Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Kranfunktionen eines mobilen Teleskopauslegerkrans

Abstract

 Mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Steuerung der Kranfunktionen und Lastwege hydraulischer Kranantriebe eines mobilen Teleskopauslegerkrans (1) soll eine Lösung ge­schaffen werden, mit welcher die normale Bedienung derarti­ger Krane vereinfacht wird, wobei insbesondere der Kranfah­rer entlastet werden soll.
Dies wird dadurch erreicht, daß die Kranfunktionen und Lastwege zunächst manuell eingegeben und gleichzeitig von einem elektronischen Steuermodul (26) aufgenommen, verarbeitet und gespeichert werden, und daß anschließend die Kranfunk­tionen zur selbsttätigen Steuerung der Lastwege bei manuel­ler Geschwindigkeitsregelung vom Steuermodul abrufbar sind, wobei auch die Lastwege durch erneuten manuellen Eingriff jederzeit veränderbar sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Kranfunktionen und Lastwege hydrauli­scher Kranantriebe eines mobilen Teleskopauslegerkrans.

[0002] Derartige mobile Teleskopauslegerkrane werden zunehmend in immer weitergehenden Einsatzgebieten benutzt, die über die klassischen Einsatzbereiche hinausgehen. Sie sind deshalb mit vielfältigen Zusatzausrüstungen, wie mit Betonkübeln, Greifern und dgl. ausgerüstet und werden z.B. im Umschlag- und Stückgutbetrieb oder zum Vergießen von Betonfundamen­ten eingesetzt. In ihren eigentlichen Arbeitsbereichen, dem Kranbetrieb und der Montage, steht die Forderung nach Optimierung der Leistungen, Traglasten und Hubhöhen im Vor­dergrund. Dabei sind Eigenlasten zur Verminderung von Ge­samtgewichten und Achslasten zu reduzieren.

[0003] Diese vielfältigen Forderungen erfordern eine hohe Quali­tät der Kransteuerung, insbesondere, da die Arbeitsge­schwindigkeiten bei bestimmten Betriebsarten entsprechend hoch sind. Außerdem ist eine genaue Positionierung der Aus­leger- und Ausrüstungsteile beim Rüstvorgang erforderlich. Gegenwärtig müssen alle diese Funktionen vom Kranfahrer selbsttätig durchgeführt werden, was aufgrund der Vielzahl der möglichen Funktionen leicht zu Fehlbedienungen führen kann.

[0004] Es ist bereits bekannt geworden, rechnergesteuerte Überwa­chungseinrichtungen zur Lastmomentbegrenzung vorzusehen (EP 0 187 772-B1), mit denen es möglich sein soll, eine Si­cherung des Krans sowohl gegen statische Überlasten als auch gegen dynamische Einwirkungen zu gewährleisten, wel­che z.B. durch eine zu hohe Beschleunigung einer Traglast oder eine zu hoch eingeleitete Drehbewegung hervorgerufen werden. Dabei soll es mit den Überwachungseinrichtungen möglich sein, direkt in die Kransteuerung einzugreifen, d.h. eine Ausführung von Kranfunktionen, die die Kransi­cherheit beeinträchtigen könnten, zu unterbinden.

[0005] Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer Lösung, mit welcher die normale Bedienung derartiger Krane vereinfacht wird, wobei insbesondere der Kranfahrer entlastet werden soll.

[0006] Mit einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird die­se Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kran­funktionen und Lastwege zunächst manuell eingegeben und gleichzeitig von einem elektronischen Steuermodul aufgenom­men, verarbeitet und gespeichert werden, und daß anschlie­ßend die Kranfunktionen zur selbsttätigen Steuerung der Lastwege bei manueller Geschwindigkeitsregelung vom Steuer­ modul abrufbar sind, wobei auch die Lastwege durch erneu­ten manuellen Eingriff jederzeit veränderbar sind.

[0007] Mit dieser Verfahrensführung wird die Bedienung derartiger Krane wesentlich vereinfacht, wodurch der Kranfahrer ent­lastet wird. Nach einmaliger manueller Eingabe sämtlicher Kranfunktionen und Lastwege für sich wiederholende Rüst- und Arbeitsvorgänge erfolgt selbsttätige Steuerung, wobei lediglich die Geschwindigkeitsregelung aus Sicherheitsgrün­den ausgenommen ist. Diese selbsttätige Steuerung kann je­derzeit durch manuellen Eingriff überlagert und verändert werden, wenn die Rüst- und Arbeitsvorgänge abgeändert wer­den sollen.

[0008] Es ist besonders zweckmäßig, die Kranfunktionen über je­weils getrennte Meßeinrichtungen vom Steuermodul indivi­duell abzunehmen, zu überwachen und entsprechend zu steuern, wobei unter den Kranfunktionen u.a. die Telesko­pierung der Ausleger, die Verstellung des Auslegers, die Lastbetätigung und dgl. verstanden werden.

[0009] Um die wesentlichen Kranfunktionen zu erfassen, sieht die Erfindung insbesondere vor, daß die Teleskopierlänge und die Teleskopiergeschwindigkeit jedes Auslegerschusses und/oder des Wippzylinders und/oder die Winkelstellungen des Teleskopauslegers und des Spitzenauslegers und/oder Verriegelungseinrichtungen der Auslegerschüsse jeweils über ein eigenes Meßelement individuell abgenommen, über­wacht und entsprechend gesteuert werden. Dabei werden die Winkelstellungen der Teleskopausleger üblicherweise gegenüber der Horizontalen und die der Spitzenausleger üblicherweise gegenüber der zugeordneten Teleskopauslegerachse bestimmt.

[0010] In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die einzelnen Auslegerschüsse vom Steuer­modul synchron aus- oder eingefahren werden. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, eine besonders gute Lastver­teilung auf die einzelnen Auslegerschüsse zu gewähr­leisten, da die Last etwa gleichmäßig auf die Ausleger­schüsse verteilt wird, wenn sie gleichmäßig teleskopiert werden, was insbesondere dann von Bedeutung ist, wenn nur ein bereichsweises Ausfahren der Auslegerschüsse erfolgt, d.h. die maximale Gesamtlänge des Auslegers nicht voll ge­nutzt wird.

[0011] Zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe sieht die Erfin­dung auch eine Vorrichtung mit Meß- und Steuereinrichtun­gen für die einzelnen Kranfunktionen des hydraulischen Kranantriebs vor, die sich dadurch auszeichnet, daß die einzelnen Meß- und Steuereinrichtungen mit einem elektroni­schen Steuermodul verbunden sind, wobei die Steuereinrich­tungen wahlweise manuell oder durch das Steuermodul oder gemischt betätigbar sind.

[0012] Eine solche Vorrichtung ist zur Durchführung des erfin­dungsgemäßen Verfahrens geeignet, durch die Verbindung der einzelnen Meß- und Steuereinrichtungen mit einem elektro­nischen Steuermodul und die zentrale Steuerung durch den Steuermodul ist es möglich, bestimmte Rüst- und Arbeits­gänge zu automatisieren, so daß der Kranfahrer entlastet wird.

[0013] Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsge­mäßen Vorrichtung besteht darin, daß jeder Auslegerschuß zur individuellen Ausfahrlängenmessung und Geschwindig­keitsmessung mit einem eigenen Meßelement mit zugeordneter Meßeinrichtung ausgerüstet ist, welche jeweils zur Meßwert­übertragung mit dem Steuermodul verbunden ist. Mit dieser Ausbildung ist auf einfache Weise eine individuelle Überwa­chung und Kontrolle der einzelnen Teleskopauslegerschüsse möglich. Die Ausfahrlängen der einzelnen Teleskopausleger werden getrennt überwacht und kontrolliert und dem Kranfah­rer entsprechend angezeigt, so daß dieser sofort in den Te­leskopiervorgang manuell eingreifen kann, wenn Abweichun­gen von den geforderten Auslegerlängen auftreten sollten.

[0014] Konstruktiv besonders günstig ist es dabei, wenn das jewei­lige Meßelement als Seil oder Kabel mit zugeordneter Auf­wickelrolle und die jeweilige Meßeinrichtung als der jewei­ligen Aufwickelrolle zugeordneter Drehgeber ausgebildet ist. Diese konstruktiven Ausgestaltungen sind besonders ge­eignet, da derartige Seile oder Kabel sehr leicht an unter­schiedliche Längen durch entsprechendes Auf- oder Ab­wickeln anpaßbar sind. Selbstverständlich können hier aber auch andere Meßelemente bzw. -einrichtungen, wie Ketten, Zahnstangen oder dgl., vorgesehen sein.

[0015] Ferner ist nach der Erfindung auch vorgesehen, daß Meßauf­nehmer zur Messung der Winkelstellungen des Teleskopausle­gers und der Spitzenausleger vorgesehen und zur Meßwert­übertragung mit dem Steuermodul verbunden sind. Auf diese Weise ist dann entsprechend auch eine Überwachung und Steuerung dieser Kranfunktionen möglich.

[0016] Zusätzlich kann auch vorgesehen sein, daß am Schwenkgetrie­be des Kranoberwagens oder am Oberwagen selbst ein Drehge­ber zur Erfassung der Winkelstellung des Oberwagens gegen­über dem Unterwagen sowie der Drehgeschwindigkeit angeord­net ist, welcher zur Meßwertübertragung mit dem Steuermo­dul verbunden ist.

[0017] Bei Verwendung einer Vorrichtung mit mit Seiltrommeln ver­sehenen Lasthubwerken ist vorteilhaft vorgesehen, daß an den Seiltrommeln zur Messung der Drehzahl Drehgeber und zur Messung der Seillagen Andrückrollen mit Winkelgebern angeordnet sind, die zur Meßwertübertragung mit dem Steuer­modul verbunden ist.

[0018] Es ist besonders zweckmäßig, wenn eine gemeinsame Anzeige­einrichtung zur getrennten Anzeige der einzelnen Kranfunk­tionen vorgesehen ist, die z.B. im Führerhaus angeordnet ist. Der Kranfahrer kann dann auf besonders einfache Weise die einzelnen Kranfunktionen getrennt voneinander einzeln erfassen.

[0019] Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei­spielweise näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines mobilen Teleskopauslegerkrans,

Fig. 2 eine vereinfachte Seitenansicht eines Kranaus­legers und

Fig. 3 eine Anzeige- und Bedienungseinrichtung für die Kranfunktionen.

[0020] Ein allgemein mit 1 bezeichneter mobiler Teleskopausleger­kran weist einen Unterwagen 2 und einen Oberwagen 3 auf, wobei der Oberwagen 3 um eine vertikale Achse 4 gegenüber dem Unterwagen 2 verschwenkbar ist. Der Unterwagen 2 trägt das Fahrgestell mit Rädern 5 und ein Fahrerhaus 6 sowie weitere Einrichtungen, auf die es hier nicht näher an­kommt.

[0021] Der Oberwagen 3 weist zunächst ein Drehgestell 7 auf, an dem eine Bedienungskabine 8 angeordnet ist, von welcher aus die Kranfunktionen betätigbar sind. Um eine horizonta­le Achse schwenkbar ist am Drehgestell 7 ein Teleskopkran­ausleger 9 angeordnet, wobei die Verschwenkbarkeit mittels eines Wippzylinders 10 durchführbar ist.

[0022] Der Teleskopkranausleger 9 weist einen Grundausleger 11 sowie drei ineinander geführte, einzeln teleskopierbare Te­leskopauslegerschüsse 12, 13, 14 jeweils mit Kragen 12a, 13a, 14a und einen innersten Teleskopauslegerschuß 15 mit einer Auslegerspitze 15a auf. Um eine horizontale Achse verschwenkbar ist an der Auslegerspitze 15a ein Spitzenaus­leger 16 angeordnet, an dessen freiem Ende ein Lasthaken 17 oder dgl. geführt ist. Wie erkennbar, kann somit zu­nächst der Oberwagen 3 gegenüber dem Unterwagen 2 um die vertikale Achse 4 verschwenkt werden, während der Kranaus­leger 9 zusätzlich mittels des Wippzylinders 10 um eine ho­rizontale Achse verschwenkbar ist und dessen Gesamtlänge durch entsprechende Teleskopierung der einzelnen Ausleger­schüsse 12, 13, 14, 15 variabel ist. Zusätzlich ist der Spitzenausleger 16 noch gegenüber dem Kranausleger 9 um eine horizontale Achse verschwenkbar.

[0023] Der Spitzenausleger 16 bzw. der Lasthaken 17 sind mit ei­nem Windenhubwerk 18 verbunden, welches am Drehgestell 7 angeordnete Seiltrommeln 19 aufweist. Mit diesen Windenhub­werken ist einerseits die Verstellung des Spitzenauslegers 16 gegenüber dem Ausleger 9 und andererseits die vertikale Bewegung des Lasthakens 17 steuerbar.

[0024] Wie am besten aus Fig. 2 hervorgeht, ist jeder Ausleger­schuß 12, 13, 14, 15 mit einem als Längenmeßelement ausge­bildeten Stahlseil 12b, 13b, 14b, 15b ausgerüstet, dessen eines Ende jeweils am betreffenden Kragen 12a, 13a, 14a, 15a festgelegt ist. Das jeweils andere Ende der Stahlseile ist jeweils auf eine Aufwickelrolle 12c, 13c, 14c, 15c ab­rollbar aufgewickelt, wobei diese Aufwickelrollen drehbar am Grundausleger 11 des Kranauslegers 9 angeordnet sind.

[0025] Jeder Aufwickelrolle 12c, 13c, 14c, 15c ist ein eigener Drehgeber 12d, 13d, 14d, 15d zugeordnet, über den jeweils die Umdrehungen der Aufwickelrollen und somit die Ausfahr­längen der Stahlseile und damit der einzelnen Teleskopaus­legerschüsse meßbar sind.

[0026] Zur Bestimmung der Verschwenkpositionen der Ausleger ist am Spitzenausleger 16 ein Winkelgeber 20 und am Grundaus­leger 11 ein Winkelgeber 21 angeordnet. An den Seiltrom­meln 19 des Lasthubwerks 18 sind Drehgeber 22 vorgesehen, mittels welcher die Drehzahl der Seiltrommeln erfaßbar ist.

[0027] Als Meßeinrichtung für den Wippzylinder 10 ist ein Meßge­ber 23 und als Meßeinrichtung für die Verschwenkung des Oberwagens 3 gegenüber dem Unterwagen 2 ist ein Drehgeber 24 vorgesehen. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungs­beispiel ist zusätzlich auch noch ein Meßgeber 25 am inner­sten Auslegerschuß 15 angeordnet, der zur Positionsbestim­mung von nicht näher dargestellten Verriegelungs- und/oder Haltebolzen dient, welche eine gemeinsame Teleskopierung des vorletzten Auslegerschusses 14 und des innersten Ausle­gerschusses 15 ermöglichen.

[0028] Sämtliche Meßeinrichtungen bzw. Meßelemente 12d, 13d, 14d, 15d, 20, 21, 22, 23, 24, 25 sind mit einem elektronischen Steuermodul 26, z.B. einem Mikroprozessor, verbunden, wel­cher vorzugsweise in der Bedienungkabine 8 des Kranober­wagens 3 angeordnet ist. Dieser Steuermodul 26 ist zusätz­lich mit einer Anzeige- und Bedienungseinrichtung 27 ver­bunden, die ebenfalls vorzugsweise in der Bedienungskabine 8 angeordnet ist.

[0029] Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die folgende:

[0030] Zunächst werden von der Bedienungsperson sämtliche Kran­funktionen, z.B. Winkelpositionierung des Kranoberwagens 3 gegenüber dem Unterwagen 2, Winkelpositionierung des Kran­auslegers 9 und des Spitzenauslegers 16, Ausfahrlängenvor­ gabe der einzelnen Teleskopausleger 12, 13, 14, Betätigung des Lasthubwerks 22 und dgl., nacheinander manuell mittels der Einrichtung 27 eingegeben und gleichzeitig vom elektro­nischen Steuermodul 26 aufgenommen, verarbeitet und gespei­chert. Sobald sämtliche, sich wiederholende Funktionen ein­mal manuell eingegeben sind, sind sie entsprechend selbst­tätig vom Steuermodul abrufbar, d.h. vom Steuermodul ge­steuert werden die Kranfunktionen dann selbsttätig durch­geführt, wobei jeweils eine Überwachung durch die Meßein­richtungen erfolgt, die jeweils getrennt mit dem Steuermo­dul 26 verbunden sind. Gleichzeitig werden von der Anzeige­einrichtung 27 der Bedienungsperson jederzeit sämtliche Kranfunktionen angezeigt, wobei in Fig. 3 beispielhaft nur die Auslegerlängenmessung der einzelnen Kranauslegerschüs­se dargestellt ist.

[0031] Sollen einzelne Kranfunktionen verändert werden, so ist es möglich, diese durch erneuten manuellen Eingriff zu verän­dern, d.h. die automatische Steuerung durch den Steuermo­dul kann durch manuellen Eingriff überlagert werden. Aus Sicherheitsgründen ist dabei vorgesehen, daß grundsätzlich die Geschwindigkeitsregelung manuell erfolgt und nur die Lastwege selbsttätig durch den Steuermodul bewirkt werden. Grundsätzlich könnte allerdings auch die Geschwindigkeits­regelung durch den Steuermodul erfolgen.

[0032] Natürlich ist die Erfindung nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Aus­gestaltungen der Erfindung sind möglich, ohne den Grundge­danken zu verlassen.

Ansprüche

1. Verfahren zur Steuerung der Kranfunktionen und Lastwege hydraulischer Kranantriebe eines mobilen Teleskopausleger­krans,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kranfunktionen und Lastwege zunächst manuell einge­geben und gleichzeitig von einem elektronischen Steuermo­dul aufgenommen, verarbeitet und gespeichert werden, und daß anschließend die Kranfunktionen zur selbsttätigen Steuerung der Lastwege bei manueller Geschwindigkeitsrege­lung vom Steuermodul abrufbar sind, wobei auch die Lastwe­ge durch erneuten manuellen Eingriff jederzeit veränderbar sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kranfunktionen über jeweils getrennte Meßeinrich­tungen vom Steuermodul individuell abgenommen, überwacht und entsprechend gesteuert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Teleskopierlänge und die Teleskopiergeschwindigkeit jedes Auslegerschusses und/oder des Wippzylinders und/oder die Winkelstellungen des Teles­ kopauslegers und des Spitzenauslegers und/oder Verriege­lungseinrichtungen der Auslegerschüsse jeweils über ein ei­genes Meßelement individuell abgenommen, überwacht und ent­sprechend gesteuert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die einzelnen Auslegerschüsse vom Steuermodul synchron aus- oder eingefahren werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden mit Meß- und Steuereinrichtun­gen für die einzelnen Kranfunktionen des hydraulischen Kranantriebs,
dadurch gekennzeichnet,
daß die einzelnen Meß- und Steuereinrichtungen mit einem elektronischen Steuermodul (26) verbunden sind, wobei die Steuereinrichtungen wahlweise manuell oder durch das Steuermodul oder gemischt betätigbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Auslegerschuß (12,13,14,15) zur individuellen Ausfahrlängenmessung und Geschwindigkeitsmessung mit einem eigenen Meßelement (12b,13b,14b,15b) mit zugeordneter Meß­einrichtung (12d,13d,14d,15d) ausgerüstet ist, welche je­weils zur Meßwertübertragung mit dem Steuermodul (26) ver­ bunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das jeweilige Meßelement (12b,13b,14b,15b) als Seil oder Kabel mit zugeordneter Aufwickelrolle (12c,13c,14c, 15c) und die jeweilige Meßeinrichtung (12d,13d,14d,15d) als der jeweiligen Aufwickelrolle zugeordneter Drehgeber ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder einem folgenden,
dadurch gekennzeichnet,
daß Meßaufnehmer (20,21) zur Messung der Winkelstellungen des Teleskopauslegers und der Spitzenausleger vorgesehen und zur Meßwertübertragung mit dem Steuermodul (26) verbun­den sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Schwenkgetriebe des Kranoberwagens (3) oder am Ober­wagen (3) selbst ein Drehgeber (24) zur Erfassung der Win­kelstellung des Oberwagens (3) gegenüber dem Unterwagen (2) sowie der Drehgeschwindigkeit angeordnet ist, welcher zur Meßwertübertragung mit dem Steuermodul (26) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder einem der folgenden mit mit Seiltrommeln (19) versehenen Lasthubwerken (18),
dadurch gekennzeichnet,
daß an den Seiltrommeln (19) zur Messung der Drehzahl Dreh­geber (22) und zur Messung der Seillagen Andrückrollen mit Winkelgebern angeordnet sind, die zur Meßwertübertragung mit dem Steuermodul (26) verbunden sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine gemeinsame Anzeigeeinrichtung (27) zur getrennten Anzeige der einzelnen Kranfunktionen vorgesehen ist.

Zeichnung