hos den hydrauliska cylindern 8. Registreringsmedlet 35 är vi- dare anordnat att fastställa hastigheten hos förändringarna i cy- 10 15 20 25 30 35 530 751 10 linderkraften FC hos den hydrauliska cylindern 8 baserat på för- ändringshastigheten hos detta beräknade värde.The cylinder force Fc of the hydraulic cylinder 8 in question can be determined by measuring the force on the piston rod 8c or the cylinder 8d thereof by means of a suitable measuring means, such as, for example, wire strain gauges. Advantageously, however, a value representing the cylinder force Fc of the hydraulic cylinder 8 is calculated from the following formula: FC = P1'A1 "P2'A2 where p1 is the hydraulic pressure on the piston side of the hydraulic cylinder 8, A1 is the pressure area of the piston 8e of the hydraulic cylinder on the piston side, pg is the hydraulic pressure on the piston rod side of the hydraulic cylinder 8 and A2 is the pressure area of the piston 8e of the hydraulic cylinder on the piston rod side. the pressure on the piston side and the hydraulic pressure on the piston rod side of the hydraulic cylinder 8, the crane 1 comprises a first measuring means 34a in the form of a pressure sensor for measuring the hydraulic pressure p1 on the piston side of the hydraulic cylinder 8 and a second measuring means 34b in the form of a pressure sensor for measuring the hydraulic pressure p; on the piston rod side of the hydraulic cylinder 8. The recording means 35 is arranged to receive from these measuring means 34a, 34b measured values related to said hydraulic pressure p1, pg. The recording means 35 is in this case arranged to calculate a value representing the prevailing cylinder force Fc of the hydraulic cylinder 8 based on the measured values from the measuring means 34a, 34b with respect to the measured hydraulic pressure p1 on the piston side and the measured hydraulic pressure p2 on the piston rod side of the hydraulic the cylinder 8. The recording means 35 is further arranged to determine the rate of changes in the cylinder force FC of the hydraulic cylinder 8 based on the rate of change of this calculated value.

Med fördel utgörs registreringsmedlet 35 av eller ingår i en elek- tronisk behandlingsenhet 33 som innefattar en processor, exem- pelvis i form av en mikroprocessor.Advantageously, the recording means 35 consists of or is included in an electronic processing unit 33 which comprises a processor, for example in the form of a microprocessor.

Hos den i Fig 3 illustrerade utföringsformen innefattar kranen 1 vidare beräkningsmedel 36 för beräkning av kranens ackumule- rade utmattningsbelastning, varvid detta beräkningsmedel 36 är anordnat att beräkna denna utmattningsbelastning utgående från antalet av registreringsmedlet 35 registrerade lyftningar och/eller nedsättningar av last. Beräkningsmedlet 36 är således anordnat att mottaga information från registreringsmedlet 35 avseende re- gistrerade lyftningar och/eller nedsättningar av last. Den beräk- nade utmattningsbelastningen presenteras för kranens operatör och/eller servicepersonal med hjälp av lämpliga visningsmedel.In the embodiment illustrated in Fig. 3, the crane 1 further comprises calculating means 36 for calculating the accumulated fatigue load of the crane, this calculating means 36 being arranged to calculate this fatigue load on the basis of the number of lifts and / or reductions of load registered by the recording means 35. The calculating means 36 is thus arranged to receive information from the recording means 35 regarding registered lifts and / or reductions of load. The estimated fatigue load is presented to the crane's operator and / or service personnel using appropriate display means.

Det är även möjligt att låta en signal eller ett larm avges när den ackumulerade utmattningsbelastningen uppnått ett visst förutbe- stämt värde. Vid laster som är mycket små ur kranens synpunkt (ungefär mindre än 10% av kranens maximala kapacitet) kan det vara problematiskt att registrera lyftning och nedsättning av last på det ovan beskrivna sättet. Dessa små laster medför dock ett så litet bidrag till den ackumulerade utmattningsbelastningen att de i detta sammanhang kan lämnas därhän.It is also possible to sound a signal or an alarm when the accumulated fatigue load has reached a certain predetermined value. For loads that are very small from the crane's point of view (approximately less than 10% of the crane's maximum capacity), it can be problematic to register lifting and lowering of loads in the manner described above. However, these small loads make such a small contribution to the accumulated fatigue load that in this context they can be left there.

Nämnda beräkningsmedel 36 är med fördel integrerat i en och samma enhet 33 som ovan nämnda reglstreringsmedel 35, så- som illustreras i Fig 3. Alternativt skulle dock beräkningsmedlet 36 och registreringsmedlet 35 kunna vara anordnade i separata och inbördes kommunicerande enheter.Said calculation means 36 is advantageously integrated in one and the same unit 33 as the above-mentioned control means 35, as illustrated in Fig. 3. Alternatively, however, the calculation means 36 and the registration means 35 could be arranged in separate and mutually communicating units.

Informationen från ett registreringsmedel 35 av den här be- skrivna typen kan även användas för andra funktioner hos en kran än för beräkning av ackumulerad utmattningsbelastning.The information from a registration means 35 of the type described here can also be used for other functions of a crane than for calculating the accumulated fatigue load.

Informationen kan exempelvis utnyttjas i ett system för reglering av den maximalt tillåtna lyftkraften hos en hydraulisk kran, såsom 530 761 11 ett system av den typ som närmare beskrivs i EP 1 151 958 A2 eller EP 1 607 365 A1.The information can be used, for example, in a system for regulating the maximum permissible lifting force of a hydraulic crane, such as a system of the type described in more detail in EP 1 151 958 A2 or EP 1 607 365 A1.

Uppfinningen är givetvis inte pà något sätt begränsad till de ovan beskrivna utföringsformerna, utan en mängd möjligheter till mo- difikationer därav torde vara uppenbara för en fackman på områ- det, utan att denne för den skull avviker från uppfinningens grundtanke sådan denna definieras i bifogade patentkrav.The invention is of course not in any way limited to the embodiments described above, but a number of possibilities for modifications thereof should be obvious to a person skilled in the art, without this deviating from the basic idea of the invention as defined in the appended claims. .

Claims

10 15 20 '25 30 35 530 751 12 PATENT CLAIMS

A hydraulic crane comprising a lifting and lowering crane arm (5), a hydraulic cylinder (8) for lifting and lowering the crane arm (5) and a recording means (35) for recording lifting or lowering of a load, characterized therefrom, that the recording means (35) is arranged to record the lifting or lowering of a load 1 depending on the speed of the changes in the cylinder force (Fc) of the hydraulic cylinder (8), the recording means (35) being arranged to record that the crane performs a lifting or lowering of a load when the speed of a sensed change in the cylinder force (Fc) exceeds a predetermined value. i. Hydraulic crane according to claim 1, characterized in that: - the crane (1) comprises a first measuring means (34a) for measuring the hydraulic pressure (p1) on the piston side of the hydraulic crane. the hydraulic cylinder (8) and a second measuring means (34b) for measuring the hydraulic pressure (pg) on the piston rod side of the hydraulic cylinder (8), - that the recording means (35) is arranged to calculate a value representing the prevailing cylinder force ( Fc) of the hydraulic cylinder (8) based on the measured hydraulic pressure (pi) on the piston side and the measured hydraulic pressure (pg) on the piston rod side thereof, and - that the recording means (35) is arranged to determine the speed of the changes in the cylinder force (Fc) of the hydraulic cylinder (8) based on the rate of change of this calculated value. . Hydraulic crane according to claim 1, characterized in that the crane (1) comprises a measuring means for measuring the cylinder force (Fc) of the hydraulic cylinder (8) by measuring the pressure force (Fc) on the piston rod (80) or the cylinder (8d) in this case, the recording means (35) being arranged to determine the speed of the changes in the cylinder force (Fc) of the hydraulic cylinder (8) based on the cylinder force (Fc) thus measured. Hydraulic crane according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the crane (1) further comprises calculating means (36) for calculating the fatigue load of the crane (1), this calculating means (36) being arranged to calculate the fatigue load on the basis of the number of the registration means (35) registered lifts and / or reductions of cargo. . Method for registering lifting and / or lowering of a load of a hydraulic crane (1) comprising a lifting and lowering crane arm (5) and a hydraulic cylinder (8) for lifting and lowering the crane arm (5), characterized in that lifting or reduction of a load is registered by sensing the speed of the changes in the cylinder force (Fc) of the hydraulic cylinder (8), whereby a lifting or reduction of a load performed by the crane is registered when the speed of a sensed change in the cylinder force (Fc) exceeds a predetermined value. ~. Method according to claim 5, characterized in that: - the hydraulic pressure (p1) on the piston side of the hydraulic cylinder (8) and the hydraulic pressure (pg) on the piston rod side of the hydraulic cylinder (8) are measured, - that a value representing the prevailing cylinder force (Fc) of the hydraulic cylinder (8) is calculated based on the measured hydraulic pressure (p1) on the piston side and the measured hydraulic pressure (pz) on the piston rod side thereof, and '- - that the speed of the changes in the cylinder force (Fc) of the hydraulic cylinder * (8) are determined based on the rate of change of this calculated value. . Method according to claim 5, characterized in that the cylinder force (Fc) of the hydraulic cylinder (8) is measured by measuring the pressure force (Fc) on the piston rod (8c) or the cylinder »10 15 20 25 30 35 10. Method 530 761 14 (8d) thereof, wherein the speed of the changes in the cylinder force (Fc) of the hydraulic cylinder (8) is determined based on the cylinder force (Fc) thus measured. . Method for calculating the fatigue load of a hydraulic crane (1) comprising a lifting and lowering crane arm (5) and a hydraulic cylinder (8) for lifting and lowering the crane arm (5), characterized in that lifting or lowering of a load is registered by sensing the speed of the changes in the cylinder force (Fc) of the hydraulic cylinder (8), whereby a lifting or lowering of a load performed by the crane is registered when the speed of a sensed change in the cylinder force (Fc) exceeds a predetermined value, and that the fatigue load is calculated on the basis of the number of lifts and / or reductions of load thus registered. ,. Method according to claim 8, characterized in that: - the hydraulic pressure (p1) on the piston side of the hydraulic cylinder (8) and the hydraulic pressure (pg) on the piston rod side of the hydraulic cylinder (8) are measured, - that a value representing the prevailing cylinder force (Fc) of the hydraulic cylinder (8) is calculated based on the measured hydraulic pressure (p1) on the piston side and the measured hydraulic pressure (pg) on the piston rod side thereof, Joch - that the speed of the changes in the cylinder force (Fc) of the hydraulic cylinder (8) is determined based on the rate of change of this calculated value. according to claim 8, characterized in that the cylinder force (Fc) of the hydraulic cylinder (8) is measured by measuring the pressure force (Fc) on the piston rod (8c) or the cylinder (8d) thereof, the speed of the changes in the cylinder force (Fc) ) of the hydraulic cylinder (8) is determined based on the cylinder force (Fc) thus measured -