DE20208474U1 - Auslegerkran mit Sicherungseinrichtung zur Begrenzung der Hebenbewegung - Google Patents

Description

73 601 Beschreibung

Auslegerkran mit Sicherungseinrichtung zur Begrenzung der Hebenbewegung

Die Erfindung betrifft einen Kran mit einem in seiner Neigung verstellbaren Ausleger und einer Sicherungseinrichtung zur Begrenzung der Hebenbewegung gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.

Einschlägige Vorschriften und/oder Normen schreiben vor, dass die Hebenbewegung bei Auslegerkranen durch eine geeignete Sicherungseinrichtung zu begrenzen ist. Beim Überschreiten der Hebenbewegungsgrenze kann es nämlich zu Kollisionen der Unterflasche oder gegebenenfalls auch der an die Unterflasche angehängten Last mit Teilen des Krans führen. Im ungünstigsten Fall wird der gesamte Seilzug des Hubseils als Kraft wirksam, die versucht, den Ausleger nach rückwärts zu biegen. Üblicherweise wird als Sicherungseinrichtung im Kopfbereich des jeweiligen Auslegers ein Endschalter mit einem eigenen elektrischen Sicherungskreis angeordnet. Ein solcher Endschalter muss ausreichend früh wirken, um eine noch nachlaufende Bewegung des Hubwerks, welches 0 das Hubseil aufwickelt, sicher vor der vorgesehenen Bewegungsgrenze zum Stillstand zu bringen.

Nachteilig bei den bekannten Sicherungseinrichtungen ist es, dass die Dynamik beim abrupten Abschalten der Hebenbewegung zu unerwünschten Bewegungen der Last 5 führen kann. Darüber hinaus ist es von Nachteil, dass der fest eingebaute Endschalter

jeweils auf die ungünstigste Krankonfiguration einzustellen ist, so dass bei anderen Krankonfigurationen mit weniger strengen Anforderungen an die Begrenzung der Hebenbewegung der mögliche Arbeitsbereich des Krans nicht voll ausgenutzt werden kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Auslegerkran mit einer Sicherungseinrichtung zur Begrenzung der Hebenbewegung dahingehend zu verbessern, dass die zuvor geführten Nachteile deutlich gemildert oder vermieden werden.

5 Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch einen Kran mit den im Schutzanspruch 1 genannten Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Krans ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Kran mit einem in seiner Neigung verstellbaren Ausleger, der zumindest über ein Hubseil verfügt, das in ein oder mehreren Strängen über den Kopf des Auslegers geführt ist und dessen abgewickelte Länge über ein Hubwerk einstellbar ist. An das Hubseil ist eine Unterflasche zur Aufnahme einer zu hebenden Last angehängt. Weiterhin verfügt dieser Kran über eine mit einer Steuerung des Krans signaltechnisch verbundene Sicherungseinrichtung, die bei Erreichen eines Grenzwerts für die maximal zulässige Annäherung der Unterflasche an den Kopf des Auslegers die Hebenbewegung des Hubwerks abschaltet. Für einen solchen Kran sieht die Erfindung eine Messeinrichtung vor, durch die eine für den vertikalen Abstand der Unterflasche vom Kopf des Auslegers repräsentative Messgröße zumindest in einem Annäherungsbereich zum Kopf des Auslegers hin erfassbar und an die Steuerung gebbar ist. Das bedeutet, dass die Größe des Abstands der Unterflasche vom Auslegerkopf nicht während des gesamten Kranbetriebs erfasst werden muss, sondern lediglich dann, wenn sich die Unterflasche in einem kritischen Bereich dem Kopf des Auslegers nähert.

Weiterhin sieht die Erfindung vor, dass in die Steuerung Parameterwerte zur Kennzeichnung der jeweiligen Kran konfiguration eingebbar sind. Unter Krankonfiguration werden in diesem Zusammenhang Angaben zur Bauform des Krans verstanden, die insbesondere die Art (z.B. Teleskopausleger, Gittermastausleger), Größe (Querschnittsgestaltung), Neigung und Länge des Auslegers, die Bauform der Unterflasche und auch Angaben zur Lastkonfiguration (Größe und Gewicht) umfassen können. Die Krankonfiguration beinhaltet somit Angaben zur körperlichen Gestaltung des Krans und gegebenenfalls auch der Last. Weiterhin sieht die Erfindung vor, dass der Grenzwert, der die zulässige Annäherung der Unterflasche an den Kopf des Auslegers begrenzt, durch die Steuerung in Abhängigkeit von der jeweiligen Krankonfiguration 5 ermittelt wird. Somit wird die Steuerung des Krans erfindungsgemäß in die Lage versetzt, anhand der vorgegebenen Parameterwerte und der von der Steuerung selbsttätig erfassten Parameter (z.B. Auslegerneigung) eine individuell zutreffende Position für die Unterflasche vorzugeben, bei der das Hubwerk bei der Hebenbewegung endgültig abgeschaltet werden muss. Die Abschattung richtet sich somit nicht mehr nach dem anzunehmenden ungünstigsten Fall, sondern berücksichtigt insbesondere die geometrischen Verhältnisse der jeweils vorliegenden Hebeaufgabe. MK der Erfassung einer Messgröße, die für den tatsächlichen Abstand der Unterflasche vom Kopf des Auslegers repräsentativ ist, besitzt der erfindungsgemäße Kran gleichsam einen wandernden Endschalter, dessen Position individuell auf die jeweilige Hebeaufgabe 5 eingestellt ist.

In bevorzugter Weiterbildung sieht die Erfindung vor, dass durch die Steuerung zusätzlich zu dem Grenzwert, der die zusätzliche Annäherung der Unterflasche an den Kopf des Auslegers gezeichnet, ein Vorschaltwert ermittelt werden kann, der für eine vorgegebene oder vorgebbare Annäherung der Unterflasche an diesen Grenzwert repräsentativ ist und bei dessen Erreichen die Hebengeschwindigkeit bis zum endgültigen Abschalten des Hubwerks reduzierbar ist. Diese Reduzierung der Hebengeschwindigkeit durch die Steuerung kann in Stufen oder auch kontinuierlich auf eine minimale Hebengeschwindigkeit reduziert werden. Dadurch ist es möglich, ein abruptes Abschalten des Hubwerks für das Hubseil vollständig zu vermeiden und sich stufenweise oder kontinuierlich dem Stillstand des Hubwerks zu nähern. Dadurch werden unerwünschte Bewegungen der Last in Folge der dem Hubprozess innewohnenden Dynamik weitestgehend vermieden. In einer bevorzugten Weiterbildung sieht die Erfindung vor, dass die Art der Reduzierung der Hebengeschwindigkeit, also die Stufung oder im Falle einer kontinuierlichen Reduzierung die Steilheit des Geschwindigkeitsrückgangs durch den Kranführer lastfallbezogen vorgebbar ist. Dadurch lassen sich einerseits Anpassungen an die Erfordernisse der jeweiligen Hebeaufgabe und andererseits auch Anpassungen an den Grad der jeweiligen Qualifikation des Kranführers vornehmen.

Eine Möglichkeit zur Erfassung des Abstands der Unterflasche vom Auslegerkopf besteht beispielsweise in der Erfassung der auflaufenden Seillänge am Hubwerk oder auch an der oder den Kopfrollen des jeweiligen Auslegers. Grundsätzlich möglich wäre auch eine Abstandsmessung beispielsweise über optische Sensoren oder Ultraschallsensoren. Letzteres ist jedoch nicht bevorzugt, da unter Umständen durch störende Objekte, die nicht zum Kran gehören, aber im Messbereich der Sensorik liegen, die Messergebnisse 5 verfälscht werden können. Besonders bevorzugt wird es im Rahmen der Erfindung vielmehr, eine Messeinrichtung vorzusehen, die einen Kontaktkörper umfasst, der bei angesenkter Unterflasche über ein längenveränderliches Zugmittel an den Kopf des Auslegers angehängt ist. Dieser Kontaktkörper ist dabei so gestattet, dass er während des Aufwickeins des Hubseils bei Erreichen des Annäherungsbereichs der Unterflasche 0 zum Kopf des Auslegers hin von der Unterflasche unter Verkürzung der wirksamen Länge des Zugmittels anhebbar ist, wobei die Verkürzung der wirksamen Länge des Zugmittels durch einen Messwertaufnehmer erfasst wird. Zweckmäßigweise wird der Kontaktkörper als Rahmenelement mit im wesentlichen horizontaler Ausrichtung ausgebildet, wobei zumindest einzelne Stränge des Hubseils durch dieses Rahmenelement hindurchgeführt 5 sind. Das Zugmittel ist zweckmäßig als Seil ausgeführt, welches über eine Wickeleinrichtung längenveränderiich ist. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Wickeleinrichtung in dem Sinne federbelastet betätigbar ist, dass durch das Eigengewicht

des Kontaktkörpers die maximale Länge des Zugmittels abgewickelt wird und beim Anheben des Kontaktkörpers, also bei Aufhebung der Wirkung des Eigengewichts des Kontaktkörpers infolge der Mitnahme durch die Unterflasche selbsttätig ein entsprechendes Aufwickeln des Zugmittels erfolgt. In dieser Form hat die erfindungsgemäße Ausführung der Sicherungseinrichtung Ähnlichkeiten mit bekannten Endschaltereinrichtungen, die ebenfalls einen an Seilen aufgehängten Rahmen umfassen, durch den die Hubseile hindurchgeführt sind und der beim Hochfahren der Unterflasche über den vorgesehenen Abschaltpunkt mitgenommen wird. Dabei wird die Abschaltung allerdings bereits ausgelöst, wenn die Gewichtsentlastung der Seile, an denen der Rahmen hängt, eintritt. Hierzu ist eines oder sind auch mehrere dieser Seile jeweils mit einem auf das Gewicht reagierenden Endschalter verbunden. Eine irgendwie geartete, insbesondere eine kontinuierliche oder mehrfache Messung des Abstands der Unterflasche vom Kopf des Auslegers findet hierbei jedoch nicht statt.

Zweckmäßigerweise wird als Messwertaufnehmer zur Erfassung der wirksamen Länge des Zugmittels, an dem der Kontaktkörper aufgehängt ist, ein Drehwinkelgeber eingesetzt, der mit der Wickeleinrichtung verbunden ist. Dies gewährleistet eine vergleichsweise hohe Messgenauigkeit. Vorzugsweise werden als Zugmittel zwei parallele Seile mit dem Kontaktkörper verbunden. Aus Gründen der Verbesserung der 0 Betriebssicherheit der Sicherungseinrichtung empfiehlt es sich, den Messwertaufnehmer redundant vorzusehen, also beide Seile jeweils mit einem Drehwinkelgeber oder einem anderen Sensor zur Erfassung der ausgefahrenen Länge des Zugmittels zu versehen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten 5 Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Fahrzeugkran mit einem

aufgerichteten Teleskopausleger,

Fig. 2 einen Fahrzeugkran mit Teleskopausleger und damit

verbundenem Zusatzausleger und

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer

Ausführungsform einer Sicherungseinrichtung. 35

Der in Fig. 1 dargestellte Kran 1 ist als Fahrzeugkran mit einem vier ausgefahrene Teleskopschüsse aufweisenden Ausleger 2 ausgebildet. Über den Kopf 3 des Auslegers

2 ist ein Hubseil 4 geführt, an dessen freiem Ende eine Unterflasche 5 zum Anhängen einer nicht dargestellten Last angeordnet ist. Zwischen dem herunterhängenden Hubseil 4 und der Längsachse des Auslegers 2 ist ein Winkel &agr; angeschlossen.

Der in Fig. 2 dargestellte Fahrzeugkran entspricht in seinem Grundgerät dem Fahrzeugkran der Fig. 1, weist aber zusätzlich noch einen an den Kopf des Teleskopauslegers angesetzten Zusatzausleger 12 auf, so dass der Kopf 3 dieses Ausleger nunmehr sehr viel höher angeordnet ist. Die Schrägstellung des Zusatzausleger 12 ist hierbei flacher, so dass der Winkel &agr; zwischen der Auslegerlängsachse und dem herunterhängenden Hubseil entsprechend größer ausfällt. Die Größe dieses Winkels &agr; ist von wesentlicher Bedeutung dafür, ob eine an die Unterflasche 5 angehängte Last beim Heben mit den einzelnen Bauteilen des Auslegers 2 bzw. des Zusatzauslegers 12 kollidiert oder nicht, wenn die Unterflasche sich im Nahbereich des Auslegerkopfes 3 befindet. Je nach Gestalt der Last kann die kritische Größe selbstverständlich auch in der Form der Unterflasche selbst bestehen, die mit dem Ausleger kollidiert. Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass die Unterflasche 5 bei einem großen Winkel &agr; höher gehoben werden darf, ohne dass eine Kollisionsgefahr besteht, als wenn dieser Winkel &agr; einen kleineren Wert annimmt, der Ausleger 2 bzw. Hilfsausieger 12 also steiler angestellt ist. Durch die Sicherungseinrichtung bei einem erfindungsgemäßen Kran werden diese 0 unterschiedlichen Verhältnisse jeweils berücksichtigt und der tatsächliche Abschaltpunkt bzw. der Beginn und das Ende einer Reduzierung der Hubgeschwindigkeit werden individuell nach den bei der jeweiligen Hebeaufgabe vorliegenden tatsächlichen Verhältnissen durch die Steuerung festgelegt.

In Fig. 3 ist die Funktionsweise einer Sicherungseinrichtung bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Kran, der selbst nicht dargestellt ist, schematisch ersichtlich. Ein Hubseil 4 dieses nicht dargestellten Krans kann durch ein Hubwerk 7, das von einer Steuerung 6 beeinflusst wird, auf- und abgewickelt werden. Das Hubseil 4 verläuft in insgesamt acht Strängen zwischen den nicht dargestellten Kopfrollen des Auslegers und den Seilrollen 0 der nicht dargestellten Unterflasche. Die Stränge des Hubseils 4 sind im wesentlichen berührungslos durch einen etwa horizontal ausgerichteten Rahmen 8 hindurchgeführt, der an zwei Seilen 9 hängt, die am Kopf des nicht dargestellten Auslegers befestigt sind. Diese Befestigung besteht darin, dass am Auslegerkopf zwei z.B. federgespannte Wickelvorrichtungen 10 vorgesehen sind, die infolge des Eigengewichts des Rahmens 8 eine vollständige Abwicklung der Seile 9 gewährleisten. Die Wickeleinrichtungen 10 sind beide jeweils mit einem Drehwinkelgeber 11 ausgestattet, der über eine Signalleitung, die in Fig. 3 gestrichelt dargestellt ist, mit der Steuerung 6 des Krans verbunden ist. Über den

Drehwinkelgeber 11 kann die genaue ausgefahrene Länge des jeweils zugehörigen Seils 9 festgestellt und der Steuerung 6 mitgeteilt werden. Da die Steuerung 6 von den beiden Drehwinkelgebern 11 somit redundante Werte erhält, kann sie einen Vergleich der jeweils gelieferten Messwerte durchführen und im Falle einer unzulässigen Abweichung dieser Messwerte voneinander einen Fehler diagnostizieren, der zu einer entsprechenden Anzeige für den Kranführer oder einer Unterbrechung des Kranbetriebs aus Sicherheitsgründen führen kann.

Wenn bei einer Hebeaufgabe die Unterflasche den Rahmen 8 berührt und ihn anhebt, verkürzt sich automatisch die jeweils ausgefahrene Länge des Seils 9, so dass die Steuerung 6 eine für den tatsächlichen Abstand der Unterflasche vom Kopf des Auslegers repräsentative Messgröße erhält. Da die Steuerung 6 anhand der vorgegebenen Parameter zur aktuellen Krankonfiguration einen Grenzwert ermittelt, bei dessen Erreichen durch die Unterflasche die Hebenbewegung beendet sein muss, kann sie in Kenntnis des tatsächlichen jeweiligen Abstands der Unterflasche eine rechtzeitige Verminderung der Hebengeschwindigkeit bzw. ein Abschalten des Hubwerks auslösen. Der Messbereich für die Sicherheitseinrichtung an einem erfindungsgemäßen Kran ist in jedem Fall so weit gefasst, dass die ungünstigste Krankonfiguration hinreichend abgedeckt ist. Das bedeutet also etwa bei einer Ausführung gemäß Fig. 3, dass die 0 abgewickelte Länge der Seile 9 an die Verhältnisse dieser ungünstigsten Krankonfiguration angepasst ist. Wann nun aber tatsächlich ein Abschalten des Hubwerks 7 bzw. bei vorheriger Ermittlung eines Vorschaltwerts durch die Steuerung 6 der Beginn einer Geschwindigkeitsreduzierung erfolgt, wird von der Steuerung 6 des Krans nach den jeweils vorliegenden tatsächlichen Verhältnissen bestimmt. Dadurch ist es möglich, die ausnutzbare Hakenhöhe eines Krans bei weniger kritischen Hebeaufgaben signifikant gegenüber einer Sicherungseinrichtung mit starr vorgegebenen Abschaltpunkt zu steigern. Die hierfür erforderlichen baulichen Maßnahmen erfordern nur einen minimalen Aufwand.

Bezugszeichenliste

1 Kran

2 Ausleger

3 Auslegerkopf

4 Hubseil

5 Unterflasche

6 Steuerung

7 Hubwerk

8 Rahmenelement

9 Seil

10 Wickeleinrichtung

11 Drehwinkelgeber

12 Zusatzausleger

Claims (11)

1. Kran (1) mit einem in seiner Neigung verstellbaren Ausleger (2), mit einem ein- oder mehrsträngigen über den Kopf (3) des Auslegers (2) geführten Hubseil (4), dessen abgewickelte Länge über ein Hubwerk (7) einstellbar ist, mit einer an das Hubseil (4) angehängten Unterflasche (5) zur Aufnahme einer zu hebenden Last und mit einer mit der Steuerung (6) des Krans (1) signaltechnisch verbundenen Sicherungseinrichtung, die bei Erreichen eines Grenzwerts für die maximal zulässige Annäherung der Unterflasche (5) an den Kopf (3) des Ausleger (2) eine Hebenbewegung des Hubwerks (7) abschaltet, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Messeinrichtung vorgesehen ist, durch die eine für den vertikalen Abstand der Unterflasche (5) vom Kopf (3) des Auslegers (2) repräsentative Messgröße zumindest in einem Annäherungsbereich zum Kopf (3) des Auslegers (2) hin erfassbar und an die Steuerung (6) gebbar ist,
dass in die Steuerung (6) Parameterwerte zur Kennzeichnung der jeweiligen Krankonfiguration eingebbar sind und
dass der Grenzwert, der die zulässige Annäherung der Unterflasche (5) an den Kopf (3) des Auslegers (2) begrenzt, durch die Steuerung (6) in Abhängigkeit von der Krankonfiguration ermittelbar ist.

2. Kran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuerung (6) zusätzlich zu dem Grenzwert ein Vorschaltwert ermittelbar ist, der für eine vorgegebene oder vorgebbare Annäherung der Unterflasche (5) an den Grenzwert repräsentativ ist und bei dessen Erreichen die Hebengeschwindigkeit reduzierbar ist.

3. Kran nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebengeschwindigkeit durch die Steuerung (6) vor dem Abschalten des Hubwerks (7) in Stufen oder kontinuierlich auf eine minimale Hebengeschwindigkeit reduzierbar ist.

4. Kran nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Art der Reduzierung der Hebengeschwindigkeit durch den Kranführer lastfallbezogen wählbar ist.

5. Kran nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung einen Kontaktkörper umfasst, der bei abgesenkter Unterflasche (5) über ein längenveränderliches Zugmittel an den Kopf (3) des Auslegers (2) angehängt ist, dass der Kontaktkörper während des Aufwickelns des Hubseils (4) bei Erreichen des Annäherungsbereichs der Unterflasche (5) zum Kopf (3) des Auslegers (2) hin von der Unterflasche (5) unter Verkürzung der wirksamen Länge des Zugmittels anhebbar ist und dass die Verkürzung der wirksamen Länge des Zugmittels durch einen Messwertaufnehmer erfassbar ist.

6. Kran nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktkörper als Rahmenelement (8) mit im wesentlichen horizontaler Ausrichtung ausgebildet ist, durch welches hindurch zumindest einzelne Stränge des Hubseils (4) geführt sind.

7. Kran nach einem der Ansprüche 5-6 dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel als Seil (9) ausgebildet ist, das durch eine Wickeleinrichtung (10) längenveränderlich ist.

8. Kran nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickeleinrichtung (10) in dem Sinne federbelastet betätigbar ist, dass durch das Eigengewicht des Kontaktkörpers die maximale Länge des Zugmittels abgewickelt wird und bei Anheben des Kontaktkörpers selbsttätig ein entsprechendes Aufwickeln des Zugmittels erfolgt.

9. Kran nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwertaufnehmer zur Erfassung der wirksamen Länge des Zugmittels als mit der Wickeleinrichtung verbundener Drehwinkelgeber ausgebildet ist.

10. Kran nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel mindestens zwei parallele Seile (9) aufweist.

11. Kran nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Betriebssicherheit für beide Seile (9) jeweils ein separater Drehwinkelgeber (11) vorgesehen ist.