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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Hebezeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einen Drehgeber für eine Welle eines Hebezeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 16, eine Steuereinheit für ein Hebezeug und ein Hebezeug umfassend einer Steuereinheit.
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Derartige Drehheber und Verfahren sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt und werden im Wesentlichen zur Positions- und Drehzahlerfassung einer Welle verwendet. Ein Drehgeber umfasst zumindest eine an eine Maschine koppelbare Welle beziehungsweise ist unmittelbar auf einer Welle der Maschine angeordnet. Weiter umfasst der Drehgeber eine mechanische, optische oder magnetische Gebereinrichtung beziehungsweise Erfassungseinrichtung. Die Gebereinrichtung kann beispielsweise einen Inkrementalgeber oder einen Absolutgeber ausbilden. In einer mechanischen Ausführung kann die Gebereinrichtung ein Schalter oder ein Zählwerk sein. Die Gebereinrichtung kann für eine Umdrehung der Welle Signale, wie beispielsweise ein Drehwinkelsignal oder ein Drehzahlsignal, gewinnen. Aus diesen Signalen ist dann beispielsweise mittels einer Steuervorrichtung, mit der der Drehgeber über eine Signalleitung verbunden ist, eine Drehwinkellage der Welle beziehungsweise eine Drehzahl der Welle bestimmbar.
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Drehgeber werden unter anderem auch in oder an Hebezeugen mit Seilzügen, wie einem Kran, Ladebaum, Laufkatze, Winde oder dergleichen, verwendet und sind im Betrieb großen Belastungen ausgesetzt. Ein Gehäuse eines Drehgebers ist daher regelmäßig aus Metall ausgebildet, sodass der Drehgeber vergleichsweise widerstandsfähig gegenüber mechanischen und thermischen Einwirkungen ist. Zur Übermittlung eines Signals der Gebereinrichtung zu einer Steuervorrichtung eines Hebezeugs verfügt der Drehgeber gegebenenfalls über eine Signalausgabeeinrichtung, die das Signal für eine Übertragung zur Steuervorrichtung aufbereitet, was insbesondere bei einer Verwendung von Lichtwellenleitern erforderlich ist.
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Drehgeber an Hebezeugen dienen primär zur Gewinnung eines bestimmten Betriebsparameters des Hebezeugs, wie beispielsweise einer Drehzahl einer Seiltrommel oder eines Motors beziehungsweise Elektromotors zum Antrieb der Seiltrommel. So sind Hebezeuge bekannt, bei denen eine Antriebseinheit mit einem Seil zum Anheben einer Traglast, einer Seiltrommel, einem Elektromotor und einem dazwischengeschalteten Getriebe ausgebildet ist. An einer Welle des Elektromotors und/oder einer Welle der Seiltrommel kann dann ein Drehgeber angeordnet sein, der ein Drehwinkelsignal und/oder ein Drehzahlsignal an die Steuervorrichtung des Hebezeugs zur Steuerung des Elektromotors übermittelt. Ein Hebezeug kann auch über mehrere, derartige Antriebseinheiten verfügen, sodass dann eine Anzahl Drehgeber an dem Hebezeug verbaut sind. Die Steuervorrichtung bildet dann zusammen mit den Drehgebern eine Steuereinheit aus, die die Antriebseinheit in Abhängigkeit einer zu fördernden Traglast regelt. Die Steuervorrichtung erhält dabei eine Information zu einer Traglast in Form eines Lastsignals von einer Sensorvorrichtung der Steuereinheit, die mit einem oder mehreren Lastsensoren eine Traglast an dem Seilzug ermitteln kann. Bei beispielsweise einer hohen Traglast regelt die Steuervorrichtung dann eine Motordrehzahl derart, dass eine bestimmte Geschwindigkeit beim Heben oder Senken der Traglast beziehungsweise eine Drehzahl an einer Seiltrommel nicht überschritten wird. Ist eine Traglast vergleichsweise klein, beispielsweise ein leerer Container, kann die Traglast mit einer höheren Geschwindigkeit, das heißt, mit einer höheren Motordrehzahl der Antriebseinheit, angehoben werden. Demzufolge wird durch die Regelung der Antriebseinheit mit der Steuervorrichtung stets versucht, eine Leistung der Antriebseinheit an eine Traglast so weit anzupassen, dass eine möglichst schnelle Förderung der Traglast mit dem Hebezeug möglich wird.
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Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Hebezeugen ist die Steuervorrichtung regelmäßig in einem Schaltschrank des Hebezeugs angeordnet und kann als speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) ausgebildet sein, wobei dann eine Programmierung der Steuervorrichtung über eine externe Programmiervorrichtung, wie beispielsweise einem standardisierten Computer, erfolgen kann. In der speicherprogrammierbaren Steuerung beziehungsweise Steuervorrichtung ist dann eine Verarbeitungseinrichtung integriert, die ein Drehwinkelsignal und/oder ein Drehzahlsignal eines Drehgebers des Hebezeugs und Lastsignale von Lastsensoren weiterverarbeitet und so umwandelt, dass eine lastabhängige Steuerung der Antriebseinheit durch die Steuervorrichtung möglich ist. Nachteilig ist hier, dass stets eine individuelle Programmierung der speicherprogrammierbaren Steuerung erforderlich ist, bei der die Signale des Drehgebers und die Lastsignale von Lastsensoren aufeinander abgestimmt werden müssen. Diese Programmierung der Steuervorrichtung erfordert stets auch eine Berücksichtigung geltender Sicherheitsvorschriften, sodass auch immer eine individuelle sicherheitstechnische Überprüfung der so ausgebildeten Steuervorrichtung erforderlich ist. Da Hebezeuge für große Traglasten häufig Einzelanfertigungen sind, ist eine aufwendige Anpassung der Programmierung der Steuervorrichtung an die jeweilige Ausstattung des Hebezeugs mit Drehgebern und Lastsensoren erforderlich.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Hebezeugs, einen Drehgeber, eine Steuereinheit sowie ein Hebezeug vorzuschlagen, mit dem eine Steuervorrichtung einfacher ausgebildet werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einen Drehgeber mit den Merkmalen des Anspruchs 16, eine Steuereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 20 und ein Hebezeug mit den Merkmalen des Anspruchs 21 gelöst.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines Hebezeugs, insbesondere Kran oder dergleichen, umfasst das Hebezeug eine Antriebseinheit und eine Steuereinheit zur Steuerung der Antriebseinheit, wobei die Antriebseinheit mittels einer Steuervorrichtung der Steuereinheit gesteuert wird, wobei ein Drehgeber der Steuereinheit mit einer Welle der Antriebseinheit des Hebezeugs verbunden ist und eine Rotation der Welle erfasst, wobei mittels einer Gebereinrichtung des Drehgebers ein Drehwinkelsignal und/oder ein Drehzahlsignal an die Steuervorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit übermittelt wird, wobei mittels des Drehgebers ein Lastsignal eines Lastsensors einer Sensorvorrichtung der Steuereinheit erfasst wird, wobei der Drehgeber in Abhängigkeit des Drehwinkelsignals und/oder des Drehzahlsignals und des Lastsignals eine lastabhängige Größe bestimmt und an die Steuervorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit übermittelt, wobei mittels einer Sicherheitseinrichtung des Drehgebers das Lastsignal erfasst wird, wobei die Sicherheitseinrichtung in Abhängigkeit des Drehwinkelsignals und/oder des Drehzahlsignals und des Lastsignals eine lastabhängige maximale Grenzdrehzahl bestimmt und an die Steuervorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit übermittelt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist demnach die sonst innerhalb der Steuervorrichtung vorgesehene Zusammenführung des Drehwinkelsignals und/oder des Drehzahlsignals der Gebereinrichtung des Drehgebers mit dem Lastsignal des Lastsensors in den Drehgeber verlagert. Folglich empfängt der Drehgeber das Lastsignal des Lastsensors und verarbeitet dieses mittels Datenverarbeitung zusammen mit dem Drehwinkelsignal und/oder dem Drehzahlsignal zu der lastabhängigen Größe, die dann an die Steuervorrichtung übermittelt wird. Die lastabhängige Größe kann dann von der Steuervorrichtung direkt zur Steuerung der Antriebseinheit weiterverarbeitet werden, ohne, dass eine besondere individuelle Programmierung der Steuervorrichtung zur Zusammenführung der betreffenden Signale erforderlich wäre. Bei den am Hebezeug verbauten Drehgebern kann es sich dann auch um standardisierte Drehgeber handeln, die hinsichtlich einer Signalverarbeitung beziehungsweise Programmierung lediglich einer einmaligen sicherheitstechnischen Überprüfung bedürfen. Eine Programmierung einer speicherprogrammierbaren Steuerung der Steuervorrichtung kann so mit einem wesentlich geringeren Aufwand ausgeführt werden. Auch wird durch die Signalverarbeitung im Drehgeber insgesamt eine schnellere Verarbeitungsgeschwindigkeit der Steuereinheit erzielt, da die Steuervorrichtung nicht mehr diese Signalverarbeitung durchführen muss. Die lastabhängige Größe kann ebenfalls als ein Signal an die Steuervorrichtung von dem Drehgeber übermittelt werden, wobei das Signal sich dann von dem Drehwinkelsignal und/oder dem Drehzahlsignal dahingehend unterscheidet, dass eine die Traglast unmittelbar betreffende Information in dem Signal enthalten ist.
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Erfindungsgemäß wird mittels einer Sicherheitseinrichtung des Drehgebers das Lastsignal erfasst, wobei die Sicherheitseinrichtung in Abhängigkeit des Drehwinkelsignals und/oder des Drehzahlsignals und des Lastsignals eine lastabhängige maximale Grenzdrehzahl bestimmt und an die Steuervorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit übermittelt. Dadurch, dass die Grenzdrehzahl durch die Sicherheitseinrichtung des Drehgebers berechnet wird, werden ein Programmieraufwand sowie eine Fehleranfälligkeit der Steuervorrichtung wesentlich verringert. Die Steuervorrichtung kann dann beispielsweise einen Wert für eine maximale Grenzdrehzahl direkt von dem Drehgeber übernehmen und zur Steuerung der Antriebseinheit weiterverarbeiten. Auch ein Aufwand einer Inbetriebnahme eines Hebezeugs kann wesentlich dadurch verringert werden, dass die Steuervorrichtung nicht mehr an bestimmte Arten von Drehwinkeln beziehungsweise Drehzahlsignalen sowie Lastsignalen angepasst und sicherheitstechnisch zertifiziert werden muss, da der Drehgeber bereits diese Signale verarbeitet. Der Drehgeber kann demnach ein in sich geschlossenes Drehgebersystem sein, welches lediglich einer einmaligen sicherheitstechnischen Prüfung bedarf.
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Vorteilhaft kann die Steuervorrichtung eine Drehzahl der Antriebseinheit begrenzen oder die Antriebseinheit bei Überschreiten einer Last abschalten. So kann dann sichergestellt werden, dass eine maximal zulässige Drehzahl, beispielsweise eine Grenzdrehzahl, für eine zu fördernde Traglast an dem Hebezeug nicht überschritten wird. Auch kann dann keine für das Hebezeug zu große Traglast mit dem Hebezeug gefördert werden.
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Mittels einer Mehrzahl von Lastsensoren können Lastsignale für einen Arbeitspunkt, eine Sei llast und/oder eine Windlast erfasst werden. Diese Lastsensoren können beispielsweise an einer Seiltrommel angebracht sein oder auch eine Windgeschwindigkeit messen, aus der die Windlast abgeleitet werden kann. Weiter können mit den Lastsensoren auch Lastfälle gemessen werden, die mechanische Störungen, beispielsweise einen Bruch einer Welle, oder eine Bewegung eines Auslegers des Hebezeugs betreffen. So ist es möglich, dass an einem Hebezeug eine Vielzahl von Lastsensoren zur Messung unterschiedlichster Lastfälle angeordnet sein kann.
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Als ein Lastsensor kann ein Lastenmessbolzen oder eine Lastmesszelle verwendet werden. Verfügt die Antriebseinheit beispielsweise über Seile, können je Seil zwei Lastsignale erfasst werden, um eine Redundanz der Lastsensoren zu erreichen.
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Die Sicherheitseinrichtung kann aus dem Drehwinkelsignal und/oder dem Drehzahlsignal und dem Lastsignal eine Funktion der Grenzdrehzahl bestimmen. Die mathematische Regelfunktion der Grenzdrehzahl kann beispielsweise an eine leistungsspezifische Kennlinie eines Elektromotors der Antriebseinheit angepasst sein. Die Grenzdrehzahl wird dann stufenlos und stets an eine mögliche maximale Leistung des Elektromotors angepasst bestimmbar. Dadurch kann beispielsweise eine Fördergeschwindigkeit der Antriebseinheit vorteilhaft erhöht werden.
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Die Sicherheitseinrichtung kann ein Lastsignal eines Lastsensors unter Berücksichtigung einer Beschleunigung einer Traglast an dem Hebezeug und/oder eines Seils korrigieren. Die Sicherheitseinrichtung kann demnach die Beschleunigung des Seils, welches durch sein Eigengewicht zur Bestimmung der Grenzdrehzahl relevant sein kann, und die Beschleunigung der Traglast beim Heben oder Senken der Traglast mittels der Antriebseinheit berücksichtigen. Die Sicherheitseinrichtung kann dann auch eine Nettolast und/oder eine Bruttolast bestimmen. Weiter kann vorgesehen sein, dass die Sicherheitseinrichtung aus Einzellastwerten Summen und Differenzen errechnet.
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Die Sicherheitseinrichtung kann aus Lastsignalen eine Exzentrizität einer Traglast an dem Hebezeug bestimmen. Wenn beispielsweise mehrere Lastsensoren vorgesehen sind, oder die Antriebseinheit über mehrere Seile zum Anheben einer Traglast verfügt, kann eine Verteilung der Last auf die Seile beziehungsweise Lastsensoren bestimmt werden. Je nach Beschaffenheit der Traglast, beispielsweise ein Container oder ein anderer Gegenstand mit ungleichmäßiger Lastverteilung, kann an einem Seil eine größere Last gemessen werden wie an einem anderen Seil. Die Sicherheitseinrichtung kann dann diese Lastverteilung berücksichtigen und die Grenzdrehzahl nach der größten gemessenen Last anpassen.
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Die Steuervorrichtung kann der Sicherheitseinrichtung ein Statussignal zu einer Betriebszahl der Antriebseinheit übermitteln, wobei die Sicherheitseinrichtung das Statussignal bei der Bestimmung der lastabhängigen Grenzdrehzahl berücksichtigen kann. Eine Betriebsart kann beispielsweise ein Heben oder Senken einer Traglast, das Überschreiten einer Grenzlast beziehungsweise Überlast, ein Schlaffseil, eine Leerfahrt oder eine Schnellfahrt der Antriebseinheit sein. Beispielsweise kann bei einer Leerfahrt eine lastabhängige Grenzdrehzahl auch vollkommen unberücksichtigt bleiben, wenn beispielsweise eine sich aus einem Seilgewicht ergebene Last sehr gering ist.
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Die Sicherheitseinrichtung kann in Abhängigkeit des Drehgebersignals und/oder des Drehzahlsignals und/oder des Lastsignals ein Heben, ein Senken, eine Überlast, ein Schlaffseil oder eine Leerfahrt als eine Betriebsart der Antriebseinheit bestimmen und an die Steuervorrichtung übermitteln. Demnach kann die Sicherheitseinrichtung auch die Betriebsart selbst ermitteln, indem die Sicherheitseinrichtung die betreffenden Signale auswertet und daraus eine mögliche Betriebsart ableitet. Dazu können bestimmte Wertebereiche oder Signalmuster in der Sichereinrichtung hinterlegt sein, die eine Bestimmung der Betriebsart durch Vergleich zulassen. Sofern die Steuervorrichtung an die Sicherheitseinrichtung eine Betriebsart übermittelt, kann in der Sicherheitseinrichtung ein Plausibilitätsvergleich erfolgen. Bei abweichenden Ergebnissen kann beispielsweise eine Abschaltung der Antriebseinheit durch die Steuervorrichtung durchgeführt werden.
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Mittels des Drehgebers kann ein Schaltsignal eines Endschalters der Sensorvorrichtung erfasst werden, wobei der Drehgeber in Abhängigkeit des Schaltsignals eine Relativposition einer Traglast an dem Hebezeug und/oder eines Seils bestimmen kann, wobei die Sicherheitseinrichtung das Schaltsignal bei der Bestimmung der abhängigen Grenzdrehzahl berücksichtigen kann. Über Endschalter kann dann so beispielsweise die Relativposition einer Laufkatze eines Auslegers eines Hebezeugs bestimmt werden. So kann dann auch festgelegt werden, dass in beispielsweise sicherheitsrelevanten Bereichen, wie Fahrwegen unterhalb des Hebezeugs oder dergleichen, die Traglast mit einer geringeren Grenzdrehzahl bewegt wird. Auch kann über Endschalter eine mögliche Länge eines Seils in einer bestimmten Position des Hebezeugs ermittelt und bei der Bestimmung der Grenzdrehzahl berücksichtigt werden.
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Die Sicherheitseinrichtung kann jeder Betriebsart oder Relativposition eine maximale Grenzlast zuweisen. Über die jeweilige maximale Grenzlast kann dann wiederum die davon abhängige Grenzdrehzahl bestimmt werden. Die maximale Grenzlast kann insbesondere unter Berücksichtigung von Sicherheitsaspekten festgelegt und für die jeweilige Betriebsart oder Relativposition in der Sicherheitseinrichtung gespeichert sein. Dabei kann dann auch vorgesehen sein, dass das Lastsignal eines Lastsensors bei Erreichen der jeweiligen maximalen Grenzlast unberücksichtigt bleibt.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn mittels einer Zähleinrichtung des Drehgebers das Lastsignal erfasst wird, wobei die Zähleinrichtung die Drehwinkelsignale und/oder die Drehzahlsignale und die Lastsignale über einen Betriebszeitabschnitt speichern, einen lastabhängigen Schädigungswert bestimmen und diese an die Steuervorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit übermitteln kann. Die Zähleinrichtung kann dann über den Betriebszeitabschnitt einzelne oder auch alle Signale, die Lastsignale, die Drehwinkelsignale und/oder die Drehzahlsignale speichern und diese aufsummieren. Die Zähleinrichtung kann dann eine Summenlast beziehungsweise ein Lastkollektiv ermitteln, die beziehungsweise das dann dem lastabhängigen Schädigungswert entspricht. So führt beispielsweise jedes Heben einer Traglast zu einer fortschreitenden Bauteilermüdung an dem Hebezeug, wobei bei Erreichen einer bestimmten Anzahl von Werten oder einer insgesamt bewegten Traglast Bauteile an dem Hebezeug aus sicherheitstechnischen Gründen überprüft oder erneuert werden müssen.
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Die Zähleinrichtung kann aus den gespeicherten Signalen einen Zeitpunkt eines Verschleißes der Antriebseinheit beziehungsweise auch anderer Bauteile bestimmen. Zu diesem Zeitpunkt ist dann eine Überprüfung oder eine Wartung mit gegebenenfalls Austausch von Bauteilen erforderlich. Die Zähleinrichtung kann auch das baldige Erreichen des Zeitpunkts oder den Zeitpunkt selbst signalisieren und durch die Übermittlung des Schädigungswerts an die Steuervorrichtung ein Abschalten oder einen leistungsreduzierten Betrieb der Antriebseinheit veranlassen.
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Das Lastsignal kann auch mittels einer Auswerteeinrichtung des Drehgebers erfasst werden, wobei die Auswerteeinrichtung aus dem Lastsignal ein Gewicht einer Traglast an dem Hebezeug bestimmen und an die Steuervorrichtung übermitteln kann. Die Auswerteeinrichtung kann demnach eine Nettolast dadurch bestimmen, dass Lastsignale von der Auswerteeinrichtung zum Wiegen der Traglast verwendet werden. Es ist dann nicht mehr erforderlich, Lastsensoren, die eigens zum Wiegen der Traglast und zur Bestimmung einer Last an Bauteilen des Hebezeugs dienen, zu verwenden. Insgesamt können so die sonst zum Wiegen verwendeten Lastsensoren eingespart werden.
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Auch kann vorgesehen sein, dass ein weiterer Drehgeber der Steuereinheit mit einer weiteren Welle der Antriebseinheit verbunden ist und eine Rotation der weiteren Welle erfasst, wobei dann mittels des weiteren Drehgebers das Lastsignal erfasst wird, wobei der weitere Drehgeber in Abhängigkeit eines weiteren Drehwinkelsignals und/oder eines weiteren Drehzahlsignals und des Lastsignals eine weitere lastabhängige Größe bestimmen und diese dann an die Steuervorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit übermitteln kann. Die Antriebseinheit kann beispielsweise mehrere Seilrollen, Elektromotoren und Getriebe umfassen, die zum Fördern einer einzelnen Traglast dienen. Die Steuervorrichtung erhält dann von den jeweiligen Drehgebern eine aktuelle lastabhängige Größe, die von der Steuervorrichtung zur Steuerung der gesamten Antriebseinheit oder einzelner Motoren der Antriebseinheit verwendet werden kann.
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Der erfindungsgemäße Drehgeber für eine Welle eines Hebezeugs, insbesondere Kran oder dergleichen, ist mit einer Welle einer Antriebseinheit eines Hebezeugs zur Erfassung einer Rotation der Welle verbindbar, wobei der Drehgeber eine Gebereinrichtung zur Ausgabe eines Drehgebersignals und/oder eines Drehzahlsignals an eine Steuervorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit umfasst, wobei mittels des Drehgebers ein Lastsignal eines Lastsensors einer Sensorvorrichtung einer Steuereinheit erfassbar ist, wobei mittels des Drehgebers in Abhängigkeit des Drehwinkelsignals und/oder des Drehzahlsignals und des Lastsignals eine lastabhängige Größe bestimmbar und an die Steuervorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit übermittelbar ist, wobei mittels einer Sicherheitseinrichtung des Drehgebers das Lastsignal erfassbar ist, wobei eine lastabhängige maximale Grenzdrehzahl in Abhängigkeit des Drehwinkelsignals und/oder des Drehzahlsignals und des Lastsignals mittels der Sicherheitseinrichtung bestimmbar und an die Steuervorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit übermittelbar ist.
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Zu den Vorteilen des erfindungsgemäßen Drehgebers wird auf die Vorteilsbeschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen.
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Vorteilhaft kann der Drehgeber eine Feldbusschnittstelle aufweisen. Grundsätzlich kann der Drehgeber mit einer Feldbusschnittstelle einfach an die Steuervorrichtung für einen Datenaustausch über einen Feldbus gekoppelt werden.
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Der Drehgeber kann auch einen Schaltausgang für Über- und/oder Unterschreiten eines parametrierbaren lastabhängigen Ausgabewertes aufweisen. Der Schaltausgang kann mit einem Sicherheits- beziehungsweise Halbleiterrelais ausgestattet sein. Der parametrierbare Ausgabewert kann ein Drehzahlwert, ein Über- oder Unterdrehzahlwert, ein Drehwinkelwert oder ein Drehzahldifferenzwert sein.
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Der Drehgeber kann ein Inkrementalgeber und/oder Absolutgeber sein. Ein Inkrementalsignal kann dann beispielsweise vorteilhaft verwendet werden, wenn der Drehgeber an einem Elektromotor der Antriebseinheit angeordnet ist. Ein Inkrementalsignal und/oder ein Absolutsignal kann vorteilhaft weiterverarbeitet werden, wenn der Drehgeber an einer Seiltrommel der Antriebseinheit angeordnet ist. Die Gebereinrichtung kann diese Signale parallel zu der lastabhängigen Größe ausgeben. Das Absolutsignal kann ein sogenanntes Singleturn-, bezogen auf eine einzelne Drehung der Welle, oder ein Multiturn-Signal, bezogen auf eine Vielzahl von Umdrehungen der Welle, sein. Weiter kann der Drehgeber einen digitalen oder analogen Ausgang für ein Absolut- oder Inkrementalsignal aufweisen. Der analoge Ausgang kann ein Strom- oder Spannungsausgang sein.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen eines Drehgebers ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Verfahrensanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Steuereinheit für ein Hebezeug, insbesondere Kran oder dergleichen, umfasst eine Steuervorrichtung und einen erfindungsgemäßen Drehgeber.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Steuereinheit ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Vorrichtungsanspruch 16 rückbezogenen Unteransprüche.
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Das erfindungsgemäße Hebezeug, insbesondere Kran oder dergleichen, umfasst eine erfindungsgemäße Steuereinheit und eine Antriebseinheit mit einem Elektromotor, einem Getriebe und einer Seiltrommel.
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Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Konfiguration einer Steuereinheit nach dem Stand der Technik;
- 2 eine schematische Darstellung einer Konfiguration einer Steuereinheit;
- 3 eine vereinfachte Darstellung einer Antriebseinheit.
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Die 1 zeigt eine Steuereinheit 10 nach dem Stand der Technik zusammen mit einer Antriebseinheit 11. Die Steuereinheit 10 umfasst eine Steuervorrichtung 12, eine Sensorvorrichtung 13 mit einem hier nicht dargestellten Lastsensor, eine Programmiervorrichtung 14 sowie einen Drehgeber 15. Die Steuervorrichtung 12 weist eine Verarbeitungseinrichtung 16 auf, die ein Lastsignal eines Lastsensors von der Sensorvorrichtung 13 empfangen kann. Weiter kann die Verarbeitungseinrichtung 16 ein Drehwinkelsignal und/oder ein Drehzahlsignal einer Gebereinrichtung 17 des Drehgebers 15 empfangen. Der Drehgeber 15 ist hier über eine Welle 18 an die Antriebseinheit 11 gekoppelt, die hier eine nicht dargestellte Seiltrommel und einen Elektromotor sowie ein Getriebe umfassen kann. Die Steuereinheit 10 und die Antriebseinheit 11 sind Bestandteil eines hier nicht dargestellten Hebezeugs beziehungsweise Krans.
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Die Verarbeitungseinrichtung 16 berechnet aus den Lastsignalen der Sensorvorrichtung 13 und den Drehwinkelsignalen und/oder Drehzahlsignalen des Drehgebers 15 eine lastabhängige Größe, wie beispielsweise eine maximale Grenzdrehzahl, übermittelt auf deren Basis Steuersignale an die Antriebseinheit 11 und empfängt Statussignale von der Antriebseinheit 11. Die Steuervorrichtung 12 ist mittels der Programmiereinrichtung 14, die ein hier nicht näher dargestellter Computer sein kann, programmierbar. Weiter umfasst die Steuereinheit 10 hier eine Zähleinrichtung 19, die in der Verarbeitungseinrichtung 16 vorliegenden Lastsignale der Sensorvorrichtung 13 über einen Betriebszeitabschnitt summieren und so eine Summenlast bestimmen kann. Hieraus ergibt sich ein Schädigungswert, der von der Zähleinrichtung 19 an die Verarbeitungseinrichtung 16 zurück übermittelt werden kann, beispielsweise in Form eines Abschaltsignals.
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Die 2 zeigt eine Steuereinheit 20 zusammen mit einer Antriebseinheit 21 in einer vereinfachten schematischen Darstellung. Die Steuereinheit 20 umfasst hier eine Steuervorrichtung 22, eine Sensorvorrichtung 23, mit hier nicht dargestellten Lastsensoren, eine Programmiervorrichtung 24 und einen Drehgeber 25. Der Drehgeber 25 weist seinerseits eine Gebereinrichtung 26, eine Sicherheitseinrichtung 27 und eine Zähleinrichtung 28 auf und ist über eine Welle 29 an die Antriebseinheit 21 gekoppelt.
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Bei einem Betrieb der Antriebseinheit 21 ermittelt der Drehgeber 25 über die Gebereinrichtung 26 ein Drehwinkelsignal und/oder ein Drehzahlsignal und übermittelt dies an die Steuervorrichtung 22. Weiter erhält der Drehgeber 25 von der Sensorvorrichtung 23 ein Lastsignal eines Lastsensors, wobei die Sicherheitseinrichtung 27 aus dem Drehwinkelsignal und/oder dem Drehzahlsignal und dem Lastsignal eine lastabhängige Größe bestimmt, beispielsweise eine maximale Grenzdrehzahl, und diese an die Steuervorrichtung 22 zur Steuerung der Antriebseinheit 21 übermittelt. Weiter summiert die Zähleinrichtung 28 die Lastsignale innerhalb eines Betriebszeitabschnitts der Antriebseinheit 21 und übermittelt einen Schädigungswert an die Steuervorrichtung 22. Bei Erreichen eines bestimmten Schädigungswerts kann die Steuervorrichtung 22 die Antriebseinheit 21 beispielsweise abschalten. Die Steuervorrichtung 22 ist über die Programmiervorrichtung 24 programmierbar. Auch kann die Steuervorrichtung 22 direkt von der Sensorvorrichtung 23 Lastsignale empfangen und weiterverarbeiten. Die Steuervorrichtung 22 empfängt von der Antriebseinheit 21 Statussignale und leitet diese an den Drehgeber 25 weiter. Die Statussignale betreffen eine Betriebsart der Antriebseinheit 21, wie beispielsweise ein Heben oder ein Senken einer Traglast oder ein Schlaffseil.
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Die 3 zeigt eine schematische Darstellung der Antriebseinheit 21 mit dem Drehgeber 25. Der Drehgeber 25 ist hier über die Welle 29 an eine Seiltrommel 30 mit einem Seil 31 gekoppelt, sodass der Drehgeber 25 einen Drehwinkel und/oder eine Drehzahl der Seiltrommel 30 ermitteln kann. Die Seiltrommel 30 verfügt über eine Seilbremse 32 und ist über ein Getriebe 33 an einen Elektromotor 34, der über das Getriebe 33 die Seiltrommel 30 antreibt, gekoppelt. Optional kann ein weiterer Drehgeber 35 an den Elektromotor 34 gekoppelt sein, sodass dann mittels des Drehgebers 35 eine Drehzahl des Elektromotors 34 ermittelbar ist. Der Drehgeber 35 kann dann im Wesentlichen wie der Drehgeber 25 ausgebildet und Bestandteil der Steuereinheit 20 sein.
