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WO2018149926A1 - Vorrichtung und verfahren zur ballastwiegung an einem kran sowie ein entsprechender kran - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur ballastwiegung an einem kran sowie ein entsprechender kran Download PDF

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Publication number
WO2018149926A1
WO2018149926A1 PCT/EP2018/053805 EP2018053805W WO2018149926A1 WO 2018149926 A1 WO2018149926 A1 WO 2018149926A1 EP 2018053805 W EP2018053805 W EP 2018053805W WO 2018149926 A1 WO2018149926 A1 WO 2018149926A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ballast
crane
cylinders
pressure
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/053805
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Krutz
Hans-Dieter Willim
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Liebherr Werk Ehingen GmbH
Original Assignee
Liebherr Werk Ehingen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Liebherr Werk Ehingen GmbH filed Critical Liebherr Werk Ehingen GmbH
Priority to US16/479,898 priority Critical patent/US11542125B2/en
Priority to CN201880011880.9A priority patent/CN110291035B/zh
Priority to JP2019543298A priority patent/JP7133558B2/ja
Publication of WO2018149926A1 publication Critical patent/WO2018149926A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/62—Constructional features or details
    • B66C23/72—Counterweights or supports for balancing lifting couples
    • B66C23/74—Counterweights or supports for balancing lifting couples separate from jib
    • B66C23/76—Counterweights or supports for balancing lifting couples separate from jib and movable to take account of variations of load or of variations of length of jib
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/16—Applications of indicating, registering, or weighing devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G5/00—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by fluid action
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    • G01G5/04—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by fluid action with means for measuring the pressure imposed by the load on a liquid
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    • G01G5/04—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by fluid action with means for measuring the pressure imposed by the load on a liquid
    • G01G5/045—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by fluid action with means for measuring the pressure imposed by the load on a liquid combined with means for totalising the pressure imposed by several load-cells
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G5/00—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by fluid action
    • G01G5/04—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by fluid action with means for measuring the pressure imposed by the load on a liquid
    • G01G5/06—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by fluid action with means for measuring the pressure imposed by the load on a liquid with electrical indicating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/62—Constructional features or details
    • B66C23/72—Counterweights or supports for balancing lifting couples
    • B66C23/74—Counterweights or supports for balancing lifting couples separate from jib

Definitions

  • the invention relates to a device for ballast weighing on a crane, with at least two Bailastierzylindern which are adapted to raise / lower the ballast and each comprise at least one pressure transducer in the region of the piston and / or rod side, and with at least one evaluation, the is configured to calculate the masses moved by the Bailastierzylindern from the detected by the pressure transmitters during retraction and / or extension of Bailastierzylinder the mass excluding frictional forces occurring in the Ballasteierzylindern.
  • the invention is further directed to a method for calculating the ballast weight of a crane with a corresponding device.
  • the counterweight or ballast weight provides a moment counteracting the load carried by the crane.
  • the counterweight thus contributes significantly to the stability of the crane. If the crane has, for example, an automatic load moment limitation, the size of the effective counterweight or mass and the effective lever arm of the counterweight are used in the calculation for the stability of the crane.
  • mass In the present case, weight and weight should both be used, since it is clear to the person skilled in the art how he has to use or convert the respectively necessary size. It is known that the crane operator or other operators of the crane manually enter the data necessary for carrying out the load moment limitation. The problem with this procedure is that errors can occur during the manual entry of the necessary data and / or the necessary data can not be retrieved without further ado.
  • a completely self-sufficient method or a completely self-sufficient device can be provided which make inputs by a crane operator or an operator superfluous.
  • a device designed for ballast weighing on a crane and comprises at least two ballast cylinders, which are adapted to raise / lower the ballast.
  • Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims. Accordingly, a device is provided in which the Bailastierzylinder each comprise at least one pressure transducer in the region of the piston and / or rod side and further comprises at least one evaluation unit, which is adapted to the from the pressure transmitters during retraction and / or extension of the Bailastierzylinder detected pressures to calculate the moving masses of the Bailastierzylindern excluding the frictional forces occurring in the Bailastierzylinder.
  • components already present on a crane such as said bailasting cylinders, can thus be used as part of the device according to the invention for determining the ballast weight.
  • the amount of additional necessary components can thus be reduced.
  • the evaluation unit as part of an already provided on the crane control / regulation is trained.
  • the exclusion of the frictional forces occurring in the Bailastierzylindern can be done for example by means of stored friction values, which can fall back on the evaluation and can be taken into account in the calculation of the mass.
  • the pressure transducers are arranged directly in the Bailastierzylindern.
  • pressure-sensitive areas of the pressure transducer can be exposed directly to the pressure medium contained in the Bailastierzylindern and must be coupled via this no additional pressure lines or the like with the Bailastierzylindern, which would otherwise be designed as different from the Bailastierzylindern components such as external pressure lines.
  • the measurement accuracy can be increased.
  • the measurement accuracy is increased by the fact that a direct pressure measurement in the cylinder space can be performed, which provides more accurate readings, as is the case with a measurement, which takes place in an area which leads out through pipes from the space of the cylinder and thus from Cylinder is spaced.
  • the arrangement of the thrusters in the Bailastierzylindern also reduces the risk of damage, since the pressure transducer are better protected by the structure of the ballast cylinder, as would be the case for non-arranged within ballast cylinder pressure sensors.
  • the pressure transducers are arranged within passages in the walls of the ballast cylinders, so as to enable the most direct possible pressure measurement.
  • the invention is further directed to a method for calculating the ballast weight of a crane with a device according to one of claims 1 to 3. The method comprises the steps:
  • the term mass held may also refer to a mass moved by means of the ballasting cylinders.
  • the pressure can be detected in exactly one room each of the ballast cylinders and based on these pressures, the load on the ballast cylinders and thus the effective ballast weight can be determined or calculated.
  • the space may be the rod-side or piston-side working space of the ballast cylinders.
  • the method comprises the step:
  • the mass of the ballast weight can thus be entered, for example, by an operator into the evaluation unit or into another arithmetic unit and / or regulation / control and / or be checked according to the method. If, according to the method, it is determined that there is a difference between calculated mass and manually entered mass that exceeds a limit value, a warning can be issued, for example by means of the evaluation unit, and / or the operation of the crane can be restricted. Also conceivable is an automatic input of the weight or the mass of the ballast, wherein a correspondingly provided detection device detects the weight of attached ballast bodies and makes the evaluation unit available or makes it available for performing the plausibility check.
  • the plausibility check may also include a possible denomination of a ballast recognition. For example, weights of 2, 6, 10, 14, or 18 tons can be used as possible ballast weights. If the controller or the evaluation unit has determined a value of, for example, 2.4 t according to the present invention, it can set the ballast for the load moment limitation or the actual ballast weight to 2 to.
  • the allowable blurring for the assignment of the actual ballast weight can also be situation-dependent. be changeable. For example, the influence of the ambient temperature can also be included.
  • the method comprises the step:
  • the use of the calculated mass and other quantities refers to the use of the calculated mass value to carry out further process steps.
  • the load torque limitation may be configured to prevent a movement of the crane when exceeding a certain load and / or to issue warnings in order to avoid unstable states of the crane.
  • the load torque limiter must know the effective ballast weight in order to determine or calculate therefrom admissible positions or loads of the crane and to prevent forward or backward tilting or relapse of the crane. This can occur if, for example, the boom for the effective ballast is set too steep.
  • the method comprises the step:
  • the temperature of the fluid medium or of the hydraulic medium can be measured, for example, within the bailasting cylinders and / or within lines leading away from the ballast cylinders and / or from the bailasting cylinders. Since different viscosities of the medium can be taken into account at different temperatures of the hydraulic medium, temperature-related influences make it possible to influence the temperature-dependent influences on the pressure medium. in the apparatus or to determine corresponding compensation values or correction values from stored tables or the like and to use them to correct the calculated mass or to compensate for errors in a further calculation step.
  • the method comprises the step:
  • the bracing can be carried out between the operations of retraction and / or extension or after completion of the retraction or extension of Bailastierzylinder.
  • the method according to the invention for calculating the ballast weight can be considered as ballasting.
  • the invention is further directed to a crane with a device according to one of claims 1 to 3.
  • Figures 1 a, 1 b Schematic representations of two devices according to the invention
  • FIG. 2 shows a first pressure-time diagram of a method according to the invention
  • FIGs 3a, 3b second pressure-time diagrams of a method according to the invention.
  • Figure 1 a is a schematic representation of a device according to the invention for ballast weighing on a crane.
  • a left ballast cylinder 1 and a right Bailastiezylinder V for lifting a ballast 2 not further explained is shown.
  • the ballast cylinders 1, 1 'each comprise at least one pressure transducer 10, 10', which are each arranged in the region of the piston and / or rod side of the ballast cylinders 1, 1 '. Further pressure transducer 1 1, 1 1 'can be provided on the piston side of the ballast cylinders 1, 1'.
  • ballast cylinder 1, 1' Depending on whether an embodiment with a pressure transducer or with two pressure sensors per ballast cylinder 1, 1 'is present, either the pressure difference between the two pressure sensors of a ballast cylinder 1, 1' or the absolute pressure measured at a single pressure transducer can be determined according to the invention or be used.
  • the pressure transducer 10, 1 1; 10 ', 1 1' may be coupled to an evaluation unit 3.
  • the evaluation unit 3 is adapted to from at least two of the pressure transducer 10, 1 1; 10 ', 1 1' during the retraction and / or extension of the ballast cylinders 1, 1 'detected pressures to calculate the masses moved by the Bailastierzylindern 1, 1'.
  • the counterweight provides a moment counteracting the crane load or the load lifted by crane.
  • the counterweight contributes significantly to the stability of the crane.
  • a load torque limit of the crane uses the size of the effective counterweight (mass and effective lever arm) when calculating the crane's stability and can prevent the crane from tipping backwards or forwards in the event of inadmissible crane positions. Tilting to the rear can happen if the boom of the crane is too steep for effective ballast. So far, the crane operator has entered the data manually. In order to avoid incorrect entries in this case, a device is to be provided which subjects the inputs of the crane operator to at least one cross-check / plausibility check.
  • the device should be able to operate completely autonomously and make an input by the crane operator superfluous.
  • ballast cylinders 1, 1 ' can each on the ring and piston surface a pressure transducer 10, 11; 10 ', 11' to be installed.
  • the mass which hangs on the ballast cylinders 1, 1' can be determined.
  • the pressure transducer 10, 11; 10 ', 11' can be installed directly in the cylinder and need not be connected via lines with these. This increases the measuring accuracy, so that line losses and temperature errors can be largely avoided.
  • a temperature measurement and a correction of the pressure values on the basis of the temperature values as well as the consideration of a friction factor can also be provided.
  • Figure 1b shows an embodiment of the invention, in which at least one piston rod of Bailastierzylinder 1, 1 'is clamped in ballast.
  • the symbolically shown center of gravity of the bailast can be located by the amount a away from the longitudinal axis of the piston rod.
  • the center of gravity of the bailasting device can lie outside the plane which span the longitudinal axes of the bailasting cylinders 1, 1'.
  • m e * g PR * AR-PK * A K + Fr ⁇ + F 2 * M2
  • m a * g P R * AR-PK * A K - FI * ⁇ - F 2 * M2
  • m (m e + m a ) / 2
  • Fi F 2 and ⁇ ⁇ ⁇ 2
  • m * g * a Fi * b
  • m is the weight of the ballast device and the other parameters from the figure result.
  • the parameters P mean pressure values
  • the parameters A stand for corresponding surfaces of the Balastierzylinders
  • the parameters F stand for forces
  • the indices K and R affect piston-side or ring-side parameters.
  • Section 2 shows the pressure curve in an embodiment of the invention, in which only one pressure sensor 10, 10 'and pressure transducer 10, 10' per Bailastierzylinder 1, V is provided.
  • the pressure curve of the ring side is shown in accordance with the pressure sensors 10, 10 '. Due to asymmetries, the pressure on the left and right is different.
  • the diagram is divided into 5 sections. Section 90 shows the "ballast down" area where the ballast is resting on the undercarriage and section 102 shows the area "ballast in”. Here drive the ballast cylinder 1, 1 'and move the ballast upwards.
  • Section 91 shows a "standstill" area in which ballast hangs with its entire weight on the bailast cylinders 1, 1.
  • the ballast does not touch either an uppercarriage or an undercarriage of the crane.
  • the pressure measurement takes place according to a simplified procedure, for example At 55 seconds, the second section 102 again shows "Retract ballast.” Section 100 shows the area “Ballast is up.” Here press the Bailastierzylinder 1, 1 'the ballast against the uppercarriage of the crane.
  • Starting position is a state in which the ballast to be attached to the superstructure of the crane gen is stacked in the mounting position and the connecting means between Ballastierzylinder 1, V and ballast are brought so far in coverage, that by sole retraction of the ballast cylinder 1, 1 'of Bailastiervorgang is lockable.
  • the sequence of movements can continue to run independently as long as the crane driver holds the button pressed in. An acoustic feedback can be provided.
  • the ballast cylinders 1, 1 ' are extended for, for example, half a second - the piston or piston rod may possibly be "locked in place” the first time, then the ballast cylinders 1, 1' are retracted and the ballast 2 is pulled up the ring surface until the ballast 2 is lifted from the undercarriage.
  • ballast 2 lifted from the undercarriage, a constant pressure is set. Subsequently, the ballast 2 can be clamped, wherein the pressure in the annular surface increases. Shortly before the balling process is completed, the measuring sequence for ballast weighing is initiated.
  • the ballast 2 is extended again for a certain time.
  • the ballast 2 hangs freely in the air and is held exclusively by the Bailastierzylindern 1, 1 '.
  • the pressure in the ring and piston surface is measured, for example: at 15000ms, as the figure 3 can be removed. From the measured pressures, a differential force is calculated when extending the ballast cylinder.
  • ballast cylinders 1, 1 ' are retracted again and the ballast 2 is raised. Again, when entering a pressure measurement in the ring and piston chamber, for example, at just 25000ms. From the measured pressures, a differential force when retracting the ballast cylinders 1, 1 'is calculated. From the differential forces when entering and exiting a mass is determined, which represents the attached ballast 2.
  • ballast cylinders 1, 1 ' can each on the ring and piston surface a pressure transducer 10, 1 1; 10 ', 1 1' to be installed.
  • a pressure measurement in the ring and piston surface the mass, which depends on the Ballastierzylindern 1, 1' determine.
  • Another factor can be taken into account to improve the determined result again, similar to the rocker cylinder pressure measurement for weighing. Furthermore, a temperature compensation can also be included in the calculation.
  • FIGS 3a and 3b describe the method, wherein in the pressure measurement in the ballast cylinders 1, 1 'when retracting the ballast cylinders 1, 1' and the subsequent extension of the ballast cylinders 1, 1 'an improvement can be achieved by excluding the friction in the measurement becomes.
  • the sections shown in FIG. 3a correspond to the sections shown in FIG.
  • the section 101 is now shown in FIG. 3a.
  • the ballast cylinders 1, 1 ' move out and move the ballast away from the superstructure.
  • the two curves 1 10 show the pressure curve on the ring side of the ballast cylinders 1, 1 '. They are tapped from the pressure transmitters 10 and 10 '.
  • the two curves 1 1 1 show the pressure curve on the piston side of the ballast cylinder 1, 1 '. They are tapped from the pressure sensors 1 1 and 1 1 '.
  • FIG. 3a correspond to the sections shown in FIG. 3a.
  • FIG. 3b shows the "weighed ballast" stored in the control.
  • an old value of 1 12 for the "weighed ballast” is present. If the measurement cycle according to the invention begins, that is, when the transition from section 100 to section 101, then the old value is deleted.
  • the controller has the new method by means of the method according to the invention Value 1 13 for the "weighed ballast" determined and stored in the control.
  • the control can of course be identical to the evaluation unit 3 here.
  • the force occurring on the annular surface during retraction of the ballast cylinders 1, 1 ' can be calculated as follows by way of example:
  • the force occurring on the piston surface during retraction of the ballast cylinders 1, 1 ' can be calculated as follows by way of example:
  • the differential force when extending ballast cylinder (at 15sec) can be calculated as an example as follows:
  • ballast is on the undercarriage and the signal "Bailast down" is pending, whereby the last calculated ballast weight is zeroed.
  • the operator activates the button “Lift ballast” (button remains depressed) on an operating control unit or on a control unit.
  • the ballast cylinders are extended for a defined period of time - cylinders may be "locked in” the first time.
  • the ballast is retracted by the Bailastierzylinder (ballast is pulled up). There is an increase in pressure on the ring surface until the ballast is lifted from the undercarriage.
  • ballast 2 lifted from the undercarriage, a constant pressure is set. Subsequently, the ballast is braced, here the pressure in the ring and piston surface increases. Shortly before the balling process is completed, the measuring sequence for ballast weighing is initiated. Here, the ballast for a certain time is extended again (ballast hangs free in the air). When extending the ball cylinder or the Bailastierzylinder 1, 1 ', the pressure in the ring and piston surface. From the measured pressures, a differential force is calculated when extending the Bailastierzylinders. Then the ballast is retracted again, also here takes place when retracting a pressure measurement. From the measured pressures, a differential force is calculated when retracting the Bailastierzylinders. From the differential forces when entering and exiting a mass is determined, which represents the attached ballast.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ballastwiegung an einem Kran, mit wenigstens zwei Ballastierzylindern, die dazu eingerichtet sind, den Ballast anzuheben/abzusenken und die jeweils wenigstens einen Druckgeber im Be- reich der Kolben- und/oder Stangenseite umfassen, und mit wenigstens ei- ner Auswerteeinheit, die dazu eingerichtet ist, aus den von den Druckgebern beim Ein- und/oder Ausfahren der Ballastierzylinder erfassten Drücken die von den Ballastierzylindern bewegte Masse unter Ausschluss der in den Bal- lasteierzylindern auftretenden Reibungskräfte zu berechnen. Die Erfindung ist ferner auf ein Verfahren zur Berechnung des Ballastgewichts eines Krans mit einer entsprechenden Vorrichtung gerichtet.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Ballastwiegung an einem Kran sowie ein entsprechender Kran
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ballastwiegung an einem Kran, mit wenigstens zwei Bailastierzylindern, die dazu eingerichtet sind, den Ballast anzuheben/abzusenken und die jeweils wenigstens einen Druckgeber im Bereich der Kolben- und/oder Stangenseite umfassen, und mit wenigstens einer Auswerteeinheit, die dazu eingerichtet ist, aus den von den Druckgebern beim Ein- und/oder Ausfahren der Bailastierzylinder erfassten Drücken die von den Bailastierzylindern bewegte Masse unter Ausschluss der in den Ballasteierzylindern auftretenden Reibungskräfte zu berechnen. Die Erfindung ist ferner auf ein Verfahren zur Berechnung des Ballastgewichts eines Krans mit einer entsprechenden Vorrichtung gerichtet.
Das Gegengewicht bzw. Ballastgewicht stellt ein Moment zur Verfügung, das der von dem Kran getragenen Last entgegenwirkt. Das Gegengewicht trägt somit wesentlich zur Standsicherheit des Kranes bei. Verfügt der Kran über eine beispielsweise automatische Lastmomentbegrenzung, so wird die Größe des wirksamen Gegengewichts bzw. die Masse und der wirksame Hebelarm des Gegengewichts bei der Berechnung zur Standsicherheit des Krans verwendet. Die Begriffe Masse und Gewicht sollen vorliegend beide Verwendung finden, da es dem Fachmann klar ist, wie er die jeweils notwendige Größe zu verwenden bzw. umzurechnen hat. Es ist dabei bekannt, dass der Kranfahrer bzw. sonstige Bedienpersonen des Krans die zur Durchführung der Lastmomentbegrenzung notwendigen Daten manuell eingeben. Problematisch an diesem Vorgehen ist, dass bei der manuellen Eingabe der notwendigen Daten Fehler auftreten können und/oder die notwendigen Daten nicht ohne weiteres abrufbar sein können.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren bereitzustellen, welche entsprechende Fehleingaben reduzieren und/oder die manuellen Eingaben eines Kranfahrers oder einer sonstigen Bedienperson einer Gegenprüfung bzw. einer Plausibilitätsprüfung unterziehen können. Erfindungsgemäß kann auch ein vollständig autark arbeitendes Verfahren bzw. eine vollständig autark arbeitende Vorrichtung bereitgestellt werden, welche Eingaben durch einen Kranfahrer bzw. eine Bedienperson überflüssig machen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem Anspruch 1 gelöst, die zur Ballastwiegung an einem Kran ausgebildet ist und wenigstens zwei Ballastierzylin- der umfasst, die dazu eingerichtet sind, den Ballast anzuheben/abzusenken. Vorteilhafte Ausbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Demnach ist eine Vorrichtung vorgesehen, bei der die Bailastierzylinder jeweils wenigstens einen Druckgeber im Bereich der Kolben- und/oder Stangenseite umfassen und die ferner wenigstens eine Auswerteinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, aus den von den Druckgebern beim Ein- und/oder Ausfahren der Bailastierzylinder erfassten Drücken die von den Bailastierzylindern bewegte Masse unter Ausschluss der in den Bailastierzylinder auftretenden Reibungskräfte zu berechnen.
Vorteilhafterweise können so bereits an einem Kran vorhandene Komponenten wie die besagten Bailastierzylinder als Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ermittlung des Ballastgewichts genutzt werden. Der Umfang zusätzlicher notwendiger Komponenten kann so reduziert werden. Es ist auch denkbar, dass die Auswerteeinheit als Teil einer an dem Kran bereits vorgesehenen Steuerung/Regelung ausgebildet ist. Der Ausschluss der in den Bailastierzylindern auftretenden Reibungskräfte kann beispielsweise mittels von abgespeicherten Reibungswerten erfolgen, auf die die Auswerteeinheit zurückgreifen kann und die bei der Berechnung der Masse berücksichtigt werden können.
In einer bevorzugten Ausführung kann vorgesehen sein, dass die Druckgeber direkt in den Bailastierzylindern angeordnet sind. Dabei können druckempfindliche Bereiche der Druckgeber direkt dem in den Bailastierzylindern enthaltenen Druckmedium ausgesetzt sein und müssen hierfür über keine zusätzlichen Druckleitungen oder ähnliches mit den Bailastierzylindern gekoppelt sein, welche ansonsten als von den Bailastierzylindern unterschiedlichen Komponenten wie beispielsweise externe Druckleitungen ausgebildet sein müssten. Bei einer derartigen Anordnung der Druckgeber kann die Messgenauigkeit gesteigert werden. Die Messgenauigkeit wird dadurch gesteigert, dass eine direkte Druckmessung im Raum des Zylinders durchgeführt werden kann, welche genauere Messwerte liefert, als dies bei einer Messung der Fall ist, welche in einem Bereich erfolgt, der über Rohrleitungen aus dem Raum des Zylinders herausgeführt und damit vom Zylinder beabstandet ist. Die Anordnung der Druckgeber in den Bailastierzylindern verringert ferner das Risiko von Beschädigungen, da die Druckgeber durch die Struktur der Ballastierzylinder besser geschützt sind, als dies bei nicht innerhalb von Ballastierzylinder angeordneten Druckgebern der Fall wäre.
Es ist denkbar, dass die Druckgeber innerhalb von Durchführungen in den Wandungen der Ballastierzylinder angeordnet sind, um so eine möglichst direkte Druckmessung zu ermöglichen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass genau je ein Druckgeber auf der Stangenseite und ein Druckgeber auf der Kolbenseite der Ballastierzylinder angeordnet sind. Durch die dadurch mögliche Druckmessung an beiden Seiten der Ballastierzylinder kann ein genauer Wert der Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten der Ballastierzylinder ermittelt werden und daraus ein möglichst genauer Wert der von den Bailastierzylindern ausgeübten Kraft berechnet werden. Die Erfindung ist ferner auf ein Verfahren zur Berechnung des Ballastgewichts eines Krans mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 gerichtet. Das Verfahren umfasst dabei die Schritte:
- Erfassen der Drücke in den Ballastierzylindern; und
- Berechnen der mittels der Ballastierzylinder gehaltenen Masse auf Grundlage der erfassten Drücke und unter Berücksichtigung der zugeordneten Flächen.
Hierbei können zur Berechnung der gehaltenen Masse erforderliche Abmessungen der Ballastierzylinder bzw. die Flächen, auf die das Druckmedium wirkt, in der Auswerteeinheit hinterlegt sein oder eingegeben werden, sodass wie weiter unten erläutert eine Berechnung der von den Ballastierzylindern ausgeübten Kräfte über die mit entsprechenden Drücken beaufschlagten Flächen der Ballastierzylinder möglich ist. Der Begriff der gehaltenen Masse kann sich selbstverständlich auch auf eine mittels der Ballastierzylinder bewegte Masse beziehen.
Verfahrensgemäß kann in je genau einem Raum der Ballastierzylinder der Druck erfasst werden und auf Grundlage dieser Drücke kann die Last an den Ballastierzylindern und somit das wirksame Ballastgewicht ermittelt bzw. berechnet werden. Bei dem Raum kann es sich um den stangenseitigen oder kolbenseitigen Arbeitsraum der Ballastierzylinder handeln.
In einer bevorzugten Ausführung kann vorgesehen sein, dass
- das Erfassen der Drücke in den Ballastzierzylindern beim Einfahren und/oder Ausfahren der Ballastierzylinder erfolgt; wobei insbesondere
- ein Berechnen von Druckdifferenzen in den Ballastierzylindern auf Grundlage der beim Einfahren und/oder Ausfahren erfassten Drücke erfolgt. Dabei ist es denkbar, dass zur Steigerung der Genauigkeit der Berechnung in jedem Raum der Bailastierzylinder Drücke erfasst werden und die Druckerfassung sowohl beim Einfahren als auch beim Ausfahren der Bailastierzylinder erfolgt. Durch die Berechnung der Druckdifferenzen ist die Messgenauigkeit der Berechnung weiterhin steigerbar.
In einer bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass das Verfahren den Schritt um- fasst:
- Durchführen einer Plausibilitätsprüfung, wobei die berechnete Masse mit einer insbesondere manuell eingegebenen Masse verglichen wird.
Die Masse des Ballastgewichts kann dabei also beispielsweise von einer Bedienperson in die Auswerteeinheit bzw. in eine sonstige Recheneinheit und/oder Regelung/Steuerung eingegeben werden und/oder verfahrensgemäß überprüft werden. Wird verfahrensgemäß festgestellt, dass zwischen berechneter Masse und manuell eingegebener Masse eine Differenz vorliegt, die einen Grenzwert überschreitet, so kann beispielsweise mittels der Auswerteeinheit ein Warnhinweis ausgegeben werden und/der der Betrieb des Krans eingeschränkt werden. Denkbar ist auch eine automatische Eingabe des Gewichts bzw. der Masse des Ballasts, wobei eine entsprechend vorgesehene Erfassungseinrichtung das Gewicht von angehängten Ballastkörpern erfasst und der Auswerteinheit zur Verfügung stellt bzw. zur Durchführung der Plausibilitätsprüfung zur Verfügung stellt.
In die Plausibilitätsprüfung kann auch eine mögliche Stückelung einer Ballasterkennung einfließen. So können zum Beispiel als mögliche Ballastgewichte Gewichte von 2, 6, 10 14, oder 18 Tonnen verwendet werden. Hat die Steuerung bzw. die Auswerteeinheit einen Wert von beispielsweise 2,4 to gemäß der vorliegenden Erfindung ermittelt, so kann sie den Ballast für die Lastmomentbegrenzung bzw. das tatsächliche Ballastgewicht auf 2 to festsetzen. Die dabei zulässige Unschärfe zur Zuordnung des tatsächlichen Ballastgewichts kann drüber hinaus situationsbezo- gen veränderlich sein. So kann beispielsweise der Einfluss der Umgebungstemperatur ebenfalls miteinbezogen werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass das Verfahren den Schritt umfasst:
- Verwenden der berechneten Masse bei der Lastmomentbegrenzung des Krans.
Die Verwendung der berechneten Masse und sonstiger Größen bezieht sich auf die Verwendung des berechneten Wertes der Masse zur Durchführung weiterer Verfahrensschritte. Die Lastmomentbegrenzung kann dazu eingerichtet sein, bei Überschreiten einer bestimmen Last ein Bewegen des Krans zu unterbinden und/oder Warnhinweise auszugeben, um so instabile Zustände des Krans zu vermeiden. Hierzu muss die Lastmomentbegrenzung das wirksame Ballastgewicht kennen, um daraus zulässige Stellungen bzw. Lasten des Krans zu ermitteln bzw. zu berechnen und ein nach vorne oder nach hinten Kippen bzw. einen Rückfall des Krans zu verhindern. Dieses kann auftreten, wenn beispielsweise der Ausleger für den wirksamen Ballast zu steil gestellt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass das Verfahren den Schritt umfasst:
- Messen der Temperatur des Fluidmediums und Kompensation temperaturbedingter Einflüsse auf die berechnete Masse.
Die Temperatur des Fluidmediums bzw. des Hydraulikmediums kann hierbei beispielsweise innerhalb der Bailastierzylinder und/oder innerhalb von zu den Ballas- tierzylindern und/oder von den Bailastierzylinder wegführenden Leitungen gemessen werden. Da bei unterschiedlichen Temperaturen des Hydraulikmediums unterschiedliche Viskositäten des Mediums berücksichtigt werden können, ist es durch die Temperaturerfassung möglich, temperaturbedingte Einflüsse auf die Druckver- hältnisse in der Vorrichtung zu berücksichtigen bzw. entsprechende Kompensati- onswerte bzw. Korrekturwerte aus hinterlegten Tabellen oder ähnlichen zu ermitteln und zur Korrektur der berechneten Masse bzw. zur Kompensation von Fehlern in einem weiteren Berechnungsschritt zu nutzen.
Entsprechendes gilt für eine alternative oder zusätzliche Kompensation von Reibungseinflüssen auf die berechnete Masse.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass das Verfahren den Schritt umfasst:
- Verspannen des Ballasts mit einer Drehbühne des Krans nach erfolgter Ballastierung.
Das Verspannen kann dabei zwischen den Vorgängen des Ein- und/oder Ausfahrens oder nach Abschluss des Ein- oder Ausfahrens der Bailastierzylinder durchgeführt werden. Als Ballastierung kann vorliegend das erfindungsgemäße Verfahren zur Berechnung des Ballastgewichts betrachtet werden.
Die Erfindung ist ferner auf einen Kran mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 gerichtet.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind anhand der in den Figuren beispielhaft gezeigten Ausführung näher erläutert. Dabei zeigen:
Figuren 1 a, 1 b: Schematische Darstellungen zweier erfindungsgemäßer Vorrichtungen;
Figur 2: erstes Druck-Zeit-Diagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
Figuren 3a, 3b: zweite Druck-Zeit-Diagramme eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Figur 1 a ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ballastwiegung an einem Kran. Hierbei ist ein linker Ballastierzylinder 1 und ein rechter Bailastiezylinder V zum Anheben eines nicht näher erläuterten Ballasts 2 gezeigt. Die Ballastierzylinder 1 , 1 ' umfassen je wenigstens einen Druckgeber 10, 10', die jeweils im Bereich der Kolben- und/oder Stangenseite der Ballastierzylinder 1 , 1 ' angeordnet sind. Weitere Druckgeber 1 1 , 1 1 ' können an der Kolbenseite der Ballastierzylinder 1 , 1 ' vorgesehen sein. Je nachdem ob eine Ausführung mit einem Druckgeber oder mit zwei Druckgebern pro Ballastierzylinder 1 , 1 ' vorliegt, kann entweder die Druckdifferenz zwischen den beiden Druckgebern eines Ballastierzy- linders 1 , 1 ' oder der absolute, an einem einzelnen Druckgeber gemessene Druck erfindungsgemäß bestimmt bzw. verwendet werden.
Die Druckgeber 10, 1 1 ; 10', 1 1 ' können mit einer Auswerteeinheit 3 gekoppelt sein. Die Auswerteeinheit 3 ist dazu eingerichtet, aus von wenigsten zwei der Druckgeber 10, 1 1 ; 10', 1 1 ' beim Ein- und/oder Ausfahren der Ballastierzylinder 1 , 1 ' erfass- ten Drücken die von den Bailastierzylindern 1 , 1 ' bewegte Masse zu berechnen.
Das Gegengewicht stellt ein der Kranlast bzw. der von Kran angehobenen Last entgegenwirkendes Moment zur Verfügung. Somit trägt das Gegengewicht wesentlich zur Standsicherheit des Kranes bei. Eine Lastmomentbegrenzung des Krans verwendet die Größe des wirksamen Gegengewichtes (Masse und wirksamer Hebelarm) bei der Berechnung der Standsicherheit des Krans und kann verhindern, dass der Kran bei unzulässigen Kranstellungen nach hinten oder nach vorne umkippt. Das nach hinten Kippen kann passieren, wenn der Ausleger des Krans für den wirksamen Ballast zu steil gestellt wird. Bisher hat der Kranfahrer die Daten manuell eingegeben. Um hier Fehleingaben zu vermeiden, soll eine Vorrichtung bereitgestellt werden, welche die Eingaben des Kranfahrers zumindest einer Gegenprüfung/ Plausibilitätsprüfung unterzieht. Im besten Falle sollte die Einrichtung vollständig autark arbeiten können und eine Eingabe durch den Kranfahrer überflüssig machen. ln beiden Ballastierzylindern 1, 1' kann auf der Ring- und Kolbenfläche jeweils ein Druckgeber 10, 11 ; 10', 11' verbaut sein. Anhand einer Druckmessung insbesondere in dem Ring- und/oder Kolbenraum (beim Ein- und Ausfahren der Ballastierzylin- der 1, 1') lässt sich die Masse, welche an den Ballastierzylindern 1, 1' hängt, ermitteln.
Die Druckgeber 10, 11 ; 10', 11' können direkt im Zylinder verbaut sein und müssen nicht über Leitungen mit diesen verbunden werden. Hierdurch steigt die Messgenauigkeit, sodass Leitungsverluste und Temperaturfehler weitestgehend vermieden werden können.
Eine Temperaturmessung und eine Korrektur der Druckwerte anhand der Temperaturwerte sowie die Berücksichtigung eines Reibfaktors können ebenfalls vorgesehen werden.
Figur 1b zeigt eine Ausführung der Erfindung, bei der wenigstens eine Kolbenstange der Bailastierzylinder 1 , 1' im Ballast eingespannt ist. Hierdurch kann der symbolisch gezeigte Schwerpunkt der Bailasteinrichtung um den Betrag a entfernt von der Längsachse der Kolbenstange befindlich sein. Bei Verwendung von zwei Ballastierzylindern 1, 1' kann der Schwerpunkt der Bailasteinrichtung außerhalb der Ebene liegen, die die Längsachsen der Bailastierzylinder 1 , 1 ' aufspannen.
In dem in Figur 1b gezeigten Ausführungsbeispiel gilt für das Einfahre des Balas- tierzylinders: me *g = PR* AR-PK* AK+ Fr μι+ F2* M2 Für den Fall des Ausfahrens gilt: ma *g = PR* AR-PK* AK- FI * μι - F2 * M2 Hierbei gilt ferner: m = (me +ma) / 2; Fi = F2 und μι ~ μ2; m * g * a = Fi * b wobei m das Gewicht der Ballasteinrichtung ist und sich die weiteren Parameter aus der Figur ergeben. Hier bedeuten die Parameter P Druckwerte, die Parameter A stehen für entsprechende Flächen des Balastierzylinders, die Parameter F stehen für Kräfte und die Indizes K und R betreffen kolbenseitigen bzw. ringseitige Parameter.
Die Figur 2 zeigt den Druckverlauf in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem nur ein Drucksensor 10, 10' bzw. Druckgeber 10, 10' pro Bailastierzylinder 1 , V vorgesehen ist. Dabei ist der Druckverlauf der Ringseite entsprechend von den Druckgebern 10, 10' gezeigt. Aufgrund von Asymmetrien ist der Druck links und rechts unterschiedlich groß. Das Diagramm ist in 5 Abschnitte eingeteilt. Der Abschnitt 90 zeigt den Bereich„Ballast unten". Hier liegt der Ballast auf dem Unterwagen auf. Der Abschnitt 102 zeigt den Bereich„Ballast einfahren". Hier fahren die Ballastzierzylinder 1 , 1 ' ein und bewegen den Ballast nach oben. Der Abschnitt 91 zeigt einen Bereich„Stillstand", bei dem Ballast mit seinem ganzen Gewicht an den Bailastierzylindern 1 , 1 ' hängt. Der Ballast berührt weder einen Oberwagen noch einen Unterwagen des Krans. In diesem Bereich erfolgt die Druckmessung nach einem vereinfachten Verfahren zum Beispiel bei 55 Sekunden. Der zweite Abschnitt 102 zeigt wieder„Ballast einfahren. Der Abschnitt 100 zeigt den Bereich„Ballast ist oben". Hier drücken die Bailastierzylinder 1 , 1 ' den Ballast gegen den Oberwagen des Krans.
Im Folgenden sind nun anhand der Figur 2 Berechnungsbeispiele nur mit einem Druckgeber 10, 10' in jedem Ringraum angegeben.
1 . Gemessene Werte (Messwerte):
Druck Ringfläche rechts: 57,1 bar
Druck Ringfläche links: 51 ,1 bar.
2. Kraftberechnung: Kraft Zylinder rechts [N]:
Druck Ringfläche rechts * Ringfläche * 10
57,1 bar* 233,26cm2 * 10 = 133193.3N
Kraft Zylinder links [N]:
Druck Ringfläche links * Ringfläche * 10
51 ,1 bar* 233,26cm2 * 10 = 1 19197,5N
3. Gesamtkraft [kN]:
Kraft Zylinder links + Kraft Zylinder rechts
(133193,3N + 1 19197,5N) / 1000 = 252,39kN
4. Ballastermittlung:
Ermittelte Masse [to]: Gesamtkraft/ 9,81
252,39kN / 9,81 = 25,72to
5. Differenz zum Ist-Ballast:
Ist-Ballast 26to
Ermittelter Ballast: 25,72to
Abweichung: 280kg
In diesem Fall ist es möglich, den Druck im Ringraum und die hierdurch auf den Kolben ausgeübte Kraft zu berücksichtigen. Selbstverständlich ist das obige Beispiel analog anwendbar, wenn lediglich je ein Druckgeber 1 1 , 1 1 ' in den Kolbenräumen der Ballastierzylinder vorliegt. Je nach der Ausrichtung der Balastierzylin- ders 1 , 1 ' bezogen auf den Kran können Druckgeber in denjenigen Arbeitsräumen der Ballastierzylinder 1 , 1 ' angeordnet sein, die von der Masse des Ballasts unter Druck gesetzt sind.
Um die Genauigkeit weiter zu steigern, kann automatisch eine Abfolge von Bewegungen der Ballastierzylinder 1 , 1 ' erfolgen. Ausgangsposition ist ein Zustand, in dem der an dem Oberwagen des Krans anzubringende Ballast auf dem Unterwa- gen in Montageposition aufgestapelt ist und die Verbindungsmittel zwischen Ballastierzylinder 1 , V und Ballast soweit in Überdeckung gebracht sind, dass durch alleiniges Einfahren der Ballastierzylinder 1 , 1 ' der Bailastiervorgang abschließbar ist. Die Ballastierzylinder 1 , 1 ' führen diese Bewegungen aus, sobald der Kranführer beispielsweise die Taste„Ballast heben" drückt. Die Abfolge an Bewegungen kann solange selbständig weiter laufen, solange der Kranfahrer die Taste gedrückt hält. Eine akustische Rückmeldung kann vorgesehen sein.
Zunächst werden die Ballastierzylinder 1 , 1 ' für beispielsweise eine halbe Sekunde ausgefahren - Kolben bzw. Kolbenstange sind beim ersten Mal evtl.„festgehockt". Anschließend werden die Ballastierzylinder 1 , 1 ' eingefahren und der Ballast 2 wird hochgezogen. Es erfolgt ein Druckanstieg auf der Ringfläche bis der Ballast 2 vom Unterwagen abgehoben ist.
Ist der Ballast 2 vom Unterwagen abgehoben stellt sich ein konstanter Druck ein. Anschließend kann der Ballast 2 verspannt werden, wobei der Druck in der Ringfläche ansteigt. Kurz bevor der Ballstiervorgang abgeschlossen ist, wird die Messsequenz zur Ballastwiegung eingeleitet.
Hierbei wird der Ballast 2 für eine bestimmte Zeit wieder ausgefahren. Der Ballast 2 hängt frei in der Luft und ist ausschließlich von den Bailastierzylindern 1 , 1 ' gehalten. Beim Ausfahren der Ballstierzylinder 1 , 1 ' wird der Druck in der Ring- und Kolbenfläche gemessen, z.B: bei 15000ms, wie der Figur 3 entnehmbar ist. Aus den gemessenen Drücken wird eine Differenzkraft beim Ausfahren des Ballastierzylin- ders berechnet.
Anschließend werden die Ballastierzylinder 1 , 1 ' wieder eingefahren und der Ballast 2 angehoben. Auch hier erfolgt beim Einfahren eine Druckmessung in dem Ring- und Kolbenraum, z.B. bei knapp 25000ms. Aus den gemessenen Drücken wird eine Differenzkraft beim Einfahren der Ballastierzylinder 1 , 1 ' berechnet. Aus den Differenzkräften beim Ein- und Ausfahren wird eine Masse ermittelt, welcher den angehängten Ballast 2 repräsentiert.
In beiden Ballastierzylindern 1 , 1 ' kann auf der Ring- und Kolbenfläche jeweils ein Druckgeber 10, 1 1 ; 10', 1 1 ' verbaut sein. Anhand einer Druckmessung in der Ring- und Kolbenfläche (beim Ein- und Ausfahren der Bailastierzylinder 1 , 1 ') lässt sich die Masse, welche an den Ballastierzylindern 1 , 1 ' hängt, ermitteln.
Es kann noch ein Faktor berücksichtigt werden, um das ermittelte Ergebnis nochmal zu verbessern, ähnlich wie bei der Wippzylinder-Druckmessung für die Wiegung. Ferner kann auch eine Temperaturkompensation in die Berechnung mit eingehen.
Figuren 3a und 3b beschreiben das Verfahren, wobei bei der Druckmessung in den Ballastierzylindern 1 , 1 ' beim Einfahren der Ballastierzylinder 1 , 1 ' und beim anschließenden Ausfahren der Ballastierzylinder 1 , 1 ' eine Verbesserung erzielt werden kann, indem die Reibung bei der Messung herausgerechnet wird.
Die in Figur 3a gezeigten Abschnitte entsprechen den in Figur 2 gezeigten Abschnitten. Neu ist in Figur 3a der Abschnitt 101 gezeigt. Hier fahren die Ballastierzylinder 1 , 1 ' aus und bewegen den Ballast vom Oberwagen weg. Die beiden Kurven 1 10 zeigen den Druckverlauf auf der Ringseite der Ballastierzylinder 1 , 1 '. Sie sind von den Druckgebern 10 und 10' abgegriffen. Die beiden Kurven 1 1 1 zeigen den Druckverlauf auf der Kolbenseite der Ballastierzylinder 1 , 1 '. Sie sind von den Druckgebern 1 1 und 1 1 ' abgegriffen.
Die in Figur 3a gezeigten Abschnitte entsprechen den in Figur 3a gezeigten Abschnitten. Die Figur 3b zeigt den in der Steuerung hinterlegten„gewogenen Ballast" Zu Beginn der Messung ist ein alter Wert 1 12 für den„gewogenen Ballast" vorhanden. Beginnt der erfindungsgemäße Messzyklus, also beim Übergang von Abschnitt 100 in den Abschnitt 101 , dann wird der alte Wert gelöscht. Bei knapp 25000ms hat die Steuerung mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens den neuen Wert 1 13 für den„gewogenen Ballast" ermittelt und in der Steuerung hinterlegt. Die Steuerung kann hierbei selbstverständlich mit der Auswerteeinheit 3 identisch sein.
Die an der Ringfläche auftretende Kraft beim Einfahren der Ballastierzylinder 1 , 1 ' kann wie folgt beispielhaft berechnet werden:
Kraft Ringfläche Zylinder rechts [N]: Druck Ringfläche rechts * Ringfläche * 10
161 ,0 bar * 40,25cm2 * 10 = 64802.5N
Kraft Ringfläche Zylinder links [N]: Druck Ringfläche links * Ringfläche * 10
161 ,7 bar * 40,25cm2 * 10 = 65084.25N
Gesamtkraft Ringfläche [kN]: Kraft Zylinder links + Kraft Zylinder rechts
(64802.5N + 65084N) / 1000 = 129,89kN
Die dabei an der Kolbenfläche auftretenden Kraft beim Einfahren der Ballastierzylinder 1 , 1 ' kann wie folgt beispielhaft berechnet werden:
Kraft Kolbenfläche Zylinder links/rechts [N]: Druck Kolbenfläche links/rechts * Ringfläche * 10
23, 5 bar * 103,87 cm2 * 10 = 24409.45N
Gesamtkraft Kolbenfläche [kN]: Kraft Zylinder links + Kraft Zylinder rechts
(24409,45N + 24409,45N) / 1000 = 48,82kN
Die Differenzkraft beim Einfahren der Ballastierzylinder 1 , 1 ' kann wie folgt beispielhaft berechnet werden:
Gesamtkraft [kN]: Gesamtkraft Ringfläche [kN] - Gesamtkraft Kolbenfläche [kN]
129,89kN -48,82kN = 81 ,07kN
Kraft an der Ringfläche beim Ausfahren der Ballastierzylinder 1 , 1 ' (bei 15sec) kann wie folgt beispielhaft berechnet werden:
Kraft Ringfläche Zylinder rechts [N]: Druck Ringfläche rechts * Ringfläche * 10 235,0 bar* 40,25cm2 * 10 = 94587,5N Kraft Ringfläche Zylinder links [N]: Druck Ringfläche links * Ringfläche * 10
235 bar* 40,25cm2 * 10 = 94587.5N
Gesamtkraft Ringfläche [kN]: Kraft Zylinder links + Kraft Zylinder rechts
(94587,5N + 94587,5N) / 1000 = 189,17kN
Kraft an der Kolbenfläche beim Ausfahren der Ballastierzylinder 1 , 1 ' (bei 15sec) kann wie folgt beispielhaft berechnet werden:
Kraft Kolbenfläche Zylinder links/rechts [N]: Druck Kolbenfläche links/rechts * Ringfläche * 10
59,5 bar * 103,87cm2* 10 = 61802.65N
Gesamtkraft Kolbenfläche [kN]: Kraft Zylinder links + Kraft Zylinder rechts
(61802.65N + 61802.65N) / 1000 = 123,61 kN
Die Differenzkraft beim Ausfahren Ballastierzylinder (bei 15sec) kann wie folgt beispielhaft berechnet werden:
Gesamtkraft [kN]: Gesamtkraft Ringfläche [kN] - Gesamtkraft Kolbenfläche [kN]
189,17kN - 123,61 kN = 65,56kN
Ermittelte Masse [t]: ((Differenzkraft Ausfahren + Differenzkraft Einfahren) 12) 1 9,81
((81 ,07kN + 65,56kN ) I 2) I 9,81 = 7,47to
Differenz zum Ist-Ballast: Ist-Ballast 7,36to
Ermittelter Ballast: 7,47to
Abweichung: 1 10kg
Der praktische Ablauf der Ballastierung kann sich wie folgt darstellen: Ballast liegt auf dem Unterwagen und das Signal„Bailast unten" steht an. Hierbei wird das zuletzt berechnete Ballastgewicht genullt. Der Bediener aktiviert an einer Bedien-Kontroll-Einheit bzw. an einer Bedieneinheit die Taste„Ballast heben" (Taste bleibt gedrückt). Zunächst werden die Ballastierzy- linder für eine definierte Zeitdauer ausgefahren - Zylinder sind beim ersten Mal evtl. „festgehockt". Anschließend wird der Ballast durch die Bailastierzylinder eingefahren (Ballast wird hochgezogen). Es erfolgt ein Druckanstieg auf der Ringfläche bis der Ballast vom Unterwagen abgehoben ist.
Ist der Ballast 2 vom Unterwagen abgehoben stellt sich ein konstanter Druck ein. Anschließend wird der Ballast verspannt, hier steigt der Druck in der Ring- und Kolbenfläche an. Kurz bevor der Ballstiervorgang abgeschlossen ist, wird die Messsequenz zur Ballastwiegung eingeleitet. Hierbei wird der Ballast für eine bestimmte Zeit wieder ausgefahren (Ballast hängt frei in der Luft). Beim Ausfahren des Ballstierzylinders bzw. der Bailastierzylinder 1 , 1 ' wird der Druck in der Ring- und Kolbenfläche. Aus den gemessenen Drücken wird eine Differenzkraft beim Ausfahren des Bailastierzylinders berechnet. Anschließend wird der Ballast wieder Eingefahren, auch hier erfolgt beim Einfahren eine Druckmessung. Aus den gemessenen Drücken wird eine Differenzkraft beim Einfahren des Bailastierzylinders berechnet. Aus den Differenzkräften beim Ein- und Ausfahren wird eine Masse ermittelt, welcher den angehängten Ballast repräsentiert.

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zur Ballastwiegung an einem Kran, mit wenigstens zwei Ballastierzylindern (1 , 1 '), die dazu eingerichtet sind, den Ballast (2) anzuheben/abzusenken und die jeweils wenigstens einen Druckgeber (10, 10'; 1 1 , 1 1 ') im Bereich der Kolben- und/oder Stangenseite umfassen, und mit wenigstens einer Auswerteeinheit (3), die dazu eingerichtet ist, aus den von den Druckgebern (10, 10'; 1 1 , 1 1 ') beim Ein- und/oder Ausfahren der Bal- lastierzylinder (1 , 1 ') erfassten Drücken die von den Ballastierzylindern (1 , 1 ') bewegte Masse unter Ausschluss der in den Ballastierzylindern (1 , 1 ') auftretenden Reibungskräfte zu berechnen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Druckgeber (10, 10') direkt in den Ballastierzylindern (1 , 1 ') angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass genau je ein Druckgeber (10, 10') auf der Stangenseite und je ein Druckgeber (1 1 , 1 1 ') auf der Kolbenseite der Bailastierzylinder (1 , 1 ') angeordnet sind.
4. Verfahren zur Berechnung des Ballastgewichts eines Krans mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Schritte:
• Erfassen der Drücke in den Bailastierzylindern (1 , 1 '); und
• Berechnen der mittels der Bailastierzylinder (1 , 1 ') gehaltenen Masse auf Grundlage der erfassten Drücke und unter Berücksichtigung der zugeordneten Flächen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass:
das Erfassen der Drücke in den Ballastzierzylindern (1 , 1 ') beim Einfahren und/oder Ausfahren der Bailastierzylinder (1 , 1 ') erfolgt; wobei insbesondere
ein Berechnen von Druckdifferenzen in den Bailastierzylindern (1 , 1 ') auf Grundlage der beim Einfahren und/oder Ausfahren erfassten Drücke erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch den Schritt:
• Durchführen einer Plausibilitätsprüfung, wobei die berechnete Masse mit einer insbesondere manuell eingegebenen Masse verglichen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch den
Schritt: • Verwenden der berechneten Masse bei der Lastmomentbe- grenzung des Krans.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, gekennzeichnet durch den
Schritt:
• Messen der Temperatur des Fluidmediums und Kompensation temperaturbedingter Einflüsse auf die berechnete Masse.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, gekennzeichnet durch den
Schritt:
• Verspannen des Ballastes mit einer Drehbühne des Krans nach erfolgter Ballastierung.
10. Kran mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
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Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/479,898 US11542125B2 (en) 2017-02-15 2018-02-15 Device and method for weighing a ballast on a crane and corresponding crane
CN201880011880.9A CN110291035B (zh) 2017-02-15 2018-02-15 用于在起重机处压载物称重的设备和方法及相应的起重机
JP2019543298A JP7133558B2 (ja) 2017-02-15 2018-02-15 クレーンのバラストを測定する装置及び方法、並びにそのクレーン

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3125031B1 (fr) * 2021-07-08 2023-11-03 Manitowoc Crane Group France Procédé d’adaptation d’une courbe de charge d’une grue en fonction de sa configuration

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994021549A1 (en) * 1993-03-18 1994-09-29 American Crane Corporation Apparatus and method for handling a counterweight
US20110155681A1 (en) * 2009-12-28 2011-06-30 Hitachi Sumitomo Heavy Industries Construction Crane Co., Ltd. Counterweight Suspension Device and Mobile Crane
DE202014008661U1 (de) * 2014-10-31 2014-12-02 Liebherr-Werk Ehingen Gmbh Mobilkran mit Ballastaufnahmevorrichtung

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5553427U (de) * 1978-10-05 1980-04-10
JP2516865Y2 (ja) * 1990-07-20 1996-11-13 株式会社タダノ 移動式クレーンにおけるカウンタウエイトの装着状態検出装置
IT1242380B (it) * 1990-07-23 1994-03-04 Danieli Off Mecc Procedimento e dispositivo per il controllo della forza applicata sui bracci porta elettrodi del forno elettrico ad arco
JP3877871B2 (ja) * 1998-05-25 2007-02-07 住友建機製造株式会社 クレーン仕様の油圧ショベルに於ける吊り荷重演算方法
FR2837808B1 (fr) * 2002-03-28 2004-10-29 Sms Synergie Man Systeme Systeme d'apport d'huile dans la ligne d'equilibrage d'une fleche de grue a portee variable
JP5625377B2 (ja) * 2010-02-09 2014-11-19 コベルコクレーン株式会社 移動式クレーン
JP2012215495A (ja) * 2011-04-01 2012-11-08 Hitachi Constr Mach Co Ltd 荷重計測装置
CN102249152B (zh) 2011-06-01 2014-01-15 三一汽车起重机械有限公司 起重机活动配重的检测装置及方法
CN202440254U (zh) * 2012-01-06 2012-09-19 三一汽车起重机械有限公司 配重检测装置和起重设备
EP2799386B1 (de) * 2013-05-03 2016-11-09 Manitowoc Crane Group France SAS Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung und Überwachung eines gerüsteten Gegengewichts an einem Kran
CN103940549A (zh) * 2014-03-25 2014-07-23 南京梅山冶金发展有限公司 堆取料机平衡配重量的快速检测方法
CN105314551B (zh) * 2015-11-06 2017-03-22 中联重科股份有限公司 起重机械的配重控制方法和装置
DE102016203607B4 (de) 2016-03-04 2020-02-06 Tadano Faun Gmbh Kran

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994021549A1 (en) * 1993-03-18 1994-09-29 American Crane Corporation Apparatus and method for handling a counterweight
US20110155681A1 (en) * 2009-12-28 2011-06-30 Hitachi Sumitomo Heavy Industries Construction Crane Co., Ltd. Counterweight Suspension Device and Mobile Crane
DE202014008661U1 (de) * 2014-10-31 2014-12-02 Liebherr-Werk Ehingen Gmbh Mobilkran mit Ballastaufnahmevorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017001533B4 (de) 2025-10-16
JP7133558B2 (ja) 2022-09-08
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