DE102014011924A1

DE102014011924A1 - Device for determining at least part of the respective in each case extendable extension length of a telescopic arm

Info

Publication number: DE102014011924A1
Application number: DE102014011924.6A
Authority: DE
Inventors: Horst Mannebach; Joachim Morsch
Original assignee: Hydac Electronic GmbH
Current assignee: Hydac Electronic GmbH
Priority date: 2014-08-12
Filing date: 2014-08-12
Publication date: 2016-02-18
Also published as: WO2016023601A1

Abstract

Vorrichtung zur Bestimmung zumindest eines Teils der jeweils einnehmbaren Ausfahrlänge (L) eines teleskopierbaren Armes (2, 4, 6), vorzugsweise in Form eines Kranauslegers, Hubgerüstes oder Stützarmes, der aus mehreren einzelnen profilartigen Ausschüben (4, 6) zumindest teilweise gebildet ist, die einen Hohlraum (16) zumindest teilweise umfassen und von denen zumindest ein Teil unter Bestimmung der Länge des Armes (2, 4, 6) aus- und einfahrbar geführt ist, und mit einer Längenmesseinrichtung (8, 12) zur Bestimmung zumindest eines Teils der jeweils eingenommenen Ausfahrlänge, wobei die Längenmesseinrichtung (8, 12) optische oder akustische Signale (18) mindestens eines Signalgebers (8, 12) in den Hohlraum (16) entsendet, in dem mindestens ein Signalempfänger (8, 12) für den Empfang der Signale (18) des Signalgebers (8, 12) angeordnet ist, und wobei mittels einer Auswerteeinrichtung (24) die Laufzeit der Signale (18) zwischen dem jeweiligen Geber (8, 12) und dem jeweils zuordenbaren Empfänger (8, 12) in ein Längenmaß für die jeweilige Ausfahrlänge (L) des Armes (2, 4, 6) umrechenbar ist.Device for determining at least part of the respective retractable extension length (L) of a telescopic arm (2, 4, 6), preferably in the form of a crane jib, mast or support arm, which is at least partially formed from a plurality of individual profile-like extensions (4, 6), which at least partially comprise a cavity (16) and of which at least one part is guided out and retractable while determining the length of the arm (2, 4, 6), and with a length measuring device (8, 12) for determining at least a part of respectively assumed extension length, wherein the length measuring device (8, 12) optical or acoustic signals (18) at least one signal transmitter (8, 12) in the cavity (16) emits in the at least one signal receiver (8, 12) for the reception of the signals (18) of the signal transmitter (8, 12) is arranged, and wherein by means of an evaluation device (24), the duration of the signals (18) between the respective transmitter (8, 12) and the respective zuorde nbaren receiver (8, 12) in a measure of length for the respective extension length (L) of the arm (2, 4, 6) is convertible.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung zumindest eines Teils der jeweils einnehmbaren Ausfahrlänge eines teleskopierbaren Armes, vorzugsweise in Form eines Kranauslegers, Hubgerüstes oder Stützarmes, der aus mehreren einzelnen profilartigen Ausschüben zumindest teilweise gebildet ist, die einen Hohlraum zumindest teilweise umfassen und von denen zumindest ein Teil unter Bestimmung der Länge des Armes aus- und einfahrbar geführt ist, und mit einer Längenmesseinrichtung zur Bestimmung zumindest eines Teils der jeweils eingenommenen Ausfahrlänge.The invention relates to a device for determining at least a portion of the respective retractable extension length of a telescopic arm, preferably in the form of a crane jib, mast or support arm, which is at least partially formed from a plurality of individual profile-like extensions which at least partially comprise a cavity and of which at least one Part is carried out under determination of the length of the arm extendable and retractable, and with a length measuring device for determining at least a portion of the respective assumed extension length.

Im Stand der Technik werden zum Messen der Ausfahrlängen vorwiegend Seillängengeber eingesetzt. Diese weisen üblicherweise ein Stahlseil auf, welches mit einer federvorgespannten Aufwickelvorrichtung gekoppelt ist, an der eine Sensoreinrichtung vorgesehen ist. Derartige Seillängengeber sind wegen der vielen beweglichen mechanischen Teile sowohl störanfällig als auch in der Herstellung teuer. Für eine Wegmessung der Kolbenpositionen von mittels Arbeitszylindern bewegbaren Maschinenteilen ist gemäß dem Dokument DE 10 2011 107 287 A1 auch ein berührungsloses Messverfahren offenbart, bei dem ein magnetostriktives Sensorsystem in einen als Aktuator für ein betreffendes Maschinenteil dienenden Arbeitszylinder integriert ist. Ein solches System ist aufwendig und teuer. Des Weiteren ist aus dem Dokument DE 10 2008 048 307 A1 eine Vorrichtung zur Bestimmung der Ausfahrlänge von ausfahrbaren Maschinenteilen bekannt, bei der Ultraschallsignale zwischen Signalgebern und Signalempfängern ausgesandt werden, die außenseitig und mithin Umgebungseinflüssen ausgesetzt an Maschinenteilen angebracht sind, deren Abstand ermittelt werden soll. Durch Messung der Signallaufzeiten zwischen jeweiligem Geber und Empfänger wird der Abstand berechnet. Bei dieser Lösung kann es zu Messfehlern kommen, wenn die als Sender-Emitter (Transceiver) ausgebildeten Ultraschalleinrichtungen nicht nur die ausgesandte Hauptwellenfront reflektieren, sondern auf Reflexionen ansprechen. Derartige, sozusagen vagabundierende Reflexionen können von vielerlei potentiellen Reflexionspunkten stammen, die an betreffenden Gerätschaften, wie Baumaschinen, Kränen oder dergleichen, anzutreffen sind. Sicherheit und Genauigkeit der Messung lassen daher zu wünschen übrig.In the prior art, rope length sensors are predominantly used for measuring the extension lengths. These usually have a steel cable which is coupled to a spring-biased winding device on which a sensor device is provided. Such rope length sensors are due to the many moving mechanical parts both prone to failure and expensive to manufacture. For a distance measurement of the piston positions of moving by means of working cylinders machine parts is according to the document DE 10 2011 107 287 A1 also discloses a non-contact measuring method, in which a magnetostrictive sensor system is integrated into a cylinder serving as an actuator for a respective machine part. Such a system is complicated and expensive. Furthermore, from the document DE 10 2008 048 307 A1 a device for determining the extension length of extendable machine parts known to be emitted in the ultrasonic signals between signal transmitters and signal receivers, the outside and thus exposed to environmental influences are attached to machine parts whose distance is to be determined. The distance is calculated by measuring the signal transit times between the respective transmitter and receiver. In this solution, it can lead to measurement errors when designed as a transmitter emitter (transceiver) ultrasonic devices not only reflect the emitted main wavefront, but respond to reflections. Such, so to speak vagabond reflections can come from many potential points of reflection, which are found on relevant equipment, such as construction machinery, cranes or the like. Safety and accuracy of the measurement leave much to be desired.

Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Messvorrichtung der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die sich bei einfachem und robustem Aufbau durch eine verbesserte Sicherheit und Genauigkeit der Messung auszeichnet und die vorteilhaft die Detektion der Position einzelner Ausschübe ermöglicht.Based on this prior art, the invention has the object to provide a measuring device of the type mentioned is available, which is characterized by a simple and robust design by improved safety and accuracy of the measurement and advantageously allows the detection of the position of individual Ausschübbe ,

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.According to the invention this object is achieved by a device having the features of claim 1 in its entirety.

Entsprechend dem Wortlaut des Anspruchs 1 besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass bei einem teleskopierbaren Arm, wie einem Kranausleger oder dergleichen, Signalgeber und Signalempfänger innerhalb des betreffenden Armes angeordnet sind, so dass vom jeweiligen Signalgeber ausgesandte und vom betreffenden Signalempfänger empfangene Signale innerhalb des Hohlraums verlaufen. Die Messstrecke ist dadurch gegen Störeinflüsse aus der Umgebung und mithin durch äußere Reflexionsstellen, die die Sicherheit und Genauigkeit der Messung beeinträchtigen könnten, abgeschirmt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher auch für sicherheitskritische Anwendungen, wie insbesondere bei Kranauslegern, einsetzbar. Darüber hinaus zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung durch eine gegen mechanische Einwirkungen geschützte, robuste Bauweise aus, so dass die Vorrichtung mit Vorteil bei Gerätschaften wie Baumaschinen, Mobilkranen, Hubgerüsten oder dergleichen einsetzbar ist.According to the wording of claim 1, an essential feature of the invention is that in a telescopic arm, such as a crane boom or the like, signal generator and signal receiver are disposed within the arm in question, so that emitted by the respective signal generator and received by the relevant signal receiver signals within the Cavity run. As a result, the measuring section is shielded from environmental influences and therefore from external reflection points which could impair the safety and accuracy of the measurement. The device according to the invention can therefore also be used for safety-critical applications, in particular for crane jibs. In addition, the device according to the invention is characterized by a robust design, protected against mechanical influences, so that the device can advantageously be used in equipment such as construction machines, mobile cranes, masts or the like.

Die Anordnung kann mit Vorteil so getroffen sein, dass in dem letzten Ausschub und/oder dem freien Ende des Armes ein Signalempfänger angeordnet ist, der vom Signalgeber am anderen Ende des Armes die über den mittels der Ausschübe gebildeten Hohlraum übermittelten Signale empfängt. Dadurch ergibt sich eine (erste) Gesamt-Ausfahrlänge in Transmissionsmessung aus der Laufzeit zwischen Geber und Empfänger.The arrangement may advantageously be such that in the last extension and / or the free end of the arm, a signal receiver is arranged, which receives from the signal generator at the other end of the arm transmitted via the cavity formed by the Ausschübbe signals. This results in a (first) total extension length in transmission measurement from the transit time between encoder and receiver.

Während die Erfindung einen von äußeren Reflexionen verursachten Störeinfluss vermeidet, kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass die Ausschübe zumindest teilweise in Richtung des Signalgebers und des Signalempfängers innere Reflexionsstellen aufweisen, die die ausgesandten Signale zurückwerfen, wobei die Reflexionsstellen vergleichbar der gestuften Anordnung der Ausschübe eine Stufung bilden, die störungsfrei die Signalreflexion von jedem mit den Signalen angesteuerten Ausschub ermöglichen. Mittels der den Ausschüben definiert zugeordneten Reflexionsstellen lässt sich so zusätzlich zur Bestimmung der Gesamt-Ausfahrlänge auch die Position der einzelnen Ausschübe ermitteln. Durch Verrechnung von Position und Länge der einzelnen Ausschübe ergibt sich zudem eine zweite/weitere Gesamt-Ausfahrlänge, die zur Überprüfung und Erhöhung der Sicherheit im Vergleich mit der ersten Gesamt-Ausfahrlänge genutzt werden kann.While the invention avoids an interference caused by external reflections, the arrangement may advantageously be such that the ejections have at least partially in the direction of the signal generator and the signal receiver internal reflection points that reflect the emitted signals, the reflection points comparable to the stepped arrangement of Offsets form a gradation that allow the signal reflection of each driven with the signals Ausschub smoothly. By means of the reflection points assigned to the extensions, the position of the individual extensions can thus be determined in addition to the determination of the total extension length. By offsetting the position and length of the individual outruns, there is also a second / further total extension length, which can be used to check and increase the safety in comparison with the first overall extension length.

Insbesondere bei Gerätschaften, wie Kranauslegern, ist der freie Querschnitt des Arm-Hohlraums mit Vorteil derart bemessen, dass auch im Fall der Durchbiegung des Armes unter seinem Eigengewicht oder einer sonstigen an dem Arm angreifenden Last eine im Wesentlichen störungsfreie Signalübertragung ermöglicht ist. Aufgrund der angesprochenen Durchbiegung des Armes unter seinem Eigengewicht und/oder einer sonstigen an dem Arm angreifenden Last soll dennoch die Aufgabe gelöst werden, eine im Wesentlichen störungsfreie Signalübertragung zu ermöglichen. Dies ist mit Ultraschall in einem derart gestalteten Kostenprofil möglich, da der Hohlraum einen Wellenleiter darstellt und den Ultraschall um die Krümmung herumführt. So kann vorteilhaft gewährleistet werden, dass auch bei größeren Durchbiegungen eine Detektion aller Merkmale sicher und robust durchgeführt werden kann.In particular, in equipment such as crane jibs, the free cross-section of the arm cavity is advantageously dimensioned such that even in the case of the deflection of the arm under his Dead weight or other load acting on the arm a substantially trouble-free signal transmission is possible. Due to the mentioned bending of the arm under its own weight and / or other attacking on the arm load yet the task should be solved to allow a substantially trouble-free signal transmission. This is possible with ultrasound in a cost profile designed in this way, since the cavity represents a waveguide and guides the ultrasound around the curvature. Thus, it can be advantageously ensured that a detection of all features can be carried out safely and robustly even with larger deflections.

Für eine vorzugsweise zusätzlich zur Transmissionsmessung durchgeführte Reflexionsmessung für die Positionsbestimmung der Ausschübe können die Reflexionsstellen an den Ausschüben in vorteilhafter Weise durch nach innen weisende Einzüge des jeweiligen Hohlprofils gebildet sein, wobei die Hohlprofile der Ausschübe, wie dies bei teleskopierbaren Armen von Kranauslegern vielfach vorgesehen ist, eine im Querschnitt gesehen im Wesentlichen rechteckförmige Kastenstruktur ausbilden können, die besonders bevorzugt nach außen hin geschlossen ausgebildet ist.For a preferably carried out in addition to the transmission measurement reflection measurement for determining the position of the Ausschübbe the reflection points can be formed on the extensions in an advantageous manner by inwardly facing indentations of the respective hollow profile, the hollow profiles of the Ausschübbe, as is often provided in telescopic arms of crane arms, can form a substantially rectangular box-shaped in cross-section, which is particularly preferably formed closed to the outside.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen kann für eine Kalibrierung des Messverfahrens mittels der Auswerteeinrichtung, insbesondere auch zur Kompensation von Temperaturänderungen, mindestens ein Referenzpunkt, vorzugsweise innerhalb der Messstrecke, von den Signalen erfassbar sein. Mit Hilfe eines Referenzpunktes, der durch einen im festen Abstand von einem Signalempfänger befindlichen Reflektor gebildet ist, lässt sich die jeweils herrschende, temperaturabhängige Schallgeschwindigkeit ermitteln, wodurch die Voraussetzung geschaffen ist, dass bei einer Messung mit Akustiksignalen höchste Messgenauigkeit erreichbar ist.In particularly advantageous embodiments, at least one reference point, preferably within the measuring path, can be detectable by the signals for calibration of the measuring method by means of the evaluation device, in particular also for compensation of temperature changes. With the help of a reference point, which is formed by a reflector located at a fixed distance from a signal receiver, the respective prevailing, temperature-dependent sound velocity can be determined, whereby the condition is created that highest measurement accuracy can be achieved in a measurement with acoustic signals.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen sind Signalgeber und Signalempfänger jeweils als Sender/Empfänger (Transceiver oder Emitter/Receiver) ausgebildet. Dadurch lässt sich jeder Messvorgang mittels einer ersten und einer zweiten Messung durchführen, wobei in einer zweiten Messung Emitter und Receiver die Rollen rauschen. Dadurch wird die erste Messung auf Konsistenz (Redundanz) überprüft, und durch Verrechnung der Einzelergebnisse wird die Bestimmung der Gesamt-Ausfahrlänge und der Position der einzelnen Ausschübe noch genauer.In particularly advantageous embodiments, signal transmitters and signal receivers are each designed as transmitter / receiver (transceiver or emitter / receiver). As a result, each measuring process can be carried out by means of a first and a second measurement, with emitters and receivers rushing the rollers in a second measurement. This checks the first measurement for consistency (redundancy) and, by offsetting the individual results, the determination of the total extension length and the position of the individual extensions becomes even more accurate.

Zur Bildung der optischen Signale kann Laserlicht und zur Bildung der akustischen Signale mit besonderem Vorteil Ultraschall eingesetzt werden. Insbesondere bei der Benutzung handelsüblicher Ultraschall-Transceiver lässt sich die Vorrichtung einfach und kostengünstig realisieren.Laser light can be used to form the optical signals, and ultrasound can be used to form the acoustic signals with particular advantage. In particular, when using commercially available ultrasonic transceiver, the device can be implemented easily and inexpensively.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren, um insbesondere unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung die Ausfahrlänge eines zumindest teilweise aus aus- und einfahrbaren Ausschüben gebildeten Armes zu bestimmen, wobei das Verfahren die Merkmale des Patentanspruchs 10 aufweist.The invention also provides a method for determining, in particular when using a device according to the invention, the extension length of an arm formed at least partially from extendable and retractable extensions, the method having the features of patent claim 10.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert.The invention with reference to an embodiment shown in the drawing is explained in detail.

Es zeigen:Show it:

1 in der Art einer Funktionsskizze eine stark schematisch vereinfacht gezeichnete Schnittdarstellung eines Kranauslegers, der mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehen ist, wobei mit Signalpfeilen ein Messvorgang verdeutlicht ist, und 1 in the manner of a functional sketch a highly schematically simplified sectional view of a crane jib, which is provided with an embodiment of the device according to the invention, wherein with signal arrows a measuring operation is illustrated, and

2 eine der 1 entsprechende Darstellung, wobei mit den Signalpfeilen ein zweiter Messvorgang verdeutlicht ist. 2 one of the 1 corresponding representation, with the signal arrows a second measurement process is illustrated.

Mit Bezug auf die Zeichnung ist die Erfindung am Beispiel eines Kranauslegers erläutert. Dieser weist, wie dies bei teleskopierbaren Kranauslegern üblich ist, ein in der Zeichnung linksseitig gelegenes erstes Armteil 2 sowie teleskopierbare Ausschübe 4 und 6 auf, die relativ zum Armteil 2 auf eine gewünschte Gesamt-Ausfahrlänge des Armes ausfahrbar sind, die in den Figuren mit L bezeichnet ist. Armteil 2 sowie Ausschübe 4 und 6 sind durch Hohlprofilkörper gebildet, die üblicherweise eine mehreckige Querschnittsform besitzen, beispielsweise quadratisch oder hexagonal. Es versteht sich, dass anstelle der zwei Ausschübe 4 und 6, wie sie in der vereinfachten Darstellung der Figuren gezeigt sind, eine weit größere Anzahl von Ausschüben bei modernen Kranauslegern, wie Mobilkranen, vorgesehen sein kann. Die Profilform des Hohlprofils ist üblicherweise geschlossen, abgesehen von speziellen Ausführungen, wie bei Hubgerüsten, bei denen* eine axiale Schlitzöffnung des Profils vorgesehen sein kann.With reference to the drawing, the invention is explained using the example of a crane jib. This has, as is customary in telescopic crane jibs, a left side in the drawing located first arm 2 and telescopic extensions 4 and 6 on, relative to the arm part 2 can be extended to a desired total extension length of the arm, which is denoted by L in the figures. arm 2 as well as push-outs 4 and 6 are formed by hollow profile body, which usually have a polygonal cross-sectional shape, for example, square or hexagonal. It is understood that instead of the two extension 4 and 6 as shown in the simplified illustration of the figures, a far greater number of extensions can be provided in modern crane jibs, such as mobile cranes. The profile shape of the hollow profile is usually closed, except for special designs, such as masts, in which * an axial slot opening of the profile can be provided.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel beruht der Messvorgang auf der Laufzeitermittlung akustischer Signale mittels Ultraschalleinrichtungen. Als solche sind beim vorliegenden Beispiel Transceiver vorgesehen, die sowohl die Funktion eines Ultraschallimpulse abgebenden Emitters als auch die Funktion eines die Signale erkennenden Receivers ausüben können. Wie in den Figuren gezeigt, ist ein erster Transceiver 8 am freien Ende 10 des die Basis des Kranauslegers bildenden Armteils 2 angeordnet. Ein zweiter Transceiver 12 befindet sich an der Kranspitze. Genauer gesagt, ist der zweite Transceiver 12 mit dem äußeren Ende 14 des letzten Ausschubes 6 verbunden, befindet sich daher in einer die Gesamt-Ausfahrlänge L bezeichnenden Position. Bei dieser Anordnung der Transceiver 8, 12 sind Ultraschallsignale in den Profilhohlraum 16 des Kranauslegers hinein aussendbar und aus dem Hohlraum 16 heraus Signale empfangbar.In the exemplary embodiment shown, the measuring process is based on the transit time determination of acoustic signals by means of ultrasound devices. As such, transceivers are provided in the present example, which can perform both the function of an emitter emitting ultrasound pulses and the function of a receiver recognizing the signals. As shown in the figures, a first transceiver 8th at the free end 10 of the base of the crane arm forming arm 2 arranged. A second transceiver 12 is located at the Kranspitze. More precisely, the second transceiver is 12 with the outer end 14 the last ejection 6 is therefore located in a total extension length L designating position. In this arrangement, the transceiver 8th . 12 are ultrasonic signals in the profile cavity 16 of the crane jib in and out of the cavity 16 out signals receivable.

Die 1 verdeutlicht einen ersten Messvorgang, bei dem der am Ende 10 des Armteils 2 befindliche Transceiver 8 als Emitter fungiert, der, wie mit einem breit gezeichneten Signalpfeil 18 angedeutet, Ultraschallimpulse in den Hohlraum 16 aussendet, die vom zweiten Transceiver 12 am Ende 14 der Kranspitze empfangen werden. Beide Transceiver 8 und 12 sind über Signalverbindungen 20 bzw. 22 mit einer elektronischen Steuereinheit 24 vernetzt. Mittels der Steuereinheit 24 ist in einer Transmissionsmessung aus der Impulslaufzeit zwischen Transceiver 8 und Transceiver 12 die Gesamt-Ausfahrlänge L berechenbar. Die Ausschübe 4 und 6 weisen an ihren dem Armteil 2 zugewandten Enden jeweils einen inneren Reflektor 26 bzw. 28 auf, die für die im Hohlraum 16 verlaufenden Ultraschallimpulse Reflexionsstellen bilden, die sich in einer der Position des jeweiligen Ausschubes 4, 6 entsprechenden, gestuften Axialposition befinden. Die Reflektoren 26, 28 sind durch nach innen weisende Einzüge des Hohlprofils der Ausschübe 4 und 6 gebildet. Wie in 1 mit Reflexionspfeilen 30 verdeutlicht ist, gelangen von den Ausschüben 4 und 6 reflektierte Ultraschallimpulse zum Transceiver 8 zurück, der diese in Receiver-Funktion erkennt. Dadurch ist, zusätzlich zur Berechnung der Gesamt-Ausfahrlänge L, die jeweilige Position der Ausschübe 4 und 6 berechenbar.The 1 illustrates a first measurement process, in which the end 10 of the arm part 2 located transceiver 8th acting as an emitter, which, as with a broad-drawn signal arrow 18 indicated, ultrasonic pulses into the cavity 16 sends out the second transceiver 12 at the end 14 the crane tip are received. Both transceivers 8th and 12 are via signal connections 20 respectively. 22 with an electronic control unit 24 networked. By means of the control unit 24 is in a transmission measurement from the pulse transit time between transceivers 8th and transceivers 12 the total extension length L can be calculated. The push-out 4 and 6 point to her the arm part 2 facing ends in each case an inner reflector 26 respectively. 28 on that in the cavity 16 extending ultrasonic pulses forming reflection points, which are in one of the position of the respective Ausschubes 4 . 6 corresponding stepped axial position. The reflectors 26 . 28 are by inward facing indentations of the hollow profile of the Ausschübbe 4 and 6 educated. As in 1 with reflection arrows 30 is clear, get away from the exits 4 and 6 reflected ultrasound pulses to the transceiver 8th back, which recognizes this in receiver function. As a result, in addition to the calculation of the total extension length L, the respective position of the extension is 4 and 6 predictable.

In 2 ist ein zweiter Messvorgang verdeutlicht, bei dem Transceiver 8 und Transceiver 12 ihre Rollen als Emitter und Receiver vertauschen. Wie gezeigt, erfolgt die Impulsabgabe, s. Signalpfeil 18, vom Transceiver 12 am Ende 14 der Kranspitze. Wiederum ist in Transmissionsmessung aufgrund der Laufzeit zum Transceiver 8 die Gesamt-Ausfahrlänge L berechenbar.In 2 is a second measurement illustrates the case of the transceiver 8th and transceivers 12 swap their roles as emitter and receiver. As shown, the pulse delivery, s. signal arrow 18 , from the transceiver 12 at the end 14 the crane tip. Again, in transmission measurement due to the transit time to the transceiver 8th the total extension length L can be calculated.

Zusätzlich ist in Reflexionsmessung aufgrund der von den Reflektoren 26 und 28 zum Transceiver 12 zurück reflektierten Impulse, s. Reflexionspfeile 30, die Position der Ausschübe 4 und 6 berechenbar.In addition, reflection is due to the reflectors 26 and 28 to the transceiver 12 back reflected pulses, s. reflection arrows 30 , the position of the push-out 4 and 6 predictable.

Dergestalt erfolgt der Messvorgang redundant, jeweils in Form einer Transmissionsmessung zur Bestimmung der Gesamt-Ausfahrlänge L und einer Reflexionsmessung zur Bestimmung der Position der Ausschübe 4, 6. Durch Überprüfung der Ergebnisse von erstem und zweitem Messvorgang und durch Verrechnung der Einzelergebnisse werden sowohl die Bestimmung der Gesamt-Ausfahrlänge L als auch der Positionen der Ausschübe 4, 6 genauer.In this way, the measurement process takes place redundantly, in each case in the form of a transmission measurement for determining the total extension length L and a reflection measurement for determining the position of the extension 4 . 6 , By checking the results of the first and second measurement procedures and by offsetting the individual results, both the determination of the total extension length L and the positions of the extension times are determined 4 . 6 more accurate.

Bei festem Abstand eines Reflektors 28 von einem Transceiver 8 oder 12 eröffnet sich die vorteilhafte Möglichkeit, das Messergebnis weiter zu präzisieren, indem bei der Berechnung ein die temperaturbedingten Schwankungen der Schallgeschwindigkeit kompensierender Faktor berücksichtigt wird. Beim gezeigten Beispiel befindet sich der Reflektor 28 in fester Lagebeziehung zum Transceiver 12, so dass die in 2 mit den Signalpfeilen 30 bezeichneten, zum Transceiver gelangenden reflektierten Impulse zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit benutzt werden können.At a fixed distance of a reflector 28 from a transceiver 8th or 12 opens up the advantageous possibility to further clarify the measurement result by the calculation of a temperature-related fluctuations of the sound velocity compensating factor is taken into account. In the example shown, the reflector is located 28 in fixed relationship to the transceiver 12 so that the in 2 with the signal arrows 30 designated, reaching the transceiver reflected pulses can be used to determine the speed of sound.

Die Transceiver 8 und 12 können über die Signalleitungen 20 und 22 miteinander und mit der Steuereinheit 24 verbunden sein. Alternativ kann auch eine Funkverbindung vorgesehen sein, so dass in vorteilhafter Weise eine Kabelverbindung zu dem an der Kranspitze befindlichen Transceiver 12 in Wegfall kommt. Mit Vorteil kann ein an der Kranspitze befindlicher Transceiver 12 von einem Akkumulator mit Energie versorgt werden, der bei völlig eingefahrenem Arm für einen Aufladevorgang in eine Kontaktposition gelangt. Die beim gezeigten Ausführungsbeispiel separat angeordnete Steuereinheit 24 kann auch in einen Transceiver, in vorteilhafter Weise in den ortsfesten Transceiver 8, integriert sein.The transceivers 8th and 12 can over the signal lines 20 and 22 with each other and with the control unit 24 be connected. Alternatively, a radio link may be provided, so that advantageously a cable connection to the located at the crane tip transceiver 12 comes in elimination. Advantageously, a transceiver located at the tip of the crane 12 be supplied by an accumulator with energy that comes in fully retracted arm for a charging in a contact position. The separately arranged in the embodiment shown control unit 24 can also be in a transceiver, advantageously in the fixed transceiver 8th be integrated.

Es versteht sich, dass anstelle der akustischen Signalerzeugung ein optisches Verfahren, beispielsweise mittels Laserlicht bei gleichem Funktionsprinzip vorgesehen sein kann. Ebenso wie die beim gezeigten Beispiel vorgesehenen Ultraschall-Transceiver 8 und 12 sind auch entsprechende laseroptische Komponenten dem Stand der Technik entsprechend im Handel erhältlich.It is understood that instead of the acoustic signal generation, an optical method, for example by means of laser light can be provided with the same functional principle. As well as provided in the example shown ultrasonic transceiver 8th and 12 are also corresponding laser-optical components according to the prior art commercially available.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011107287 A1 [0002]
DE 102008048307 A1 [0002]

Claims

Device for determining at least a part of the respective retractable extension length (L) of a telescopic arm ( 2 . 4 . 6 ), preferably in the form of a crane jib, mast or support arm, consisting of several individual profile-like extensions ( 4 . 6 ) is at least partially formed, the one cavity ( 16 ) at least partially and at least part of which is determined by determining the length of the arm ( 2 . 4 . 6 ) is guided out and retracted, and with a length measuring device ( 8th . 12 ) for determining at least part of the respectively assumed extension length, wherein the length measuring device ( 8th . 12 ) optical or acoustic signals ( 18 ) at least one signal generator ( 8th . 12 ) in the cavity ( 16 ), in which at least one signal receiver ( 8th . 12 ) for the reception of the signals ( 18 ) of the signal generator ( 8th . 12 ), and wherein by means of an evaluation device ( 24 ) the duration of the signals ( 18 ) between the respective donor ( 8th . 12 ) and the respectively assignable recipient ( 8th . 12 ) in a length dimension for the respective extension length (L) of the arm ( 2 . 4 . 6 ) is convertible.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the extension ( 4 . 6 ) at least partially in the direction of the signal generator ( 8th . 12 ) and the signal receiver ( 8th . 12 ) internal reflection sites ( 26 . 28 ), which transmit the emitted signals ( 18 ) and that the reflection points ( 26 . 28 ) comparable to the stepped arrangement of the pushers ( 4 . 6 ) form a grading, the interference-free signal reflection ( 30 ) of each with the signals ( 18 ) driven outfeed ( 4 . 6 ) enable.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that in the last outrun ( 4 . 6 ) and / or the free end ( 14 ) of the arm a signal receiver ( 12 ) arranged by the signal generator ( 8th ) on the other end ( 10 ) of the arm which over the means of the Ausschübe ( 4 . 6 ) formed cavity ( 16 ) transmitted signals ( 18 ) receives.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the free cross section of the arm cavity ( 16 ) is dimensioned such that even in the case of deflection of the arm under its own weight or other load acting on the arm a substantially trouble-free signal transmission is possible.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the reflection points ( 26 . 28 ) on the extensions ( 4 . 6 ) are formed by inward facing indentations of the respective hollow profile.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow profiles of the extension ( 4 . 6 ) form a substantially rectangular box-shaped in cross-section, which is particularly preferably formed closed to the outside.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the box-shaped hollow profiles represent a waveguide and the ultrasound follows the curvature loss-free even in the case of a curved course of the overall hollow profile arrangement.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that for calibration of the measuring method by means of the evaluation device ( 24 ), in particular also for the compensation of temperature changes, at least one reference point ( 28 ), preferably within the measuring path, of the signals ( 18 ) is detectable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the respectively inserted signal generator ( 8th . 12 ) as a signal receiver and / or the respectively used signal receiver ( 8th . 12 ) also acts as a signal generator.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that for forming the optical signals laser light and the acoustic signals ( 18 ) Ultrasound is used.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that arranged on a crane tip of a crane jib or at one end of another boom arrangement donors ( 12 ) is so self-sufficient, as he moves to the retraction of the respective boom in a loading position in which he is supplied with energy.

Method for determining the extension length of an extension that can be extended and retracted at least partially ( 4 . 6 ) formed arm ( 2 . 4 . 6 ), in particular using a device according to one of claims 1 to 9, characterized in that a measurement of the entire length (L) of the arm ( 2 . 4 . 6 ) by means of at least two ultrasonic devices ( 8th . 12 ) takes place in conjunction with at least one measurement of the respective position of the individual mutually movable outlets ( 4 . 6 ) of the arm ( 2 . 4 . 6 ), which via a reflection measurement of the respective ultrasonic wave at the assignable extend ( 4 . 6 ) arranged reflectors ( 26 . 28 ) he follows.