DE202010011345U1

DE202010011345U1 - Überwachungs- und Warneinrichtung an Baumaschinen

Info

Publication number: DE202010011345U1
Application number: DE202010011345U
Authority: DE
Original assignee: Terex Demag GmbH
Current assignee: Terex Global GmbH
Priority date: 2010-08-11
Filing date: 2010-08-11
Publication date: 2010-10-21
Anticipated expiration: 2020-08-12
Also published as: US20120037585A1; US8950605B2

Abstract

Überwachungs- und Warneinrichtung an Baumaschinen, die längere und schwerere Ausleger aufweisen, wie Krane, insbesondere Mobilkrane, dadurch gekennzeichnet, dass Überwachungsmittel vorgesehen sind, durch die eine Überwachung von Parametern erfolgt, die sich beim ungewollten Absenken des Auslegers oder von Auslegerteilen im Nicht-Betriebszustand ändern können und Warnmittel, die bei Änderung der Parameter eine optische und/oder akustische und/oder Funk Warnung auslösen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungs- und Warneinrichtung an Baumaschinen, die längere und schwerere Ausleger aufweisen, wie Krane, insbesondere Mobilkrane.
Bei Verwendung von Lasthalteventilen oder Sperrventilen kann nie mit absoluter Sicherheit ausgeschlossen werden, dass – bedingt durch Leckage – es zu einem sehr langsamen Absenken des Auslegers kommt. Bedingt durch das große Ölvolumen in Wippzylindern ist dies kaum beobachtbar. Erfordert es die Umgebung und die Aufgabenstellung, dass der Kran z. B. in engen Häuserschluchten oder Raffinierien während längerer Stillstandszeiten nicht abgerüstet werden kann, so führt bereits eine geringe Leckage, hervorgerufen beispielsweise durch Verschmutzung, dazu, dass sich der Ausleger oder ein Teil des Auslegers absenkt. Dabei kann es zu Kollisionen mit der Umgebung oder zum Kippen des Krans kommen.
Bekannt ist es, ein oder mehrere Lasthalteventile, die den Druck in dem oder den Wippzylindern absperren vorzusehen. An kleineren Baumaschinen, z. B. Baggern, ist es üblich, mechanische Sicherungen vorzusehen, um ein Absenken des Auslegers durch Leckage zu vermeiden. Zu sehen sind beispielsweise U-förmige Hülsen, die auf Baumaschinenmessen um die Zylinderstangen gelegt werden. Solche Hülsen wären für Mobilkrane zu schwer und nur sehr schwer handhabbar.
Aufgabe der Erfindung ist das Verhindern von Unfällen durch sich sehr langsam unbemerkt veränderte Rüstzustände, verursacht beispielsweise durch unbemerkt absenkende Ausleger oder Auslegerverlängerungen oder unbemerkt einteleskopierende Ausleger oder Auslegerverlängerungen oder unbemerkt einfahrender Abstützzylinder während kein Kranbediener in der Kabine anwesend ist und der Kran sich nicht im betrieblichen Einsatz befindet.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Überwachungs- und Warneinrichtung an Baumaschinen, die längere und schwerere Ausleger aufweisen, wie Krane, insbesondere Mobilkrane, die dadurch gekennzeichnet ist, dass Überwachungsmittel vorgesehen sind, durch die eine Überwachung von Parametern erfolgt, die sich beim ungewollten Absenken des Auslegers oder von Auslegerteilen im Nicht-Betriebszustand ändern können und Warnmittel, die bei Änderung der Parameter eine optische und/oder akustische und/oder Funk Warnung auslösen.
Da das Absenken des Auslegers durch Leckage bisher nicht zuverlässig verhindert werden konnte, soll erfindungsgemäß eine Überwachung von Parametern erfolgen, die sich beim Absenken des Auslegers oder von Auslegerteilen ändern. Insbesondere sind dies Auslegerwinkel und/oder hydraulischer Druck im Wippzylinder sowie Auslegerlänge.
Denkbar ist außerdem die Überwachung von Zylinderlängen oder Geometrien oder Positionen.
Bei Über- oder Unterschreitung eines Toleranzfeldes der Parameter wird von der Kransteuerung oder einem separatem Überwachungssystem eine Warnmeldung ausgegeben. Diese Warnmeldung kann sowohl optisch oder akustisch direkt vom Kran ausgehen und die unmittelbare Umgebung der Baustelle warnen als auch an eine Zentrale gemeldet werden, beispielsweise über Funk oder SMS, um in ausreichend geringer Zeit einem abwesenden Kranbediener die Möglichkeit zu geben, den Kran wieder in den sicheren Bereich zu bringen
Die Überwachung muss insbesondere dann funktionieren, wenn der Kran über längere Zeit abgestellt ist, beispielsweise über Nacht oder über Wochenende. Da zur Überwachung die Kransteuerung oder zumindest Teile davon aktiv sein muss, bietet es sich zum Zweck der Entlastung der Kranbatterie an

– Versorgung der Überwachungssteuerung durch ein autarkes Aggregat
– Versorgung der Überwachungssteuerung durch separate Batterien
– Versorgung der Überwachungssteuerung durch Netzanschluss

Warnmeldungen an befähigtes Bedienpersonal können beispielsweise erfolgen durch Funkmeldungen, SMS, optische Signale, akustische Signale.
Die Überwachung wird vorzugsweise für lasttragende Zylinder verwendet, wie sie an Mobilkranen beispielsweise verwendet werden für

– Wippzylinder des Hauptauslegers
– Wippzylinder von verstellbaren Auslegerverlängerungen
– Abstützzylindern
– Teleskopierzylindern von Hauptauslegern
– Teleskopierzylindern von teleskopierbaren Auslegerverlängerungen
– Abspannzylindern von Auslegerabspannungen.

Vorzugsweise wird die Überwachung in abgestelltem Zustand mit einer bereits im Kran vorhandenen Überlastbegrenzung und/oder Arbeitsbereichsbegrenzung verknüpft und die für die Lastmomentbegrenzung und/oder Arbeitsbereichsbegrenzung ohnehin vorhandene Sensorik für die Überwachung genutzt.
Ebenso können für die Eingabe von Toleranzschwellen und zu überwachenden Parametern die ohnehin vorhandenen Eingabemöglichkeiten der Kransteuerung genutzt werden.
Einbindung in ein Teleservicesystem, das eine Zentrale über den Kranzustand wie beispielsweise Betriebsstunden, Ölzustand, Auslastung, ... informiert.
Solche Teleservicesysteme sind Stand der Technik, ebenso wie die Möglichkeiten der Signalübetragung, die dann auch für die Überwachung genutzt werden können. Die Warnmeldung an die Baustelle bzw. den Kranbediener geschieht dann von der Zentrale aus.
Die Toleranzschwellen bis zum Auslösen der Warnmeldung können durch den Kranbediener der jeweiligen Situation angepasst festlegbar sein.
Die Toleranzschwellen bis zum Ausgeben einer Warnmeldung können sinnvollerweise vorgegeben werden, indem der Kranbediener durch Ansteuern des Krans die gewünschte Toleranzschwelle anfährt und in der Überwachungssteuerung bestätigt. Das Vorgehen ist vergleichbar mit dem einer Arbeitsbereichsbegrenzung.
Die Toleranzschwellen bis zum Ausgeben einer Warnmeldung können als Zahlenwerte der zu überwachenden Parameter eingegeben werden die Toleranzschwellen können fix, aber vom jeweiligen Rüstzustand abhängig sein.
Die Toleranzschwellen bis zum Ausgeben einer Warnmeldung können aus einem Einsatzplanungswerkzeug, insbesondere einem computergestützten Einsatzplaner generiert werden. Solche Kraneinsatzplaner sind Stand der Technik und dienen der Vorabsimulation und Planung eines Kraneinsatzes.
Die Warnmeldung kann mehrere Dringlichkeitsstufen unterscheiden, so dass zunächst in einer ersten Dringlichkeitsstufe nur der Kranfahrer alarmiert wird, in einer zweiten Dringlichkeitsstufe das Kranumfeld alarmiert wird.
Als Messsystem kann sowohl das System des Krans verwendet werden, dass ohnehin zur Lastmomentbegrenzung am Kran vorhanden ist, oder aber ein zusätzliches, nur oder teilweise nur für die Überwachung verwendetes System
Die Überwachung kann mittels GPS-System erfolgen, das die Position der Krankopmponenten bzw. deren Änderung erfasst. Dazu sind an den beweglichen Kranteilen GPS-Einheiten angebracht, über die eine Positionsänderung erfasst werden kann.
Die Überwachung kann über optische Sensoren oder Kamerasysteme erfolgen.
Während des Überwachungsbetriebs können Teile der Kransteuerung abgeschaltet werden und auf ein zur Überwachung des Rüstzustandes erforderliches Minimum reduziert werden. Dadurch wird die Kranbatterie weniger belastet.
Die Überwachungsmittel können auch eine hydraulische Nachspeisung umfassen, die das Leerlaufen von Zylindern im Falle des Absackens verhindert. Im Falle der Überwachung von lasthaltenden Seilwinden wird durch die Nachspeisung bzw. die Installation einer hydraulischen Brücke zwischen beiden Druckanschlüssen des Windenmotors das Kavitieren des Motors im Falle des Absenkens verhindert.
Die Überwachung kann dauerhaft aktiviert sein oder aber manuell durch den Kranfahrer aktivierbar bzw. deaktivierbar sein oder aber bei Abschalten des Krans automatisch aktiviert werden.
Die Parameter der Überwachung können an weitere Baumaschinen, insbesondere Krane, gesendet werden und dort in bekannte Anti-Kollisions-Steuerungen Einfluss finden. Diese erfassen üblicherweise nur fixe Geometrien abgestellter Krane, nicht jedoch ungewollte Bewegungen. Eine ungewollte Bewegung eines abgestellten Mobilkrans in Folge Absenken von Auslegerteilen könnte somit zum Versagen der Anti-Kollisionssteuerungen anderer Krane führen
Die Überwachungsmittel können auch den Rüstzustand des Krans überwachen während der Kran in Betrieb ist, aber keine Kranbewegung durch den Kranbediener angesteuert wird. Somit werden mögliche ungewollte Kranbewegungen durch Leckage bereits erkannt, bevor der Kran abgestellt wird.
Die Überwachung der Parameter kann kontinuierlich erfolgen sowie zu diskreten Zeitpunkten, indem nach vorgegebenen Zeitintervallen die Parameter abgerufen werden und mit den abgelegten Parametern zu Beginn der Überwachung verglichen werden. Zwischen den diskreten Zeitpunkten können die Überwachungsmittel in einen energiesparenden Stand-By Betrieb versetzt werden
Die Vorteile der Erfindung sind eine erhöhte Sicherheit von abgestellten Mobilkranen bzw. der Umgebung von aufgerüsteten Mobilkranen. Außerdem ist keine permanente Anwesenheit des Kranbedieners im Steuerstand bei längeren Stillstandszeiten des Krans erforderlich.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der 1 schematisch dargestellt.
Wird der Kran in aufgerüstetem Zustand abgestellt und soll über einen längeren Zeitraum – ohne Anwesenheit eines Kranbedieners im Steuerstand des Kranes – in dieser Position verbleiben, so aktiviert der Kranbediener vor Verlassen des Kranes die Überwachungsmittel. Die Überwachungsmittel speichern daraufhin die durch die Winkelsensoren 6 bzw. 7 erfassten Winkel 20 des Kranauslegers 1 sowie Winkel 21 des Hilfsauslegers 2 in der Elektronik 8 der Überwachungsmittel.
Der Kranbediener hat die Möglichkeit, Toleranzgrenzen für verschiedene Parameter bis zum Ausgeben einer Warnmeldung einzugeben. Nach Verlassen des Krans bleibt die Überwachung aktiv, alle dazu nicht benötigten Steuerungsfunktionen sowie die Antriebsaggregate werden abgeschaltet.
Werden nun für ein oder mehrere Parameter die Toleranzgrenzen überschritten, da durch Leckage von Zylindern 3 bzw. 4 es zum Absenken von Krankomponenten 1 bzw. 2 durch Ändern der Winkel 20 bzw. 21 kommt, so werden gegebenenfalls Teilsysteme der Kransteuerung hochgefahren und es werden Warnmeldungen ausgegeben. Dies kann beispielsweise in Form einer SMS geschehen, die an den Kranbediener gesendet wird. Dieser kann sich dabei beispielsweise in einem an Großbaustellen üblichen Schlafcontainer aufhalten und in hinreichender Zeit den Kran erreichen und durch Starten und Ansteuerung des Krans die Gefahrensituation abwenden. Weiterhin kann die Baustelle durch akustische und/oder optische Warnsignale gewarnt werden. Diese können entweder vom Kran direkt ausgehen oder von einer Zentrale aus, die dann wiederum über ein vom Kran ausgehendes Signal, z. B. über Funk, aktiviert wird.

Claims

Überwachungs- und Warneinrichtung an Baumaschinen, die längere und schwerere Ausleger aufweisen, wie Krane, insbesondere Mobilkrane, dadurch gekennzeichnet, dass Überwachungsmittel vorgesehen sind, durch die eine Überwachung von Parametern erfolgt, die sich beim ungewollten Absenken des Auslegers oder von Auslegerteilen im Nicht-Betriebszustand ändern können und Warnmittel, die bei Änderung der Parameter eine optische und/oder akustische und/oder Funk Warnung auslösen.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsmittel an lasttragenden Zylindern angeordnet sind, wie am Wippzylinder des Hauptauslegers, am Wippzylinder von verstellbaren Auslegerverlängerungen, an Abstützzylindern, an Teleskopierzylindern von Hauptauslegern, an Teleskopierzylindern von teleskopierbaren Auslegerverlängerungen, an Abspannzylindern von Auslegerabspannungen.
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnmittel Dringlichkeitsstufen unterscheiden, so dass zunächst in einer ersten Dringlichkeitsstufe nur der Kranfahrer alarmiert wird, in einer zweiten Dringlichkeitsstufe das Kranumfeld alarmiert wird.
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsmittel ein GPS-System umfassen, das die Position der Krankomponenten bzw. deren Änderung erfasst.
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsmittel zusätzlich eine hydraulische Nachspeisung umfassen, die das Leerlaufen von Zylindern im Falle des Druckverlustes verhindert.
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dauerhaft aktiviert ist oder manuell durch den Kranfahrer aktivierbar bzw. deaktivierbar ist oder aber bei Abschalten des Krans automatisch aktiviert wird.
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsmittel zur Entlastung der Kranbatterie an ein Strom erzeugendes autarkes Aggregat oder Batterien oder einen Netzanschluss angeschlossen sind.
Einrichtung nach eine der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsmittel mit einer bereits im Kran vorhandenen Überlastbegrenzung und/oder Arbeitsbereichsbegrenzung verbunden sind und die für die Lastmomentbegrenzung und/oder Arbeitsbereichsbegrenzung vorhandene Sensorik mit umfassen und für die Eingabe von Toleranzschwellen der zu überwachenden Parametern die Eingabemöglichkeiten der Kransteuerung nutzbar sind.
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnungen der Warnmittel an weitere Baumaschinen, insbesondere Krane, sendbar sind und die dort vorhandene Anti-Kollisions-Steuerungen beeinflussen.
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnmittel mit einem Teleservicesystem verbunden sind, das normalerweise eine Zentrale über den Kranzustand wie beispielsweise Betriebsstunden, Ölzustand, Auslastung informiert.