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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum dynamischen Erkennen
eines gefährlichen Betriebs einer Lasthubeinrichtung, insbesondere
eines Container-Krans, wobei die Lasthubeinrichtung zumindest einen
Kraftsensor aufweist, der mit einem Lastaufnahmemittel zusammenwirkt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Kran mit einer erfindungsgemäßen Überlastsicherung.
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Herkömmliche Überlastsicherungen überwachen
eine Gewichtskraft einer am Kran hängenden Last, wobei
sich die Last aus einem Lastaufnahmemittel des Krans sowie einem
anzuhebenden Gegenstand zusammensetzen kann. Kräne, mit
denen Container-Schiffe in Häfen entladen werden, weisen
als Lastaufnahmemittel einen sogenannten „Spreader” auf.
Ein Spreader ist üblicherweise ein mehrarmiger Greifer,
der an seinen Enden Verriegelungsstifte aufweist, die in entsprechende
Aufnahmen am Container eingreifen können, die sich wiederum
an den bzw. in den Ecken an der Oberseite oder Unterseite des Containers
befinden. In diese Verriegelungsstifte können u. U. sogenannte
Messachsen integriert werden. Eine Messachse besteht aus einem zylinderförmigen
Kraftaufnehmer, der mit einem elektrischen Messsystem, wie z. B.
Dehnungsmessstreifen (DMS), versehen ist. Sobald diese Stifte in
Eingriff mit dem Container gebracht sind und der Container mittels
eines Hubwerks (z. B. Seilwinde) angehoben wird, verformen sich
Messbereiche der Messachse, was wiederum in einem entsprechenden
Messsignal resultiert.
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Je
größer die auf die Messachse wirkende Kraft ist,
desto höher fällt das Messsignal aus. Da der Kran üblicherweise
eine maximale Nennlast heben darf, wird eine Überlastsicherung
vorgesehen, die bei einem Überschreiten der Nennlast eine
Notabschaltung des Krans, insbesondere eine Unterbrechung eines
Hubvorgangs, bewirkt.
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Ein
Container-Spreader ist exemplarisch in der
WO 02/10056 A1 beschrieben.
Ein Container-Kran ist exemplarisch in der
DE 102 33 875 A1 beschrieben.
Auf diese beiden Anmeldungen wird hier ausdrücklich Bezug
genommen, soweit der allgemeine Aufbau eines Spreaders bzw. eines
Container-Krans betroffen ist.
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Üblicherweise
wird die konventionelle Überlastsicherung auch zur Vermeidung
eines sogenannten „Snag-Load”-Zustands verwendet.
Unter „Snag-Load” versteht man einen ungewollten
Anstieg der Belastung des Krans, z. B. durch ein Verhaken der Last
bzw. des Spreaders in einem zu entladenden oder beladenden Schiff,
wodurch die Last dann nahezu ins Unendliche, konkret bis zur maximalen Überlastabschaltung,
steigen kann. Beim Hochziehen des Spreaders aus dem Inneren eines
Schiffsbauchs kann der Spreader oder der daran hängende Container
an einem anderen Container hängenbleiben, der z. B. gegenüber
dem hochzuziehenden Container vorsteht. Verkantet sich der hochzuziehende
Container infolge dessen, so reagiert die Überlastabschaltung
erst, wenn die Nennlast des Krans (z. B. 60 t) überschritten
wird. In diesem Fall zieht der Kran also mit maximalen 60 t (für
den Fall, dass kein Container am Spreader hängt) am Schiff,
bevor überhaupt registriert wird, dass der Spreader am Schiff hängt.
Die dabei entstehenden Kräfte müssen entweder
durch einen Stahlbau des Krans oder des Schiffes abgefangen werden.
Dabei besteht eine erhebliche Gefahr, dass der Kran, das Schiff,
der Spreader und/oder ein anzuhebender Container beschädigt werden.
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Geht
man davon aus, dass ein leerer Spreader, d. h. ein Spreader ohne
angehängte Last, mit einer maximalen Hubseilgeschwindigkeit
von z. B. 280 m/min gehoben werden kann, so entspricht dies einer Hubseillänge
von 2,5 cm bei einer Reaktionszeit von 5 ms. Eine Reaktionszeit
von 30 ms entspricht dann schon einer Hubseillänge von
15 cm. Diese theoretischen Hubseillängen müssen
durch den Stahlbau des Krans und/oder des Schiffs abgefangen werden, wenn
mit einer herkömmlichen Überlastsicherung gearbeitet
wird. Es bestanden deshalb Bestrebungen, die Reaktionszeit so klein
wie möglich zu halten.
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Die
vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Gefahren,
selbst bei konstanter Reaktionszeit, weiter zu verringern.
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Problematisch
bei dieser Aufgabenstellung ist, dass zwischen zwei Hubfällen
unterschieden werden muss. Es macht einen Unterschied, ob ein Spreader
mit einer Last angehoben wird oder ob der Spreader alleine angehoben
wird. In 3 ist ein Last/Zeit-Diagramm
gezeigt, wobei im linken Teil des Diagramms, der durch die Ziffer 1 in
einem Kreis bezeichnet ist, ein normaler Hubvorgang bei Überlastabschaltung
gezeigt ist. Im rechten Teil des Diagramms, der mit der Ziffer 2 im
Kreis bezeichnet ist, ist ein Hubvorgang dargestellt, bei dem ein „Snag-Load”-Zustand
tatsächlich eintritt.
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Im
Normalfall (vergleiche linken Teil des Diagramms) ergeben sich nach
einem Anheben einer Last Überschwinger im Messsignal der
Kraftsensoren, die üblicherweise so angeordnet sind, dass
die Last bzw. Lastverteilung vorzugsweise in den Eckbereichen messbar
ist. Diese Überschwinger beruhigen sich nach einer gewissen
Zeit. Während das Messsignal schwingt, kann eine durchschnittliche
Last ermittelt wer den. Dies ist durch die mit „Durchschnittslast” bezeichnete
horizontale Linien im Diagramm der 3 angedeutet.
Am Ende eines normalen Hubvorgangs wird die Last wieder abgesetzt,
so dass das Messsignal auf Null abfällt.
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Im
rechten Teil der 3 ist ein Hubvorgang gezeigt,
bei dem ein ungewollter Lastanstieg („Snag-Load”)
auftritt. Nachdem die Last angehoben wurde (normaler Lastfall, parallel
zur Anstiegsflanke des normalen Hubvorgangs), steigt die Last bzw.
das entsprechende Messsignal plötzlich nochmals an. Die
Last kann sich z. B. während der Fahrt des Container-Krans
verhaken. Da ein weiterer Lastanstieg im Normalbetrieb nicht auftritt,
schließlich geht die Steuerung davon aus, dass die Fahrt
ohne weiteren Hubvorgang durchgeführt wird, muss dieser
weitere Anstieg durch einen Fehler verursacht sein. Dies wird von
einer konventionellen Steuerung erst dann erkannt, wenn das Messsignal
die vorgegebene Überlastschwelle überschreitet.
In diesem Fall dauert es eine gewisse Zeit, bis das Messsignal überhaupt
die Überlastschwelle erreicht hat, so dass sich die tatsächliche
Reaktionszeit relativ lang hinauszögert, was in Schäden
für Mensch und Maschine resultieren kann, da der Kran dann
mit Maximalkraft zieht.
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Eine
weitere Fallgestaltung ist in 4 dargestellt.
Die weitere Fallgestaltung ergibt sich beim Anheben und/oder Bewegen
eines Spreaders, ohne dass eine Last angehängt ist. Der
Spreader allein kann sich z. B. im Inneren des Schiffs beim Bewegen verhaken.
In dem Last-/Zeit-Diagramm der 4 ist im
linken Teil des Diagramms eine normale Fahrt des Spreaders gezeigt,
wobei das Messsignal dem Gewicht eines isolierten Spreaders entspricht.
Im rechten Teil des Diagramms ist eine Fahrt mit einem „Snag-Load”-Zustand
gezeigt.
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Vergleicht
man den Lastanstieg der rechten Kurve 2 der 4 mit
dem Lastanstieg der linken Kurve 1 der 3,
so erkennt man, dass es für die Steuerung äußerst
schwierig ist, zwischen einer normalen Belastung und einem „Snag-Load”-Zustand
zu unterscheiden. Im Falle der rechten Kurve der 4 würde
der Kran also soweit belastet werden, bis die Überlastsicherung
das Erreichen der Überlastschwelle erkannt hat. In diesem
Moment zieht der Kran jedoch mit maximaler Nennkraft am Spreader und
kann dadurch große Beschädigungen hervorrufen.
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Die
vorliegende Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gesetzt, eine
Lösung dieses Problems zu ersinnen.
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Die
vorliegende Erfindung schlägt dazu die folgenden Schritte
vor: Definieren einer Zeitdauer, die zum Anheben des Lastaufnahmemittels,
mit oder ohne zusätzliche Last, erforderlich ist; Überwachen des
Signals während eines Anstiegs für die definierte Zeitdauer
auf ein Überschreiten einer Überlastschwelle;
wenn die Überlastschwelle während der definierten
Zeitdauer nicht überschritten wird, Bestimmen einer gemittelten
Gewichtskraft aus dem Signal, und Festlegen der gemittelten Gewichtskraft
als Basislast; Festlegen einer dynamischen Sprungschwelle als die Überlastschwelle,
die größer als die Basislast und die kleiner als
die nominelle Überlastschwelle ist; und Überwachen
des Signals, ob das Signal größer oder gleich
der Sprungschwelle wird, und Erzeugen des Abschaltsignals, wenn
das Signal größer oder gleich der Sprungschwelle
ist.
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Im
Stand der Technik ist die nominelle Überlastschwelle statisch
definiert, d. h., eine Anpassung des Überlastschwellenwerts
an eine jeweils vorherrschende Situation erfolgt nicht. Dies kann
insbesondere in solchen Fällen, wenn keine Last am Spreader hängt,
dazu führen, dass entweder der Kran oder das Schiff erheblich
beschädigt werden, da es relativ lange dauert, bis der Überlastschwellenwert
erreicht ist und eine Abschaltung initiiert werden kann.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird der Schwellenwert dynamisch festgelegt,
d. h., der Schwellenwert ist über die Zeit veränderlich
und kann einen an eine jeweils vorherrschende Situation angepassten
Wert annehmen. Sobald die Einschwingvorgänge beim Anheben
abgeschlossen sind, wird gemäß der vorliegenden
Erfindung ein gemittelter Wert bestimmt, der dem Gewicht des Spreaders
mit oder ohne anghängter Last entspricht. Der so bestimmte Wert
kann beispielsweise mit 30% beaufschlagt werden, um die dynamische „Sprungschwelle” zu
definieren. Überspringt das Signal des Kraftsensors diese
Schwelle, so ist klar, dass sich der Spreader verhakt bzw. verkeilt
hat und eine Notabschaltung erforderlich ist. Dies erfolgt in der
Regel bevor der Kran mit maximaler Kraft am Spreader zieht. Derartige
Situationen können nicht nur beim Anheben einer Last auftreten,
sondern auch während einer Horizontalfahrt des Krans bzw.
einer Krankatze, unterhalb der der Spreader hängt, erfolgt.
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Die
vorliegende Erfindung ist auch dazu in der Lage, zwischen einem
Anheben des Spreaders mit Last und einem Anheben des Spreaders ohne Last
bzw. einem „Snag-Load”-Zustand zu unterscheiden,
da die Sprungschwelle dynamisch angepasst wird. Wenn keine Last
am Spreader hängt, ist der Absolutwert der Sprungschwelle
kleiner als für den Fall, wenn eine Last am Spreader hängt.
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In
allen Fällen kann vermieden werden, dass die absolute Überlastschwelle
(Nennlastschwelle) überschritten wird.
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Ferner
ist es bevorzugt, wenn das Signal während eines gewollten
Hebevorgangs eine Einschwingphase durchläuft, die von der
definierten Zeitdauer umfasst wird, und die Basislast einen gemittelten
Wert des Signals während der definierten Zeitdauer entspricht.
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Auf
diese Weise ist es möglich, Einschwingvorgänge
zu berücksichtigen. Der Basiswert zur Festlegung der dynamischen
Sprungschwelle stellt einen Mittelwert dar, so dass die Sprungschwelle nicht
basierend auf Extremwerten während des Einschwingvorgangs
bestimmt wird.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform wird abgefragt, ob ein Hubmechanismus
der Lasthubeinrichtung, insbesondere eine Seilwinde, während eines
Signalanstiegs betätigt wird.
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Durch
die Abfrage liegt eine zusätzliche Informationsquelle vor.
Wird der Hubmechanismus nicht betätigt und steigt die Last
trotzdem, so kann daraus geschlossen werden, dass der Spreader und/oder
die angehängte Last (z. B. Container) sich beispielsweise
bei einer Horizontalfahrt des Krans verhakt hat.
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Wird
der Hubmechanismus betätigt, so kann zwischen einem Anheben
der Last (von einem Untergrund) und einem Hochziehen der Last (Last
schwebt zuvor mit Spreader in der Luft) unterschieden werden. Im
ersten Fall wird ein Anstieg des Messsignals des Kraftsensors erwartet,
da zusätzlich zum Gewicht des Spreaders das Gewicht der
Last angehoben werden muss. Im zweiten Fall erwartet man keinen
weiteren Anstieg des Gewichts, da der Kran sowohl den Spreader als
auch die Last bereits hält.
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Des
Weiteren ist es bevorzugt, wenn für jeden Kraftsensor überprüft
wird, ob eine kraftsensorspezifische Überlastschwelle überschritten
wird, die kleiner als die Überlastschwelle des Gesamtsystems ist.
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Insbesondere
bei der Verwendung eines Spreaders zum Anheben von Containern ist
für jeder Ecke des Containers ein Kraftsensor zugeordnet,
der nicht zwingend im Spreader angeordnet sein muss. Bei der Verwendung
eines Containers werden somit üblicherweise vier Kraftsensoren
(für jedes Hubseil einer) verwendet. Die Summe der Messsignale
der vier Kraftsensoren entspricht der Gesamtlast (Spreader plus
Container). Da jeder der Kraftsensoren somit zur Bestimmung der
Gesamtlast beiträgt, kann für jeden der Kraftsensoren
auch ein individueller Überlastwert festgelegt werden,
der kleiner als der Überlastwert des Gesamtsystems ist.
Auf Basis dieser individuellen Überlastwerte und der Zeitdauer
des Einschwingvorgangs lässt sich ein Fenster im Last-/Zeit-Diagramm
definieren, innerhalb dem sich das Messsignal während eines
Einschwingvorgangs beim Anheben einer Last bewegen darf. Verlässt
das Signal den durch ein derartiges Fenster definierten Bereich,
kann – im Vergleich zu einer herkömmlichen Überlastabschaltung
bei einem nominellen Überlastwert – eine Notabschaltung
relativ früh erfolgen.
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Außerdem
ist es von Vorteil, wenn die Überwachung der Sprungschwelle
kontinuierlich erfolgt.
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Auf
diese Weise kann der Absolutwert der Sprungschwelle kontinuierlich,
d. h. dynamisch angepasst werden.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Lastaufnahmemittel
mit einer Geschwindigkeit von bis zu 300 m/min betrieben und die Reaktionszeit
der Erkennung ist vorzugsweise kleiner oder gleich 5 ms.
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In
diesem Fall beträgt die Hubseillänge 2,5 cm, um
die das Hubseil weiterbewegt wird, obwohl ein Notabschaltereignis
eingetreten ist. Diese Hubseillänge wird vom Stahlbau des
Krans oder des Schiffes abgefangen und führt in der Regel
zu keiner Beschädigung des Schiffs oder des Krans.
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Ferner
ist es von Vorteil, wenn die dynamische Sprungschwelle bei jedem
Hubvorgang neu bestimmt wird.
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Die
mit der Bestimmung der dynamischen Sprungschwelle verbundenen Rechnungen
können permanent durchgeführt werden. Dies erhöht
die Sicherheit.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
Last-/Zeit-Diagramm inklusive Überlastschwellen, insbesondere
der dynamischen Überlastschwelle gemäß der
vorliegenden Erfindung;
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2 ein
Flussdiagramm zum erfindungsgemäßen Verfahren;
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3 ein
Last-/Zeit-Diagramm bei belastetem Spreader gemäß dem
Stand der Technik; und
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4 ein
Last-/Zeit-Diagramm bei unbelastetem Spreader gemäß dem
Stand der Technik.
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Die
vorliegende Erfindung lässt sich durch Software und/oder
Hardware implementieren. Die Erfinder sind zu der Erkenntnis gelangt,
dass Notabschaltungen beim Heben von Lasten bzw. beim Bewegen von
Lasten im Vergleich zu herkömmlichen Notabschaltungen,
die mit statischen Überlastschwellen arbeiten, durch Definieren
einer dynamischen Überlastschwelle schneller und besser
durchgeführt werden können. Unter einer „dynamischen” Überlastschwelle
wird nachfolgend ein variabler Wert verstanden, bei dessen Überschreitung
eine Notabschaltung initiiert wird. Dies kann unabhängig
davon geschehen, ob der Wert vom System ermittelt wird oder ob der
Wert aus einer fremden Quelle stammt. Dieser Wert ist an die jeweils
vorherrschende Situation angepasst. Es macht keinen Unterschied,
ob ein Spreader allein, d. h. ohne Last, bewegt wird, oder ob ein
Spreader mit angehängter Last bewegt wird. Zwischen einem
Anheben des Spreaders, wenn eine Last gerade angehängt
wurde und der Spreader angehoben werden soll, und einem Hochziehen
des Spreaders, wenn die Last bereits am Spreader hängt, kann
klar unterschieden werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist bei Lasthubeinrichtungen, wie z. B. Containerkränen,
oder sonstigen Arten von Kränen, einsetzbar.
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Zur
Bestimmung der am Kran hängenden Lasten werden Kraftsensoren
eingesetzt. Ein Kraftsensor besteht üblicherweise aus einem
Kraftaufnehmer und einem damit zusammenwirkenden elektrischen Messsystem,
welches die Gewichtskraft in ein elektrisches Signal umwandelt.
Als Kraftsensoren können beispielsweise Messachsen, Messlaschen, Messdosen,
etc. eingesetzt werden. Als elektrisches Messsystem können beispielsweise
Dehnungsmessstreifen (DMS) verwendet werden. Die DMS können entweder
auf den Kraftaufnehmer aufgeklebt oder mit „Sputter”-Technik
aufgebracht werden.
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Die
vorliegende Erfindung wird insbesondere im Zusammenhang mit sogenannten
Spreadern bei Containerkränen eingesetzt. Ein Spreader
dient als Greifeinrichtung zum Anheben von beispielsweise Containern.
Kraftaufnehmer, wie z. B. Messachsen, werden zum Bestimmen von Kräften
eingestezt, die auf Hubseile des Spreaders wirken. Diese Messachsen
greifen über die Hubseile üblicherweise in den Ecken
des anzuhebenden Spreaders an. Die Summe aller Messsignale stellt
die Gesamtbelastung dar.
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Die
Kraftsensoren erzeugen Messsignale, die an eine Steuereinrichtung
zur Ermittlung eines Gesamtgewichts weitergeleitet werden. Basierend auf
diesen Signalen können auch Seitenlasten, Überlasten,
Schlaffsignale, Sonderlastsignale oder Seiten- oder Kipplastfehler
bzw. Einzelseillastfehler bestimmt werden. Zur Ermittlung dieser
unterschiedlichen Informationen bzw. Signale werden die einzelnen
Messsignale der Kraftsensoren auf unterschiedliche Weise kombiniert,
wie es dem Fachmann bereits bekannt ist.
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Es
versteht sich, dass auch nur ein einziger Kraftsensor vorgesehen
sein kann.
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In 1 ist
ein Last-/Zeit-Diagramm für ein Anhebevorgang gezeigt.
Bei einem Anhebevorgang ist der Spreader mit dem Container verbunden.
Der Container ruht währenddessen auf einer Unterlage (Boden/weiterer
Container). Sobald der Spreader mit dem Container verbunden ist,
wird mittels eines Hubwerks des Krans ein Anhebevorgang initiiert.
Dadurch steigt das Messsignal von null auf einen ersten (begrenzten)
Maximalwert an, der ein erstes Maß für die Gewichtskraft
des Containers darstellt. Dies ist im linken Teil der mit einer
Ziffer 1 im Kreis bezeichneten Messkurve der 1 gezeigt.
Sobald der Container angehoben ist, d. h. vom Boden bzw. seiner
Unterlage abgehoben hat, setzt ein Einschwingvorgang ein, was sich
durch ein Oszillieren des Signals um einen durchschnittlichen Lastwert äußert,
der in der 1 mit Hilfe einer horizontalen
Hilfslinie angedeutet ist. Nach einer gewissen Zeit klingt der Einschwingvorgang
ab. Das Messsignal ist danach nahezu konstant. Der Container kann
versetzt und später auch abgesetzt werden. Wenn der Container
abgesetzt wird, fällt das Messsignal auf Null ab.
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Je
nach Größe des zu hebenden Gewichts und der Geschwindigkeit
des Hubvorgangs klingt der Einschwingvorgang langsamer oder schneller
ab. In der Regel ist das maximale Gewicht des zu hebenden Gegenstands
bekannt. In Kenntnis des Gewichts des zu hebenden Gegenstands kann
die Zeitdauer eines Anhebevorgangs, zumindest ungefähr,
vorab angegeben werden. In der rechten Hälfte der 1 ist
ein weiterer Anhebevorgang gezeigt. Die Zeitdauer des Anhebevorgangs
ist durch zwei vertikale Hilfslinien bei der mit einer Ziffer 2 im
Kreis bezeichneten Messkurve begrenzt.
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Die
Zeitdauer des Anhebevorgangs kann entweder für jeden Anhebevorgang
manuell in Abhängigkeit der Größe der
anzuhebenden Last in eine Steuereinrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung eingegeben werden. Die Zeitdauer des Anhebevorgangs
kann jedoch auch vorab in Form eines Parameters vorgegeben sein,
der in einer Speichereinrichtung der Steuereinrichtung hinterlegt
ist. Es können eine Vielzahl von verschiedenen Parametern hinterlegt
sein, um sich an unterschiedliche Lasten anpassen zu können.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird am Anfang eines Anhebevorgangs das Zeitfenster
für den Anhebevorgang getriggert. Dieser Trigger-Zeitpunkt
entspricht insbesondere dem Zeitpunkt, bei dem das Messsignal größer
als Null wird. Das Messsignal wird über die Zeitdauer des
Anhebevorgangs erfasst. Nach dem Ende der definierten Zeitdauer wird
ein Mittelwert gebildet, der der Durchschnittslast entspricht. Die
Durchschnittslast ist auch im rechten Teil der 1 mit
Hilfe einer horizontalen Hilfslinie verdeutlicht.
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Basierend
auf diesem gemittelten Wert wird nunmehr gemäß der
vorliegenden Erfindung eine dynamische Sprungschwelle, die in der 1 mit „dynamische
Snag-Load-Schwelle” bezeichnet ist, definiert. Die Sprungschwelle
kann z. B. 30% über der gemittelten Last liegen.
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In
der 1 erkennt man ferner, dass die dynamische Schwelle
unterhalb einer Überlastschwelle der Gesamtlast liegt.
Im Beispiel der 1 liegt diese dynamische Last
sogar weit unterhalb der Gesamtüberlastschwelle.
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In
der 1 ist eine weitere horizontale Hilfslinie eingezeichnet,
die mit „Überlastschwelle Eckpunkte” bezeichnet
ist. Diese Hilfslinie verdeutlicht die Überlastschwellen
der einzelnen Kraftsensoren, die vorzugsweise über die
Hubseile in den Ecken des Spreaders wirken. Es versteht sich, dass
diese individuellen Überlastschwellen geringer ausfallen
als die Gesamtüberlastschwelle.
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Während
der Zeitdauer des Anhebevorgangs, erfolgt die Überwachung
der Last anhand der Überlastschwellen der Eckpunkte sowie
der Lastanstiegsflanken.
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Des
Weiteren ist am Ende der rechten Messkurve der 1 ein „Snag-Load”-Zustand
gezeigt. Der Container am Spreader kann sich z. B. während eines
weiteren Hubvorgangs (Container wird nach dem Anheben weiter angehoben)
an einem anderen Container, der noch im Schiff gelagert ist, verhaken. Deshalb
steigt die Messkurve erneut sprunghaft an. Da die dynamische Schwelle
viel niedriger als die Gesamtüberlastschwelle liegt, kann
der „Snag-Load”-Zustand im Vergleich zur herkömmlichen
Vorgehensweise viel früher erkannt werden. In jedem Fall
wird der „Snag-Load”-Zustand bereits vor dem Erreichen
der Gesamtüberlastschwelle erkannt und der Hubvorgang durch
Erzeugen eines Notaus-Signals abgebrochen. In diesem Fall kommt es
zu keinerlei schädlichen Belastung des Krans oder des Schiffs.
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Bezug
nehmend auf 2 ist das erfindungsgemäße
Verfahren in Form eines Flussdiagramms exemplarisch dargestellt.
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In
einem Schritt S1 wird abgefragt, ob grundsätzlich ein Signalanstieg
vorliegt. Bei dieser Abfrage wird nicht unterschieden, ob der Spreader
allein oder mit einer Last angehoben wird. Wenn kein Lastanstieg
vorliegt, kehrt das Verfahren zum Schritt S1 zurück. Liegt
ein Lastanstieg vor, so wird in einem Schritt S2 abgefragt, ob eine
vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist. Die vorbestimmte Zeitdauer
kann entweder manuell eingeben werden oder durch Abfrage einer Parameterdatenbank
vorgegeben werden. Wird in der Abfrage des Schritts S2 festgestellt,
dass die vorbestimmte Zeitdauer noch nicht abgelaufen ist, so kehrt
man zum Schritt S2 zurück. Mit dieser Abfrage sollen die
in der 1 dargestellten Einschwingvorgänge umfasst
werden.
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Wenn
im Schritt S2 die vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist, wird in
einem Schritt S3 gefragt, ob die Überlastschwelle während
der Zeitdauer überschritten wurde. Die Abfrage des Schritts
S3 kann auch parallel zum Schritt S2 erfolgen.
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Wenn
die Überlastschwelle, insbesondere die Gesamtüberlastschwelle
bzw. die kraftsensorspezifischen, individuellen Überlastschwellen, überschritten
wurden, kommt es zu einer Notabschaltung, die von einer übergeordneten
Steuereinrichtung in einem Schritt S4 durch Erzeugung entsprechender
Signale initiiert wird.
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Wenn
die Überlastschwelle während des Schritts S3 nicht überschritten
wurde (Messsignal liegt innerhalb des Fensters) wird eine mittlere
Last (Spreader/Spreader plus Container) bestimmt, aus der wiederum
die „dynamische” Sprungschwelle bestimmt wird.
Dies erfolgt alles in einem Schritt S5.
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Wenn
es zuvor noch keine dynamische Sprungschwelle gab, wird in einem
Schritt S6 diese Sprungschwelle als „neue” Übergangsschwelle
festgelegt. Gab es bereits eine Sprungschwelle, so wird der neue
Wert als „neuer” Übergangsschwellenwert festgelegt.
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In
einer Abfrage S7 wird überprüft, ob der Hubvorgang
beendet ist. Wenn er beendet ist, wird die Überlastüberwachung
gemäß der vorliegenden Erfindung beendet. Wenn
der Hubvorgang noch nicht abgeschlossen ist, kehrt man zum Schritt
S1 zurück.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 02/10056
A1 [0004]
- - DE 10233875 A1 [0004]