(57)【要約】【課題】移動式クレーン１０のあらゆる支持形状を考慮した過負荷防止を施す。【解決手段】クレーン運転の安全性を確保するために、超過すべきではない、又は警報信号が発信される限界曲線又は限界値が種々のクレーンパラメータについて格納された少なくとも１つの記憶装置と、前記種々のパラメータの個々の限界値の超過を監視するように構成された、クレーン１０の安全性を確保するための手段と、クレーン支持の機能を果たす伸長及び収縮可能な支柱２０の現在の姿勢をチェックするための手段と、を備え、前記支柱２０が到達した実際の姿勢に基づいて、移動式クレーン１０のティルティングエッジ５０を限界値として決定する手段が設けられており、さらに、移動式クレーン１０の個々のパラメータと吊上げ負荷とに基づいて、移動式クレーン１０の運転状態が前記決定した限界値の範囲内にあるかどうかを決定する手段が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーン運転の安全性を確保するために、超過すべきではない、又は警報信号が発信される限界曲線又は限界値が種々のクレーンパラメータについて格納された少なくとも１つの記憶装置と、
前記種々のパラメータの個々の限界値の超過を監視するように構成された、前記クレーンの安全性を確保するための手段と、
クレーン支持の機能を果たす伸長及び収縮可能な支柱の現在の姿勢をチェックするための手段と、を備えた移動式クレーンであって、
前記支柱が到達した実際の姿勢に基づいて、前記移動式クレーンのティルティングエッジを限界値として決定する手段が設けられており、さらに、
前記移動式クレーンの個々のパラメータと吊上げ負荷とに基づいて、前記移動式クレーンの運転状態が、前記決定した限界値の範囲内にあるかどうかを決定するための手段が設けられていることを特徴とする移動式クレーン。
【請求項２】
請求項１記載の移動式クレーンにおいて、
前記運転状態を決定するための前記手段は、前記記憶装置に格納された前記クレーンパラメータを考慮することを特徴とする移動式クレーン。
【請求項３】
請求項１又は２記載の移動式クレーンにおいて、
伸長された前記支柱の限界負荷を監視する手段が設けられていることを特徴とする移動式クレーン。
【請求項４】
請求項３記載の移動式クレーンにおいて、
前記支柱の伸長状態と、前記移動式クレーンの前記パラメータの少なくとも一部とに基づいて、前記支柱の限界負荷を計算する手段がさらに設けられていることを特徴とする移動式クレーン。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の移動式クレーンにおいて、
前記移動式クレーンの静的安定度の実際値を計算することが可能な計算モジュールと、
前記実際に計算された静的安定度の値を前記格納された限界値と比較することが可能な比較器モジュールとを備えることを特徴とする移動式クレーン。
【請求項６】
請求項５記載の移動式クレーンを運転する方法であって、
前記静的安定度の実際値を、前記格納された限界値と比較し、
前記実際値が前記限界値に接近している場合は、前記移動式クレーンの運転への介入を行うことを特徴とする移動式クレーンの運転方法。
【請求項７】
請求項６記載の移動式クレーンの運転方法において、
前記移動式クレーンの全ての自由度において、前記限界値に対する安全間隔を維持するようにすることを特徴とする移動式クレーンの運転方法。
【請求項８】
請求項７記載の移動式クレーンの運転方法において、
前記自由度は、ブームの伸縮と、バラストの伸長と、上部キャリッジの回転、前記ブーム及びデリックブームの起伏、補助ジブの移動、又は、Ｙ型補強材の拡がり角の変更を含む全ての運転動作と、を含むことを特徴とする移動式クレーンの運転方法。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１つに記載の移動式クレーンの運転方法において、
一方は冗長性を確保するために、他方はシステムの運転状態をチェックするために、２つの独立した制御回路を設けて、前記運転方法を、完全自動で実施することを特徴とする移動式クレーンの運転方法。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか１つに記載の移動式クレーンの運転方法において、
前記移動式クレーンの使用に際して、クレーン運転プランナによるシミュレーション計算を予め行っておくことを特徴とする移動式クレーンの運転方法。
【請求項１１】
請求項１〜１１のいずれか１つに記載の移動式クレーンの運転方法において、
負荷容量テーブルの形態で前記記憶装置に格納された前記値を、計算に所望通りに使用できるように、個々の基準に分解することを特徴とする移動式クレーンの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分に記載の過負荷防止が施された移動式クレーンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
クレーンの過負荷防止においては、通常、限界曲線が、異なるクレーン構成について格納されており、この限界曲線は、クレーン運転中の超過について監視される。クレーン安全性に関連するパラメータは、例えば、ブームシステム、吊上げケーブル、旋回リング、調整シリンダ、機械的接続部などの部品強度や、クレーンの静的安定度を含んでいる。これらのパラメータの各々には、限界基準が存在し、これらの限界基準の最低値は、上記限界曲線を形成する。この限界曲線は、クレーンの記憶装置に格納され、クレーン運転中の超過について監視される。
【０００３】
このような過負荷防止の欠点は、考えられるあらゆるクレーン構成と、伸長及び収縮可能な支柱を含む、可能性のあるあらゆる支持姿勢とについて、個別の限界曲線又は負荷容量テーブルを格納する必要があるという点であり、このことは、比較的高価である。
【０００４】
特許文献１によれば、クレーン運転の安全性を確保するために、超過すべきではない、又は警報信号が発信される個々の限界曲線又は限界値が、記憶装置に、クレーンの種々のパラメータについて格納されている。前記従来技術とは異なり、個々の限界曲線、例えば許容負荷容量は、ブーム強度、吊上げケーブル強度、静的安定度などのパラメータについて格納されている。クレーン安全性を確保するための手段は、種々のパラメータのこれらの個々の限界曲線又は限界値の超過又は接近を監視するように構成されている。この方法は、格納されるデータの量又は負荷容量テーブルのサイズを低減することができる、という利点を既に有している。なぜなら、限界基準は、部品の構成のあらゆる変化に伴って必ずしも変化する必要はないからである。
【０００５】
特許文献２により、許容負荷容量が１つ又は複数の可変パラメータに基づいてクレーンを運転するための方法が知られている。したがって、パラメータの変化は、パラメータ変化の速度が、許容負荷容量が実際の負荷容量に相当するようになるパラメータ値に達する前に、連続的に又は段階的に低減されるように行われる、とされている。それゆえ、調整は、全速力から突然又は不意に停止されることはないが、連続的又は段階的に減速される。
【０００６】
最後に、移動式クレーンを支持するための伸長及び収縮可能な支柱を有する移動式クレーンは、特許文献３により知られている。ここでは、支持シリンダにおける支持力を検出するための検出手段と、検出手段に接続された制御手段とを備え、この制御手段が、検出手段によって検出された支持力すなわちパラメータに基づいて、支持シリンダの伸長、及び／又は、収縮を制御するように構成されている移動式クレーンが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国実用新案出願公開第２０２００６０１７７３０号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００５０３５７２９号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２００７０５５５３５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
既知の過負荷防止では、移動式クレーンは、ブームの長さ、アウトリーチ、ブームの角度、及びその他の運転パラメータを、吊上げ重さに基づいて決定することが既に可能であり、負荷容量テーブルに基づく様々な強度値及び静的安定度は、特定の支持状態について考慮されている。しかしながら、実際の使用では、移動式クレーンの支持の支柱を、定義された所望の姿勢に動かすことができないということが頻繁に起こる。例えば、移動式クレーンの起立時の不安定な状態は、この状況のためである。
【０００９】
本発明の目的は、一般的な移動式クレーンを、移動式クレーンのあらゆる支持形状を考慮した過負荷防止が施されるように改良することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴の組み合せにより達成される。すなわち、移動式クレーンは、少なくとも１つの記憶装置を備え、この記憶装置には、クレーン運転の安全性を確保するために、超過すべきではない、又は警報信号が発信される限界曲線又は限界値が種々のクレーンパラメータについて格納されている。さらに、前記種々のパラメータの個々の限界値の超過を監視するように構成された、前記クレーンの安全性を確保するための手段が備えられている。最後に、移動式クレーンを支持する機能を果たす伸長及び収縮可能な支柱の現在の姿勢を監視することのできる手段が備えられている。本発明によれば、前記支柱が到達した実際の姿勢に基づいて、前記移動式クレーンのティルティングエッジを限界値として決定する手段が設けられており、さらに、前記移動式クレーンの個々のパラメータと吊上げ負荷とに基づいて、前記移動式クレーンの運転状態が、前記決定した限界値の範囲内にあるかどうかを決定する手段が設けられている。
【００１１】
本発明の好ましい観点は、主請求項に続く下位請求項から得られる。
【００１２】
すなわち、前記運転状態を決定するための前記手段は、前記記憶装置に格納された前記クレーンパラメータを考慮してもよい。
【００１３】
伸長された前記支柱の限界負荷を監視する手段が設けられていることが好ましい。
【００１４】
最後に、前記支柱の伸長状態と、前記移動式クレーンの前記パラメータの少なくとも一部とに基づいて、前記支柱の限界負荷を計算する手段がさらに設けられている。
【００１５】
本発明のさらに有利な観点によれば、前記移動式クレーンの静的安定度の実際値を計算することが可能な計算モジュールと、前記実際に計算された静的安定度の値を前記格納された限界値と比較することが可能な比較器モジュールとが設けられる。そして、前記静的安定度の実際値を、前記格納された限界値と比較し、その結果、前記実際値が前記限界値に接近していれば、前記移動式クレーンの運転への介入を行うようにしてもよい。
【００１６】
前記移動式クレーンの全ての自由度に関して、前記限界値に対する安全間隔が維持されている場合は特に有利である。この自由度は、ブームの伸縮と、バラストの伸長と、上部キャリッジの回転、前記ブーム及びデリックブームの起伏、補助ジブの移動、又は、Ｙ型補強材の拡がり角の変更を含む全ての運転動作と、に関するものであることが有利である。
【００１７】
この方法は、完全自動で行うことができ、この場合、２つの独立した制御回路が設けられる。これは、一方は制御の冗長性を確保するためであり、他方はシステム全体の運転状態をそれぞれチェックするためである。これら２つの独立して設けられた制御回路は、他方の制御回路の動作状態をチェックする。
【００１８】
クレーン運転プランナによるシミュレーション計算によって前記移動式クレーンの運転を計画する場合、前述の過負荷防止も予め計算可能であることが有利である。
【００１９】
最後に、負荷容量テーブルの形態で前記記憶装置に格納された前記値を、計算中に所望通りに使用できるように、個々の基準に分解してもよい。これにより、記憶空間を節約することができる。なぜなら、既知の方法によれば、負荷容量テーブルを、通常、支柱のスライドビームの異なる伸長量について種々のクレーンパラメータを考慮して別々に格納する必要があったからである。
【００２０】
前記負荷容量テーブルを前記記憶装置に格納する場合、前記移動式クレーンの旋回リングから上の部分、つまり移動式クレーンの上部キャリッジにおける、互いに関連付けられた強度値を、各支持状態とは独立して個々に格納することができる。前記支柱の限界負荷を監視して、できる限り計算し、相互チェックするだけでよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】移動式クレーンの支持状態を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の更なる特徴、詳細、及び利点は、図で説明する実施形態から得られる。
【００２３】
図１は、４つの支柱２０を備える移動式クレーン１０を示す。支柱２０は、該支柱２０の端部領域に、鉛直に伸長及び収縮可能な支持シリンダ３０を有し、これらの支持シリンダ３０によって、移動式クレーン１０を支持することができる。参照符号４０は、移動式クレーンの旋回リングを示す。
【００２４】
支柱２０及び支柱２０上の支持シリンダ３０の双方は、液圧によってそれぞれ伸長及び収縮可能である。
【００２５】
従来技術によれば、過負荷防止システムは、対称支持形状しか考慮しないことが知られていた。これは、移動式クレーン１０の制御の各記憶部に格納された負荷容量テーブルが、不連続な対称支持状態、例えば支柱２０の伸長量の半分、又は、支柱２０の完全な伸長について、格納されていたためである。
【００２６】
しかしながら、実際の運転では、多くの場合、クレーン操縦者は、移動式クレーンを対称に支持すること、すなわち、支持２０を指定された所望の対称姿勢に動かすことができない。空間条件が制限されていると、非常に頻繁に、移動式クレーンを非対称支持で運転する必要が生じる。例えば、図１に概略的に示すような支持が得られる。
【００２７】
図１に示すように、移動式クレーン１０のいわゆるティルティングエッジ５０は、支柱２０の端部における支持シリンダ３０によって定義される支持点をつなぐことによって得られる。本発明によれば、ティルティングエッジ５０は、限界値として決定される。そして、移動式クレーンの個々のパラメータと吊上げ負荷とに基づいて、システム全体の現在の重心Ｓが、対応する限界値、すなわちティルティングエッジ５０の近傍に位置するかどうかがチェックされる。
【００２８】
実際に得られたティルティングエッジ５０の各々の概略表示を、得られたその都度の重心がクレーン操縦者自身に対して二次元又は三次元の表示により示されるように、図示しない方法で、運転台の表示器に表示することができる。前記重心は、実際の運転状態に対応して継続的に追跡されるので、クレーン操縦者は、ティルティングエッジ５０により特定される限界値に近付いているかどうかを簡単に推定することができる。現在の運転状態の結果として生じる重心が、ティルティングエッジに接近し過ぎるならば、システムへの介入が必要となるであろう。このような介入は、例えば、バラストを伸長する間に、又は、ブームの旋回、ブーム若しくは補助ブームの起伏、吊上げ具の引き上げ、旋回動作などの運転動作の間にブームを伸長させる場合において、安全間隔が、全ての自由度において維持されるように、例えば、限界値に向かって動きを減速させる、ということであってもよい。
【００２９】
クレーン操縦者自身がクレーンパラメータを相応に調整できるように、安全間隔を維持するための相応の限界領域が、クレーン操縦者に見えるようにすることができる。
【００３０】
しかしながら、クレーン操縦者による調整の代わりに、完全自動で調整を行うこともでき、その場合、冗長制御を行う必要がある。ここでは、詳細に示していない２つの独立した制御回路を設ける必要がある。
【００３１】
移動式クレーンのその都度の運転状態を計算する場合、格納された負荷容量テーブルが考慮されるであろう。本発明によれば、この格納された負荷容量テーブルのサイズは、既知の負荷容量テーブルと比べて実質的に低減されている。なぜなら、格納された負荷容量テーブルを個々の基準に分解して、その個々の基準を動作点に基づいて所望通りに使用できるからである。
【図１】
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【外国語明細書】
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