AT523791B1

AT523791B1 - Induktionssensoranordnung einer Sicherungs- und Verriegelungseinheit eines Teleskopauslegers eines Fahrzeugkrans

Info

Publication number: AT523791B1
Application number: ATA50284/2021A
Authority: AT
Inventors: Heintz Rolf
Original assignee: Tadano Demag Gmbh
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2021-04-16
Publication date: 2024-01-15
Also published as: AT523791A2; US20210323798A1; AT523791A3; US12040791B2; DE102020110481B3; JP2021173757A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Induktionssensoranordnung (10) für eine Sicherungs- und Verriegelungseinheit, insbesondere eines Teleskopauslegers. Diese umfasst wenigstens einen Signalgeber (20a), der zur Erzeugung eines zu seiner aktiven Schaltfläche (40a) hin ausgerichteten elektromagnetischen Streufelds (30a) ausgebildet ist, sowie mindestens ein Schaltelement (50), welches zum kontaktfreien Zusammenwirken mit dem Signalgeber (20a) vorgesehen ist. Der Signalgeber (20a) und das Schaltelement (50) sind in Bezug auf eine parallel zu einer Grundebene (E) verlaufende Verstellrichtung (Y) relativ zueinander verlagerbar. Um trotz hoher Erfassungssicherheit einen einfachen und insgesamt kostengünstigen Einbau der Induktionssensoranordnung (10) zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass die aktive Schaltfläche (40a) des Signalgebers (20a) und die Grundebene (E) zueinander geneigt sind. Auf diese Weise ist auch das elektromagnetische Streufeld (30a) des Signalgebers (20a) vorteilhaft geneigt, so dass ein möglicher Versatz (V) zwischen Signalgeber (20a) und Schaltelement (50) keinen Einfluss auf die Genauigkeit der Positionserfassung in Bezug auf die Verstellrichtung (Y) ausüben kann.

Description

Beschreibung

INDUKTIONSSENSORANORDNUNG EINER SICHERUNGS- UND VERRIEGELUNGSEINHEIT EINES TELESKOPAUSLEGERS EINES FAHRZEUGKRANS

[0001] Die Erfindung betrifft eine Induktionssensoranordnung einer Sicherungs- und Verriegelungseinheit eines Teleskopauslegers eines Fahrzeugkrans, insbesondere eines Mobilkrans, umfassend wenigstens einen Signalgeber, der zur Erzeugung eines zu seiner aktiven Schaltfläche hin ausgerichteten elektromagnetischen Streufelds ausgebildet ist, sowie mindestens ein Schaltelement, welches zum kontaktfreien Zusammenwirken mit dem Signalgeber vorgesehen ist, wobei der Signalgeber und das Schaltelement in Bezug auf eine parallel zu einer Grundebene verlaufende Verstellrichtung relativ zueinander verlagerbar sind. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Sicherungs- und Verriegelungseinheit mit einer solchen Induktionssensoranordnung sowie einen Teleskopausleger mit der Sicherungs- und Verriegelungseinheit oder einer solchen Induktionssensoranordnung. Letztlich betrifft die Erfindung auch einen Kran mit einem so ausgestatteten Teleskopausleger.

[0002] Der Maschinenbau kennt diverse Anwendungsfälle, in denen die Annäherung von relativ zueinander beweglichen Bauteilen zu erfassen ist. Typischerweise dient diese Erfassung der Bestätigung darüber, dass eine zu überwachende Lage der Bauteile entweder erreicht oder verlassen wurde. Dies kann beispielsweise dazu genutzt werden, um weitergehende Schaltvorgänge in manueller oder automatisierter Form anzustoßen. Gewöhnlich basiert die Erfassung auf dem Einsatz geeigneter Signalgeber. Diese können als reine Sensoren oder Schalter ausgebildet sein. Deren Funktion lässt sich dahingehend unterscheiden, ob diese einen physischen Kontakt mit den Bauteilen benötigen oder nicht. Als kontaktfrei beziehungsweise berührungslos arbeitende Signalgeber sind Näherungsschalter bereits hinlänglich bekannt. Deren Arbeitsweise kann beispielsweise induktiv, kapazitiv, optisch, temperatur- oder druckgesteuert erfolgen.

[0003] Die Funktionsweise eines als induktiver Näherungsschalter ausgebildeten Signalgebers beruht auf dem Aufbau eines elektromagnetischen Streufeldes, welches von einer durch einen Oszillator angetriebenen Sendespule erzeugbar ist. Eine Wechselwirkung zwischen diesem elektromagnetischen Streufeld und einem nachzuweisenden Objekt kann durch eine Auswerteinheit, die beispielsweise Bestandteil des Näherungsschalters ist, erfasst werden. Auf diese Weise kann bei Erreichen einer bestimmten Signalhöhe, also eines Schwellenwertes, ein Schaltsignal ausgegeben werden, bei dem es sich zumeist um ein binäres Ein-/Aus-Signal handelt. Der Punkt, an dem das Schaltsignal ausgegeben wird, wird auch Schaltpunkt genannt. Ein induktiver Näherungsschalter ist aus der deutschen Patentschrift DE 10 2018 127 157 B3 vorbekannt.

[0004] Ein derartiger Signalgeber weist einen üblicherweise an einem seiner Enden gelegenen Erfassungsbereich auf. Besagtes Ende dient als aktive Schaltfläche, zu welcher das den Signalgeber verlassende elektromagnetischen Streufeld hin ausgerichtet ist. Die Gestalt des den Erfassungsbereich definierenden Streufelds ist spezifisch für jeden Signalgeber und kann zudem von seiner Einbauart und -lage abhängen. Gleichwohl lässt sich das elektromagnetische Streufeld als eine im Wesentlichen kegelige rotationssymmetrische Form mit einem gebogenen Mantel beschreiben. In einfachen Worten weist das Streufeld im zentralen Schnitt die Form eines, insbesondere gleichschenkligen, Dreiecks auf, dessen sich von der Grundseite zur Spitze hin erstreckenden Seiten voneinander weg gekrümmt sind. Besagte Krümmung wird auch als Ansprechkurve bezeichnet. Da diese keine scharfe Grenze besitzt, sondern aufgrund der Verzögerung zwischen Ursache und Wirkung einer entsprechenden Hysterese unterliegt, kann die Ansprechkurve zudem in eine Ein- und eine Ausschaltkurve unterteilt werden. Damit legt die Ansprechkurve auch den Schaltabstand fest, der durch ein sich näherndes Objekt erreicht werden muss, um als vom Signalgeber erfasst zu gelten.

[0005] Insbesondere hydraulisch betriebene Teleskopausleger benötigen eine Sicherung ihrer einzeln aus dem Grundkasten ausfahrbaren Innenkästen (Schüsse), um diese in ihrer relativen Lage zueinander zu fixieren. Dies erfolgt gewöhnlich durch eine Sicherungs- und Verriegelungs-

einheit (SVE). Deren Möglichkeit zur Arretierung erfolgt mittels Bolzen, die bei Erreichen der Ausfahrlänge des jeweiligen Innenkastens in eine entsprechende Ausnehmung verlagert werden. Da die miteinander korrespondierenden Bauteile dieser Arretierung außerhalb des Sichtbereichs liegen, bedarf es einer präzisen Erfassung bezüglich der Lage der Innenkästen, um die so mögliche Arretierung sicher durchführen zu können. Eine typische Arretierung der Innenkästen geht beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 04 838 A1 hervor.

[0006] Die deutsche Patentschrift DE 102 23 449 B4 offenbart eine rein mechanische Möglichkeit zur Erfassung der Lage der Innenkästen eines Teleskopauslegers zueinander, die auf mit einer Gebereinrichtung korrespondierenden Messwertaufnehmern basiert. Die rotierbaren Messwertaufnehmer weisen hierzu einen Kranz mit Zähnen auf, welcher mit Tastbolzen der Gebereinrichtung in Eingriff steht.

[0007] Auch ist aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 20 2016 101 500 U1 bereits ein weiterer Kranteleskopausleger mit Grund- und Innenkästen sowie einer Sicherungs- und Verriegelungseinheit bekannt. Für eine Bestimmung einer Ausfahrposition des jeweiligen Innenkastens ist jeweils an benachbarten Kästen eine Messvorrichtung angeordnet, die aus einem Lesekopf und hiervon induktiv ablesbaren Magnetmaßstäben aufgebaut ist.

[0008] Ferner ist aus der deutschen Patentschrift DD 286 533 A5 für das Gebiet des Brennschneidens eine induktive Messvorrichtung zur berührungslosen Messung des Abstandes eines Schneidbrenners von einer Werkstückoberfläche bekannt. Die induktive Messvorrichtung besteht im Wesentlichen aus einem induktiven Stabsensor, der mit seiner Sensorachse in einem Winkel zu einer Normalen auf der Werkstückoberfläche ausgerichtet ist und auf den Schneidbereich des Schneidbrenners gerichtet ist. Auch der Schneidbrenner ist in einem Winkel zu der Normalen ausgerichtet. Durch die winklige Ausrichtung des Stabsensors kann dieser mit einem minimalen Wärmeschutz sicher innerhalb eines sogenannten Flammenschattens des Schneidbrenners angeordnet werden und somit stabil in einem optimalen elektrischen Arbeitsbereich betrieben werden.

[0009] Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2009 008 557 A1 zeigt einen Teleskopausleger mit einem Teleskopiersystem, welches als induktive Näherungsschalter ausgebildete Signalgeber besitzt. Diese wirken mit zugehörigen Schaltelementen zusammen, die an geeigneter Stelle des Teleskopauslegers befestigt sind. Die Schaltelemente weisen eine zur Erfassung durch das elektromagnetische Streufeld vorgesehene Oberfläche auf, die sich parallel zur aktiven Schaltfläche der Signalgeber erstrecken.

[0010] Die als induktive Näherungsschalter ausgebildeten Signalgeber können hierbei zur Positionserkennung genutzt werden, um die Bolzen der in Bezug auf eine Verstellrichtung linear verlagerbaren Innenkästen automatisch zu verriegeln und zu entriegeln. Dies setzt neben einem millimetergenauen Einbau vor allem eine parallele Abstandsführung der Signalgeber und Schaltelemente zueinander voraus, um eine reibungslos funktionierende Positionserkennung zu ermöglichen. Ein etwaiger Versatz zwischen Signalgebern und Schaltelementen senkrecht zur Verstellrichtung führt unweigerlich zu einer Veränderung der Schaltpunkte der Signalgeber. Dies liegt an der zuvor näher erläuterten Form des Erfassungsbereichs beziehungsweise des elektromagnetischen Streufelds. So kann bereits ein leichter Versatz des Signalgebers hin zur Spitze des Streufelds dazu führen, dass dieser außerhalb des Erfassungsbereichs liegt. Demgegenüber würde ein Versatz in die gegensätzliche Richtung zum Eintauchen in den Erfassungsbereich des Schaltelements und damit zu dessen Erfassung führen, obwohl die relative Lage der Innenkästen in Bezug auf die Verstellrichtung unverändert bliebe. Hierdurch könnte ein Signal zum Verriegeln der Sicherungs- und Verriegelungseinheit ausgelöst werden, obwohl deren Bolzen sich noch nicht in seiner korrekten Lage zur zugehörigen Ausnehmung befindet. Im Ergebnis würde der Bolzen gegen die Wandung des jeweiligen Innenkastens gefahren, was neben einer möglichen Beschädigung insbesondere zum Ausbleiben der Arretierung wenigstens eines Innenkastens führen kann. Angesichts dieser Beobachtungen bietet die Anordnung derartiger Induktionssensoren somit noch Raum für Verbesserungen.

[0011] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Induktionssensoran-

ordnung einer Sicherungs- und Verriegelungseinheit dahingehend zu verbessern, dass diese trotz hoher Erfassungssicherheit einen einfacheren und insgesamt kostengünstigeren Einbau ermöglicht. Weiterhin sollen eine damit ausgestattete Sicherungs- und Verriegelungseinheit sowie ein Teleskopausleger mit einer solchen Sicherungs- und Verriegelungseinheit und ein Kran mit einem solchen Teleskopausleger aufgezeigt werden, die trotz hoher Erfassungssicherheit ihrer Induktionssensoranordnung einen einfacheren und insgesamt kostengünstigeren Aufbau aufweisen.

[0012] Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einer Induktionssensoranordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1. In den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben. Weiterhin wird diese Aufgabe durch eine Sicherungs- und Verriegelungseinheit mit den Merkmalen von Anspruch 9 und einen Teleskopausleger gemäß den Merkmalen von Anspruch 10 sowie einen Kran mit den Merkmalen von Anspruch 11 gelöst.

[0013] Erfindungsgemäß wird nunmehr eine Induktionssensoranordnung vorgeschlagen, bei der die aktive Schaltfläche des Signalgebers und die Grundebene zueinander geneigt sind. Der sich hieraus ergebende Vorteil ist darin zu sehen, dass mit Neigung des Signalgebers auch dessen im Wesentlichen dreiecksförmige Erfassungsbereich geneigt ist. Hierdurch ist die Folge eines möglichen Versatzes zwischen Signalgeber und Schaltelement dahingehend abgemildert, dass dieser nun nicht mehr parallel zur Längsachse des Signalgebers erfolgt, sondern in einem Winkel zu dessen nun geneigten Längsachse. Im Ergebnis ist so wenigstens einer der sich zur Spitze hin erstreckenden Seiten des Erfassungsbereichs weiter in Richtung einer Vertikalen ausgerichtet, so dass der Winkel zwischen der Grundebene und dieser Seite des Erfassungsbereichs vergrößert ist. Im Idealfall fällt die Neigung des Signalgebers so groß aus, dass besagte Seite seines Erfassungsbereichs quasi lotrecht verläuft. Damit ist sichergestellt, dass der Signalgeber unabhängig von einem möglichen Versatz an derselben Position in Bezug auf die Verstellrichtung in den Erfassungsbereich eindringt. Mit anderen Worten würde dessen Versatz sich dann parallel zur besagten Seite des im Wesentlichen dreiecksförmigen Erfassungsbereichs ereignen, so dass sich hieraus keine Auswirkungen ergeben. Damit ist es nur aufgrund der erfindungsgemäßen Neigung der aktiven Schaltfläche des Signalgebers beziehungsweise des gesamten Signalgebers möglich, auf eine aufwendige und insofern kostenintensive parallele Abstandsführung von Signalgeber und Schaltelement zueinander weitestgehend zu verzichten.

[0014] Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des grundsätzlichen Erfindungsgedankens können die aktive Schaltfläche des Signalgebers und eine zur Erfassung durch das elektromagnetische Streufeld vorgesehene Oberfläche des Schaltelements zueinander geneigt sein. Auf diese Weise wird der zuvor beschriebene vorteilhafte Effekt bei einem möglichen Versatz weiter verstärkt. Diese Neigung kann dazu beitragen, dass die zur Erfassung durch den Signalgeber vorgesehene Oberfläche des Schaltelements weiter an die sich möglichst vertikal erstreckende Seite des Erfassungsbereichs angenähert ist. Im Idealfall ist besagte Oberfläche derart gegenüber der aktiven Schaltfläche des Signalgebers geneigt, dass diese im Wesentlichen parallel zur relevanten Seite des Erfassungsbereichs verläuft.

[0015] Die Form des erzeugbaren elektromagnetischen Streufelds der Signalgeber kann eine Ansprechkurve aufweisen, wobei eine einen Mittelpunkt der Ansprechkurve berührende Tangente in vorteilhafter Weise einen Winkel von 90° zwischen sich und der Grundebene einschließen kann. Alternativ oder ergänzend hierzu kann eine die Endpunkte der Ansprechkurve schneidende Sekante einen Winkel von 90° zwischen sich und der Grundebene einschließen. Eine derartige Ausrichtung des den Erfassungsbereich definierenden elektromagnetischen Streufelds weist eine überaus hohe Präzision in seiner Erfassung auf, da ein etwaiger Versatz des Schaltelements zum Signalgeber sich nahezu parallel entlang der im Wesentlichen durch die Tangente beschriebenen Seite des Erfassungsbereichs abspielt und insofern einen geringstmöglichen Einfluss ausübt.

[0016] Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung kann die erfindungsgemäße Induktionssensoranordnung auch zwei Signalgeber vorsehen. Dabei sind deren aktive Schaltflächen derart gegenüber der Grundebene geneigt, dass sich die Längsachsen der beiden Signalgeber schnei-

den. Hierdurch lässt sich die Präzision in Bezug auf die korrekte Erfassung des Schaltelements nochmals erhöhen. So können die beiden Signalgeber dazu genutzt werden, um die exakte Verortung des Schaltelements zwischen deren beiden Erfassungsbereichen zu bestimmen. Aufgrund der erfindungsgemäßen Neigung der Signalgeber ist ein möglicher Versatz des Schaltelements zu vernachlässigen, da dieses auch in unterschiedlichen Höhenlagen stets an derselben Position in Bezug auf die Verstellrichtung in deren Erfassungsbereiche gelangt.

[0017] Hierauf aufbauend wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Längsachsen der beiden Signalgeber sich in einer senkrecht zur Grundebene verlaufenden Vertikalebene erstrecken. Damit ist sichergestellt, dass deren Erfassungsbereiche ideal zueinander ausgerichtet sind, um trotz etwaiger Toleranzen in Bezug auf einen möglichen Versatz des Schaltelements stets in derselben Position des Schaltelements in Bezug auf die Verstellrichtung dieses zu erkennen beziehungsweise zu bestimmen.

[0018] Im Rahmen der Erfindung wird es weiter als vorteilhaft angesehen, wenn die Verstellrichtung in besagter Vertikalebene verläuft. Alternativ hierzu kann die Verstellrichtung eine Orthogonale auf die Vertikalebene sein. Die Festlegung der jeweils vorteilhafteren Ausrichtung obliegt dem Fachmann, welcher hierzu im Einzelfall die jeweiligen Ausgestaltungen und Anforderungen zugrunde legt.

[0019] Grundsätzlich kann das Schaltelement einen Grundkörper besitzen, wobei die zur Erfassung durch das jeweilige elektromagnetische Streufeld der Signalgeber vorgesehene Oberfläche des Schaltelements an voneinander abgewandten Seiten des Grundkörpers gelegen sein können. Dies meint, dass der Grundkörper des Schaltelements quasi zwischen den beiden Erfassungsbereichen der Signalgeber erfassbar ist, wobei dessen sich gegenüberliegenden Ränder beziehungsweise die dort gelegenen Kanten des Grundkörpers zum Eintauchen in die Erfassungsbereiche dienen.

[0020] Alternativ hierzu kann der Grundkörper auch eine durch zwei einander zugewandte, insbesondere parallele, Wandbereiche begrenzte Nut aufweisen. Dabei können die zur Erfassung durch das jeweilige elektromagnetische Streufeld der Signalgeber vorgesehenen Oberflächen des Schaltelements an diesen Wandbereichen gelegen sein.

[0021] Die nunmehr vorgestellte erfindungsgemäße Induktionssensoranordnung ermöglicht einen überaus einfachen und insgesamt kostengünstigen Einbau, beispielsweise in oder als Bestandteil einer Sicherungs- und Verriegelungseinheit eines Teleskopauslegers. Aufgrund der erfindungsgemäßen Abkehr von der sonst üblichen parallelen Ausrichtung der aktiven Schaltfläche des wenigstens einen Signalgebers gegenüber der zur Erfassung durch das elektromagnetische Streufeld vorgesehenen Oberfläche des Schaltelements wird der sich aus der naturgemäßen Form des elektromagnetischen Streufelds ergebende Nachteil bei einem im Betrieb möglichen wechselnden Versatz zwischen Signalgeber und Schaltelement weitestgehend neutralisiert. Eine sonst übliche und aufwendige Abstandsführung zwischen Signalgeber und Schaltelement kann insofern entfallen oder zumindest deutlich einfacher gestaltet sein. Hierdurch lassen sich nicht nur die Kosten und der Konstruktionsaufwand senken, da der Wegfall oder zumindest die Reduzierung der Abstandsführung einen geringeren Platzbedarf aufweist. Hierdurch können auch Bauteile kleiner dimensioniert und insofern ebenfalls kostengünstiger und in der Ausführung leichter hergestellt werden. Letztlich sorgt die Präzision im Ansprechverhalten auch bei einem möglichen Versatz zwischen Signalgeber und Schaltelement für eine überaus geringe Ausfall- und Schadensquote, wodurch sich die Anzahl möglicher Störungen durch Verklemmen, Abnutzung sowie Wartung und Austausch von Teilen auf ein Minimum reduzieren lässt.

[0022] Weiterhin ist die Erfindung auf eine Sicherungs- und Verriegelungseinheit gerichtet, die eine wie zuvor aufgezeigte, erfindungsgemäße Induktionssensoranordnung umfasst. Die damit erreichbaren Vorteile entsprechen den bereits für die erfindungsgemäße Induktionssensoranordnung aufgezeigten, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen an dieser Stelle auf die vorangegangenen Ausführungen hierzu verwiesen wird.

[0023] Auch ist die Erfindung auf einen Teleskopausleger, insbesondere für einen Kran, gerich-

tet, welcher eine wie zuvor angesprochene erfindungsgemäße Sicherungs- und Verriegelungseinheit oder nur eine wie ebenfalls bereits zuvor aufgezeigte erfindungsgemäße Induktionssensoranordnung besitzt. Die damit erreichbaren Vorteile entsprechen ebenfalls den bereits für die erfindungsgemäße Induktionssensoranordnung aufgezeigten, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auch an dieser Stelle auf die vorangegangenen Ausführungen hierzu verwiesen wird.

[0024] Letztlich ist die Erfindung auch auf einen Kran gerichtet, welcher mit einem wie zuvor aufgezeigten Teleskopausleger ausgestattet ist. Die hierdurch erreichbaren Vorteile ergeben sich ebenfalls aus den im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Induktionssensoranordnung gemachten Erläuterungen, so dass auch an dieser Stelle auf die entsprechenden Ausführungen hierzu verwiesen wird.

[0025] Figur 1a zeigt eine Induktionssensoranordnung aus dem Stand der Technik in einer schematischen Ansicht und

[0026] Figur 1b zeigt eine weitere Induktionssensoranordnung aus dem Stand der Technik in einer schematischen Ansicht.

[0027] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

[0028] Figur 2a einen Teil einer erfindungsgemäßen Induktionssensoranordnung für eine Sicherungs- und Verriegelungseinheit in einer schematischen Ansicht,

[0029] Figur 2b eine erfindungsgemäßen Induktionssensoranordnung für eine Sicherungsund Verriegelungseinheit in einer schematischen Ansicht,

[0030] Figur 3a eine alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Induktionssensoranordnung aus Figur 2b in einer schematischen Ansicht, Figur 3b die Induktionssensoranordnung aus Figur 3a mit zueinander versetzten Bauteilen,

[0031] Figur 4a eine weitere alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Induktionssensoranordnung aus Figur 2b und Figur 3a sowie Figur 3b in einer schematischen Ansicht sowie

[0032] Figur 49 die Induktionssensoranordnung aus Figur 4a mit zueinander versetzten Bauteilen.

[0033] Figur 1 zeigt den schematischen Aufbau einer Induktionssensoranordnung 1 aus dem Stand der Technik. Die Induktionssensoranordnung 1 umfasst vorliegend einen einzigen Signalgeber 2a, welcher als induktiver Näherungsschalter ausgebildet ist. Der Signalgeber 2a ist dazu ausgebildet, um bei Bedarf ein elektromagnetisches Streufeld 3a zu erzeugen. Der sich in Richtung seiner Längsachse X1 erstreckende Signalgeber 2a besitzt eine endseitig an diesem gelegene aktive Schaltfläche 4a, zu der das elektromagnetische Streufeld 3a hin ausgerichtet ist. Mit anderen Worten verlässt das elektromagnetische Streufeld 3a den Signalgeber 2a im Bereich seiner aktiven Schaltfläche 4a. Erkennbar weist das einen Erfassungsbereich definierende elektromagnetische Streufeld 3a eine im Wesentlichen als Dreieck bezeichenbare Form mit gekrümmten Seiten auf. Weiterhin umfasst die Induktionssensoranordnung 1 ein Schaltelement 5, welches zum kontaktfreien Zusammenwirken mit dem Signalgeber 2a vorgesehen ist. Derartige Schaltelemente 5 sind generell mitunter auch unter dem Begriff "Schaltfahne" bekannt. Schaltelement 5 und Signalgeber 2a sind in Bezug auf eine Verstellrichtung Y relativ zueinander verlagerbar. Die Verstellrichtung Y verläuft dabei parallel zu einer Grundebene E, wobei die aktive Schaltfläche 4a des Signalgebers 2a sich ebenfalls parallel zur Grundebene E erstreckt. Ebenso verläuft eine zur Erfassung durch das elektromagnetische Streufeld 3a vorgesehene Oberfläche F1 des Schaltelements 5 parallel zur Grundebene E.

[0034] Wie zu erkennen, können Signalgeber 2a und Schaltelement 5 im Betrieb der Induktionssensoranordnung 1 einen unerwünschten Versatz V zueinander einnehmen. Aufgrund des Versatzes V ist nicht sichergestellt, dass das Schaltelement 5 stets an derselben Position relativ zum Signalgeber 2a erfasst wird. Ursächlich hierfür ist die naturbedingte Form des elektromagneti-

schen Streufelds 3a. Mit Bezug auf die Darstellung von Figur 1a ist das Schaltelement 5 ohne Anderung seiner Position in Bezug auf die Verstellrichtung Y nicht durch das elektromagnetische Streufeld 3a erfassbar, wenn dieses einen zur Grundebene E hin erfolgenden Versatz V aufweist. Demgegenüber wird das Schaltelement 5 erfasst, sobald dessen Versatz V sich reduziert beziehungsweise das Schaltelement 5 eine, in entgegengesetzter Richtung weg von der Grundebene E gelegene Lage einnimmt (durch unterbrochene Linien angedeutet). Hierdurch ist eine nur unbefriedigende Genauigkeit in Bezug auf die Positionserkennung des Schaltelements 5 relativ zum Signalgeber 2a möglich. Um den möglichen Versatz V weitestgehend zu minimieren, ist eine entsprechend aufwendige konstruktive Abstandsführung notwendig (nicht dargestellt).

[0035] Figur 1b zeigt eine weitere Induktionssensoranordnung 1 aus dem Stand der Technik in schematischer Darstellungsweise. Ersichtlich umfasst diese Induktionssensoranordnung 1 nunmehr zwei Signalgeber 2a, 2b, deren beider Längsachsen X1, X2 sich in einem Abstand parallel zueinander erstrecken. Weiterhin sind deren aktive Schaltflächen 4a, 4b parallel zur Grundebene E ausgerichtet. Auch die Erhöhung in der Anzahl der Signalgeber 2a, 2b führt zu keiner Verbesserung in Bezug auf die Genauigkeit der Erfassung des Schaltelements 5, da auch hier die Form der elektromagnetischen Streufelder 3a, 3b weiterhin empfindlich auf einen Versatz V zwischen den Signalgebern 2a, 2b und dem Schaltelement 5 reagieren. So ist auch hier das Schaltelement 5 bei einem Versatz V in Richtung der Grundebene E außerhalb beider elektromagnetische Streufelder 3a, 3b und insofern nicht erfassbar, während sein in entgegengesetzter Richtung erfolgender Versatz ohne eine Anderung seiner Lage in Bezug auf die Verstellrichtung Y zu einem Eindringen in die elektromagnetischen Streufelder 3a, 3b und damit zu einer Erfassung führt (mit unterbrochenen Linien angedeutet).

[0036] Figur 2a ist ein Signalgeber 20a einer erfindungsgemäßen Induktionssensoranordnung 10 zu entnehmen. Wie zu erkennen, ist dessen aktive Schaltfläche 40a nunmehr gegenüber der Grundebene E geneigt. Bei näherer Betrachtung seines elektromagnetischen Streufelds 30a wird deutlich, dass dessen gekrümmte Seiten jeweils eine Ansprechkurve beschreiben. Dabei schließt eine einen Mittelpunkt P1 einer Ansprechkurve berührende Tangente T einen Winkel A von 90° zwischen sich und der Grundebene E ein. Dies gilt auch für einen der sich gegenüberliegenden Endpunkte P2, P3 einer Ansprechkurve schneidende Sekante S, welche ebenfalls zwischen sich und der Grundebene E einen Winkel B von 90° zwischen sich einschließt.

[0037] Figur 2b zeigt die erfindungsgemäßen Induktionssensoranordnung 10 aus Figur 2b in Kombination mit einem Schaltelement 50. Die Darstellung veranschaulicht den sich aus der erfindungsgemäßen Neigung ergebenden positiven Effekt. Wie zu erkennen, wirkt sich ein möglicher Versatz V des Schaltelements 50 nicht oder nur unwesentlich auf die Erfassung durch den Signalgeber 20a aus. Dies liegt darin begründet, dass durch die Neigung des Signalgebers 20a beziehungsweise seiner aktiven Schaltfläche 40a das elektromagnetische Streufeld 30a vorteilhaft gegenüber dem Schaltelement 50 ausgerichtet ist. Die dem Schaltelement 50 zugewandte Seite des elektromagnetischen Streufelds 30a verläuft nunmehr aufgrund seiner zu Figur 2a näher beschriebenen Ausrichtung im Wesentlichen parallel zur Richtung des möglichen Versatzes V. Insofern ist es unerheblich in welcher Höhe des Versatzes V beispielsweise das Schaltelement 50 auf das elektromagnetische Streufeld 30a des Signalgebers 20a trifft. Mit anderen Worten wird die Erfassung des in Bezug auf die Verstellrichtung Y unbeweglich verharrenden Schaltelements 50 nicht beeinflusst, wenn dieses einem Versatz V unterliegt (mit unterbrochenen Linien angedeutet). Bei einem Versatz V streift die Oberfläche F2 des Schaltelements 50 quasi an der Ansprechkurve des elektromagnetischen Streufelds 30a entlang, ohne eine Veränderung in Bezug auf die Erfassung herbeizuführen. Weiterhin ist erkennbar, dass die Oberfläche F1 des Schaltelements 50 und die aktiven Schaltfläche 40a zueinander geneigt sind.

[0038] Figur 3a ist eine alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Induktionssensoranordnung 10 zu entnehmen, welche nunmehr zwei Signalgeber 20a, 20b umfasst. Deren aktive Schaltflächen 40a, 40b sind derart gegenüber der Grundebene E geneigt, dass die Längsachsen X1, X2 der Signalgeber 20a, 20b sich (in einer gedachten Verlängerung ihrer Richtungen) schneiden. Dabei können die beiden Signalgeber 20a, 20b sich in einer gemeinsamen Vertikalebene K erstrecken. Vorliegend verläuft die Verstellrichtung Y in dieser Vertikalebene K. Alternativ hierzu

kann die Verstellrichtung Y auch eine Orthogonale auf die Vertikalebene K sein (nicht gezeigt). Die in Bezug auf ihre aktiven Schaltflächen 40a, 40b hier beispielhaft zueinander geneigten Signalgeber 20a, 20b schließen das Schaltelement 50 zwischen ihren elektromagnetischen Streufeldern 30a, 30b ein.

[0039] Figur 3b verdeutlicht, dass auch bei der in Figur 3a bereits ersichtlichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Induktionssensoranordnung 10 ein möglicher Versatz V des Schaltelements 50 keine wesentliche Rolle auf dessen Erfassung spielt, da dieses mit seinen einander abgewandten Oberflächen F2 bei einem Versatz V sich im Wesentlichen entlang der Ansprechkurven der elektromagnetischen Streufelder 30a, 30b bewegen.

[0040] Figur 4a und Figur 4b zeigen eine weitere alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäBen Induktionssensoranordnung 10. Wie zu erkennen, sind dessen beiden Signalgeber 20a, 20b zunächst in anderer Richtung als in Figur 3a und Figur 3b zueinander geneigt. Weiterhin weist der Grundkörper des Schaltelements 50 nunmehr eine Nut auf, welche durch zwei sich gegenüberliegende Wandbereiche begrenzt ist. Erkennbar sind die beiden Wandbereiche zueinander parallel ausgestaltet. Besagte Wandbereiche stellen die zur Erfassung vorgesehenen Oberflächen F2 dar. Wie insbesondere in Figur 4b ersichtlich, wirkt sich auch hier ein potentieller Versatz V zwischen den Signalgebern 20a, 20b und dem Schaltelement 50 nicht weiter auf dessen Erfassung auf, da sich die an den Wandbereichen gelegenen Oberflächen F2 hierbei quasi an den Ansprechkurven der elektromagnetischen Streufeldern 30a, 30b entlang bewegt.

[0041] Es ist selbstverständlich, dass bei einer Verwendung der erfindungsgemäßen Induktionssensoranordnung 10 für eine Sicherungs- und Verriegelungseinheit eines Teleskopauslegers eines Fahrzeugkrans die zur Erfassung vorgesehenen Oberflächen F2 Konturen von Bolzen der Sicherungs- und Verriegelungseinheit oder von Öffnungen für Bolzen in dem Grundkasten und/ oder den Innenkästen des Teleskopauslegers sind. Die Oberflächen F2 können auch von anderen geeigneten vorhandenen oder extra dafür vorgesehenen Konturen an der Sicherungs- und Verriegelungseinheit, dem Grundkasten und/oder den Innenkästen zur Verfügung gestellt werden, um die für eine sichere Funktion der Sicherungs- und Verriegelungseinheit erforderliche Ausrichtung von Grundkasten oder den Innenkästen und Sicherungs- und Verriegelungseinheit zu überprüfen.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Induktionssensoranordnung 2a Signalgeber

2b Signalgeber

3a elektromagnetisches Streufeld 3b elektromagnetisches Streufeld 4a aktive Schaltfläche

4b aktive Schaltfläche

5 Schaltelement

10 Induktionssensoranordnung 20a Signalgeber

20b Signalgeber

30a elektromagnetisches Streufeld 30b elektromagnetisches Streufeld 40a aktive Schaltfläche

40b aktive Schaltfläche

50 Schaltelement

A Winkel

B Winkel

E Grundebene

F1 Oberfläche

F2 Oberfläche

K Vertikalebene

P1 Punkt

P2 Punkt

P3 Punkt

Ss Sekante T Tangente

V Versatz X1 Längsachse X2 Längsachse

Y Verstellrichtung

Claims

Patentansprüche

1. Induktionssensoranordnung (10) einer Sicherungs- und Verriegelungseinheit eines Teleskopauslegers, umfassend wenigstens einen Signalgeber (20a, 20b), der zur Erzeugung eines zu seiner aktiven Schaltfläche (40a, 40b) hin ausgerichteten elektromagnetischen Streufelds (30a, 30b) ausgebildet ist, sowie mindestens ein Schaltelement (50), welches zum kontaktfreien Zusammenwirken mit dem Signalgeber (20a, 20b) vorgesehen ist, wobei der Signalgeber (20a, 20b) und das Schaltelement (50) in Bezug auf eine parallel zu einer Grundebene (E) verlaufende Verstellrichtung (Y) relativ zueinander verlagerbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Schaltfläche (40a, 40b) des Signalgebers (20a, 20b) und die Grundebene (E) zueinander geneigt sind.

2. Induktionssensoranordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Schaltfläche (40a, 40b) und eine zur Erfassung durch das elektromagnetische Streufeld (30a, 30b) vorgesehene Oberfläche (F1, F2) des Schaltelements (50) zueinander geneigt sind.

3. Induktionssensoranordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des elektromagnetischen Streufelds (30a, 30b) eine Ansprechkurve aufweist, wobei eine einen Mittelpunkt (P1) der Ansprechkurve berührende Tangente (T) oder/und eine die Endpunkte (P2, P3) der Ansprechkurve schneidende Sekante (S) einen Winkel (A, B) von 90° zwischen sich und der Grundebene (E) einschließt/einschließen.

4. Induktionssensoranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Signalgeber (20a, 20b) vorgesehen sind, deren aktive Schaltflächen (40a, 40b) derart gegenüber der Grundebene (E) geneigt sind, dass die Längsachsen (X1, X2) der Signalgeber (20a, 20b) sich schneiden.

5. Induktionssensoranordnung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen (X1, X2) der Signalgeber (20a, 20b) sich in einer senkrecht zur Grundebene (E) verlaufende Vertikalebene (K) erstrecken.

6. Induktionssensoranordnung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellrichtung (Y) in der Vertikalebene (K) verläuft oder eine Orthogonale auf die Vertikalebene (K) ist.

7. Induktionssensoranordnung (10) nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (50) einen Grundkörper besitzt, wobei zur Erfassung durch das jeweilige elektromagnetische Streufeld (30a, 30b) der Signalgeber (20a, 20b) vorgesehene Oberflächen (F2) des Schaltelements (50) an voneinander abgewandten Seiten des Grundkörpers gelegen sind.

8. Induktionssensoranordnung (10) nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (50) einen Grundkörper besitzt, welcher eine durch zwei einander zugewandte, insbesondere parallele, Wandbereiche begrenzte Nut (51) aufweist, wobei zur Erfassung durch das jeweilige elektromagnetische Streufeld (30a, 30b) der Signalgeber (20a, 20b) vorgesehene Oberflächen (F2) des Schaltelements (20a, 20b) an den Wandbereichen gelegen sind.

9. Sicherungs- und Verriegelungseinheit mit einer Induktionssensoranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

10. Teleskopausleger mit einer Sicherungs- und Verriegelungseinheit nach Anspruch 9 oder einer Induktionssensoranordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.

11. Kran mit einem Teleskopausleger nach Anspruch 10.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen