(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアと、
前記キャリア上に配置され、垂直軸線の周りを回転可能な上部構造と、
前記上部構造に枢支されて水平軸線の周りを旋回可能な荷重を持ち上げるためのブーム装置と、
クレーンの吊上げ能力を増やすためのカウンタウエイトを備えたカウンタウエイト装置であって、該カウンタウエイト装置は、前記カウンタウエイトが前記上部構造の旋回運動を追従することができるように且つ前記カウンタウエイトの旋回半径が調整可能となるように前記カウンタウエイトを地面から持ち上げ可能なように、前記上部構造に連結されているカウンタウエイト装置と、
前記上部構造を回転させ、前記ブーム装置を調整し且つ前記カウンタウエイトの旋回運動を調整するための駆動作動装置と、
クレーンパラメータを決めるためのセンサ装置と、
電子制御装置であって、前記電子制御装置は
ディスプレイと前記クレーンの操作員がデータを入力するための入力装置とに接続されたプロセッサと、前記プロセッサに接続されプログラムを格納するための記憶装置とを備え、
前記プログラムは、荷重サイズ、荷重半径、前記カウンタウエイトのサイズ、前記カウンタウエイトの旋回半径からなるディスプレイパラメータの群から選択されたディスプレイパラメータ用の作業範囲を決め、且つ前記決定した作業範囲を前記ディスプレイに表示するためのコンピュータが実行可能な命令を含むものであって、前記プログラムは、縦座標軸に沿った前記荷重半径と横座標軸に沿った前記旋回半径を備えた座標グラフを表示するための命令を含んでおり、
前記作業範囲は、残りのディスプレイパラメータが不変であり前記カウンタウエイトが地面から安全に持ち上げ可能であるような選択されたディスプレイパラメータの調整可能な範囲を画成する上限と下限とを有し、前記プログラムは、前記センサ装置を用いてクレーン操作中に前記表示されたパラメータの実際の量を決定し且つ表示するための命令をさらに備えた電子制御装置と
を備えたことを特徴とする移動式クレーン。
【請求項２】
前記プログラムは、異なる構造および異なる色のうち一つを有した線列により前記作業範囲の限界を表示するための命令を含むことを特徴とする、請求項１に記載の移動式クレーン。
【請求項３】
前記プログラムは、クレーン操作継続中に前記表示されたパラメータの実際の値をグラフ内の十字線によって示すための命令を含むことを特徴とする、請求項１に記載の移動式クレーン。
【請求項４】
前記プログラムは、クレーン操作継続中に前記表示されたパラメータの実際の値を連続して自動的に表示するための命令を含むことを特徴とする、請求項１に記載の移動式クレーン。
【請求項５】
前記センサ装置は、前記実際に調整された荷重半径と前記カウンタウエイトの旋回半径を決めるための手段を備え、且つ前記移動式クレーンの電子制御装置に接続していることを特徴とする、請求項１に記載の移動式クレーン。
【請求項６】
前記プログラムはさらに、
関連するカウンタウエイト半径値に対して前記カウンタウエイトが安全に持ち上げ可能である最小荷重半径を示す下部線を前記グラフ上に表示するための命令と、
関連するカウンタウエイト半径に対して前記カウンタウエイトが安全に持ち上げ可能である最大荷重半径を示す上部線を前記グラフ上に表示するための命令と
を備え、
それにより特定の荷重半径において旋回運動を実行するための前記カウンタウエイト半径用の調整の許容範囲が前記クレーンの操作員により容易に認識できることを特徴とする、請求項１に記載の移動式クレーン。
【請求項７】
前記プログラムは、クレーン操作継続中に前記荷重半径およびカウンタウエイト半径の実際の値を前記グラフ上に十字線で示すための命令を含むことを特徴とする、請求項１に記載の移動式クレーン。
【請求項８】
前記センサ装置が前記クレーンに実際に吊り下げられている荷重の量を決定するために動作可能に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の移動式クレーン。
【請求項９】
前記プログラムは、風力によって引き起こされる負荷状態の変動に基づき前記作業範囲を決定するための命令を含むことを特徴とする、請求項１に記載の移動式クレーン。
【請求項１０】
前記センサ装置が、風の作用を判断するために動作可能に構成されていることを特徴とする、請求項９に記載の移動式クレーン。
【請求項１１】
前記電子制御装置は、風によって引き起こされる負荷変動を示す手で入力された値を受け取るように動作可能に構成されていることを特徴とする請求項９に記載の移動式クレーン。
【請求項１２】
前記プログラムは、前記電子制御装置を、具体的持ち上げ課題の作業経過を準備するために前記クレーンのさまざまな負荷状態がシミュレート可能である計画モードに切り換えるための命令を含むことを特徴とする請求項１に記載の移動式クレーン。
【請求項１３】
前記プログラムは、前記カウンタウエイトの旋回半径に応じて前記カウンタウエイトの所定の荷重半径及び所定のサイズにおける計画モードにおいて許容荷重サイズの上限および下限のグラフを表示するための命令を含むことを特徴とする請求項１２に記載の移動式クレーン。
【請求項１４】
前記入力装置は、前記電子制御装置のディスプレイ上に設けられたデータ入力およびデータ読み出しのためのタッチスクリーンを備えたことを特徴とする請求項１に記載の移動式クレーン。
【請求項１５】
前記プログラムは、
縦座標軸に沿ったディスプレイパラメータの群から第一のディスプレイパラメータと横座標軸に沿ったディスプレイパラメータの群から選択された第二のディスプレイパラメータとを有する座標グラフを表示するための命令と、
関連する第二のパラメータ値に対して前記カウンタウエイトを安全に持ち上げ可能であるような前記第一のパラメータの最小値を示す下部線を前記グラフ上に表示するための命令と、
前記第二のパラメータの関連値に対して前記カウンタウエイトを安全に持ち上げ可能であるような前記第一のパラメータの最大値を示す下部線を前記グラフ上に表示するための命令とを含み、
それにより前記第二のパラメータの特定の値において前記第一の値の調整の許容範囲が前記クレーンの操作員により容易に認識できることを特徴とする請求項１に記載の移動式クレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下部走行体と、下部走行体上に配置され垂直軸線の周りを旋回可能な上部旋回体と、上部旋回体に枢支されて水平軸線の周りを旋回可能な、荷重を巻上げるためのジブ装置と、スーパーリフト装置として構成され、上部旋回体を旋回運動させるためにスーパーリフト装置のカウタウエイト（ＳＬカウンタウエイト）が地面から持上げることができかつＳＬカウンタウエイトの旋回半径が変更可能となるように上部旋回体に取り付けられた、吊上げ荷重を高める（増やすことができる、traglaststeigernden）カウンタウエイト装置と、移動式クレーンの駆動ユニットを操作するための電子制御装置とを備え、この制御装置が少なくとも１つの演算装置を備え、移動式クレーンの操作員用にディスプレイおよびデータ入力のための入力装置とを備えている移動式クレーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動式クレーンはクローラ走行装置を備えており、ジブとして起伏可能なラチスマストジブを備えていることがある。後者は、上部旋回体に取付けられて起伏平面にある斜め後方に傾いたマストとこれに取付けられたジブ起伏ロープとを介してその傾斜を連続的に変更することができる。通常、上部旋回体はカウンタウエイトを装備している。吊上げ荷重をさらに増やすためにマストを介していわゆるスーパーリフト装置の態様で付加的バラストが被巻上げ荷重に対するカウンタウエイトとして吊掛けることができる（ＳＬカウンタウエイト）。ＳＬカウンタウエイトは、例えば横材上にまたはいわゆるカウンタウエイト台車上にも配置しておくことができ、この横材もしくは台車は適宜なロープ懸架部を介してマストにそれぞれ吊掛けられている。上部旋回体の回転軸線とＳＬカウンタウエイトの重心との間の水平距離をＳＬカウンタウエイト半径と呼ぶ。移動式クレーンに吊掛けられた荷重に関する用語・荷重半径についても同様に称呼することができる。ＳＬカウンタウエイトを吊掛けて移動式クレーンの上部旋回体がその垂直回転軸線の周りで旋回運動を行なうとき、カウンタウエイト台車は、このカウンタウエイト台車の走行装置の適宜な制御によってこの旋回運動に追従することができる。しかしながら、旋回範囲内に地面上の障害物が存在する場合には、この旋回運動をすることができない。そうした場合、ＳＬカウンタウエイトを横材上に配置する場合も同様に、安定性基準（例えば：立設安定性、部材強度）および能力基準（例えば：ロープ限界）を損なうことなく、その都度の巻上課題の荷重条件下で地面からのＳＬカウンタウエイトの持上げが可能であることを確保しておかねばならない。
【０００３】
実行すべき巻上課題において一般に、荷重を吊上げるときの荷重半径は、この荷重を下ろすときの荷重半径とは異なる。それとともに荷重モーメントは巻上課題中に一部ではかなり変化する。相殺するために利用されるカウンタウエイトモーメントはそのことを斟酌せねばならず、また巻上課題の実行中にしばしば変更されねばならない。というのも、例えば荷重半径がかなり減少するとＳＬカウンタウエイトのカウンタウエイトモーメントが、カウンタウエイトを高めて上部旋回体の旋回運動を可能とすることが安定性の理由からもはや可能でないほどに大きく超過するからである。そうした場合、例えばＳＬカウンタウエイトの低減が不可欠となることがある。しかしこれはかなりの装備変更のための支出となってしまう。しかし、変化した条件にカウンタウエイト実効半径を適合させればしばしば十分である。ＳＬカウンタウエイトは、実質的に水平または少なくとも平らに延びて例えば液圧シリンダによってその長さを変更可能な伸縮棒を介して上部旋回体と結合されている。伸縮棒の進入または進出によってＳＬカウンタウエイトは小さな半径または大きな半径に調整することができ、通常、地面から約３０ｃｍ程度にあるＳＬカウンタウエイトの問題のない持上げが実際の荷重モーメント下で可能となるカウンタウエイトモーメントは設定可能である。
【０００４】
カウンタウエイトの搬送は手間と費用がかかるので、通常、移動式クレーンの投入場所に搬送するカウンタウエイトを必要最小限にしたいとの要望がある。他方で、巻上げるべき荷重の実際の規模についてかなりの不正確な場合がある。例えばプロセス技術的施設を運転停止した場合、施設内に生産残留物が堆積することによって施設の実際の重量は以前の厳密に既知の据付重量よりもかなり大きくなることがある。それゆえに巻上課題に準備する場合、相応する不確かさを極力考慮しなければならない。このような計画課題は、現場領域内の相応する障害物のゆえに荷重半径およびカウンタウエイト半径を何回か変更する必要が不可欠となることのある巻上課題の実際の実行と同様に、大きな慎重さと膨大な吊上げ荷重表資料への留意とを必要とする。重荷重搬送の危険の可能性がかなりであるので、安全性の観点は特に重要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、装備変更支出を最少にしつつ携行するカウンタウエイトを極力小さくし、クレーン操作員にとって十分に安全でクレーン用巻上課題が実行可能であるように、前文に係る移動式クレーンを改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、前文に係る移動式クレーンから出発して請求項１の特徴部分に明示した特徴によって解決される。本発明の有利な諸構成は従属請求項に明示されている。
【０００７】
本発明では、電子制御装置にプログラムが記憶されており、このプログラムが荷重大きさ、荷重半径、ＳＬカウンタウエイト大きさおよびＳＬカウンタウエイト半径のパラメータから移動式クレーンの安定性基準および能力基準を考慮してクレーンパラメータ用作業範囲を算出してクレーン操作員用ディスプレイ上にグラフで表し、ディスプレイは懸案の巻上課題を実行するのに利用することができる。作業範囲が上限界と下限界とを有し、これらの限界内で、グラフで表された各パラメータが残りのパラメータを不変として危険なく変更可能である。その際にＳＬカウンタウエイトが地面から持ち上がることがいつでも保証可能である。付加的に、作業範囲内でクレーン運転継続中にグラフのパラメータの実際の大きさが表示可能である。これは基本的に例えば数字表示によって実現しておくことができる。しかし実際のパラメータ値の表示は好ましくはグラフ表示である。特に、クレーン運転継続からのパラメータの実際の大きさを十字線によって表すようにすることができる。これはなかんずく、本発明の有利な構成において作業範囲の限界が線列、特に異なる配置（構造）および／または異なる色の線列によってディスプレイ上に表されるとき望ましい。選択的に、作業範囲は例えば棒グラフによって描写することもできよう。グラフ表示は純数値表示に比べて、クレーン操作員によって直観的に、従ってごく迅速確実に把握可能であるという大きな利点を有する。
【０００８】
クレーン運転継続からのグラフで表されるパラメータの実際の大きさの表示に関して、表示が単にクレーン操作員の相応する要請で行われるようにしておくことができる。この表示を連続して自動的に行うとはるかに確実であり、また本発明の枠内で好ましい。これは、移動式クレーンの作業範囲に対応した実際の運転パラメータがディスプレイ上での表示において自動的に追尾されることを意味する。こうしてクレーン操作員はいつでも、許された作業範囲のどの個所に自己のクレーンがちょうどいるかについて確信を得ることができ、自己の実際の操作余地を常に認識することになる。
【０００９】
望ましくは作業範囲のパラメータとして荷重半径とカウンタウエイト半径がグラフで表示される。それに応じて本発明の好ましい構成では、移動式クレーンの電子制御装置が、設定された荷重半径と設定されたＳＬカウンタウエイト半径を実際に算出するためのセンサ装置と信号技術的に接続されている。これに関連して、移動式クレーンがＳＬカウンタウエイト半径用の機械的調整装置を備えており、これをクレーン操作員が操作できると特別有利である。
【００１０】
さらに、移動式クレーンに実際に吊掛けられた荷重の実際の大きさを算出するための測定装置を設け、これを信号技術的に電子制御装置と接続するのが望ましい。そうする代りに荷重大きさの個別算出を行い、これを例えば電子制御装置の入力装置を介して手で入力することも当然に基本的に可能である。しかしこれは、これに伴う手操作のゆえにだけでなく、誤りの危険が大きいがゆえにも好ましくない。
【００１１】
運転安全性をさらに高めるために、電子制御装置を測定器と信号技術的に接続し、この測定器が移動式クレーンで風の作用によって引き起こされる負荷変化の値を表し、制御装置がこれらの値を許容作業範囲の算出時に考慮できるようにしておくことができる。
【００１２】
好ましくは電子制御装置がその運転様式を計画モードに切替可能であり、この計画モードにおいて具体的巻上課題の作業経過を準備するためにクレーンのさまざまな負荷状態がシミュレート可能である。これによりクレーン操作員は既に前もってパラメータ設定を変更して、総支出を最少にするのにいかなる具体的設定が特別好ましいのかを調べることができる。その際、計画モードのとき荷重半径とＳＬカウンタウエイト半径のパラメータについての前記作業範囲だけでなく、付加的に所定の荷重半径および所定のＳＬカウンタウエイト大きさにおいて許容荷重大きさの許容上限および下限の線図もＳＬカウンタウエイト半径に依存して表示可能であると大きな利点である。
【００１３】
以下、図に示す実施例を基に本発明が詳しく説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る移動式クレーンの制御装置は、図１に示すディスプレイ表示部を備えており、このディスプレイ表示部は複数の領域に区画されている。ディスプレイ表示部は細い上側パラメータ帯部を有しており、移動式クレーンの主要パラメータの行われた設定がこの帯部から確認することができる。数値データとして描写されたこれらのパラメータは、その重要度が記号で解説されており、こうして容易に把握することができるようになっている。本件の場合、例えば、問題となっているのがスーパーリフト装置を有するクレーン型式であり、ジブ長が７８ｍ、最大ＳＬカウンタウエイト半径が２５ｍに達することが明示されている。クレーンの旋回範囲は３６０°とされている。中心バラストとして１００ｔ、上部旋回体のカウンタウエイトとして２８０ｔ、吊掛けられたＳＬカウンタウエイトとして合計５００ｔを利用することができるようになっている。クレーンのフックブロックは、２×２２のロープリーブを備えている。画面表示部の左部分には、移動式クレーンに吊掛けられて地面から持上げられたＳＬカウンタウエイトが記号で示されている。移動式クレーンはジブ傾斜の実際の設定を確認するためのセンサ装置を備えているので、対応する起伏角度を表示することができる。本件の場合、起伏角度は、数値として７７．３°で指定されている。この傾斜のとき、荷重半径は１７．０ｍであり、特別大きく太字で書かれた数値として明示されている。付属する可能なフック高さは４８．８ｍであり、左縁に明示されている。実際のＳＬカウンタウエイト半径２２．０ｍは、やはり数値として図左半分の下縁に明示されている。移動式クレーンの図の右横には、数字データＥmaxとしてジブ傾斜を調整するための引込装置用の最大引込力が１８ｔ示され、そのうち実際には吊掛け荷重を考慮して正確に１１．６ｔが利用されることになる。クレーン記号の上方には、吹流しマークで実際の風速が４．６ｍ／ｓと明示されている。
【００１５】
図の右半分の上側部分には吊掛けられた荷重もしくは吊掛け可能な荷重についてのデータが示されている。実際に吊掛けられた荷重が８３０ｔと明示されており、これは本例の場合８１９ｔの正味荷重に相当することになる。最後の数値は色が付けてある。付加的に最大許容吊掛け可能荷重の大きさは８９０ｔと明示されている。これらの数値は、棒グラフと数値９３％の形で、実際に吊掛けられた８３０ｔの荷重によって最大許容荷重がどの程度利用されているかが表されている。図の右半分の下側部分には、本発明に係る作業範囲が表されており、この作業範囲は、ＳＬカウンタウエイト半径（横座標）と荷重半径（縦座標）の両方のパラメータによって示されている。両方の半径はそれぞれメートルで明示されており、座標系の軸線の意味は相応するクレーン記号によって明瞭にされている。下側の破線で表した線列は、ＳＬカウンタウエイトが地面から持ち上げられた状態が保証される必要がある場合、その都度まさに設定されたＳＬカウンタウエイト半径に依存して荷重半径のいかなる大きさを下まわってはならないのかを示す。破線のこの下限を下まわるとＳＬカウンタウエイトが地面に載置され、上部旋回体の旋回はもはや行うことができないであろう。上側に太い実線で引いた線は、設定された条件（ＳＬカウンタウエイト５００ｔ、吊掛けられた荷重８３０ｔ）のもとでＳＬカウンタウエイト半径に依存した荷重半径の許容上限を示している。実線と破線との間に所定のパラメータ設定のもとでクレーン用作業範囲があり、この作業範囲内でＳＬカウンタウエイト半径と荷重半径は危険なく変更することができる。これら両方のパラメータの実際になされた設定は付加的な小さな円を有する十字線によって容易に把握可能とされている。画面下縁の左側部分にも数値で表されたようにカウンタウエイト半径の大きさ２２ｍと荷重半径の大きさ１７ｍが認められる。
【００１６】
こうしてクレーン運転者は、本例において１７ｍの荷重半径を維持して旋回運動の実行時にＳＬカウンタウエイトの旋回範囲内の万一の障害物を迂回するためにＳＬカウンタウエイト半径を１９ｍ〜約２３．５ｍの範囲内で問題なく変更できることを直観的に把握する。その逆に、ＳＬカウンタウエイト半径を２２ｍの一定に維持して荷重半径は１６ｍと２０ｍとの間で危険なく変更することができる。荷重半径が２０ｍ超に高められ、安定性基準または能力基準を超えるおそれが生じる場合、本発明の有利な構成においてジブ傾斜の調整用に駆動装置の自動遮断が行われ、いずれにしても運転パラメータは安全な側に留まるであろう。
【００１７】
図２には画面表示部が計画モードで表されている。本発明の有利な構成において、ディスプレイがタッチスクリーンとして設けられ、こうして表示ユニットとしてだけでなくデータ用入力ユニットとしても役立つことがわかる。所望の最大荷重半径（２０ｍ）、被吊掛け荷重（８３０ｔ）、ＳＬカウンタウエイト半径の計画用に定められた出発値（２４ｍ）および所定のＳＬカウンタウエイト（５００ｔ）に対して相応する記号を選択し、相応する黒矢印記号を付けられた両方の左側キーを操作して表示値を高めまたは下げることによって、各パラメータ値は設定することができる。図の左下部分のグラフは図１から読み取ることのできる許容作業範囲用グラフに一致する。しかしながら、本件の場合、計画段階においてＳＬカウンタウエイト半径と荷重半径とのパラメータ組合せは許容作業範囲外のものが設けられており、この場合ＳＬカウンタウエイトが地面に載置され、上部旋回体の旋回は可能でないであろう。予定された現場の条件に基づいてこの半径組合せが絶対に必要であるなら、ＳＬカウンタウエイトの大きさを変更する必要があろう。従ってこれはさしたる支出なしに既に計画段階において確実に認識可能となろう。
【００１８】
図２の右側部分には吊掛け可能な許容荷重とその都度設定されたＳＬカウンタウエイト半径との依存関係がやはり上限用の実線と下限用破線とを有する作業範囲の形で描写されている。こうしてクレーン運転者は、ＳＬカウンタウエイト半径の合致した大きさにおいて実際に吊掛け可能な荷重について運転者にとっていかなる余地が残っているのかを問題なく認識することができる。運転者は、必要ならば単純なキー操作によってパラメータ組合せを変更することができ、各巻上課題に関して所望の余地をどのように改善しまたは間違った入力の場合にどのように悪化させたのかを直ちに認識する。
【００１９】
移動式クレーン操作員の作業は、本発明によってかなりの範囲で軽減され安全になる。間違って読み取る可能性をもって手間をかけて膨大な吊上げ荷重表を研究することはまったく不要である。巻上課題のあらゆる主要パラメータの間違いのない迅速なシミュレーションを既に計画段階において行うことができるので、現場に搬送すべきカウンタウエイトの大きさを最小限に抑えることは問題なく可能である。これにより巻上運転中に一般に手間をかけて現場でカウンタウエイトを装備変更することは避けることができる。危険なパラメータ組合せは移動式クレーンの制御装置によって認識できるので、許容されないパラメータ組合せによって危険に陥ることは排除される。特に荷重半径とＳＬカウンタウエイト半径の２つのクレーンパラメータの変更に関して存在する余地はクレーン操作員にとっていつでも直観的に容易に把握可能である。このために費やすべき装置支出は僅かである。
【００２０】
本発明の特別な利点は、クレーン操作員が危険な限界に既にどの程度接近したのかをいかなる時点でも直ちに認識できることにある。つまり限界に接近すると、例えば風荷重の影響下において荷重の揺動によって荷重半径が予想外に許容外の値に変化すると、不安定状態になることがある。例えば、ＳＬカウンタウエイトが地面に突然載置されることがあり、上部旋回体の始まったばかりの旋回運動が突然中断されることになろう。これにより特別な危険が引き起こされることがある。制御装置の本発明に係る構成によって作業範囲内でその運転パラメータの実際の位置はクレーン操作員にはいつでも容易に認識可能に呈示されているので、クレーン操作員は限界領域へのこのような危険な接近を最初から確実に避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】動作モードのディスプレイ表示部を示す図である。
【図２】計画モードのディスプレイ表示部を示す図である。
【図１】
0004199667.tif 000002
【図２】
0004199667.tif 000003