DE102018100133A1

DE102018100133A1 - Kran mit Anti-Kollisions-Einrichtung sowie Verfahren zum Betreiben mehrerer solcher Krane

Info

Publication number: DE102018100133A1
Application number: DE102018100133.9A
Authority: DE
Inventors: Christoph Eiwan
Original assignee: Liebherr Werk Biberach GmbH
Current assignee: Liebherr Werk Biberach GmbH
Priority date: 2018-01-04
Filing date: 2018-01-04
Publication date: 2019-07-04
Also published as: CN111712458B; EP3713867B1; CN111712458A; RU2020125401A; US11286137B2; BR112020013525A2; EP3713867A1; US20200399098A1; WO2019134966A1; RU2020125401A3; ES2960799T3

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben mehrerer Krane, deren Bewegungen von Anti-Kollisions-Einrichtungen der Krane auf drohende Kollisionen überwacht werden, sowie Krane mit zumindest einer Bewegungseinrichtung zum Bewegen eines Kranelements, einer Steuereinheit zum Ansteuern der Bewegungseinrichtung sowie einer Anti-Kollisions-Einrichtung zum Überwachen der Kranbewegungen des Kranelements auf mögliche Kollisionen mit einem anderen Kran. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass bei einer drohenden Kollision zwischen einem ersten, in Betrieb befindlichen Kran und einem zweiten, außer Betrieb befindlichen Kran, der erste Kran stillgesetzt wird, eine Fernsteuer-Verbindung von dem ersten Kran zu dem zweiten Kran aufgebaut wird, der zweite Kran durch Steuerbefehle, die am ersten, stillgesetzten Kran bereitgestellt und durch die Fernsteuer-Verbindung auf den zweiten Kran übermittelt werden, aus dem Kollisionsbereich, der eine beabsichtigte Bewegung des ersten Krans stört, herausbewegt wird, und der zweiten Kran nach dem ferngesteuerten Herausbewegen aus dem Kollisionsbereich

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben mehrerer Krane, deren Bewegungen von Anti-Kollisions-Einrichtungen der Krane auf drohende Kollisionen überwacht werden, sowie Krane mit zumindest einer Bewegungseinrichtung zum Bewegen eines Kranelements, einer Steuereinheit zum Ansteuern der Bewegungseinrichtung sowie einer Anti-Kollisions-Einrichtung zum Überwachen der Kranbewegungen des Kranelements auf mögliche Kollisionen mit einem anderen Kran.
Auf Baustellen werden regelmäßig mehrere Krane gleichzeitig eingesetzt, deren üblicherweise kreisförmige Arbeitsbereiche sich partiell überlappen, was einerseits durch die räumlichen Gegebenheiten der Baustelle bedingt sein kann, andererseits aber auch notwendig ist, um trotz kreisförmiger Arbeitsbereiche eine möglichst vollständige Abdeckung der Baustellenfläche zu erzielen. Um im Bereich der partiellen Überlappung der Arbeitsbereiche der Krane Kollisionen zwischen den Kranen, insbesondere deren Auslegern, zu verhindern, werden die Krane üblicherweise mit Anti-Kollisions-Einrichtungen ausgerüstet, die Kranbewegungen überwachen und im kollisionsgefährdeten Arbeitsbereich, das heißt in dem vorgenannten Überlappungsbereich, in die Kransteuerung eingreifen, um Bewegungen zu verlangsamen oder zu stoppen, wenn eine Kollision droht.
Die genannten Anti-Kollisions-Einrichtungen können hierbei über eine geeignete Sensorik die Stellung bzw. Position und Bewegung des eigenen Krans bestimmen, beispielsweise durch einen Drehgeber am Drehwerk die Ausrichtung des Auslegers um die aufrechte Drehachse, durch einen Wippsensor die Wippstellung des Auslegers oder durch einen Laufkatzensensor die Stellung der Laufkatze am Ausleger und damit die Ausladung des Hubseils. Anhand festlegbarer Kollisionsbereiche weiß die Anti-Kollisions-Einrichtung anhand der sensorisch erfassten Kranposition, wann sich der Kran in dem zuvor genannten Überlappungsbereich bewegt, der das Risiko einer Kollision mit einem anderen Kran birgt. Andererseits können die Anti-Kollisions-Einrichtungen der Krane miteinander kommunizieren, sodass eine jeweilige Anti-Kollisions-Einrichtung weiß, ob sich der andere Kran ebenfalls in dem Überlappungsbereich bewegt bzw. darauf zusteuert. Die Anti-Kollisions-Einrichtungen übermitteln hierzu die jeweils sensorisch oder in anderer Weise bestimmten Positions- und/oder Zustandsdaten „ihres“ Krans an die Anti-Kollisions-Einrichtungen der anderen Krane, sodass die Anti-Kollisions-Einrichtung eines jeweiligen Krans die Positions- und/oder Zustandsdaten der anderen Krane berücksichtigen kann, wenn es um die Entscheidung geht, ob in die Kransteuerung eingegriffen und eine jeweilige Kranbewegung beeinflusst, insbesondere gestoppt werden soll.
Ein solches Anti-Kollisions-System, das die über ein Netzwerk verbundenen Anti-Kollisions-Einrichtungen der einzelnen Krane umfasst, kann allerdings in bestimmten Situationen Beschränkungen mit sich bringen, die den Baustellenbetrieb in unerwünschter Weise behindern. Insbesondere wenn ein Kran außer Betrieb gesetzt ist, beispielsweise sich in der Windfreistellung befindet, ist es bislang üblicherweise nicht möglich, diesen unbesetzten Kran aus dem Kollisionsbereich herauszufahren, sodass ein anderer Kran, dessen Arbeitsbereich sich mit dem unbesetzten Kran überlappt, in seinem Aktionsradius entsprechend behindert ist. Da die Anti-Kollisions-Einrichtung nur die Bewegungen des eigenen Krans in Abhängigkeit der Positions- und/oder Statusinformationen der anderen Kran beeinflussen darf, kann der unbesetzte Kran nicht betätigt und wegbewegt werden. Üblicherweise muss ein Kranführer kommen, um den unbesetzten Kran zu aktivieren und aus dem Kollisionsbereich zu fahren, oder die Arbeitsaufgabe des behinderten Krans muss verschoben werden, bis auch der unbesetzte Kran wieder besetzt ist.
Um die Behinderung des Arbeitsbereichs eines Krans durch andere Krane, die unbesetzt bzw. außer Betrieb gesetzt sind, zu vermeiden bzw. zu reduzieren, wird in der Schrift FR 30 30 469 A1 vorgeschlagen, einen unbesetzten Kran in der Windfreistellung nicht gänzlich außer Betrieb zu setzen, sondern in einen Autopilot-Modus zu schalten, in dem sich der Kran zwar frei nach dem Wind ausrichten kann, solange kein anderer Kran in den Kollisionsbereich fahren will. Will allerdings ein benachbarter Kran in den Kollisionsbereich fahren, steuert die Autopilotfunktion den unbesetzten Kran selbsttätig aus dem Überlappungsbereich. In dem besagten Autopilot-Modus empfängt die Anti-Kollisions-Einrichtung des unbesetzten Krans weiterhin die Positions- bzw. Bewegungsdaten des benachbarten Krans, um dann, wenn sich der benachbarte Kran dem Überlappungsbereich nähert, den unbesetzten Kran, falls nötig, selbsttätig aus dem Überlappungsbereich herauszufahren, wobei der Kran nur soweit verdreht wird, dass sich sein Ausleger näherungsweise tangential an den kreisförmigen Arbeitsbereich des benachbarten Krans erstreckt, um den drohenden, zusätzlichen Windwiderstand möglichst klein zu halten.
Eine solche Autopilotfunktion erfordert jedoch eine komplexe Struktur der Kransteuerung und auch der Kransensorik, um automatisierte Kranbewegungen ohne Kontrolle durch einen Kranführer mit ausreichender Sicherheit fahren zu können. Herkömmliche Krane sind hierzu oft nicht in der Lage bzw. müssten aufwendig nachgerüstet werden, um solche automatisierten Kranbewegungen aus dem Kollisionsbereich heraus zu ermöglichen bzw. mit ausreichender Sicherheit ausführen zu können.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie einen verbesserten Kran der eingangs genannten Art zu schaffen, die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und letzteren in vorteilhafter Weise weiterbilden. Insbesondere soll eine verbesserte Nutzung und Ausbildung der Anti-Kollisions-Einrichtung geschaffen werden, die Krankollisionen sicher verhindert, gleichzeitig aber unerwünschte Behinderungen von Arbeitsaufgaben vermeidet, ohne hierfür komplexe Kransteuerungs-Nachrüstungen zu benötigen.
Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie einen Kran gemäß Anspruch 13 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Es wird also vorgeschlagen, einen störenden, unbesetzten Kran bedienergestützt und damit unter der Kontrolle eines Kranführers aus dem Kollisionsbereich herauszufahren, um einem benachbarten Kran, der unter Überwachung seiner Anti-Kollisions-Einrichtung ansonsten nicht in den Überlappungsbereich mit dem unbesetzten Kran einfahren könnte, seine Arbeitsaufgabe zu ermöglichen. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass bei einer drohenden Kollision zwischen einem ersten, in Betrieb befindlichen Kran und einem zweiten, außer Betrieb befindlichen Kran, der erste Kran stillgesetzt wird, eine Fernsteuer-Verbindung von dem ersten Kran zu dem zweiten Kran aufgebaut wird, der zweite Kran durch Steuerbefehle, die am ersten, stillgesetzten Kran bereitgestellt und durch die Fernsteuer-Verbindung auf den zweiten Kran übermittelt werden, aus dem Kollisionsbereich, der eine beabsichtigte Bewegung des ersten Krans stört, herausbewegt wird, und der zweiten Kran nach dem ferngesteuerten Herausbewegen aus dem Kollisionsbereich stillgesetzt sowie der erste Kran wieder in Gang gesetzt wird, so dass der erste Kran seine Aufgabe ausführen kann. Hierdurch kann ein an sich unbesetzter, außer Betrieb befindlicher Kran, wenn er die Arbeitsaufgabe eines benachbarten Krans stört, sicher, unter Kontrolle des Kranführers des benachbarten Krans aus dem Kollisionsbereich herausgefahren werden, ohne dass der Kran hierfür eine komplexe vollautomatische Kransteuerung benötigen würde, die automatisierte Kranbewegungen ermöglicht.
In Weiterbildung der Erfindung werden die Steuerbefehle über das Netzwerk der Anti-Kollisions-Einrichtungen übertragen, über das ansonsten die Positions- und/oder Zustandsdaten der Krane zwischen den Anti-Kollisions-Einrichtungen übertragen werden. Grundsätztlich wäre es auch möglich, für die Übertragung der Steuerbefehle von dem vorübergehend stillgesetzten Kran auf den fernzusteuernden Kran einen separaten Kommunikationskanal vorzusehen, über den lediglich die Steuerbefehle übertragen werden. Die Nutzung des Kommunikationsnetzwerks zwischen den Anti-Kollisions-Einrichtungen ist jedoch besonders vorteilhaft, da die bereits vorhandene Infrastruktur genutzt wird und die Anti-Kollisions-Einrichtungen unmittelbar die zu erwartenden Bewegungen anhand der Steuerbefehle überwachen können.
Die genannten Steuerbefehle zum Fernsteuern des wegzubewegenden Krans können an dem vorgenannten ersten Kran in an sich unterschiedlicher Weise erzeugt werden. Vorteilhafterweise kann hierfür die Steuereinheit und deren Eingabemittel genutzt werden, die an sich zum Steuern des ersten Krans vorhanden ist. Insbesondere können die Steuerbefehle zum Fernsteuern des zweiten Krans durch Betätigen der Eingabemittel der Steuereinheit des ersten Krans erzeugt werden und sodann durch die genannte Fernsteuer-Kommunikationsverbindung an den zweiten Kran übertragen werden. Die genannten Eingabemittel können dabei manuell betätigbar ausgebildet sein, aber auch andere Eingabemittel umfassen, die beispielsweise akustisch oder durch Gestensteuerung oder in anderer Weise betätigbar sind. Solche Eingabemittel können beispielsweise einen Joystick, Betätigungsschalter und/oder -schieber, einen Drehknopf oder ein Touchscreen umfassen. Insbesondere können die genannten Eingabemittel in der Kranführerkabine des jeweiligen Krans vorgesehen sein. Gegebenenfalls können aber auch die Eingabemittel einer tragbaren Betätigungs- und/oder Steuereinheit des ersten Krans verwendet werden, mittels derer der genannte erste Kran durch einen am Boden befindlichen Kranführer betätigt werden kann. Da der „eigene“ erste Kran, zu dem die Steuereinheit nebst Eingabemitteln an sich gehört, stillgesetzt ist, werden die hiermit erzeugten Steuerbefehle nicht vom ersten Kran selbst ausgeführt, sondern können über die Fernsteuerverbindung auf den zweiten Kran übertragen werden. Die Steuereinheit des ersten Krans und/oder dessen Anti-Kollisions-Einrichtung arbeitet hierbei in einem Fernsteuermodus, in dem die an den Eingabemitteln erzeugten Steuerbefehle nicht zum Ansteuern der Antriebe des eigenen Krans verwendet werden, sondern über die Fernsteuerverbindung an den zweiten Kran geschickt werden.
Alternativ oder zusätzlich können die Steuerbefehle zum Fernsteuern des zweiten Krans aber auch automatisch oder halbautomatisch von einem Bewegungssteuermodul der Anti-Kollisions-Einrichtung des ersten Krans generiert werden, wenn in der genannten Weise der erste Kran stillgesetzt wurde und die Fernsteuerverbindung zum zweiten Kran aufgebaut wurde. Ein solches Bewegungssteuermodul kann beispielsweise in Form eines Softwarebausteins in der elektronisch ausgebildeten Anti-Kollisions-Einrichtung ausgebildet und dort beispielsweise in einem Speicher abgelegt sein sowie von einem Mikroprozessor der Anti-Kollisions-Einrichtung abgearbeitet werden. Das genannte Bewegungssteuermodul kann hierbei die Steuerbefehle zum Fernsteuern des zweiten Krans und Herausbewegen des zweiten Krans aus dem Kollisionsbereich anhand der Positions- und/oder Statusdaten generieren, die der zweite Kran an den ersten Kran übermittelt, und/oder anhand der Positions- und/oder Statusdaten, die die Anti-Kollisions-Einrichtung des ersten Krans bezüglich des ersten Krans bestimmt hat.
Eine halbautomatische Generierung der Steuerbefehle zum Fernsteuern des wegzubewegenden Krans durch das genannte Bewegungssteuermodul der Anti-Kollisons-Einrichtung des ersten Krans kann dabei beispielsweise dergestalt erfolgen, dass dem Kranführer des ersten Krans ein Vorschlag für einen entsprechenden Steuerbefehl gemacht wird, beispielsweise auf einem Display oder einer anderen Anzeigevorrichtung angezeigt wird, ggfs. in Kombination mit einer Bestätigungsaufforderung, sodass der Kranführer den vorgeschlagenen Steuerbefehl bestätigen kann, wenn er ihn für sinnvoll erachtet. In einer weiteren Ausführungsform kann die Generierung der Steuerbefehle zum Fernsteuern des zweiten Krans am ersten Kran aber auch vollautomatisch erfolgen.
Nichtsdestotrotz kann der zweiten Kran aber auch gänzlich manuell ferngesteuert werden, was ggfs. auch akustische, gestentechnische oder andere Steuereingaben mit umfassen kann. Hierzu kann der Kranführer des ersten Krans dessen Kransteuerung und die zugehörigen Eingabemittel in an sich gewohnter Weise betätigen, um den zweiten Kran fernzusteuern und aus dem Kollisionsbereich herauszubewegen. Dies ermöglicht eine besonders einfache Ausbildung der Kransteuerungseinheiten, die an sich herkömmlich ausgebildet bleiben können und lediglich mit einer Schnittstelle zum Empfangen und/oder Ausgeben von Fernsteuerbefehlen versehen werden können.
Die an der Steuereinheit des zweiten Krans empfangenen Fernsteuer-Steuerbefehle werden von der Steuereinheit des zweiten Krans in an sich gewohnter Weise abgearbeitet, insbesondere wie Steuersignale behandelt, die an den Eingabemitteln der Steuereinheit des zweiten Krans selbst eingegeben worden wären. Die Steuereinheit des zweiten Krans kann die empfangenen Fernsteuersignale in entsprechende Ansteuersignale an die zumindest eine Bewegungseinrichtung des zweiten Krans umsetzen, um deren Antriebe in Gang zu setzen bzw. zu beschleunigen oder zu stoppen.
Je nach Ausbildung und Anordnung der Krane sowie deren jeweiliger Stellung können über die Fernsteuereinrichtung der Anti-Kollisions-Einrichtungen verschiedene Bewegungen ferngesteuert werden. Insbesondere kann in der genannten Weise das Drehwerk des zweiten Krans betätigt werden, um dessen Ausleger um eine aufrechte Achse zu verdrehen und hierdurch aus dem Kollisionsbereich zu bewegen. Sind die Krane, insbesondere deren Ausleger, in unterschiedlichen Höhen angeordnet, kann es ggfs. auch ausreichend sein, die Laufkatze des höheren Krans weiter nach innen zu verfahren, um das von der Laufkatze ablaufende Hubseil aus dem Kollisionsbereich mit dem ersten Kran herauszufahren. In diesem Fall kann die genannte Fernsteuereinrichtung eine Bewegung der Laufkatze des zweiten Krans veranlassen. Besitzen die Krane wippbare Ausleger, kann die Fernsteuereinrichtung eine Kollision auch dadurch auflösen, dass der Ausleger des zweiten Krans aufgewippt und dadurch dessen Ausladung reduziert wird, was beispielsweise in Kombination mit einem Verdrehen des Auslegers um dessen aufrechte Achse erfolgen kann.
Vom zeitlichen Ablauf her kann es günstig sein, wenn die vorgenannten Schritte Stillsetzen des ersten Krans und Aufbauen der Fernsteuer-Verbindung in geordneter Weise nacheinander erfolgen. Insbesondere kann zunächst der erste Kran stillgesetzt werden, bevor dann die Fernsteuer-Verbindung zwischen dem ersten Kran und dem zweiten Kran aufgebaut wird. Umgekehrt kann nach erfolgtem, ferngesteuerten Herausbewegen des zweiten Krans aus dem Kollisionsbereich, zunächst die Fernsteuer-Verbindung wieder unterbrochen werden, bevor der erste Kran wieder in Gang gesetzt wird.
Das besagte Stillsetzen des ersten Krans kann beinhalten, dass alle Antriebseinrichtungen außer Gang bzw. stillgesetzt oder deaktiviert werden und die zugehörigen Bewegungseinrichtungen eingebremst werden. Insbesondere kann das Drehwerk zum Verdrehen des Auslegers um eine aufrechte Achse und/oder das Hubwerk zum Anheben und Absenken eines Hubseils und des daran befestigten Lasthakens und/oder ein Laufkatzenantrieb zum Verfahren einer Laufkatze stillgesetzt und eingebremst werden.
Um sicherzustellen, dass beim Betätigen der Eingabemittel der Steuereinheit des ersten Krans die hierdurch generierten Steuerbefehle nur zum Fernsteuern des zweiten Krans verwendet werden und keine Ansteuerung bzw. Bewegungen der Antriebe des ersten Krans selbst bewirken, kann das genannte Stillsetzen des ersten Krans weiterhin beinhalten, dass die Steuerbefehlsverbindungen zwischen der Steuereinheit des ersten Krans und dessen Bewegungseinrichtungen deaktiviert und/oder die Antriebseinrichtungen von der Steuerungseinheit steuerungstechnisch abgekoppelt werden und/oder die generierten Steuerbefehle sozusagen zur Fernsteuereinrichtung umgeleitet werden. Beispielsweise können im Fernsteuermodus die Signalausgänge der Eingabemittel auf das Fernsteuermodul geschaltet und von den üblichen Steuersignalverbindungen zu den Antriebseinrichtungen des ersten Krans abgetrennt sein. Dies kann hardwaretechnisch durch entsprechende Signalweichen, aber auch softwaretechnisch beispielsweise durch eine entsprechende Datenbus-Steuerung erfolgen.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das beschriebene Fernsteuermodul nicht nur dazu genutzt werden, einen unbesetzten, störenden Kran aus dem Überlappungsbereich herauszubewegen, sondern auch für andere Kranarbeitsaufgaben eingesetzt werden. Insbesondere können hierdurch aufeinander abgestimmte Kranbewegungen mehrerer Krane wie beispielsweise Tandemhübe in einfacher Weise gesteuert und ausgeführt werden. Insbesondere können mehrere Krane aufeinander abgestimmt bewegt werden, indem zumindest an einem ersten Kran Bewegungs- und/oder Positions- und/oder Zustandsdaten und/oder Steuerbefehle zum Bewegen des ersten Krans während der aufeinander abzustimmenden Bewegung von dessen Anti-Kollisions-Einrichtung bestimmt werden und an einen zweiten Kran übermittelt werden, wobei die am ersten Kran bestimmten Bewegungs- und/oder Positions- und/oder Zustandsdaten und/oder Steuerbefehle des ersten Krans auf einer Anzeigevorrichtung am zweiten Kran angezeigt werden und/oder von der Steuereinheit des genannten zweiten Krans zum Steuern zumindest einer Bewegungseinrichtung des ersten und/oder zweiten Krans zum Ausführen der aufeinander abgestimmten Bewegung verwendet werden.
Im Vergleich zur bisherigen Abstimmung, die im Wesentlichen dadurch erfolgt, dass die beiden Kranführer bei einem Tandemhub untereinander mittels Funkfernsprecheinrichtungen miteinander kommunizieren und ggfs. durch eine externe Aufsicht ergänzt werden, erleichtert es die Aufgabe beträchtlich, wenn jeder Kranführer kontinuierlich oder zumindest schrittweise exakt die Positions- und/oder Bewegungsinformationen des anderen Krans, sowie sie von der jeweiligen Anti-Kollisions-Einrichtung bestimmt werden, aktuell angesagt bzw. angezeigt erhält. Ebenfalls hilfreich ist es, wenn alternativ oder zusätzlich auch die Steuerbefehle gegenseitig angezeigt werden, sodass durch die jeweiligen Steuerbefehle initiierte Kranbewegungen des jeweils anderen Krans antizipiert werden können.
Alternativ oder zusätzlich zu einem solchen gegenseitigen Anzeigen der Positions- und/oder Bewegungs- und/oder Zustandsdaten und/oder Steuerbefehle, können die von den miteinander vernetzten Anti-Kollisions-Einrichtungen übermittelten Daten bzw. Informationen und/oder Steuerbefehle auch dazu genutzt werden, die aufeinander abzustimmenden Kranbewegungen halbautomatisch oder vollautomatisch zu beeinflussen. Insbesondere kann im Sinne des zuvor schon erläuterten Fernsteuerungsmodus einer der Krane bzw. dessen Steuereinheit die übermittelten Positions- und/oder Bewegungs- und/oder Zustandsdaten und/oder die übermittelten Steuerbefehle dergestalt verarbeiten, dass zumindest eine Bewegungseinrichtung so angesteuert wird, dass der die genannten Daten bzw. Steuerbefehle empfangende Kran eine Kranbewegung ausführt, die die Kranbewegung des anderen Krans in gewünschter Weise abbildet. Insbesondere kann anhand der empfangenen Daten und/oder Steuerbefehle eine synchrone Kranbewegung ausgeführt werden. Hierbei können die an einem Kran erzeugten Steuerbefehle sowohl zum Ansteuern der Antriebe des „eigenen“ Krans sowie per Fernsteuer-Übertragung zum Ansteuern der Antriebe des zumindest einen weiteren Krans verwendet werden, so dass ein Kranführer am ersten Kran gleichzeitig auch den zweiten Kran steuert bzw. mit einer Steuereinheit eines Krans gleichzeitig zwei Krane angestuert werden.
Je nach gewünschter Abstimmung der Kranbewegungen muss dies allerdings keine tatsächlich synchrone oder richtungsidentische Kranbewegung sein. Beispielsweise kann dies eine gegenläufige Kranbewegung sein, wenn ein gemeinsam zu hebender Gegenstand verdreht werden soll oder aus einer horizontalen Aufnahmestellung in eine leicht schräge Montagestellung bewegt werden soll.
Insbesondere kann die Steuereinheit eines jeweiligen Krans einen Slave-Betriebsmodus aufweisen, in dem die Steuereinheit des Krans anhand der übermittelten Bewegungsdaten und/oder Steuerbefehle zumindest eine Bewegungseinrichtung derart ansteuert, dass der Kran den Kranbewegungen des die Daten übermittelnden Krans in der gewünschten Weise, insbesondere zumindest näherungsweise synchron oder beispielsweise gegenläufig, folgt.
In Weiterbildung der Erfindung können die Kranbewegungen anhand der wechselweise übermittelten Bewegungs- und/oder Positions- und/oder Statusdaten und/oder Steuerbefehle, die von den miteinander kommunizierenden Anti-Kollisions-Einrichtungen bereitgestellt werden, derart aufeinander abgestimmt werden, dass beispielsweise die Krane einen Tandemhub ausführen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann zumindest die Steuereinheit eines Krans einen Teach-In-Modus besitzen, in dem die Steuereinheit einen Bewegungsablauf und/oder eine Bewegungsbahn anhand von Bewegungs- und/oder Positionsdaten und/oder Steuerbefehlen lernt, die von einem anderen Kran aus übermittelt werden. Beispielsweise kann der vorgenannte Fernsteuermodus dazu genutzt werden, dem fernzusteuernden Kran eine Bewegungsbahn einzulernen, die dann abgerufen werden kann, um zusammen mit einem anderen Kran den genannten Tandemhub oder einen anderen aufeinander abgestimmten Kranhub auszuführen. Für ein solches Teach-In können die entsprechenden Daten und Steuerbefehle ebenfalls über das Kommunikationsnetzwerk der Anti-Kollisions-Einrichtungen übermittelt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

1: eine schematische Darstellung zweier Krane, die teilweise überlappende Arbeitsbereiche besitzen und jeweils mit Anti-Kollisions-Einrichtungen ausgerüstet sind, die miteinander kommunizieren können,
2: eine Draufsicht auf die beiden Krane aus 1, die deren überlappende Arbeitsbereiche verdeutlicht, und
3: eine schematische Seitenansicht der beiden Krane aus 1 beim Ausführen eines Tandemhubs.

Wie die Figuren zeigen, können die Krane 1 und 2 jeweils als Turmdrehkrane ausgebildet sein, deren Ausleger 3 jeweils auf einem Turm 4 sitzt und mittels eines Drehwerks 5 um eine aufrechte Achse verdreht werden kann, wobei die Krane als Obendreher oder Untendreher ausgebildet sein können. Entlang des genannten Auslegers 3 kann eine Laufkatze 6 durch ein Katzfahrwerk 7 verfahrbar sein, um die Ausladung des von der Laufkatze 6 ablaufenden Hubseils 8 und des daran befestigten Lasthakens 9 verändern zu können. Das genannte Hubseil 8 kann durch ein Hubwerk 10 eingeholt oder abgelassen werden, um den Lasthaken 9 anzuheben bzw. abzusenken.
Wie 2 zeigt, können die Krane 1 und 2 im Wesentlichen kreisförmige Arbeitsbereiche 11 bzw. 12 haben, die sich partiell überlappen, wobei die Überlappung der Arbeitsbereiche 11 und 12 durch die Bezugsziffer 130 gekennzeichnet ist. Die genannten Arbeitsbereiche 11 und 12 kommen durch die Verdrehbarkeit der Ausleger 3 sowie die Verfahrbarkeit der Laufkatze 6 zustande.
Wie 1 zeigt, können die Ausleger 3 der Krane 1 und 2 in unterschiedlichen Höhen angeordnet sein, sodass sich die Ausleger 3 an sich übereinander hinweg bzw. untereinander hindurch bewegen ließen. Allerdings kann es je nach Stellung der Laufkatze 6 dennoch zu Kollisionen mit dem ablaufenden Hubseil 8 kommen. Es versteht sich jedoch, dass die Krane 1 und 2 mit ihren Auslegern 3 auch in derselben Höhe angeordnet sein können, sodass dann die Ausleger 3 selbst miteinander kollidieren könnten.
Jeder der Krane 1 und 2 besitzt eine Kransteuerung mit einer elektronischen Steuereinheit 13, die beispielsweise einen Mikroprozessor aufweisen kann, um in einem Speicher abgelegte Steuerungsprogramme abarbeiten zu können. Weiterhin umfasst jeder Kran eine Sensorik 14, um Bewegungen und/oder die Position der beweglichen Kranelemente bestimmen zu können, insbesondere die rotatorische Stellung des Auslegers 3, die Stellung der Laufkatze 6 am jeweiligen Ausleger 3 sowie die Höhe des Lasthakens 9. Dies kann beispielsweise durch Sensoren bestimmt werden, die dem Drehwerk 5, dem Katzfahrwerk 7 und dem Hubwerk 10 zugeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich können auch GPS-Sensoren Verwendung finden, die die Positionen der Kranelemente in einem globalen Positionssystem ermitteln können. Andere Bestimmungsmittel wie beispielsweise Radarsensoren können ebenfalls vorgesehen sein.
Mit der genannten Steuereinheit 13 können Eingabemittel 15 zum Eingeben von Steuerbefehlen verbunden sein, die die Kranbewegungen steuern. Die genannten Eingabemittel 15 können beispielsweise in einer Kranführerkabine 16 vorgesehen sein.
Weiterhin umfasst jeder der Krane 1 und 2 eine Anti-Kollisions-Einrichtung 17 und 18, die die Kranbewegungen des jeweiligen Krans überwacht, beispielsweise durch Auswertung der Signale der genannten Sensorik 14. Wie 1 verdeutlicht, können die Anti-Kollisions-Einrichtungen 17 und 18 der Krane 1 und 2 über ein Kommunikationsnetzwerk 19 des Anti-Kollisions-Systems 20, zu dem die Anti-Kollisions-Einrichtungen 17 und 18 gehören, miteinander kommunizieren, sodass die kollisionsgefährdeten Krane 1 und 2 bzw. die Anti-Kollisions-Einrichtungen 17 und 18 jeweils wissen, in welcher Stellung sich der andere Kran befindet bzw. welche Bewegung der andere Kran jeweils gerade ausführt. Hierzu übermitteln die Anti-Kollisions-Einrichtungen 17 und 18 Positions- und/oder Bewegungs- und/oder Statusdaten „ihres“ Krans an den jeweils anderen Kran über die genannte Kommunikationsverbindung 19 des Anti-Kollisions-Systems 20.
Die Anti-Kollisions-Einrichtungen 17 und 18 können die genannten Daten jeweils auswerten und hierzu beispielsweise ein Kollisionsbestimmungsprogramm ausführen, das in einem Speicher abgelegt sein und von einem Mikroprozessor der elektronischen Anti-Kollisions-Einrichtung ausgeführt werden kann. Droht eine Kollision, kann die jeweilige Anti-Kollisions-Einrichtung 17 bzw. 18 in die Steuerung ihres eigenen Krans eingreifen und beispielsweise dem Kranführer ein Warnsignal anzeigen und/oder die Bewegung des Krans stoppen.
Droht bei einer auszuführenden Bewegung eine Kollision mit einem unbesetzten, außer Gang gesetzten Kran, kann folgendermaßen vorgegangen werden:
Will beispielsweise der erste Kran 1, wie dies 2 zeigt, in den Überlappungsbereich 130 der beiden Arbeitsbereiche 11 und 12 einfahren, wenn dort der Ausleger 3 des unbesetzten, außer Betrieb befindlichen zweiten Krans 2 steht, gibt die Anti-Kollision-Einrichtung 17 des ersten Krans 1 zunächst ein Warnsignal und greift ggfs. in die Kransteuerung des ersten Krans 1 ein, um die Kranbewegung zu stoppen und eine Kollision zu verhindern.
Um nun den unbesetzten zweiten Kran 2 aus dem Überlappungsbereich 130 herausfahren zu können, setzt die Anti-Kollisions-Einrichtung 17 des ersten Krans 1 den ersten Kran 1 still, wobei hierzu die Antriebe stillgesetzt und die Bewegungseinrichtungen eingebremst werden können, insbesondere das Drehwerk 5, der Katzfahrantrieb 7 und das Hubwerk 10. Weiterhin kann die Steuereinheit 13 in einen Fernsteuermodus geschaltet werden und/oder die Steuerbefehlsverbindung der Steuereinheit 13 des ersten Krans 1 zu dessen Antriebseinrichtungen deaktiviert werden, sodass ein Betätigen der Eingabemittel 15 keine Verfahrbewegungen am ersten Kran bewirken können.
Um eine Fernsteuerverbindung zu dem zweiten Kran 2 aufbauen zu können, kann ferner über das Kommunikationsnetzwerk 19 des Anti-Kollisions-Systems 20 ein Aufwecksignal vom ersten Kran 1 an den zweiten Kran 2 gesendet werden, um dessen Steuereinheit 13 aufzuwecken und in einen Fernsteuermodus zu schalten. Das genannte Aufwecksignal kann der Anti-Kollisions-Einrichtung 17 des ersten Krans bzw. dessen Steuereinheit 13 generiert und über das Netzwerk 19 an den zweiten Kran 2 gesandt werden.
Ist der erste Kran 1 in der genannten Weise stillgesetzt und der zweite Kann 2 aufgeweckt, kann über das Kommunikationsnetwerk 19 des Anti-Kollisions-Systems 20 eine Remote-Verbindung bzw. eine Fernsteuerverbindung 21 zwischen den beiden Kranen aufgebaut werden, um am ersten Kran 1 generierte Steuerbefehle an den zweiten Kran 2 zu übermitteln. Die genannten Steuerbefehle können durch Betätigung der Eingabemittel 15 der Steuereinheit 13 des ersten Krans generiert werden, sodass der Kranführer des ersten Krans 1 in an sich gewohnter Weise den zweiten Kran steuern und aus dem Kollisionsbereich, das heißt dem Überlappungsbereich 130, herausbewegen kann.
Ist der zweite Kran 2 aus dem Überlappungsbereich 130 herausgefahren, wird der Kran 2 über die Fernsteuerverbindung 21 eingebremst und wieder stillgesetzt.
Der erste Kran 1 bzw. dessen Anti-Kollisions-Einrichtung 17 und/oder dessen Steuereinheit 13 meldet sich sodann vom zweiten Kran 2 wieder ab und loggt sich in die eigene Steuerung wieder ein. Insbesondere wird die zuvor genannte Fernsteuer-verbindung 21 wieder deaktiviert und die Steuereinheit 13 des ersten Krans 1 aus dem zuvor genannten Fernsteuermodus wieder in den normalen Betriebsmodus gesetzt, um wiederum die eigenen Antriebseinrichtungen ansteuern zu steuern.
Schließlich kann der erste Kran 1 die beabsichtigte Kranbewegung in den Überlappungsbereich 130 hinein bzw. darüber hinweg ausführen.
3 verdeutlicht eine weitere Einsatzmöglichkeit, die der genannte Fernsteuermodus bzw. die Kommunikation über das Anti-Kollisions-System 20 ermöglicht. Insbesondere können die beiden Krane 1 und 2 aufeinander abgestimmte Kranbewegungen in einfacher Weise ausführen, beispielsweise in Form eines Tandemhubs, bei dem ein gemeinsames Werkstück 22 an den Lasthaken 9 beider Krane 1 und 2 befestigt und durch beide Krane 1 und 2 gemeinsam gehoben wird. Bei einem solchen Tandemhub kann das Werkstück 22 von einem ersten Punkt zu einem zweiten Punkt angehoben und/oder abgesenkt und/oder verfahren werden, wobei der Verfahrweg linear oder auch kurvig sein kann, wobei das Werkstück 22 seine Orientierung bzw. Winkellage im Raum behalten oder auch verdreht werden kann.
Hierzu kann zunächst in einfacher Ausbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die miteinander kommunzierenden Anti-Kollisions-Einrichtungen 17 und 18 die an ihrem Kran jeweils bestimmten Positions- und/oder Bewegungs- und/oder Statusdaten jeweils zum anderen Kran übertragen, wobei sie an dem jeweils empfangenden Kran angezeigt werden, beispielsweise auf einem Display, das der Kranführer einsehen kann. Durch das wechselweise, gegenseitige Anzeigen der genannten Daten am jeweils anderen Kran weiß der jeweilige Kranführer stets aktuell, in welcher Position bzw. Stellung sich der jeweils andere Kran befindet bzw. in welche Richtung sich der jeweils andere Kran bewegt.
Alternativ oder zusätzlich können dabei auch von einem Kran auf den anderen Kran Steuerbefehle übertragen und dort eventuell angezeigt werden, wobei beispielsweise die Steuerbefehle, die am ersten Kran 1 durch Betätigen dessen Eingabemittel erzeugt werden und den ersten Kran entsprechend bewegen, auf den zweiten Kran 2 übertragen werden können. Werden die Steuerbefehle dort, das heißt am zweiten Kran 2 angezeigt, kann der dort befindliche Kranführer die entsprechenden Steuerbefehle entsprechend nachmachen.
Alternativ oder zusätzlich können solche von Kran zu Kran übertragenden Steuerbefehle jedoch in einem Fernsteuermodus auch dazu genutzt werden, den die Steuerbefehle empfangenden Kran synchron mit dem die Steuerbefehle sendenden Kran zu bewegen. In dem zuvor genannten Fernsteuermodus kann die empfangende Steuereinheit die Befehle entsprechend umsetzen, um den empfangenden Kran synchron mit dem sendenden Kran zu bewegen.
Ferner kann in der zuvor schon beschriebenen Weise ein Kran in entsprechender Weise auch eingelernt werden, um in einem Teach-In-Modus eine gewünschte Bewegungsbahn zu lernen, die dann für eine aufeinander abgestimmte Bewegung der beiden Krane aktiviert bzw. abgerufen werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

FR 3030469 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Betreiben mehrerer Krane (1, 2), deren Bewegungen von Anti-Kollisions-Einrichtungen (17, 18) der Krane (1, 2) auf drohende Kollisionen überwacht werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer drohenden Kollision zwischen einem ersten, in Betrieb befindlichen Kran (1) und einem zweiten, außer Betrieb befindlichen Kran (2) - der erste Kran (1) stillgesetzt wird, - eine Fernsteuerverbindung (21) von dem ersten Kran (1) zu dem zweiten Kran (2) aufgebaut wird, - der zweite Kran (2) durch Steuerbefehle, die am ersten, stillgesetzten Kran (1) generiert und durch die Fernsteuerverbindung (21) auf den zweiten Kran (2) übermittelt werden, aus dem Kollisionsbereich (130), der eine beabsichtigte Bewegung des ersten Krans (1) stört, herausbewegt wird, und - der zweite Kran (2) nach dem ferngesteuerten Herausbewegen aus dem Kollisionsbereich (130) stillgesetzt und der erste Kran (1) wieder in Gang gesetzt und bewegt wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei zum Aufbau der Fernsteuerverbindung (21) eine Steuereinheit (13) des zweiten Krans (2) durch einen Aufwachbefehl, der über eine Kommunikationsverbindung (19) zwischen den Anti-Kollisions-Einrichtungen (17, 18) vom ersten Kran (1) auf den zweiten Kran (2) übertragen wird, aufgeweckt und in einen Fernsteuermodus gesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Stillsetzen des ersten Krans (1) eine Steuerbefehlsverbindung zwischen der Steuereinheit (13) des ersten Krans (1) und zumindest einer Bewegungseinrichtung des ersten Krans (1) deaktiviert wird und/oder eine Steuerbefehlsverbindung von Eingabemitteln (14) der Steuereinheit (13) des ersten Krans (1) zu einem Fernsteuermodul des ersten Krans (1) aktiviert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Stillsetzen des ersten Krans (1) zumindest eine Bewegungseinrichtung des ersten Krans (1), insbesondere dessen Drehwerk (5), eingebremst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerbefehle zum ferngesteuerten Bewegen des zweiten Krans (2) in einem manuellen Fernsteuermodus durch Betätigen von Eingabemitteln (14) einer/der Steuereinheit des ersten Krans (1), die zum Steuern von Bewegungen des ersten Krans (1) vorgesehen sind, erzeugt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerbefehle zum ferngesteuerten Bewegen des zweiten Krans (2) in einem automatischen Fernsteuermodus automatisch oder halbautomatisch von einem Bewegungssteuermodul der Anti-Kollisions-Einrichtung (17) des ersten Krans (1) generiert werden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Steuerbefehle zum ferngesteuerten Bewegen des zweiten Krans (2) von dem genannten Bewegungssteuermodul in Abhängigkeit von Positions- und/oder Bewegungsdaten, die die Position und/oder Bewegung des ersten Krans (1) kennzeichnen, und/oder in Abhängigkeit von Positionsdaten, die die Position und/oder Stellung des zweiten Krans (2) kennzeichnen und von der Anti-Kollisions-Einrichtung (18) des zweiten Krans (2) an die Anti-Kollisions-Einrichtung (17) des ersten Krans (1) übermittelt wurden/werden, generiert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerbefehle zum ferngesteuerten Bewegen des zweiten Krans (2) über eine/die Kommunikationsverbindung (19) zwischen den Anti-Kollisions-Einrichtungen (17, 18) von dem ersten Kran (1) auf den zweiten Kran (2) übertragen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Kran (1) vor dem Aufbauen der Fernsteuerverbindung stillgesetzt wird und die genannte Fernsteuerverbindung vor dem wieder in Gang Setzen des ersten Krans (1) beendet wird.
Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mehreren Krane (1, 2) aufeinander abgestimmt bewegt werden, wobei zumindest an einem ersten Kran (1) Bewegungs- und/oder Positions- und/oder Statusdaten und/oder Steuerbefehle währen der aufeinander abzustimmenden Bewegung von dessen Anti-Kollisions-Einrichtung (17) bestimmt werden und an einen zweiten Kran (2) übermittelt werden, wobei die am ersten Kran (1) ermittelten Bewegungs- und/oder Positions- und/oder Statusdaten und/oder Steuerbefehle auf einer Anzeigeeinrichtung am zweiten Kran (2) angezeigt werden und/oder von der Steuereinheit (13) des zweiten Krans (2) zum Steuern zumindest einer Bewegungseinrichtung des ersten und/oder zweiten Krans (2) zum Ausführen der aufeinander abgestimmten Bewegung verwendet werden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Steuereinheit (13) des zweiten Krans (2) einen Slave-Betriebsmodus aufweist, in dem die Steuereinheit (13) des zweiten Krans (2) anhand der übermittelten Bewegungs- und/oder Positions- und/oder Statusdaten des ersten Krans und/oder anhand vom ersten Kran (1) übermittelten Steuerbefehlen zumindest eine Bewegungseinrichtung des zweiten Krans (2) derart ansteuert, dass der zweite Kran (2) Kranbewegungen des ersten Krans zumindest näherungsweise synchron folgt und/oder in vorbestimmter Weise in Kranbewegungen des zweiten Krans umsetzt.
Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kranbewegungen der beiden Krane (1, 2) anhand der wechselweise übermittelten Bewegungs- und/oder Positions- und/oder Statusdaten und/oder Steuerbefehlen, die von den Anti-Kollisions-Einrichtungen (17, 18) bereitgestellt und/oder übermittelt werden, derart aufeinander abgestimmt werden, dass die Krane (1, 2) einen Tandemhub ausführen.
Kran mit zumindest einer Bewegungseinrichtung zum Bewegen eines Kranelements, einer Steuereinheit (13) zum Ansteuern der Bewegungseinrichtung, sowie einer Anti-Kollisions-Einrichtung (17) zum Überwachen der Kranbewegungen des Kranelements auf mögliche Kollisionen mit einem anderen Kran (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Anti-Kollisions-Einrichtung (17) einen Fernsteuer-Betriebsmodus aufweist, in dem bei einer drohenden Kollision zwischen einem ersten, in Betrieb befindlichen Kran (1) und einem zweiten, außer Betrieb befindlichen Kran (2) - der erste Kran (1) stillgesetzt wird, - eine Fernsteuerverbindung (21) von dem ersten Kran (1) zu dem zweiten Kran (2) aufgebaut wird, - der zweite Kran (2) durch Steuerbefehle, die am ersten, stillgesetzten Kran (1) generiert und durch die Fernsteuerverbindung (21) auf den zweiten Kran (2) übermittelt werden, aus dem Kollisionsbereich (130), der eine beabsichtigte Bewegung des ersten Krans (1) stört, herausbewegt wird, und - der zweite Kran (2) nach dem ferngesteuerten Herausbewegen aus dem Kollisionsbereich (130) stillgesetzt und der erste Kran (1) wieder in Gang gesetzt und bewegt wird.
Kran nach dem vorhergehenden Anspruch oder dessen Oberbegriff, wobei die Anti-Kollisions-Einrichtung (17) einen Bewegungskoordinations-Betriebsmodus aufweist, in dem die Bewegung des Krans auf die Bewegung eines weiteren, zweiten Krans abgestimmt wird, wobei während der aufeinander abzustimmenden Bewegung von der Anti-Kollisions-Einrichtung (17) des Krans Bewegungs- und/oder Positions- und/oder Statusdaten und/oder Steuerbefehle bestimmt werden und an den genannten weiteren, zweiten Kran übermittelt werden, um dort auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt zu werden und/oder von der Steuereinheit des zweiten Krans zum Steuern zumindest einer Bewegungseinrichtung des ersten und/oder zweiten Krans zum Ausführen der aufeinander abgestimmten Bewegung verwendet zu werden.
Kran nach dem vorhergehenden Anspruch wobei die Steuereinheit (13) des Krans einen Slave-Betriebsmodus aufweist, in dem die Steuereinheit (13) den Kran anhand vom anderen Kran übermittelten Bewegungs- und/oder Positions- und/oder Statusdaten und/oder anhand vom anderen Kran übermittelter Steuerbefehle die zumindest eine Bewegungseinrichtung derart ansteuert, dass der Kran Kranbewegungen des genannten anderen, zweiten Krans nachbildet, insbesondere synchron folgt.
Kran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bewegungseinrichtung ein Auslegerverstellwerk zum Verstellen eines Kranauslegers, insbesondere ein Drehwerk (5) zum Verdrehen eines Kranauslegers um eine aufrechte Achse, umfasst.