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Dokumentenidentifikation DE69728522T2 07.04.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0000879208
Titel HYDRAULISCHER AUSLEGERKRAN MIT LASTSTEUERSYSTEM
Anmelder Hojbjerg Maskinfabrik A/S, Hojbjerg, DK
Erfinder BRAENDGAARD, Gudmund, DK-8660 Skanderborg, DK;
SORENSEN, Jan, DK-9600 Ars, DK
Vertreter Wenzel & Kalkoff, 22143 Hamburg
DE-Aktenzeichen 69728522
Vertragsstaaten AT, BE, DE, DK, ES, FI, FR, GB, IT, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 07.02.1997
EP-Aktenzeichen 979015260
WO-Anmeldetag 07.02.1997
PCT-Aktenzeichen PCT/DK97/00054
WO-Veröffentlichungsnummer 0097029038
WO-Veröffentlichungsdatum 14.08.1997
EP-Offenlegungsdatum 25.11.1998
EP date of grant 07.04.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.04.2005
IPC-Hauptklasse B66C 23/90

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischen Auslegerkran der Art, die einen relativ zu einer Basis um ein Ende in einer vertikalen Ebene durch einen hydraulischen Haupthubzylinder dreh- oder schwenkbaren Ausleger einschließt, wobei wenigstens ein Signalemitter in Form eines Druckwandlers dem Haupthubzylinder zugeordnet und mit einer Steuereinheit so verbunden ist, daß jede die Nominalbelastung überschreitende Belastung die Steuereinheit veranlaßt, Arbeitsfunktionen des Kranes zu sperren.

Die Nominalbelastung von Kränen wird mit einem gewissen (Sicherheits)-Spielraum abhängig davon bestimmt, wie groß das durch den Drehpunkt des Krans, d. h. das den Kran tragende Lager aufgenommene Moment sein kann, das dann auf den Träger des Lagers, z. B. das Chassis eines Lastwagens und in dieser Verbindung auf möglicherweise ausgefahrene Stützbeine übertragen wird, ohne daß der Kran umkippt.

Die bekannten Laststeuersysteme zur Verwendung bei hydraulisch getriebenen Kränen sind der Art, die als Ausrüstung auf z. B. einem Lastwagen angebracht werden, oder sie sind unabhängige Mobilkräne. Die bekannten Belastungssteuersysteme können wenigstens einen oder mehrere Druckwandler umfassen, die an den Hydraulikzylindern des Kranes vorgesehen sind. Die Druckwandler sind mit einer Steuereinheit verbunden, die mit steuerbaren Ventilen im Zusammenhang mit dem Steuerventilblock des Krans verbunden sind. Ein solches Laststeuersystem ist aus EP 0 708 053 A1 bekannt, bei dem die Steuereinheit in solcher Weise angeordnet ist, daß sie durch einen registrierten maximal zulässigen Druck, der von einem an dem Hauptzylinder des Kranes angeordneten Sensor registriert wird, für alle weiteren Manöver des Krans durch ihren Steuerventilblock sperrt. Jedoch kann das Sperren in der Folge in einem kurzen Zeitraum (3 bis 5 sec.) durch ein von Hand gesteuertes Freigabeelement deaktiviert werden, so daß es möglich ist, aus einer anderenfalls „unmöglichen Hebesituation" herauszukommen. Eine „unmögliche Hebesituation" kann dadurch definiert werden, daß jegliche Bewegung des Kranauslegers, die durch das Steuersystem mit der Absicht der Reduzierung der Belastung zulässig ist, in der Praxis wegen der physikalen Umstände in dem fortlaufenden Hub unmöglich wird, so daß die einzige Möglichkeit, aus dieser Hubsituation herauszukommen, eine Deaktivierung des Belastungssteuersystems in einem kurzen, vorbestimmten Zeitabschnitt ist, wobei ein erzwungener Anstieg der Belastung möglich ist. Das genannte Belastungssteuersystem umfaßt auch akustische und visuelle Signalemitter, die bei verschiedenen Belastungsniveaus um das maximal zulässige Belastungsniveau für den Kran herum wirksam werden.

FR-A-2592368 offenbart einen hydraulischen Auslegerkran der Art, die einen relativ zu einer Basis um ein Ende in einer vertikalen Ebene durch einen hydraulischen Haupthubzylinder dreh- oder schwenkbaren Ausleger und wenigstens einen relevanten Signalemitter einschließt, der mit einer Steuereinheit verbunden ist, die im Falle der übermäßigen Belastung des Krans über seine Nominalbelastung hinaus Grenzen für die funktionale Leistungsfähigkeit des Krans erzeugt, wobei der relevante Signalemitter aus einem Druckwandler besteht, der mit der Steuereinheit verbunden und so angeordnet ist, daß im Fall eines Überschreitens der nominalen Belastung, die für den fraglichen Kran festgelegt ist, eine kenntliche oder totale Funktionsbegrenzung erzeugt.

DE-A-42 19 369 offenbart einen Kran mit einem Belastungssteuersystem, das im Falle der Belastung des Krans über seine Nominalbelastung („erste Schwelle") hinaus Grenzen der funktionalen Leistungsfähigkeit des Krans in einem Zeitabschnitt erzeugt, der durch die Steuereinheit bestimmt wird (Begrenzungen werden durch die Steuereinheit gelöscht, sobald ein Reset-Knopf von der Bedienungsperson betätigt wurde, woraufhin der Kran bis zu einem akzeptablen Maximum beladen werden kann („zweite Schwelle"), wobei die Überschreitung desselben dazu führt, daß die Steuereinheit den Kran unbedienbar macht).

Andere Laststeuersysteme können weiterhin Positionsindikatoren an den Auslegersektionen, die in einer vertikalen Ebene zu drehen sind, umfassen, und zwar neben den Druckwandlern an den hydraulischen Zylindern, und die ebenfalls mit der Steuereinheit verbunden sind. Die Signale von den Positionsindikatoren werden in der Steuereinheit verwendet, um anzuzeigen, ob eine Bewegung der drehbaren Teile des Auslegers in gewünschter Richtung eine erhöhte Belastung an dem Kran verursacht. Die Steuerung der Belastung mit Positionsindikatoren arbeitet auf die Weise, daß die Steuereinheit bei einer registrierten, maximal zulässigen Belastung des Krans (Nominallast) sicherstellt, daß die Bedienungsperson des Krans keine Belastung erhöhenden Operationen durchführen kann, wenn die Steuereinheit bei der Aktivierung der zuvor erwähnten steuerbaren Ventile solche Bewegungen des Auslegers behindert. Die Steuereinheit ermöglicht jedoch alle Bewegungen des Auslegers, die nach Erfahrungswerten eine sofortige Verringerung der Momentenlast im Verhältnis zur maximal zulässigen Momentenbelastung des Krans verursachen, z. B. eine Reduzierung des Abstandes zwischen der Last und dem Drehpunkt des Krans bei einem Betrieb, bei dem die Länge des Auslegers reduziert wird.

Dennoch zeigt die Erfahrung, daß Kranbedienungspersonen fast immer und mit Erfolg versuchen, die bekannten Belastungssteuersysteme zu umgehen. Ein Beispiel dafür ist, daß eine durch das Belastungssteuersystem zulässige Operation, die üblicherweise eine Lastverringerung verursacht, zum Erhöhen der Momentbelastung des Krans über das zulässige Niveau hinaus verwendet wird. Dies ist beispielsweise möglich, indem eine Verringerung der Auslegerlänge in Verbindung mit einem „unerlaubten" Hub durchgeführt wird, wodurch die Last anfänglich über den Boden hinweg gezogen und dann vom Boden abgehoben wird. Ein solcher Hub verursacht ebenfalls eine sehr nachteilige und destruktive Belastung des Stützlagers des Kranes.

Die oben beschriebenen Laststeuersysteme sind relativ kostenaufwendig, da sie häufig bis zu mehreren Druckwandlern und einen oder mehrere Positionsindikatoren umfassen, die durch verdrahtete Verbindungen mit der Steuereinheit verbunden sind, die ihrerseits mit den Steuerventilen in dem Steuerventilblock verbunden sind. Betrachtet man die Wartungsmaßnahmen, so werden die großen Zahlen an Bauteilen und Drahtverbindungen kostenaufwendig.

Allen bekannten Laststeuersystemen gemeinsam ist jedoch, daß sie auf ihrem jeweils eigenen einzelnen Weg in ziemlich abrupter Weise völlig oder teilweise die Funktionen des Kranes bei Überschreiten der maximal zulässigen Last an dem Kran deaktivieren, und zwar trotz einer vorhergehenden Warnung von akustischen oder visuellen Signalemittern, die ebenfalls durch das Steuersystem aktiviert wurden. Das bekannte Laststeuersystem erlaubt es dem Bedienungspersonal jedoch, die Deaktivierung der Manövrierbarkeit des Kranes in Verbindung mit Überlastungssituationen zu überschreiten/sich darüber hinwegzusetzen, was unvermeidbar zu einer gewissen Unempfindlichkeit im Hinblick auf das Laststeuersystem führt, da ein Überschreiten der maximal zulässigen Belastung des Kranes keinerlei Konsequenz hat, solange die Arbeiten mit mehr oder weniger Virtuosität im Alarmbereich und mit einer furchtlosen Verwendung der besagten Deaktivierungsperiode, die einem totalen Sperren des Steuersystems vorausgeht, stattfinden. Die tiefere Bedeutung des Alarms liegt darin, die Aufmerksamkeit der Bedienungsperson auf den Umstand zu lenken, daß der Betrieb in einem potentiell gefährlichen Bereich stattfindet und daß Maßnahmen zu einer Rückkehr zu ungefährlichen Bedingungen sofort zu ergreifen sind, daß z. B. der Lastwagen an eine Position dichter an der zu hebenden Last zu fahren ist. Die Bedienungsperson kann dann entscheiden, sowieso von der Betrachtung her zu versuchen, daß die besagte Deaktivierungszeit rechtzeitig kommen kann, um die Alarm verursachende Handlung zu unterbrechen, wenn die Überschreitung so groß ist, daß sie geradewegs zu einem endgültigen Blockierungssignal führen kann.

Diese Praxis führt zu beträchtlichen Problemen, die man von den verschiedenen Unfallstatistiken ablesen kann. Die Kranhersteller können entscheiden, den Alarmbereich in einem sicheren Abstand von der äußersten Grenze anzuordnen, aber dies hebt unvermeidbar die Krankosten im Verhältnis zu seiner Leistungsfähigkeit. Eine optimale Beziehung zwischen Preis und Leistungsfähigkeit setzt in höchstem Maße voraus, daß die Bedienungspersonen den Alarmbereich gemäß dessen Zweck respektieren und statt dessen keine Experimente machen, indem sie den Kran extrem ausnutzen, was Gefahr für sie selbst, die Maschinen und andere Personen in der näheren Umgebung verursacht.

Das fragliche Problem ist somit nicht rein technischer Natur, sondern es bezieht auch erzieherische und moralische Betrachtungen ein, da frühere Lösungen des Problems immer von der Disziplin der Bedienungsperson abhängig waren. Es ist als bedauerliche Tatsache anzuerkennen, daß für eine vernünftige Erwartung solcher Selbstdisziplin noch nicht die Zeit gekommen ist, da verschiedene andere Gründe es für das Bedienungspersonal attraktiv machen, den Kran bis zum bestehenden Limit auszunutzen, selbst in schon extremen Situationen und trotz der mit ihnen verbundenen Unwägbarkeiten.

In der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, daß es durch technische Mittel möglich ist, eine verläßlichere Arbeitspraxis zu unterstützen und so andererseits überflüssige Überdimensionierungen oder Kapazitätsgrenzen an hydraulischen Auslegerkränen zu vermeiden. Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Arbeitsfunktionen, die von der Steuereinheit gesperrt werden, im wesentlichen alle Bedienungsfunktionen des Kranes umfassen, wodurch die Funktionen für einen Verzögerungszeitabschnitt, der nachfolgend die „Strafzeit" genannt wird, gesperrt bleiben, wobei die Dauer der Strafzeit, die bei jedem folgenden Auftreten einer Überbelastung auferlegt wird, durch die Steuereinheit gemäß den vergangenen Belastungskonditionen bestimmt wird und wobei, wenn die Steuereinheit ein eine absolute Maximalgrenze des Krans überschreitendes Belastungsniveau ermittelt, jegliche weitere Tätigkeit des Kranes unmöglich gemacht wird.

Die Erfindung bezieht somit eine Art psychologische Gegenwirkung auf Seiten des Kranes gegen eine Bedienungsperson ein, die versucht, die Leistungsfähigkeit des Kranes in seinen Risikobereich hinein zu überschreiten. Eine solche Gegenmaßnahme kann gemäß der Erfindung begründet werden, indem man die Kranausrüstung selbst eine Leistungsverringerung einer ersten oder niedrigeren Sicherheitsgrenze erzeugen läßt, d. h. durch eine nicht sehr technische sondern psychologische und erzieherisch wirksame „Strafe" an die Bedienungsperson in Form eines mehr oder weniger totalen Sperrens der Kranfunktionen während eines bestimmten Zeitraums, z. B. wenn die Bedienungsperson nicht in einer erwartungsgemäß geeigneten Weise reagiert, nachdem der Alarm das erste Mal aktiviert wurde, nämlich durch Rückführen des Systems in einen keinen Alarm gebenden Zustand.

Indem man der Bedienungsperson eine solche Zeit"strafe" in bezug auf die Verwendung des Kranes auferlegt, treten zwei wichtige Aspekte auf, nämlich daß die Bedienungsperson mit der Unmöglichkeit des gewünschten Leistungsgewinns durch Verwenden eines etwas oder sehr überladenen Krans rechnen muß, z. B., da die Zeit besser durch das Fahren des Lastwagens dichter an die zu hebende Last heran genutzt wäre, und daß die gleiche Bedienungsperson einer Beobachtung durch die Umgebung gegenübersteht, daß ihr heroischer Kampf mit dem Kran, diesen ans Äußerste zu belasten, ganz einfach zu einem Anhalten führt, während möglicherweise ein für alle darum herum hörbares Alarmsignal ertönt. Hierdurch muß die Bedienungsperson einen Verlust sowohl an Kranleistung als auch an persönlichem Prestige akzeptieren, und beides wirkt in der Richtung, daß sich die Bedienungsperson an die Instruktionen des Kranherstellers betreffend eine temporäre operative Überlastung des Krans halten wird.

Dennoch wird es immer einige Bedienungspersonen geben, die die Grenzen eines solchen Systems in der Erwartung der Annahme einer kurzfristigen „Strafe" bei moderater Überlastung testen möchten, wenn es möglich ist, dann die Arbeit mit einer größeren Überlastung fortzusetzen. Gemäß der Erfindung kann dem entgegengewirkt werden, indem man zunehmende Sperrzeiträume für alle Kranfunktionen für einen entsprechend zunehmenden Grad solcher Überlastungen erzeugt, wodurch die Bedienungsperson bald lernen wird, daß jeglicher Versuch einer weiteren Steigerung der Kranleistung darin resultieren wird, daß die gleiche Leistungsfähigkeit wegen der zunehmenden Zeiträume der totalen Sperre aller Kranfunktionen merklich verringert wird. Auf diese Weise hat die Bedienungsperson durch ihre Versuche, das Sicherheitssystem zu umgehen, nichts zu gewinnen, während sie zur gleichen Zeit durch solche ineffektiven Umgehungsversuche von selbst dem Spott der Umgebung ausgesetzt wird, indem der Kran nach dem Ertönen eines Alarmsignals stillsteht.

Es können dann verschiedene Signalniveaus eingeführt werden, durch die zunehmende „Strafzeiträume" erzeugt werden, so daß die Bedienungsperson eine kontinuierlich steigende Untätigkeit des Krans erfährt, je mehr sie versucht, ihn zu überlasten. Zur gleichen Zeit wird jedoch der Bedienungsperson Beachtung geschenkt, so daß das endgültige totale Sperren des Krans nur in ganz extremen Fällen stattfindet, in denen die Bedienungsperson im Lauf der Zeit eine Reihe zunehmender Strafzeiten hinzunehmen und deshalb auf recht ineffiziente Weise gearbeitet hat.

Durch die Erfindung wurde weiter verwirklicht, daß für die Überwachung der Momentenlast des Krans es dadurch in Wirklichkeit nur nötig ist, den Druck auf dem Hauptzylinder des Krans, der den Hauptausleger des Krans trägt, zu beobachten, da dieser Druck ein objektiver Maßstab für das auf den Träger des Krans bei Benutzung desselben wirkende Moment ist. Dadurch ist es möglich, ein neues und einfacher angeordnetes Belastungssteuersystem aufzuzeigen, das im Erwerb wie auch in der Wartung preisgünstiger im Vergleich mit bekannten Belastungssteuersystemen ist, und das zusätzlich der Bedienungsperson des Krans mehr Freiheitsgrade während spezieller Hebesituationen und ein besseres Gefühl für die maximale Belastung des Krans verleiht.

Durch die Erfindung ist damit ein neues Laststeuersystem aufgezeigt, das einen Druckwandler umfaßt, der an dem Haupthubzylinder des Krans angeordnet und mit einer Steuereinheit verbunden ist, wobei der Ausgang mit einem Bypassventil, auch „Umgehungsventil" genannt, verbunden ist, das die Ölzufuhr zu dem lenkenden/manövrierenden Ventilblock des Krans steuert, wobei die Steuereinheit derart angeordnet ist, daß das Überschreiten der nominellen Belastbarkeit des fraglichen Kranes in einer Betätigung des genannten „Umgehungsventils" resultiert, also daß alle Funktionen des Krans in einem durch die Steuereinheit berechneten Zeitabschnitt inaktiv gestellt werden, nämlich einer sogenannten Strafzeit, wonach das Umgehungsventil deaktiviert wird.

Augenscheinlich gibt das Belastungssteuersystem gemäß der Erfindung der Bedienungsperson keine unmittelbare Möglichkeit, um ein Überschreiten der Nominalbelastung des Krans zu berichtigen, da es nicht möglich ist, die Belastung aufzuheben, solange die Funktionen des Steuerventilblocks des Krans während der Strafzeit deaktiviert sind.

Nach Ablauf der Strafzeit, die bei der ersten Überschreitung ziemlich kurz sein kann, deaktiviert die Steuereinheit das Umgehungsventil, und der Kran wird wieder manövrierbar. Wenn die Last am Kran auf ein Niveau unterhalb der Nominalbelastung verringert wird, geschieht nichts weiter, d. h. die Arbeit kann frei fortgesetzt werden.

Mit dem Zweck, der Bedienungsperson eine Möglichkeit der Abhilfe irgendwelcher aufgetretener, unmöglicher Belastungssituationen zu geben, ist die Steuereinheit in solcher Weise angeordnet, daß sie eine weitere Belastung am Kran auf ein berechnetes Niveau (innerhalb des Sicherheitsbereiches) über die Nominalbelastung nach Ablauf der Strafzeit zuläßt.

Wenn dieses berechnete Niveau für die Belastung überschritten wird, wird das Umgehungsventil wieder von der Steuereinheit aktiviert, und zwar dieses mal für einen wahrnehmbar längeren Zeitabschnitt als bei der Erstaktivierung. Nach Ablauf dieser sogenannten Strafzeit wird das Umgehungsventil wieder deaktiviert.

Wenn die Belastung am Kran verringert wird, berechnet die Steuereinheit kontinuierlich einen neuen, niedrigeren Wert für die maximal zulässige Last und die Strafzeit im Fall einer gleichzeitig mit dem Entlasten der Belastung eintretenden Überschreitung, bis die Nominallast erreicht ist. Wenn jedoch die Bedienungsperson versucht, die Belastung während des Entlastens zu erhöhen, setzt die Steuereinheit sofort eine neue Strafzeit frei.

Die Belastungssteuerung gemäß der Erfindung kann mit verschiedenen Grenzen der Lastniveaus zwischen der Nominallast für den Kran und einem absoluten, akzeptablen Maximum innerhalb des Sicherheitsbereiches programmiert werden. Ein Überschreiten der einzelnen Lastniveaus/Grenzen löst eine zunehmende Strafzeit gleichzeitig mit der Bedeutung bzw. Größe und Anzahl der Überschreitungen aus.

Um der Bedienungsperson die Möglichkeit zu geben, zu verfolgen, wie hoch der Kran im Verhältnis zu der Nominalbelastung belastet ist, kann das Gehäuse der Steuereinheit mit einer nach Prozenten unterteilten Skala mit Lichtdioden versehen sein, die gleichzeitig mit einer Lastzu- bzw. -abnahme an- und ausgeschaltet werden.

Zusätzlich kann, um die Bedienungsperson des Krans ebenso wie Personen, die sich im Risikobereich des Kranes aufhalten, über das Erreichen der nominellen Belastung oder ein Überschreiten derselben zu warnen, die Steuereinheit ebenfalls mit einem akustischen Alarm ausgestattet sein, der ein periodisches Alarmsignal bei einer bestehenden Belastung zwischen 95% und 100% aussendet. Während einer auferlegten Strafzeit bei Überschreiten der Nominallast (100%) wird ein kontinuierliches Signal abgegeben. Deshalb muß die Bedienungsperson hinnehmen, daß ihr Überlasten des Krans weithin bekannt gemacht wird.

Weiterhin kann die Steuereinheit mit einer Einheit zum Datensammeln versehen sein, die solche Daten in einem Ringpufferspeicher für alle belastungsüberschreitenden Aktionen mit dem Kran registriert, so daß Daten, die das jüngste Lastüberschreitungsereignis betreffen, danach aus dem Ringpufferspeicher beispielsweise an einem Handanschluß ausgelesen werden können, und die solche Daten registriert, die die höchsten registrierten Überlastungen in einem anderen Datenspeicher betreffen, wobei letzterer auch an einem Handanschluß auslesbar ist.

Das oben beschriebene Laststeuersystem ist einfacher in der Anordnung, verglichen mit den bekannten Laststeuersystemen, und enthält damit einige erhöhte Freiheitsgrade und wichtige erzieherische Prinzipien.

Die erhöhten Freiheitsgrade bestehen darin, daß die Bedienungsperson beim Überschreiten der nominellen Last bis zu einer absoluten, zulässigen Maximalgrenze innerhalb des Sicherheitsbereiches und nach dem Ablauf der Strafzeit die Möglichkeit hat, aus einer „unmöglichen" Hubsituation herauszukommen, indem alle Manövrierfunktionen des Kranes selbst bei kurzfristigem, kleinerem Belastungsanstieg, der nach Ablauf einer Strafzeit zulässig ist, benutzt werden können.

Das erzieherische Moment besteht darin, daß die Bedienungsperson des Kranes geneigt sein wird, ein besseres Verständnis der Belastungssituationen unter Einbeziehung der Überschreitung der Nominallast des Kranes zu erlernen, weil die Strafzeit, die mit einer Überschreitung der nominellen Belastung verbunden ist, die Arbeitsvorgänge in Verbindung mit der Benutzung des Kranes und dadurch für die Bedienungsperson ebenso wie für die Person oder Personen, die innerhalb des Risikobereichs des Kranes zugleich arbeiten, verlangsamen wird.

Die Erfindung wird nachfolgend in größerem Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, worin:

1 eine perspektivische Ansicht eines hydraulischen Krans, der mit einem Laststeuersystem gemäß der Erfindung versehen ist, ist und

2 ein Funktionsbeispiel des Laststeuersystems ist.

In 1 ist ein hydraulischer Kran 2 gezeigt, der auf einem Fahrzeug gelagert werden soll, beispielsweise auf einem Lastwagen. Der Kran umfaßt einen Grundrahmen 4 zum Anbringen auf dem Chassis des Lastwagens. Der Grundrahmen weist außerdem seitlich ausfahrbare Träger 5 auf, an deren Enden vertikal ausziehbare Beine 6 vorgesehen sind. An dem Grundrahmen 4 wird die Säule 10 des Krans von dem Lager 8 getragen. Zusätzlich trägt das Lager die Stütze für den Kran-Hauptzylinder 12, der mit dem Hauptarm 14 des Krans verbunden ist. In Verlängerung des Hauptarms 14 ist der Schwenkarm 16 des Krans vorgesehen, und in diesem eine Anzahl Teleskoparme 18.

An dem Hauptzylinder 12 des Krans ist ein Druckwandler 20 vorgesehen, der durch Drahtverbindung 21 ein Öldrucksignal an eine Steuereinheit 22 übermittelt. Als Folge der sehr schnell variierenden Öldrücke, die im Hauptzylinder 12 des Krans auftreten und die bei der Übermittlung an die Steuereinheit eine „Signalkonfusion" verursachen, ist die Steuereinheit 22 mit einem nicht gezeigten Signalempfangsblock ausgestattet, der Filtern, Stabilisierung und Kompensation des empfangenen Öldrucksignals von dem Druckwandler 20 durchführt, bevor das Signal zur weiteren Bearbeitung an die Steuereinheit übermittelt wird.

Die Steuereinheit ist mit einem Bypass- oder Sicherheitsventil 24, im folgenden Umgehungsventil genannt, verbunden, das an der Ölzufuhrleitung für den Manövrierventilblock 25 des Krans durch eine Drahtverbindung 23 platziert ist, so daß das Umgehungsventil in seiner aktiven Position veranlaßt, daß das O1 in dem Zuführrohr direkt an den Hydrauliköltank durch ein nicht gezeigtes Bypassrohr und um den Manövrierventilblock 25 herum zurückgeführt wird, wodurch ein Manövrieren des Krans nicht möglich ist. In der inaktiven Position des Umgehungsventils wird das Hydrauliköl dem Ventil des Manövrierventilblocks zugeführt, wodurch es möglich ist, den Kran zu lenken.

Die Steuereinheit 22 umfaßt ein Gehäuse, dessen Vorderseite mit einer Anzahl Glühlampen 28, die in Verbindung mit einer Prozentskala angebracht sind, wobei eine Lampe 30 an dem Wort „RUN" sitzt, einem Emitter 32 für akustische Signale und einem Stopschalter 34 ausgerüstet ist.

Die gezeigte Skala deutet an, daß die bestehende Belastung an dem Kran proportional zur Nominallast des Krans im Bereich zwischen 80 und 100% liegt. Bei einer Belastung unter 80% der Nominallast leuchtet nur eine Lampe 30 gegenüber dem Wort „RUN" auf. Bei einer Kranbelastung innerhalb des Bereiches 80–100% werden die Lampen gleichzeitig mit der erhöhten Ladung beleuchtet, so daß die Bedienungsperson die Möglichkeit hat, die Entwicklung der gegenwärtigen Kranbelastung zu verfolgen. Bei einer Belastung über 95% der Nominalbelastung aktiviert die Steuereinheit den akustischen Signalgeber 32, der ein periodisches Signal emittiert. Bei einer Kranbelastung entsprechend 100% oder mehr verursacht die Steuereinheit ein kontinuierliches Signal, das während der genannten Strafzeit von dem Emitter 32 ertönt.

Die Arbeitsweise des Laststeuersystems wird im folgenden auf der Grundlage des Funktionsbeispiels für das Laststeuersystem, wie es in 2 dargestellt ist, erläutert, die ein Koordinatensystem mit einer Abszisse, die die Zeit wiedergibt, und einer Ordinate, die die Last des Krans proportional zur Nominallast des Krans wiedergibt, zeigt.

Bei einer Belastung im Bereich zwischen 0 und 85% der Nominallast reagiert das Laststeuersystem nicht.

Bei einer Last zwischen 85 und 95% der Steuereinheit erfolgt eine allmähliche Aktivierung der Lampen 28 gegenüber den Prozentanzeigen am dem Gehäuse der Steuereinheit.

Bei Überschreitung von 95% der Nominallast aktiviert die Steuereinheit den Emitter 32 für das akustische Signal, so daß ein periodisches Signal ausgegeben wird, das sich bei 100% Nominallast in ein kontinuierliches Signal in Verbindung mit dem Laufen einer Strafzeit ändert. Bei Ablauf einer Strafzeit wechselt der Signalemitter zu dem periodischen Signal, das andeutet, daß die Kranfunktionen wieder aktiv sind, aber die bestehende Last des Krans mehr als 95% der Nominallast beträgt.

Wenn die Bedienungsperson des Krans versucht, die Last über 100% zu steigern, aktiviert die Steuereinheit 22 das Umgehungsventil 24 in der kurzen Zeitdauer, die von der Steuereinheit berechnet ist, einer sogenannten Strafzeit A, siehe 2, in der die Kranfunktionen gesperrt sind. Danach sollte die Kranbelastung auf unter Nominallastfähigkeit verringert werden. Die Kranbelastung kann bei Ablauf der Strafzeit A gesteigert werden, um der Bedienungsperson des Krans die Möglichkeit zu geben, aus einer ungünstigen Situation herauszugelangen, die in dem gegebenen Beispiel bis zu 102% der Nominallast möglich ist. Wenn die Belastung über das durch die Steuereinheit bestimmte Niveau hinaus angehoben wird, aktiviert die Steuereinheit das Umgehungsventil zur Strafzeit B, die länger als der erste Zeitabschnitt ist. Während dieser Strafzeit berechnet die Steuereinheit ein neues Halteniveau, z. B. 102,5% der Nominalbelastung, und eine neue und längere zur Anwendung kommende Strafzeit C, wenn die Kranbelastung über das neue Halteniveau hinaus erhöht wird.

In dem in 2 gezeigten Beispiel ist das Prinzip in der Entwicklung der Länge der Strafzeit als Funktion der Stromlast an dem Kran dargestellt. Die Steuereinheit berechnet die Entwicklung in der Länge der Strafzeit im Verhältnis zur Stromlast des Krans und der laufenden Zahl Versuche eines zusätzlichen Überlastens. Die Steuereinheit 22 umfaßt weiterhin einen „Vorrang"-Knopf 36, der von der Bedienungsposition im Falle einer „unmöglichen" Hubsituation aktiviert werden kann, die sofort berichtigt werden muß. Durch Aktivieren des „Vorrang"-Knopfes wird es möglich, innerhalb der folgenden 5 Sekunden einen kleineren Belastungssteigerungsvorgang mit dem Kran innerhalb eines Intervalls durchzuführen, das durch das Belastungssteuersystem bestimmt ist, wobei dessen Überschreiten eine Strafzeit von 30 Sekunden verursacht. Die „Vorrangfunktion" ist bis zum absolut maximal zulässigen Belastungsniveau des Krans verwendbar, wonach das Laststeuersystem alle Funktionen des Krans vollständig deaktiviert. In jener Situation kann möglicherweise ein Fall einer letzten Einstellmöglichkeit eintreten, was jedoch das Brechen eines Siegels oder das Rufen eines Sicherheitsinspektors erfordert.

Es sei hervorgehoben, daß es durch die Erfindung möglich geworden ist, die gesamte Sensorausrüstung am Kran bis auf den Druckwandler 20 allein zu reduzieren, aber natürlich kann nicht ausgeschlossen werden, daß mehrere Sensoren verwendet werden können.


Anspruch[de]
  1. Hydraulischer Auslegerkran (2) der Art, die einen Ausleger (14) umfaßt, der mittels eines hydraulischen Haupthubzylinders (12) relativ zu einer Basis um ein Ende in einer Vertikalebene schwenk- bzw. drehbar ist, wobei mindestens ein Signalgeber in Form eines Druckwandlers dem Haupthubzylinder (12) zugeordnet und mit einer Steuerungseinheit (22) derart verbunden ist, daß eine beliebige Belastung, die die nominelle Belastungsfähigkeit überschreitet, die Steuereinheit (22) veranlaßt, die Arbeitsfunktionen des Krans (2) zu verhindern/sperren, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Steuerungseinheit verhinderten Arbeitsfunktionen im wesentlichen alle Arbeitsfunktionen des Krans umfassen, wobei die Funktionen während eines Verspätungsintervalls, hiernach „Strafzeit" genannt, verhindert bleiben, wobei die Dauer der Strafzeit, die bei jedem nächsten Auftreten einer Überlastung auferlegt wird, von der Steuereinheit gemäß früheren Lastbedingungen bestimmt wird und wobei, falls die Steuereinheit ein Lastniveau, das eine absolute Maximalgrenze des Krans überschreitet, ermittelt, alles weitere Arbeiten des Krans abgeschaltet wird.
  2. Hydraulischer Auslegerkran (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (22) beim Belasten des Krans (2) über die nominelle Belastungsfähigkeit bis zu einem akzeptablen absoluten Maximum innerhalb eines Sicherheitsspielraums nach Ablauf der Strafzeit in Intervallen Überschreitungen der Belastung, die die letzte Strafperiode ausgelöst hat, in solcher Weise zuläßt, daß die Überschreitung der verschiedenen Niveaus die funktionelle Begrenzung in vorzugsweise spürbar wachsenden Strafzeiten gleichzeitig mit der Größe und der Anzahl der Überschreitungen aktiviert.
  3. Hydraulischer Auslegerkran (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (22) die Intervalle so bestimmt, daß diese kontinuierlich zusammen mit der Anzahl der Überschreitungen kleiner werden.
  4. Hydraulischer Auslegerkran (2) nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der Verringerung der Belastung des Krans bis zu der nominellen Belastungsfähigkeit die Steuereinheit (22) laufend einen neuen niedrigeren Wert für die maximal zulässige Belastung zusammen mit einer Strafzeit im Falle einer Überschreitung derselben berechnet, wobei die Strafzeit unmittelbar bei einem Versuch zur Erhöhung der Belastung ausgelöst wird.
  5. Hydraulischer Auslegerkran (2) nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, daß er eine „Vorrangfunktion" umfaßt, die eine auferlegte Strafzeit für beispielsweise 4–10 Sekunden aufhebt, wobei innerhalb dieses Zeitraums eine Belastungszunahme innerhalb einer Grenze zugelassen wird, die von dem Laststeuersystem bestimmt wird, wobei die Überschreitung der Grenze einen augenblicklichen Stillstand des Krans während eines gesondert bestimmten Zeitraums von beispielsweise 30 Sekunden hervorruft.
  6. Hydraulischer Auslegerkran (2) nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die „Vorrangfunktion" in jedem der Last erhöhenden Intervalle bis zu der absoluten, maximal zulässigen Belastung des Krans aktiv ist.
  7. Hydraulischer Auslegerkran (2) nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse der Steuereinheit mit einer in Prozent eingeteilten Skala mit Lampen (28) versehen ist, die mit einer Zu- oder Abnahme der Belastung in einem oberen Belastungsbereich ein- bzw. ausgeschaltet werden.
  8. Hydraulischer Auslegerkran (2) nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit zusätzlich einen akustischen Alarm (32) umfaßt, der während einer auferlegten Strafzeit beim Überschreiten der nominellen Belastungsfähigkeit ein für die Umgebung hörbares „Strafsignal" und der vorzugsweise bei einer vorhandenen Kranbelastung zwischen 95% und 100% der nominellen Belastungsfähigkeit ein beispielsweise intermittierendes Alarmsignal aussendet.
  9. Hydraulischer Auslegerkran (2) nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strafzeit als Spielraum ebenso wie als Sperrniveau bei der Belastung des Krans über die nominelle Belastung hinaus auf den Ausgangswert zurückgestellt wird, wenn die Kranbelastung auf ein Niveau unter der Nominallast reduziert wird.
  10. Hydraulischer Auslegerkran (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die relevante Sensorausrüstung des Krans nur aus einem Druckwandler zur Ermittlung des Drucks in dem Hauptzylinder des Krans besteht und daß die Steuereinheit vorzugsweise zur Aktivierung des Umgehungsventils des Krans eingestellt ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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