DD278123A1 - Einrichtung zur erfassung der pendel-, kipp- und drehwinkel eines greifers - Google Patents

Abstract

Die Einrichtung hat das Ziel, einen vollautomatischen Greiferbetrieb ohne Kranfuehrer zu ermoeglichen. Aufgabe ist es, neben Pendelbewegungen auch Kipp- und Drehbewegungen des Greifers zu erfassen. Erfindungsgemaess sind die Schliessseile zwischen zwei starr miteinander verbundenen Laufrollenpaaren gefuehrt. Die Laufrollenpaare sind mittels Pendelrollen- oder Pendelkugellager an der Laufkatze aufgehaengt. Zum Erfassen von Kipp- oder Pendelwinkel in Kranfahrrichtung sind zu beiden Seiten der Schliessseile zwischen den Laufrollenpaaren reihenweise auf Luecke gegenueberliegende Initiatoren angeordnet. Dagegen sind zur Ermittlung von Kipp- und Pendelwinkel in Katzfahrrichtung sowie des Drehwinkels Initiatoren vorgesehen, die in Fahrrichtung der Laufkatze in Reihe angeordnet bezogen auf die Pendelarme einerseits vor und andererseits dahinter liegen. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seilen Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, die die für einen automatischen Betrieb unerwünschten Bewegungen eines durch Seile mit einer LaufknUe verbundenen Greifers erfaßt und beseitigt.

Charakteristik dei bekannten technischen Lösungen

Bekannt sind Regeleinrichtungen für Greiforkrano in Verbindung mit regelbaren Antrieben, mit denen die Voraussetzungen für einen automatischen Greiferbetriob geschaffen werden sollen. Dabei ist es bekannt, bei störenden Pendelungen des Greifers, die bei hohen Fahrgeschwindigkeiten der Laufkatzen mit entsprechenden Beschleunigungen und insbesondere bei Abbremson auftreten, den Pendelwinkel und die Winkelgeschwindigkeit mit Meßgebern und demzufolge durch direkte Messung zu ermitteln. So ist beispielsweise bei einer Einrichtung zur Dämpfung von Lastseilpendolungen bei Hebezeugen (AT-PS 232687) das Lastseil zwischen einem mit Laufrollen ausgestattetem Fühlhebel geführt, mittels dem die Lage des Lastsoiles abgetastet wird. Über ein Getriebe wird die Lage einem Drehmelder mitgeteilt, der in bekannter Weise eine der Seilauslenkung nach Richtung und Größe proportionale Spannung erzeugt, die einem Drehzahlregler des Katzfahrantriebes zugeführt wird. Anstelle des Fühlhebels kann die Abtastung der Seilauslenkung bzw. der Seillage auch auf optischem, kapazitivem oder induktivem Wego erfolgen.

Bekannt sind weitorhin Systeme, bei donen zi'r Ermittlung von Pendelwinkel und Pendelgeschwindigkeit ohne Meßgeber mathematische Kranmodei'o eingesetzt werden (fördern und heben 37 {1987] Nr. 6, S.399-403).

Ein wesentlicher Nachteil ist, daß die oben beschriebenen Systeme mit und ohne Meßgeber lediglich der Erfassung und Dampfung bzw. Vermeidung störender Pendelbewegungen dienen. Dagegen bleiben das Drehen des Greifers um dio Seilmittenachse und das sowohl in Katzfahr- als auch in Kranfahrrichtung auftretende Kippen des Greifers beim Aufsetzen auf die Halde unberücksichtigt. Diese beiden störenden Bewegungsarten führen beim Heben oder Schließen des Greifers zum Springen der Seile aus den Soilrillen, so daß ein ordentliches Auftrommeln nicht gewährleistet ist. Das aber läßt sich trotz der zunehmenden Automatisierungsbestrebungen bisher nur manuell durch einen Kranführer regeln. Während eine automatische Betriebsweise ohne Pendeldämpfung durch entsprechend geringe Fahrgeschwindigkeiten noch realisierbar wäro, ist diese ohne Beseitigung des Greiferdrehens und -kippens ausgeschlossen, weil diese beim Beladevorgang in jedem Fall austretenden Greiferbewegungen durch die Fahrgeschwindigkeiten nicht beeinflußbar sind.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Erfassung dor gewünschten und unerwünschten Bewegungen eines Greifers zu schäften, die einen vollautomatischen und damit verkürzten Be-und Entladebetrieb ohne Einsatz eines Kranführers ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Einrichtung, bei der das Abtasten von Auslonkungon dor zwischon Laufrollen geführten Soüe mittels induktiver Mittel orfolgt, so auszubilden, daß sie nobun Pondelbowogungon auch Droh- und Kippbewegungen erfaßt und damit dio Voraussetzungen zur automatischen Korrektur dos Groifors in oino für dio Bo- und Entladung erforderliche Normallago schafft.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Führung oinos oder mohrorer Schlioßsoilo zwoi Laufrollenpanro vorgesehen sind, die in Kranfahrrichtung bzw. parallel zur Schließseiltrommolachse angeordnet und vertikal mittols Seitenteilen fest miteinander verbunden sind. Zwischen don Laufrollenpaaron sind boidseitig dor Schlioßsoilo on den Soitontoilen bofostigto Initiatorenträger angeordnet. Diese sind mit reihenweise, jeweils auf Lücke gegenüborliogondon induktivon Initiatoren bestückt, welche mit einem Steuerrechner elektrisch in Verbindung stehen, der die Ausgangssignale der ln^;tiatoron mit don Signalen zur Höhenmessung vergleicht. Die Laufrollenpaare, die diose vorbindondon Seitenteile und die Intiatorenträgor bilden in ihrer Gesamtheit eine starre Einheit, dio mittels Pendelarmen an der Laufkatzo aufgehängt ist, daboi sind die Pendolarme mittols Pendelrollen- oder Pendelkugellager einerseits an don Seitenteilen und andererseits an dor Laufkatze angolonl;t und woison jeweils in Fahrrichtiing der Laufkatzo verlaufendo Führungsschienen sowie in Roiho angeordnete, mit dem Steuerrochnor verbundene Initiatoren auf, wobei sich die Initiatoren bezogen auf dio Pendolarme einerseits davor und andererseits dahinter befinden.

Dio Kipp- oder Pendelbewegung des Greifers in Kranfahrrichtung wird durch dio Initiatoren gemossen, die reihonwoise, jowoils auf Lücke gegenüberliegend zu beiden Seiten der Schließseile an Initiatorenträgorn angeordnet sind. Durch die Anordnung auf I ucke wird in jedom Fall mindestens ein Initiator von einom Schlioßsoil beeinflußt. Die Ausgungssignalo bildon, über don Steuorrochnnr mit den Signalen zur Höhenmessung verglichen, das Maß fü.· die Kipprichtung in Kranfahrrichtung. Um Leitungen zwischon den Initiatoren und dom Steuorrechner zu sparon, sind die Initiatoren orfindungsgomäß in eine wählbare Anzdhl von Gruppen aufgeteilt. Dabei bilden von der Mitte der Schließseiltrommel aus die dor gewählten Gruppenanzahl entsprechenden ersten Initiatoren mit den jeweils im Abstand der gewählten Anzahl folgenden Initiatoren jo eine Gruppe In jeder Gruppe sind die Ausgänge der Initiatoren miteinander verbunden und von jeder Gruppe führt eine gomoinsamo Verbindungsloitung zum Stouerrechner.

Bei Kipp- und Pendolbcwegungen in Fahrrichtung dor Laufkatze sowie Drehbewegungen des Greifers um die Seilmittonachse folgt die gesamte Einrichtung den entsprechenden Bewegungen der Seile, da die starro Einheit aus don die Soilo führenden Laufrollenpaaren, den Initiatorträgern und don Seitentoilon über Pondolarme mittels Pondelkugel- odor -rollenlager an der Laufkatze aufgehängt ist. Die bei den gonannten Bewegungen auftretenden Auslenkungen der Einrichtung wordon durch die an dun Pondelarmen angeordneten und mit dom Steuerrechnor in Verbindung stehenden Initiatoren erfaßt, doron Ausgangssignalo ein Maß für dio Kipp- oder Pendelbewegung dos Greifers in Katzfahrrichtung rechtwinklig zu don Seiltrommelachson bzw. der Drohung des Greifers bilden. Aufgrund dor Anordnung der Initiatoren vor bzw. hintor don Pendolarmen ist os möglich, nebon dom Erfassen des Drohons an sich auch die Richtung der Drehbewegung zu ermittoln. Mit den in Fahrrichtung der Laufkatze verlaufend angeordneten Führungsschienen wird eine Bewegung der ,-endelarmo nach außon in Richtung der dio Kipp- und Pendolbowegungen in Katzfahrrichtung sowie dio Drehbewegungen orfassonden Initiatoren vorhindert, dagogen lassen die Führungsschienen die Bewegung der Pendelarme nach innen zu, in Richtung Trommolmitto beim Drehen und rechtwinklig zur Frommelachso beim Kippon odor Pendeln dos Greifers ist sie somit voll gewährleistet.

Ausführungsboispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiol näher erläutert. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: die Einrichtung in perspektivischer Darstellung, Fig. 2: dio Draufsicht der Einrichtung in Normalstellung dos Greifers,

Fig. 3: die Draufsicht der Einrichtung bei Kipp undPendolbewegungendosGreiforsin beiden Katzfahrrichtungon, Fig.4: die Draufsicht der Einrichtung bei einer Drehbewegung des Greifers,

Fig. 5: die Anordnung und Schaltung der Initiatoren zum Erfassen von Kipp- und Pendolbewogungen des Groifers in Kranfahrrichtung.

Fig. 1 des Ausführungsbeispioles zeigt die Einrichtung in perspektivischer Darstellung und deren Anordnung in bezug auf dio Schlioßsoilo 7 und <iio Schlifißtrommel. Dabei ist die Lage der Schließseilo 7 boi geschlossenem Greifer in der oberston Stellung dargestellt, wobei dio Pendelbewegungen der Einrichtung rechtwinklig zur Schlio^soiltrommelachse im allgemeinen mit der Fahrrichtung der Laufkatze und die Kipp- oder Pendelbewegung des Greifers parallel zur Schließseiltrommelachso mit der Kranfahrrichtung übereinstimmt.

Die EinrichtL ng ist erfindungsgemäß wie folgt aufgebaut. Zwei zur Führung der Schließseilo 7 vorgesehene Laufrollenpaare 10 sind mittels zwei Seitenteilen 9 vertikal starr miteinander verbunden. Der Abstand der Rollen innerhalb eines Rollenpaares 10 ist nur geringfügig größer als der Durchmesser des Schließseiles 7. Boidseitig der Schließseile 7 sind an den Seitentoilon 9 zwischen den Laufrollenpnaren 10 Initiatorenträger 8 befestigt, welche mit Initiatoren 6 bestückt sind. Dabei stehen sich die in Reihe angeordneten Initiatoren 6 jeweils auf Lücke gegenüber, so daß immor mindestens ein Initiator 6 von einem Schließseil 7 boeinflußt wird. Durch die Initiatorträger 8 werden die Initiatoren 6 in der Reihe untereinander in gleichen seitlichen Abständen und gegenüber in gleichmäßigen und geringstmöglichen Abständen fixiert, wobei der zur Vermeidung gegenseitiger Beeinflussung sowie von Seilberührungen der Initiatoren 6 erforderliche Mindestabstand eingehalten ist. Die durch die Laufrollenpaare 10, die Seitenteile 9 und die Initiatorenträger 8 gebildete starre Einheit ist an der nicht dargestellten Laufkatze pendelnd aufgehängt. Zu diesem Zweck sind Pendelarme 1 mittels Pendelrollen- oder -kugellager 2 einerseits an den Seitenteilen 9 und andererseits an der Laufkatze angelenkt. Aufgehangen wird di.i Einrichtung in einer Ebene mit den ablaufenden senkrechten Schließseilen 7, wobei sich die oberen Befestigungspunkte an der Laufkatze möglichst nicht unter der Unterkante der Schließseiie 7 befinden sollton. Ideal wäre die Befestigung in Höhe der Berührungspunkte der Schließseilo 7 mit

dor Schließsoiltrommel. Oa sich dioso Berührungspunkte bei Pondelbewogungon ständig ändorn, kann dor idoalo Befostigungspunkt nicht verwirklicht worden. Um donnoch oino zwangsfroio Pendelbewegung dor Einrichtung zu gowährloiston, sind die zwoi woitoron untoron Bofostigungspunkte vorgosehon, nämlich dio BofoMigung der Pondolarmo 1 mittols dor Pondolrollon- oder -kugellager 2 an don Soitontoilon 9. Damit wird beim Pondoln dos Groifors und damit dor Soilo rechtwinklig zur Schlioßsoiltrommolachso odor beim Drohen dos Groifors dio zwangsfroio Beweglichkeit dor Pondolarmo 1 und damit dor gosamton Einrichtung in den gonannton Richtungen onoicht. Zur Vorhinderung von Bewegungen der Einrichtung längs dor Schließsoiltrommolachso und damit zur Vermeidung vorgetäuschter scheinbarer Kippbowogungon dos Groifors in Kranfahrrichtung sind für dio Pondolarmo 1 Fiihrungsschionon 3 vorgesohen. Um dio Reibung gering zu haiton, ist an don Pondolarmon 1 jowoils oino Schello 4 aus vorschloißfostom und roibungsarmom Material befestigt.

Zur Erfassung von Auslcnkungon dor Schlioßsoilo 7 und damit dor gosamton Einrichtung bei Pondel- und Kippbowogungon des Groifers in Fahrrichtung der Laufkatze sowie Drehbowogungon dos Groifors wirken die Initiatoren 5, die mit dom Steuorrechnor in Verbindung stehen, und dio Pendolarmo 1 zusammen. Dabei sind dio Initiatoren 5 entweder an den Pondolarmon 1 und dio Botätigungsblecho 11 an der Laufkatzo odor wio in diosem Ausführungsboispiol umgokohrt die Initiatoren 5 an dor Laufkatze und dio Botätigungsbloche 11 an don Pondol rmen 1 angebracht. Aus Fig. 2 goht dioso Anordnung horvor. Fig. 2 zeigt dio Draufsicht der Einrichtung in schomatischor Darstellung, dabei befindet sich die Einrichtung in Grundstellung, das heißt dor Gioifor hängt frei ohne Pendelbewegung sonkrocht nach unten. In diosor Grundstellung sind boi oinor Mindostanzahl von vior Initiatoren 5 auf jodor Suito jo 2 Initiatoren 5 vorgesohen, die auf dor einen Seito vor dem Pondolarm 1 und auf dor anderen Seite hintor dem Pondeltirm angeordnet sind. Sämtliche Initiatoren 5 worden in diosor Stollung dor Einrichtung von don Bolatigungsblochen 11 beeinflußt.

Boim Pendeln des Greifers und damit der Schlioßsoilo 7 rechtwinklig zur Schlioßsoiltrommolachso entsprechend den Pfoilrichtungen gemäß Fig.3 verlassen dio Betätigungsblecho 11 die ontgogon zur jowoiligon Pondolrichlung befindlichen Initiatoren 5, duron Ausgangssignalo dann vom hier nicht gezoigton Steuorrochnor ausgowortot worden. Analog orfolgt das Erfassen dos Kippwinkels.

Drohen sich jodoch der Greifer und damit die Schließseile 7 entsprechend Fig.4, dann folgen auch dio Laufrollonpaaro 10 und damit infolge der orfindungsgemäßon Aufhängung die gesamte Einrichtung dieser Drehbowogung. Dadurch vorlassen dio Betätigungsblecho 11 die Initiatoren 5 gegenläufig zur Drehbewegung. Durch entsprechende Auswertung dor Ausgangssignalo der Initiatoren 5 wird dio Richtung der jowoils vorliegenden Drehbewegung erkannt.

Fig. 5 zeigt schomatisch die Draufsicht der Initiatoren 6, deren Verknüpfung untereinander und ihre Verbindung zum Stouerrechnor. Die Verknüpfung der Initiatoren 6 orfolgt orfindungsgemäß derart, daß zwischen dor Vielzahl dtr Initiatoren 6 und dom Steuerrochner lediglich drei Vorbindungsloitungen 12 erforderlich sind. Dabei sind die Ausgänge der Initiatoren 6 mit den Ausgängen der jeweils folgenden dritten Initiatoren 6 untereinander und über jowoils eine Vorbindungsloitung 12 mit dom Steuerrochner verbunden, d6. . ein spezielles Programm die Bewegung des Schlioßseiles 7 vorfolgt. Nach Fig. 5 befindot sich die Einrichtung in Grundstellung, d.h., der Greifer hängt frei und geschlossen in oberster Stollung. In dieser Grundstellung wird in den von den Initiatoren 6 beeinflußton Zähler dos Steuerrechners der im eigentlichen Höhenzählor des Steuorrochners vorhandene tatsächliche Wert gesetzt. Während dos Ablaufs des bzw. dor Schlioßsoilo 7 erfolgt ein ständiger Vergleich dor jeweiligen Wort ο in den beiden Zählern, wobei auch das Off non und Schließen dos Greifers, d. h. dio Difforenz zur tatsächlichen Hubhöhe der Halteseile, laufend Berücksichtigung finden. Kippt oder pendelt dor Greifer in Richtung der Schließseütrommolachse, dann befinden sich die Schlioßsoilo 7 vor oinom Initiator 6, der nicht der tatsächlichen Länge des abgelaufenen Schlioßseiles 7 entspricht. Während man beim gekippton Groifor durch die Kranfahrbowegung solange korrigiert, bis die Schließseile 7 wieder vor dom zugehörigen Initiator 6 stehen, roicht os bei don seltner auftretenden Pendelbowegungen in Kranfahrrichtung aus, die Schließbewegung des Groifors solamo zu unterbrechen, bis sich die Schlioßsoilo 7 wiodor im Bereich der zugehörigen Initiatoren 6 befinden.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie erstmalig dio Voraussetzungen für einen vollautomatischen Groiforbotrieb ohne Kranführer schafft, indem sie gegenüber don bekannten Systemen mit direktor Messung υ id insbesondere im Vorgleich zu mathematischen Kranmodellen nobon Pondolbewogungen bei frei hängendem Groifer auch noch Soilauslonkungen bei Kipp- und Drehbewegungen boim Aufsetzen dos Groifors erfaßt und damit oino Korroktur dos Greifers in eine für den automatischen Beladevorgang erforderliche Normallage auslöst. Mit dom Erfassen sämtlicher den automatischen Betriob störender Bewegungen und dem vor dem Auftrommoln zwangsweise erfolgenden Korrigieren dos Seiles von der jeweiligen Auslenkung in eine vertikale Lage wird ein Seilspringer! beim Auftrommoln vorhindort, weil boi oiner Kippbewegung in Kranfahrriclitung des Auftrommeln des in Schräglage· befindlichen Seiles und boi einem gedrehton Greifor mit untereinander vordrohten Seilen das Anheben des Greifers verhindert sind. Die Erfindung wirkt sich auch schonend auf das bzw. die Soilo aus, da untereinander verdrehte Soilo nicht getrommelt worden. Für einen sicheren Aunmatikbetrieb ist es auch vorteilhaft, daß der in Katzfahrrichtung gekippte Groifer boim Anheben nicht zum Pendoln angeregt wird. Insgesamt tragt der erfindungsgemäße automatische Betrieb bei Einsparung von Arbeitskräften zu einer optimalen Umschlagleistung mit geringerem Energieaufwand boi. Darüber hinaus wird durch das Verknüpfen mehrerer Initiatoren untereinander und doron Vorbindung zum Stouerrcchner der Materialaufwand gering gehalten.

Claims (2)

1. Einrichtung zur Erfassung der Pendel-, Kipp- und Drehwinkel eines Greifers, mit der das Abtasten von Auslenkungen der zwischen Laufrollen geführten Seile durch vorzugsweise induktive Mittel erfolgt, gekennzeichnet dadurch, daß in Kranfahrrichtung bzw. parallel zur Schließseiltrommelachse zur Führung eines oder mehrerer Schließseile (7) zwei mittels Seitenteilen (9) vertikal fest miteinander verbundene Laufrollenpaare (10) vorgesehen sind, zwischen denen beidseitig der Schließseile (7) Initiatorenträger (8) angeordnet sind, die reihenweise, jeweils auf Lücke gegenüberliegende induktive Initiatoren (6) aufweisen, welche mit einen die Ausgangssignale der Initiatoren (6) und die Signale zur Höhenmessung vergleichenden Steuerrechner elektrisch in Verbindung stehen, und daß die aus den Laufrollenpaaren (10) und den InitiatDrenträgem (8) gebildete otarre Einheit an der Laufkatze über Pendelarme (1) aufgehängt ist, die mittels Pendelrollen- oder -kugellager (2) einerseits an den Seitenteilen (9) und andererseits an der Laufkatze angelenkt sind und jeweils in Fahrrichtung der Laufkatze verlaufende Führur geschienen (3) sowie bezogen auf die Pendelarme (1) einerseits davor und andererseits dahinter in Reihe angeordnete, mit dem Steuerrechner verbundene Initiatoren (5) aufweisen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Initiatoren (6) in eine wählbare Anzahl von Gruppen aufgeteilt sind, wobei von der Mitte der Schließseiltrommel aus die -;nalog der gewählten Gruppenanzahl ersten Initiatoren (6) mit den jeweils im Abstand der gewählten Anzahl folgenden Initiatoren (6) je eine Gruppe bilden, wobei in jeder Gruppe die Ausgänge der Initiatoren miteinander verbunden sind und von jeder Gruppe eine gemeinsame Verbindungsleitung (12) zum Steuerrechner führt.