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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Kran sowie ein Verfahren zum Anheben einer Last nach den unabhängigen Ansprüchen.
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Im Stand der Technik sind Kräne in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, z.B. als Baukräne, Mobilkräne (Fahrzeugkräne), Deckenkräne oder als Portalkräne, letztere z.B. auch als Hallenkräne. Die Kräne umfassen je eine Kranseil-Positionierbaugruppe, gebildet z.B. mittels einer Laufkatze und einem dieselbe führenden Gerüst, im Falle von Fahrzeugkränen z.B. gebildet mittels der teleskopierbaren Kranarmanordnung samt drehbeweglicher Lagerung des Kranarms. Über die Kranseil-Positionierbaugruppe kann ein am Kranseil aufgehängtes Lastaufnahmemittel wie z.B. ein Kranhaken an den Ort der Last verbracht werden. Gemein ist den Kränen hierbei sämtlich auch eine Kranseil-Umlenkeinrichtung, welche bei Fahrzeugkränen z.B. am lastseitigen Kranarm- bzw. Auslegerende montiert ist, bei Gerüstkränen z.B. an der Laufkatze angeordnet ist.
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Problematisch mit Kränen ist allgemein, dass die Ausrichtung des Systems Lastaufnahmemittel, Seil, Aufhängungspunkt und Last vor einem Lastanheben nicht in jedem Fall mit hinreichender Sicherheit erkennbar ist. Wird die Last bei einem Anheben seitens des Krans mit einer Querkraft beaufschlagt, ist die Last in der Folge bestrebt, nach dem Anheben eine Ruhelage einzunehmen, wobei sich ein Pendeln der Last einstellen kann, welches insbesondere in Hinblick auf die Sicherheit von Mensch und Material problematisch ist. Die 1 bis 3 veranschaulichen mögliche Situationen vor einem Lastanheben näher.
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1 zeigt hierbei einen Portalkran mit einer darunter an einem Kranseil angeordneten Last, wobei bei der gezeigten Anordnung ein pendelfreies Anheben der Last dann möglich wäre, wenn die Last entlang einer vertikalen Hubspur des Krans (in 1 entlang der Y-Achse)angehoben wird, welche einer Hubspur des Krans eines lastfreien Zustands entspricht (Lastfreiheits-Hubspur), d.h. querkraftfrei. In 1 ist die Last jedoch zur Y-Achse versetzt, was in der Betrachterposition B, nicht jedoch in Position A erkennbar ist. Für ein pendelfreies Anheben der Last wäre es insofern notwendig, die Last zur Lastfreiheits-Hubspur relativ zu verlagern, d.h. in X-Richtung. Eine solch ordnungsgemäße Ausrichtung, bei welcher die Last pendelfrei angehoben werden kann, d.h. entlang der Lastfreiheits-Hubspur, zeigt 2.
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3 veranschaulicht eine Situation analog zu jener von 1 für einen Portalkran mit zwei Kranseil-Aufhängungspunkten. Auch hier würde es nach einem Anheben der in X-Y-Ebene mit Versatz zur Lastfreiheits-Hubspur angeordneten Last zu einer querkraftbedingten Pendelbewegung derselben kommen, solange keine Korrektur der Relativstellung zu den Aufhängungspunkten vorgenommen wird, wie eine solche gestrichelt in der 3, rechte Seite bei B, angedeutet ist.
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Um beurteilen zu können, ob die Last möglichst pendelfrei bzw. in Ruhelage mittels des Krans anhebbar ist, bedarf es insoweit stets einer Betrachtung aus verschiedenen Betrachterpositionen. Je näher der Betrachter allerdings an der anzuhebenden Last steht, desto schwieriger ist es, beurteilen zu können, ob die Ausrichtung von Last, Seil und Aufhängungspunkt ordnungsgemäß ist, insbesondere für ein lotrechtes, durch Horizontalkräfte ungestörtes Anheben. Steht weiterhin kein Bezugspunkt zur Seite, ist diese Beurteilung nochmals erschwert. Ferner ist die Korrektur der Relativposition des Krans zur Last bei einem solchen Vorgehen aufwändig, da der Betrachter nach jeder Korrektur, z.B. im Rahmen der Fernsteuerung des Krans, wiederum die unterschiedlichen Positionen einnehmen muss, um abschließend feststellen zu können, dass das beabsichtigte pendelfreie Anheben, d.h. insbesondere entlang der Lastfreiheits-Hubspur wohl ermöglicht ist.
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Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, ist im Stand der Technik mit der Druckschrift
DE 10 2008 023 410 A1 eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, bei welcher die horizontale Auslenkung des Lastaufnahmemittels gemessen wird, d.h. um die Last in Ruheposition aufnehmen zu können. Diese Vorrichtung ist jedoch aufwändig in Hinblick auf Aufbau und Auswertung.
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Die in der
DE 10 2016 013 598 A1 offenbarte Anordnung mit einem Kran überwindet die vorgenannten Nachteile und ermöglicht auf einfache Weise eine Ausrichtung der Last relativ zum Kran für ein pendelfreies Anheben.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Anordnung mit einem Kran, basiert jedoch auf der Anordnung gemäß der
DE 10 2016 013 598 A1 . Sämtliche in der
DE 10 2016 013 598 A1 genannten Merkmale und Details können auch Bestandteil der vorliegenden Erfindung sein. Details der
DE 10 2016 013 598 A1 sind in der vorliegenden Anmeldung beschrieben und sind ausdrücklich Bestandteil der erfindungsgemäßen Anordnung.
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Sowohl die
DE 10 2016 013 598 A1 als auch die vorliegende Erfindung betreffen eine Anordnung mit einem Kran, wobei der Kran allgemein ein Mobilkran, ein Baukran, ein Decken- oder Hallenkran, insbesondere auch ein Portalkran sein kann. Für eine einfache Bedienbarkeit kann der Kran hierbei z.B. ferngesteuert sein. Die Kranlast ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Last, welche von dem Kran anzuheben ist, auf an sich bekannte Weise zum Beispiel via wenigstens ein Kranseil sowie ein Lastaufnahmemittel des Krans, z.B. einen Kranhaken oder ein Lasthebegeschirr, allgemein über ein Lasteingriffsende des Krans. Bevorzugt ist die anzuhebende Kranlast horizontal abgestützt bzw. ausgerichtet, z.B. auf einem ebenen Untergrund wie einem (Hallen-)Boden (wobei sich die Last insbesondere in Ruhelage befindet).
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Die Anordnung umfasst weiterhin eine Ausrichtevorrichtung, welche eingerichtet ist, zur Ausrichtung des Krans relativ zur Last einen aufrecht orientierten, insbesondere vertikal orientierten, Lichtstrahl bereitzustellen, vorzugsweise einen Laserstrahl. Über den aufrecht orientierten Lichtstrahl - insbesondere über der Last bereitgestellt - kann vorteilhaft einfach ein Versatz einer Lastposition (vorzugsweise eines Lastschwerpunkts) zu einer aktuellen vertikalen Ruhelagen-Hubspur des Krans (entsprechend der aktuellen Kranposition) visualisiert bzw. bestimmt werden, d.h. ein Horizontalversatz. Als Lastfreiheits-Hubspur ist hierbei die Vertikale bezeichnet, entlang welcher dem Kran ein Hub des Lasteingriffsendes ermöglicht ist, wenn das Lasteingriffsende, zumeist gebildet durch ein Lastaufnahmemittel, lastfrei ist.
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Die Anordnung ermöglicht es somit, eine vorgesehene Relativstellung von Kran und Last für ein pendelfreies Anheben der Last über eine - den Horizontalversatz anzeigende - Lichtmarkierung herzustellen bzw. zu steuern, ohne hierfür eine Anzahl unterschiedlicher Betrachterpositionen einnehmen zu müssen.
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Die Ausrichtevorrichtung umfasst bei bevorzugten Ausführungsformen einen Lichtzeiger und weiterhin bevorzugt eine Projektions- bzw. Zielfläche, wobei die Ausrichtevorrichtung eingerichtet ist, den aufrecht orientierten Lichtstrahl mittels des Lichtzeigers bereitzustellen.
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Weiterhin bevorzugt ist die Anordnung hierbei so eingerichtet, d.h. insbesondere durch geeignete Paarung von Lichtstrahl und Zielfläche bzw. geeignete Konfiguration der Ausrichtevorrichtung, dass der Lichtstrahl eine Lichtmarkierung an einem Zielbereich der Zielfläche dann erzeugt, wenn die Kranlast in Ruhelage verbleibend mit dem Kran anhebbar ist, d.h. insbesondere über ihrem Schwerpunkt und weiterhin insbesondere entlang der (lotrechten) Lastfreiheits-Hubspur des Krans. Hierzu kann entweder der Lichtstrahl oder der Zielbereich kranorientiert in Lastfreiheits-Hubspur liegend angeordnet werden, während die je andere funktionale Komponente, d.h. der Zielbereich oder der Lichtstrahl lastorientiert, angeordnet werden kann.
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Um mittels der Ausrichtevorrichtung die Relativposition von Kran und Kranlast einzunehmen, bei welcher die Kranlast pendelfrei angehoben werden kann, ist die Anordnung bevorzugt eingerichtet, den Lichtzeiger und die Zielfläche mittels des Krans horizontal relativ zu einander bewegen zu können, das heißt, bis die vorgesehene Lichtmarkierung an der Zielfläche erkennbar ist, insbesondere auch visuell. Bevorzugt ist die Ausrichtevorrichtung hierbei auch eingerichtet, mit Erzeugen der Lichtmarkierung am Zielbereich der Zielfläche den aufrecht, insbesondere vertikal, orientierten Lichtstrahl so bereitzustellen, dass dessen Achse durch den Lastschwerpunkt der Kranlast verläuft, so dass mit einem Anheben in der Richtung des Lichtstrahls, d.h. in vertikaler Richtung bzw. bei überlappender Zielfläche, die Ruhelage der Last zuverlässig bewahrt werden kann.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung gehen dahin, dass die Zielfläche bzw. der Lichtzeiger im Rahmen der Anordnung über eine Kranseil-Positionierbaugruppe des Krans mit horizontaler Richtungskomponente relativ zu dem Lichtzeiger bzw. der Zielfläche verlagerbar ist, um über die Verlagerung für ein Anheben der Kranlast mit Verbleib in Ruhelage eine Lichtmarkierung durch den aufrechten Lichtstrahl an der Zielfläche zu projizieren. Die Kranseil-Positionierbaugruppe kann insbesondere im Falle eines Mobilkrans zum Beispiel einen teleskopierbaren oder auch verschwenkbaren Kranausleger umfassen, im Falle eines Decken- oder Portalkrans zum Beispiel ein Krangerüst mit daran verfahrbarer Laufkatze oder im Fall eines Baukrans z.B. einen verschwenkbaren Ausleger mit daran verfahrbarer Laufkatze.
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Der Lichtzeiger kann im Rahmen der Erfindung allgemein eine Lichtemissionsvorrichtung mit bevorzugt lichtbündelnder bzw. fokussierender Wirkung sein, wobei das den Lichtstrahl bildende, emittierte Licht weiterhin vorzugsweise im sichtbaren Spektrum emittiert wird, das heißt visuell erfassbar ist. Bevorzugt kann der Lichtzeiger ein Laserpointer sein, daneben zum Beispiel auch mittels einer LED-Lampe oder einer herkömmlichen (Taschen-)Lampe gebildet sein.
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Die Zielfläche, insbesondere im Sinne einer Projektionsfläche, ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Fläche, deren Zielbereich vertikal mit dem Lichtzeiger und insbesondere dem aufrecht orientierten Lichtstrahl dann überlappt, wenn sowohl der Lichtstrahl als auch der Zielbereich mit der Lastfreiheits-Hubspur des Krans ausgerichtet sind, insbesondere koaxial dazu. Fällt hierbei die Lastfreiheits-Hubspur insbesondere auch mit der Vertikalen durch den Schwerpunkt der Kranlast zusammen, kann die Last pendelfrei bzw. in Ruhelage verbleibend mit dem Kran angehoben werden.
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Die Zielfläche und der Lichtzeiger können verschiedentlich positioniert werden. Bevorzugte Ausgestaltungen gehen zum Beispiel dahin, den Lichtzeiger lastorientiert anzuordnen, z.B. an der Kranlast oder an einem Lasteingriffsende des Krans oder an dem Kranseil (wobei der Lichtstrahl insbesondere in vertikaler Richtung weg von der Last weist bzw. nach oben). Die Zielfläche (bevorzugt in der Lastfreiheits-Hubspur angeordnet) kann bei einer solchen Ausgestaltung lastfern in Richtung kranseitige Kranseilaufhängung angeordnet sein, zum Beispiel an der Kranseil-Positionierbaugruppe gebildet sein, zum Beispiel an einer Kranseil-Umlenkeinrichtung derselben.
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Alternativ kann der Lichtzeiger zum Beispiel lastfern am Kran angeordnet sein (bevorzugt in der Lastfreiheits-Hubspur), zum Beispiel an der Kranseil-Positionierbaugruppe oder am Kranseil, wobei der aufrecht orientierte Lichtstrahl insbesondere hin zur Kranlast weist (bzw. nach unten). Hierbei kann die Zielfläche lastorientiert, z.B. an der Kranlast oder an dem Lasteingriffsende, z.B. einem Lastaufnahmemittel gebildet sein. Allgemein ist - wie oben bereits erwähnt - angestrebt, eine Komponente von Zielfläche und Lichtzeiger lastnah (z.B. an der Last, dem Lastaufnahmemittel oder lastnah am Kranseil), die andere lastfern anzuordnen (z.B. am Kranseil-Aufhängungspunkt, an der Umlenkeinrichtung, z.B. am Krangerüst oder an einer Laufkatze).
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Insbesondere um regelmäßig sicherzustellen, dass der Lichtstrahl die vorgesehene aufrechte bzw. vertikale Orientierung aufweist, kann der Lichtzeiger bevorzugt zu einer Selbstausrichtung befähigt sein. Zum Beispiel kann der Lichtzeiger eine kardanische oder flüssigkeitsgelagerte Haltevorrichtung aufweisen, welche eine solche Selbstausrichtung ermöglicht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt jedoch die Erkenntnis zu Grunde, dass die kardanische Aufhängung/Abstützung, die Flüssigkeitslagerung bzw. im Allgemeinen die Vorrichtung zur Selbstausrichtung gemäß der
DE 10 2016 013 598 A1 im laufenden Betrieb gewisse Nachteile mit sich bringt. Oftmals bewegt sich der Lichtzeiger im laufenden Betrieb zu schnell, wird bereits durch geringe Bewegungen der Last in eine unverhältnismäßig starke Bewegung versetzt und kommt erst nach längerem Zuwarten zur Ruhe.
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Dies führt dazu, dass der Lichtzeiger die Ausrichtung der zu bewegenden Last erst dann zuverlässig anzeigt, wenn die Last längere Zeit nicht bewegt wurde. Bis er die Ruhelage erreicht hat, schwingt der Lichtzeiger um die Ruhelage und die Lichtmarkierung kann vom Benutzer nicht oder nur mit größten Schwierigkeiten visuell erfasst werden.
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Bereits eine Schwingung im Ausmass von nur wenigen Grad um die Ruhelage führt bei den oftmals grossen Abständen zwischen dem Lichtzeiger und bspw. einer Hallendecke zu sehr grossen Abweichungen einer vom Lichtzeiger an die Hallendecke projizierten Lichtmarkierung.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine weiterentwickelte Anordnung mit einem Kran bereitzustellen, welche die vorstehend geschilderten Nachteile überwindet.
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Die nachfolgend beschriebene Vorrichtung und das nachfolgend beschriebene Verfahren lösen diese Aufgabe. Hierbei werden die Komponenten von Vorrichtung und Verfahren gemeinsam beschrieben.
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Erfindungsgemäss umfasst die Anordnung mit einem Kran zum Anheben einer Last eine Ausrichtevorrichtung, welche eingerichtet ist, zur Ausrichtung des Krans relativ zur Last einen aufrecht, insbesondere vertikal, orientierten Lichtstrahl bereitzustellen. Ferner weist die Ausrichtevorrichtung einen Lichtzeiger und eine Zielfläche auf. Die Ausrichtevorrichtung stellt somit den aufrecht orientierten Lichtstrahl mittels des Lichtzeigers bereit. Weiterhin ist der Lichtzeiger an der Kranlast oder einem Lastaufnahmemittel des Krans oder an einem Kranseil zwischen der Last und einem Kranseil-Aufhängungspunkt befestigt ist, wobei die Zielfläche an dem Lastaufnahmemittel oder an einer Kranseil-Positionierbaugruppe angeordnet ist. Alternativ kann der Lichtzeiger an einer Kranseil-Positionierbaugruppe oder an einem Kranseil zwischen der Kranlast und einem Kranseil-Aufhängungspunkt befestigt sein, wobei die Zielfläche an der Kranlast oder an dem Lastaufnahmemittel angeordnet ist. Die Anordnung umfasst ferner eine Vorrichtung zur Selbstausrichtung des Lichtzeigers, insbesondere eine kardanische Abstützung oder eine Flüssigkeitslagerung. Die Anordnung umfasst ferner einen Beschleunigungssensor, welcher eingerichtet ist, um die Beschleunigung des Lichtzeigers zu erfassen, wobei die Anordnung ferner eine Einrichtung zur Beruhigung des Lichtzeigers umfasst, welche eingerichtet ist, eine Bewegung des Lichtzeigers in Abhängigkeit des vom Beschleunigungssensor erfassten Signals zu reduzieren.
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Selbstverständlich kann eine Datenverarbeitungseinheit vorgesehen sein, welche die vom Beschleunigungssensor erfassten Daten verarbeitet und die Einrichtung zur Beruhigung steuert. Die Datenverarbeitungseinheit kann Bestandteil einer Steuereinheit sein.
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Bei der vom Beschleunigungssensor erfassten Beschleunigung handelt es sich vorzugsweise um eine Beschleunigung des Lichtzeigers, welche nur der Lichtzeiger aber nicht die Last erfährt. Eine solche Beschleunigung des Lichtzeigers relativ zur Last tritt beispielsweise auf, wenn der Last mitsamt dem darauf montierten Lichtzeiger in Bewegung angehoben oder anderweitig in Bewegung versetzt wird und die Vorrichtung zur Selbstausrichtung für eine Lageänderung des Lichtzeigers sorgt. Dies tritt beispielsweise auf, wenn die Last schief angehoben wird. Die vom Beschleunigungssensor erfassten Beschleunigungen treten also vornehmlich bei Bewegungen auf, welche durch die Vorrichtung zur Selbstausrichtung ermöglicht werden. Beispielsweise handelt es sich hierbei um Schwingungen oder Kreiselbewegungen. Demgegenüber soll eine im Wesentlichen senkrecht nach oben bzw. in den meisten Fällen parallel zum Kranseil wirkende Beschleunigung, welche sowohl die Last als auch der Lichtzeiger beim Anheben notwendigerweise erfahren, nicht dazu führen, dass eine Bewegung des Lichtzeigers abgebremst wird.
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In der Praxis ist dieser Fall jedoch unproblematisch: Wenn die einzig auftretende Beschleunigung senkrecht nach oben gerichtet und im Wesentlichen parallel zum Kranseil wirkt, hat ein Abbremsen des Lichtzeigers keine negativen Auswirkungen, da dieser sowieso durch die Vorrichtung zur Selbstausrichtung in einer „aufrechten“ Position gehalten wird und sich - mangels seitlich angreifender Beschleunigungskräfte - nicht schwingend oder kreiselnd bewegt.
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Die
DE 20 2008 018 260 U1 offenbart zwar eine kardanische Verbindung zwischen einem Kranausleger und einem Seilfolgeelement. Allerdings dient diese Anordnung der Messung des Seilwinkels relativ zur Vertikalen. Diese kardanische Aufhängung ist somit keine Vorrichtung zur Selbstausrichtung eines Lichtzeigers.
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Gemäss der vorliegenden Erfindung kann es vorgesehen sein, eine Ruhelage aus den erfassten Beschleunigungsdaten zu berechnen. Vorzugsweise ist hierzu eine entsprechende Einrichtung zur Bestimmung bzw. Berechnung der Ruhelage vorgesehen. Eine solche Einrichtung kann in eine Steuereinheit integriert sein. Wurde die Last bspw. schief angehoben und der in einer kardanischen Aufhängung gelagerte Lichtzeiger dadurch in Schwingung versetzt, so wird diese Schwingung in der Regel als Schwingung um die Ruhelage auftreten. Indem die sich im Bewegungsverlauf ständig ändernden Momentanbeschleunigungen erfasst werden, ist es möglich, die Ruhelage rechnerisch zu ermitteln. Das bereits beschriebene gezielte Abbremsen kann dann so erfolgen, dass der Lichtzeiger durch einen oder mehrere gezielte Abbrems-Vorgänge in die Ruhelage versetzt wird. Selbstverständlich ist die Ermittlung der Ruhelage keine zwingende Voraussetzung für die Abbremsung bzw. die Reduzierung der Bewegung.
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Der Vorteil der Einrichtung zur Beruhigung ist daher, dass die Zeit, welche der schwingende bzw. im Allgemeinen sich bewegende Lichtzeiger bis zur Beruhigung bzw. bis zum Stillstand braucht deutlich reduziert wird. Ohne eine Einrichtung zur Beruhigung erfolgt diese Abbremsung bzw. Beruhigung hauptsächlich durch notwendigerweise auftretende Reibungskräfte und kann sehr lange dauern.
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Die Einrichtung zur Beruhigung kann einen Elektromagneten umfassen, welcher eingerichtet ist, die Bewegung des Lichtzeigers zu reduzieren.
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Hierzu können beispielsweise der Lichtzeiger und/oder die Vorrichtung zur Selbstausrichtung, bspw. die kardanische Aufhängung mit zumindest einem magnetischen Element, insbesondere mit einem ferromagnetischen Element verbunden sein. Der Elektromagnet kann dann bspw. basierend auf den erfassten Beschleunigungsdaten so ausgerichtet werden, dass er durch gezieltes Anschalten ein Abbremsen bzw. Beruhigen des Lichtzeigers bewirkt. Bevorzugt kann der Elektromagnet so ausgerichtet werden, dass sich der Lichtzeiger nach dem Abbremsen in Ruhelage befindet. Insgesamt ist es also denkbar, wenn auch nicht zwingend nötig, dass der Elektromagnet lageveränderlich ist und basierend auf den Beschleunigungsdaten ausgerichtet werden kann.
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Der Lichtzeiger kann eingerichtet sein, bei Überschreiten einer vorbestimmten Auslenkung um die Ruhelage einen Lichtstrahl einer ersten Farbe auszustrahlen, und bei Unterschreiten der vorbestimmten Auslenkung einen Lichtstrahl einer zweiten Farbe auszustrahlen. Der erste Lichtstrahl kann rot sein, der zweite grün. Auf diese Weise wird einem Benutzer unmittelbar farblich angezeigt, ob der Lichtzeiger stark von der Ruhelage ausgelenkt ist. Der Benutzer würde denn unmittelbar am grünen Lichtstrahl erkennen, wo der mit der Ruhelage korrespondierende Lichtstrahl verläuft und könnte intuitiv durch das Auftreten und die Orientierung des roten Lichtstrahls erfassen, wie stark der Lichtzeiger schwingt bzw. von der gewünschten Ruhelage entfernt ist. Die vorbestimmte Auslenkung kann situationsbedingt ausgewählt werden, abhängig davon, wie riskant ein Anheben der Last bei kleinen Abweichungen von der idealen Lage wäre oder wie empfindlich die anzuhebende Last ist. Bevorzugt wird der Benutzer jedoch den grünen Lichtpunkt bzw. die grüne Lichtmarkierung auf der Zielfläche suchen und die Anordnung wie im Folgenden sowie vorstehend und bereits in der
DE 10 2016 013 598 A1 beschrieben ausrichten.
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Der Lichtzeiger kann alternativ eingerichtet sein, den Lichtstrahl nur bei Unterschreiten einer vorbestimmten Auslenkung um die Ruhelage auszustrahlen. Ähnlich einem Stroboskop würde der Lichtzeiger also jeweils nur kurzzeitig eingeschaltet, wenn er sich innerhalb eines vorgegebenen Auslenkungswinkels um die Ruhelage befindet. Analog wie vorstehend für die zwei-farbige Variante beschrieben könnte der Benutzer den stroboskopartig auftretenden Lichtpunkt bzw. Lichtmarkierung zur Adjustierung der Anordnung verwenden, um danach die Last gefahrlos anheben zu können. Wie bereits ausführlich geschildert wird der Kran mit Hilfe der Zielfläche so positioniert, dass ein pendelfreies Anheben möglich ist. Diese stroboskop-artige Ausgestaltung, bei der der Lichtzeiger nur bei Unterschreiben einer vorbestimmten Auslenkung um die Ruhelage aktiviert wird, kann optional auch ohne die Einrichtung zur Beruhigung verwirklicht werden. Eine solche Ausführungsform hat den Vorteil, dass sie kostengünstig ist, aber dennoch dem Benutzer die Ruhelage zuverlässig angezeigt wird, auch wenn der Lichtzeiger um die Ruhelage schwingt. Allerdings muss bei einer solchen Ausführungsform gewährleistet sein, dass die Ruhelage mit der entsprechenden Einrichtung zur Bestimmung der Ruhelage bestimmt wird.
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Die Anordnung kann eine Verzögerungs-Einrichtung umfassen, welche eingerichtet ist, eine Bewegung des Lichtzeigers nur in abgeschwächter Form entstehen zu lassen bzw. zu unterdrücken.
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Im Gegensatz zum Abbremsen einer bereits stattfindenden Bewegung könnte der Beschleunigungssensor somit eine plötzlich auf den Lichtzeiger einwirkende Beschleunigung unmittelbar erfassen, die daraus resultierende Bewegung (bspw. Pendeln, Schwingen) des Lichtzeigers ermitteln und basierend auf dieser Simulation den Lichtzeiger entsprechend abzubremsen, so dass die Bewegung nur in abgeschwächter Form auftritt. Die Verzögerungs-Einrichtung kann hierbei eine separate Einrichtung sein. Alternativ kann die Einrichtung zur Beruhigung zusätzlich die Funktion einer Verzögerungs-Einrichtung übernehmen.
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Das erfindungsgemässe Verfahren kann die vorstehend im Hinblick auf die Vorrichtung beschriebenen Merkmale und Funktionen umfassen. Das erfindungsgemässe Verfahren zum Anheben einer Last mit einer Anordnung wie vorstehend beschrieben erfolgt derart, dass mittels des aufrecht orientierten Lichtstrahls eine Kransteuerung erfolgt, so dass ein Horizontalversatz zwischen der Last bzw. einem Lastschwerpunkt und einer Lastfreiheits-Hubspur des Krans verringert wird. Hierbei erfasst der Beschleunigungssensor die Beschleunigung des Lichtzeitgers und die Einrichtung zur Beruhigung reduziert die Bewegung des Lichtzeigers in Abhängigkeit des vom Beschleunigungssensor erfassten Signals.
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Nachfolgend sind Einzelheiten und Ausführungsbeispiele aus der
DE 10 2016 013 598 A1 wiedergegeben, auf denen die vorliegende Erfindung explizit aufbaut. Wie bereits dargelegt besteht ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung darin, die Beschleunigung des Lichtzeigers zu erfassen und dessen Bewegung zu beruhigen. Sämtliche nachstehend beschriebenen Einzelheiten und Ausführungsbeispiele sind kompatibel mit einer solchen Anordnung.
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Die Anordnung kann eingerichtet sein, durch Auswertung einer Positionsabweichung des aufrecht, insbesondere vertikal orientierten Lichtstrahls bzw. der Lichtmarkierung von dem Zielbereich der Zielfläche eine Steuerung des Krans (für ein Anheben der Kranlast mit Verbleib in Ruhelage) zu bewirken, insbesondere automatisiert. Eine Auswertung einer Positionsabweichung an der Zielfläche von dem Zielbereich derselben kann zum Beispiel durch eine Bildauswertung oder über (Helligkeits- oder Licht-)Sensoren erfolgen, insbesondere ebenfalls automatisiert. Für eine solch auswertungsbasierte Steuerung kann die Anordnung zum Beispiel computerisiert sein.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann mittels des aufrecht orientierten, insbesondere vertikal orientierten, Lichtstrahls eine Kransteuerung derart erfolgt, dass ein Horizontalversatz zwischen der Last bzw. dem Lastschwerpunkt und einer Lastfreiheits-Hubspur des Krans verringert wird. Sobald der Horizontalversatz auf beabsichtigte Weise minimiert ist, d.h. die Lichtmarkierung in den Zielbereich gesteuert ist, kann die Last sodann angehoben werden.
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Bei einer solch verfahrensgemäßen Kransteuerung kann in einem ersten Verfahrensschritt die Zielfläche in eine Position relativ zu dem aufrecht orientierten Lichtstrahl gebracht werden, bei welcher die Lichtmarkierung auf der Zielfläche erzeugt wird. In einem weiteren Verfahrensschritt kann die Position der Lichtmarkierung an der Zielfläche ausgewertet und der Kran nachfolgend so gesteuert werden, dass die Lichtmarkierung in Deckung mit dem Zielbereich der Zielfläche gebracht wird, das heißt eine Feinjustierung der Relativposition von Lichtmarkierung und Zielfläche erfolgen. Nach Erkennen der Lichtmarkierung auf der Zielfläche, vorzugsweise nach der Feinjustierung (In-Deckung-Bringen der Lichtmarkierung mit dem Zielbereich) kann die Kranlast via den Kran angehoben werden. Vorzugsweise wird bei dem Verfahren wiederum der Lichtzeiger so angeordnet, dass die Achse des Lichtstrahls auch durch den Lastschwerpunkt verläuft.
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Im Rahmen der Erfindung wird auch die Verwendung eines aufrecht, insbesondere vertikal, orientierten Lichtstrahls zur Ausrichtung des Krans mit einer anzuhebenden Last vorgeschlagen.
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In Hinblick auf die Ausgestaltung der Kranlast ist diese im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise mit einem Aufhängungsmittel versehen, zum Beispiel wenigstens einer Öse, einem Haken oder einem davon verschiedenen Aufhängungsmittel, welches so angeordnet bzw. positioniert ist, dass die Kranlast mittels des Aufhängungsmittels auch über ihrem Schwerpunkt anhebbar ist, das heißt bei vertikalem Anheben, insoweit möglichst auch verkippfrei.
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Allgemein ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung beachtlich, dass es aufgrund der Einfachheit vorteilhaft sein kann, den Lichtzeiger an der Last anzubringen, womit sich auch eine hohe Variabilität im Hinblick auf die Einbindung in bestehende Arbeits- und Produktionsverfahren ergibt.
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Weiterhin sei angemerkt, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung keine gesonderte Zielfläche notwendig ist, sondern vorhandene Flächen an Kran oder Last geeignet Verwendung finden können. Eine solche bereits vorhandene Fläche wird dennoch vorliegend als Zielfläche bezeichnet. Alternativ oder zusätzlich kann die Zielfläche jedoch auch als separate Fläche bereitgestellt sein, z.B. mit einer Zielmarkierung für den Zielbereich versehen. Wie der Lichtzeiger kann eine solche Zielfläche reversibel oder auch dauerhaft befestigt sein. Eine separate Zielfläche kann z.B. sinnvoll sein, falls an der Last oder dem Kran keine geeignete Zielfläche bereitstellbar ist.
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Insbesondere reversibel montiert wird der Lichtzeiger vorzugsweise an einer Position angeordnet, welche eine den Kran bedienende Person bequem erreichen kann.
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Beispielsweise kann der Lichtzeiger problemlos an der Last angebracht werden. Für eine Montage am Lastaufnahmemittel oder am Kranseil braucht dieses lediglich herabgelassen zu werden, so dass auch hier die mühelose Befestigung gegeben ist.
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Der Lichtzeiger kann im Rahmen der Erfindung Dauerbetrieb vorsehen oder bedarfsgerechte Aktivierung, wodurch - gerade bei Batteriebetrieb - insbesondere die Betriebsdauer vorteilhaft lang ist. Eine selektive Aktivierung kann durch einen manuellen Eingriff, z.B. via Schalter, oder z.B. durch eine Fernsteuereinrichtung erfolgen. Eine Fernsteuereinrichtung kann hierbei separat oder z.B. in eine Fernsteuereinrichtung des Krans integriert gebildet sein. Eine Fernsteuereinrichtung und der zugeordnete Lichtzeiger können z.B. auch individuell programmierbar sein.
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Vorgesehen kann z.B. sein, beide Komponenten mit einem Kommunikationsmodul, z.B. einem Bluetooth-Modul auszustatten, welches eine individuelle Paarung erlaubt. Somit kann bei Verwendung mehrerer Ausrichtevorrichtungen in einer gemeinsamen Arbeitsumgebung, z.B. einer Halle, sichergestellt werden, dass diese nicht in unbeabsichtigter Weise interferieren.
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Weiterhin kann ein die Last abstützender Untergrund im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch eine schiefe Ebene oder Fläche sein (d.h. insbesondere mit Ausgestaltungen der Anordnung, bei welchen die Ausrichtevorrichtung zur Nachjustierung oder Selbstausrichtung eingerichtet ist,
insoweit zum Ausgleich der Neigung).
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, anhand der Figuren der Zeichnungen, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in verschiedener Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
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Die
1 bis
3 beziehen sich auf den Stand der Technik vor der
DE 10 2016 013 598 A1 , die Ausführungsbeispiele gemäss den
4a bis
9f beziehen auf die vorliegende Erfindung.
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Es zeigen:
- 1 exemplarisch und schematisch in einer abgebrochenen Schnittansicht einen Kran aus dem Stand der Technik, wobei die Last nicht pendelfrei anhebbar ist.
- 2 exemplarisch und schematisch in einer abgebrochenen Schnittansicht den Kran aus 1 , wobei die Last in Ruhelage verbleibend und insoweit pendelfrei anhebbar ist.
- 3 exemplarisch und schematisch einen Kran mit einer Mehrzahl von Kranseil-Aufhängungspunkten aus dem Stand der Technik, wobei die Last nicht pendelfrei anhebbar ist.
- 4a, b, c exemplarisch und schematisch abgebrochene Ansichten einer Anordnung mit verschiedenen Relativstellungen von Kran und Kranlast.
- 5 exemplarisch und schematisch ein Detail einer weiteren Anordnung, gerichtet auf eine Laufkatze mit daran angeordnetem Lastaufnahmemittel.
- 6a, b exemplarisch und schematisch je eine Anordnung, bei welcher der Lichtzeiger an der Last angeordnet ist gemäß noch einer Ausführungsform .
- 7 exemplarisch und schematisch eine Anordnung gemäß 7, wobei das Lastaufnahmemittel mit einer Kette gebildet ist.
- 8 exemplarisch und schematisch eine Anordnung mit einem Mobilkran gemäß noch einer weiteren Ausführungsform.
- 9a bis f exemplarisch und schematisch Ansichten möglicher Zielflächen der Ausrichtevorrichtung zur Veranschaulichung einer Steuerfunktionalität der Anordnung.
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In der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen entsprechen gleichen Bezugszeichen Elemente gleicher oder vergleichbarer Funktion. Elemente aus dem Stand der Technik sind mit gestrichenen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 bis 3 zeigen mit der linken Figurenseite exemplarisch je einen Kran 1' , insbesondere einen Portalkran, mit einer anzuhebenden (Kran-)Last 3', welche über wenigstens ein Kranseil 5' und über ein lastseitig am Kranseil 5' angeordnetes Lastaufnahmemittel 7' (letzteres ist in den 1 mit 3 vereinfacht dargestellt) anhebbar ist. Ein solcher Kran 1' ist auch zur Bildung der Anordnung 9 verwendbar.
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Das jeweilige Kranseil 5' ist von einem Aufhängungspunkt 11' einer Kranseil-Positioniervorrichtung 13' hin zur Last 3' geführt, wobei die Last 3' horizontal abgestützt und in Ruhelage befindlich ist. Der Aufhängungspunkt 11' ist zum Beispiel an einer Laufkatze 15' des Krans 1' bzw. der Kranseil-Positioniervorrichtung 13' gebildet (welch Letztere zum Beispiel ein Krangerüst 17' mitumfasst), vorzugsweise zum Beispiel an einer Umlenkeinrichtung 19' bzw. Umlenkrolle der Kranseil-Positioniervorrichtung 13', insbesondere der Laufkatze 15' .
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Um mit dem Kran 1' die Kranlast 3' pendelfrei anheben zu können, das heißt derart, dass die Kranlast 3' im Rahmen eines Anhebens ihre Ruhelage beibehält, ist es erforderlich, die Last 3' gegenüber dem Kran 1' geeignet auszurichten, insbesondere derart, dass ein Anheben der Kranlast 3' in der vertikalen und dabei über dem Lastschwerpunkt ermöglicht ist. Mit anderen Worten ist es für ein pendelfreies Anheben erforderlich, dass die Kranlast 3' entlang einer vertikalen Hubspur, insbesondere entsprechend einer Lastfreiheits-Hubspur 21' , (in den Figuren gestrichelt eingezeichnet) des Krans 1' angehoben wird.
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Bei der in den 1 und 3 dargestellten Relativposition von Last 3' und Kran 1' ist ein solches pendelfreies Lastanheben nicht gewährleistet, da die Last 3' in der X-Y-Ebene zur Lastfreiheits-Hubspur 21' des Krans 1' versetzt ist. Dieser Versatz ist jedoch nur erkennbar aus der Betrachterposition B, nicht aber aus der Betrachterposition A (wie dies in der jeweils rechten Figurenseite veranschaulicht ist). Für ein pendelfreies Anheben bedarf es nunmehr einer Steuerung des Krans 1' dahingehend, dass die (in Schwerkraftrichtung verlaufende) Lastfreiheits-Hubspur 21' des Krans 1' auch in der X-Y-Ebene durch den Schwerpunkt der Last 3' verläuft bzw. dazu koaxial orientiert ist. Eine solche Ausrichtung ist in 2 oder gestrichelt in 3 , rechte Seite bei B dargestellt. Ersichtlich ist es mit dem bekannten Steuerverfahren für ein pendelfreies Lastanheben, welches lediglich auf dem visuellen Eindruck des steuernden Betrachters fußt, schwierig und weiterhin auch zeitaufwändig, in jedem Fall eine korrekte Ausrichtung von Last 3' zu Kran 1' zu steuern.
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Anhand der 4a bis 4c wird nunmehr die Anordnung 9 , mittels welcher ein pendelfreies Anheben der Last 3 durch geeignete Ausrichtung auf einfache Weise ermöglicht wird, näher erläutert.
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Die vorgeschlagene Anordnung 9 umfasst einen Kran 1 , daneben auch eine mit dem Kran 1 anzuhebende Kranlast 3 , welche Kranlast 3 an einem Lasteingriffsende, insbesondere einem Lastaufnahmemittel 7 , des Krans 1 befestigt wird bzw. ist. Das Lastaufnahmemittel 7 kann zum Beispiel als Kranhaken, als Traverse, als Kettengeschirr oder auf andere, für ein Befestigen der Last 3 geeignete Weise gebildet sein. Das Lastaufnahmemittel 7 ist lastseitig an einem Kranseil 5 des Krans 1 angeordnet, welches Kranseil 5 kranseitig weiterhin von einem Aufhängungspunkt 11 hin zur Last 3 geführt ist. Der Aufhängungspunkt 11 ist an einer Umlenkeinrichtung 19 bzw. Umlenkrolle des Krans 1 gebildet, insbesondere einer Kranseil-Positioniervorrichtung 13 desselben, vorzugsweise zum Beispiel einer Laufkatze 15 des Krans 1 . Der Kran 1 kann hierbei gemäß den 1 bis 3 zum Beispiel ein Portalkran sein, daneben auch ein Bau- oder Mobilkran, z.B. auch ein Deckenkran.
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Die Anordnung 9 weist weiterhin eine Ausrichtevorrichtung 23 mit einem Lichtzeiger 25 und einer Zielfläche 27 auf, welche Ausrichtevorrichtung 23 eingerichtet ist, zur Ausrichtung des Krans 1 relativ zur Last 3 einen aufrecht, insbesondere vertikal, orientierten Lichtstrahl 29 bereitzustellen. Über den vertikal orientierten Lichtstrahl 29 , insbesondere über eine damit erzeugte Lichtmarkierung 31 (z.B. Lichtpunkt oder Lichtmuster) an der Zielfläche 33 , kann auf vorteilhaft einfache Weise ein Horizontalversatz von Last 3 und der Lastfreiheits-Hubspur 21 des Krans 1 visualisiert bzw. identifiziert werden, wobei die horizontale Lage der Lastfreiheits-Hubspur 21 auf einfache Weise durch eine korrespondierende Position eines Zielbereichs 33 der Zielfläche 27 (bei einer Anordnung der Zielfläche 27 am Kran 1 ) oder durch eine korrespondierende Lage der Achse des Lichtstrahls 29 (bei Anordnung des Lichtzeigers 25 am Kran 1) gekennzeichnet werden kann (hierauf wird unten noch näher eingegangen).
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Der Lichtzeiger 25 ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung stets ein Lichtzeiger mit Vorrichtung zur Selbstausrichtung und Beschleunigungssensor. Abkürzend wird jedoch lediglich von einem „Lichtzeiger 25“ gesprochen. Die Vorrichtung zur Selbstausrichtung ist vorzugsweise eine kardanische Aufhängung. Der Beschleunigungssensor ist vorzugsweise direkt am Lichtzeiger angebracht, um dessen Beschleunigung zu erfassen. Alternativ könnte der Lichtzeiger auch an einer geeigneten Stelle in der kardanischen Aufhängung angeordnet sein.
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Der Lichtzeiger 25 ist mittels eines Laserpointers gebildet und in den 4a bis 4c beispielhaft an der Last 3 befestigt. Angeordnet ist der Lichtzeiger 25 hierbei über dem Lastschwerpunkt, bei einer symmetrisch gewichtsverteilten Last 3 insbesondere mittig an derselben.
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Die Ausrichtevorrichtung 23 ist so konfiguriert, dass der vertikal orientierte Lichtstrahl 29 des Lichtzeigers 25 eine Lichtmarkierung 31 an dem Zielbereich 33 der Zielfläche 27 dann erzeugt, wenn die Kranlast 3 in Ruhelage verbleibend mit dem Kran 1 bzw. durch den Kran 1 anhebbar ist. Um die Kranlast 3 in Ruhelage verbleibend anheben zu können, ist insoweit vorgesehen, die Position der Zielfläche 27 so zu wählen, dass bei ordnungsgemäßer Ausrichtung für ein Anheben der Last 3 mit Verbleib in Ruhelage der vertikal orientierte Lichtstrahl 29, der Zielbereich 33, die (schwerkraftfolgende) Lastfreiheits-Hubspur 21 des Krans 1 und der Gewichtskraftvektor G der Last 3 bzw. der Lastschwerpunkt koaxial orientiert sind.
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4a veranschaulicht hierbei die Anordnung 9 in einem Zustand, bei welcher die Ausrichtung von Last 3 und Kran 1 kein pendelfreies Anheben der Last 3 erlaubt, d.h. kein Anheben der Last 3 mit Verbleib in Ruhelage. Die vertikale Lastfreiheits-Hubspur 21 des Krans 1 ist hierbei nicht koaxial zu dem Lichtstrahl 29 bzw. dem Gewichtskraftvektor der Last 3 orientiert, sondern weist einen Horizontalversatz dazu auf, so dass der Lichtstrahl 29 keine Lichtmarkierung 31 an dem Zielbereich 33 der Zielfläche 27 abbildet, mithin die Last 3 mit einem Anheben querkraftbeaufschlagt wird und pendelt, das heißt die Last 3 würde nicht mit Verbleib in Ruhelage angehoben. Die Zielfläche 27 ist hierbei durch den bzw. am Aufhängungspunkt 11 des einen Kranseils 5 gebildet. Sobald die Lichtmarkierung 31 über geeignete Steuerung des Krans 1 , hier z.B. der Laufkatze 15 oder alternativ z.B. eines Kranauslegers, jedoch - analog zu 4c - an dem Zielbereich 33 abgebildet wird, ist die beabsichtigte Ausrichtung für ein pendelfreies Anheben gegeben, d.h. der Horizontalversatz des Lichtstrahls 29 zu dem Zielbereich 33 ist minimiert.
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4b zeigt einen analogen Zustand zu jenem nach 4a, wobei die Last 3 aufgrund des Horizontalversatzes der Lastfreiheits-Hubspur 21 und des Lastschwerpunkts ebenfalls nicht pendelfrei anhebbar wäre. Auch hier wird insofern die Lichtmarkierung 31 nicht an der Zielfläche 33 abgebildet. Durch visuell basiertes Nachsteuern des Krans 1 , alternativ z.B. sensorbasiert, kann jedoch die Lichtmarkierung 31 in den Zielbereich 33 der Zielfläche 27 gesteuert werden, so dass damit auch hier die vorgesehene Ausrichtung für ein pendelfreies Anheben auf einfache Weise herstellbar ist.
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4c zeigt herbei eine optimiert ausgerichtete Anordnung 9 , bei welcher die Lichtmarkierung 31 an dem Zielbereich 33 der Zielfläche 27 abgebildet ist, d.h. die Lastfreiheits-Hubspur 21 des Krans 1, der Gewichtskraftvektor der Last 3 , der Zielbereich 33 und der Lichtstrahl 29 sind koaxial ausgerichtet (wobei Zielbereich 33 und Lichtstrahl 29 vertikal überlappen), so dass die Last 3 in Ruhelage verbleibend anhebbar ist, d.h. querkraftfrei.
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Um die vorgesehene Ausrichtung von Kran 1' und Last 3 zu bewirken, kann der Lichtzeiger 25 insoweit horizontal relativ zur Zielfläche 27 steuerbar bzw. bewegbar sein, d.h. vorzugweise über geeignete Steuerung des Krans 1 oder über eine separate Steuereinheit 43, welche nur mit dem Lichtzeiger 25 und mit dem Beschleunigungssensor sowie - falls vorhanden - mit der Einrichtung zur Beruhigung verbunden ist.
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Für alle in den 4a bis 9f dargestellten Ausführungsbeispiele gilt, dass bevorzugt die Steuereinheit 43 zum Einsatz kommt, welche mit dem Lichtzeiger 25 drahtlos oder drahtgebunden kommunizieren kann. Die Steuereinheit 43 kann hierbei an jeder passenden Stelle angeordnet sein, vorzugsweise jedoch in der Nähe des Lichtzeigers 25. In 4 ist die Steuereinheit 43 der Übersicht halber nicht dargestellt.
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5 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltung der Anordnung 9 , bei welcher das Lasteingriffsende durch ein Lastaufnahmemittel 7 in Form einer Traverse (mit einem Lasthaken) gebildet ist, welche über ein mehrfach umgelenktes Kranseil 5 an Aufhängungspunkten 11 (an Umlenkrollen) einer (transparent dargestellten) Laufkatze 15 des Krans 1 befestigt ist. Ein solcher Kran 1 kann z.B. ein Hallenkran sein. Hierbei kann der Lichtzeiger 25 vorteilhaft einfach lastabgewandt an der Traverse angeordnet sein, die Zielfläche 27 hierbei der Traverse zugewandt an der Laufkatze 15 . Die Positionierung des Lichtzeigers 25 ist hierbei insbesondere so, dass der Lichtstrahl 29 in Richtung der Vertikalen durch den Schwerpunkt der Traverse samt der - nicht näher dargestellten - aufzunehmenden Last 3 verläuft.
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Insbesondere bei einer solchen Ausgestaltung können die Zielfläche 27 und/oder der Lichtzeiger 25 reversibel an der Laufkatze 15 bzw. dem Lastaufnahmemittel 7 befestigt sein, so dass es mit der Ausrichtevorrichtung 23 keiner komplizierten Nachrüstung an üblichen Kränen 1' bedarf, um die Anordnung 9 zu erhalten. Für eine Anbringung an der Laufkatze 15 kann die Zielfläche 27 rückseitig mit einem Magneten versehen sein und mittels des Lastaufnahmemittels 7 an die Laufkatze 15 hochgezogen bzw. verbracht werden, wobei die Zielfläche 27 sodann selbsttätig haftend an der Laufkatze 15 festgelegt wird. Nach Herunterlassen des Lastaufnahmemittels 7 kann sodann der Lichtzeiger 25 an dem Lastaufnahmemittel 7 befestigt werden, z.B. ebenfalls magnetisch. Hierbei ist seitens eines Kranbedieners lediglich erforderlich, dass das Lastaufnahmemittel 7 sich in Ruhelage befindet, insbesondere nicht auf einer Unterlage abgestützt ist. Der Lichtzeiger 25 wird derart auf dem Lastaufnahmemittel 7 angeordnet, dass die mit dem Lichtstrahl 29 erzeugte Lichtmarkierung 31 an dem Zielbereich 33 der Zielfläche 27 zu sehen ist. Bei Ausbildung als Zielscheibe ist die Lichtmarkierung 31 vorzugsweise in einem zentralen Zielbereich 31 zu sehen, d.h. entsprechend einer optimalen Ausrichtung. Eine solche Installation braucht für jede Paarung von Lastaufnahmemittel 7 und Laufkatze 15 vorteilhaft nur einmal vorgenommen zu werden.
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Die 6a und 6b veranschaulichen weitere Ausgestaltungen der Anordnung 9 , bei welcher die Zielfläche 27 zum Beispiel entfernt von der (an Seilen 35 befestigten) Last 3 am Lastaufnahmemittel 7 gebildet ist, zum Beispiel an einem Kranhaken, und wobei der Lichtzeiger 25 an der Last 3 angeordnet ist. Bei geeigneter Ausrichtung für ein pendelfreies Lastanheben gemäß 6a projiziert der vertikal orientierte Lichtstrahl 29 in Richtung des Lastgewichtskraftvektors die Lichtmarkierung 31 an einem Zielbereich 33 der Zielfläche 27 des Kranhakens, wenn die Lastfreiheits-Hubspur 21 des Krans 1 koaxial mit dem Lichtstrahl 29 orientiert ist. Demgegenüber wird gemäß 6b keine Lichtmarkierung 31 an der Zielfläche 27 projiziert, wenn die Lastfreiheits-Hubspur 21 des Krans 1 nicht koaxial mit dem lastgewichtskraftvektororientierten Lichtstrahl 29 ausgerichtet ist, mithin die Gefahr eines pendelnden Anhebens besteht.
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7 veranschaulicht eine Anordnung 9 analog zu den 6a und 6b , wobei die Zielfläche 27 beispielhaft an einer (Trag-)Kette 37 bzw. einem Lastengeschirr gebildet ist.
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8 zeigt nunmehr die Verwendung der Ausrichtevorrichtung 23 im Rahmen einer Anordnung 9 , welche einen Kran 1 in Form eines Mobil- bzw. Autokrans umfasst, wobei der Lichtzeiger 25 beispielhaft an der Last 3 angeordnet ist und im Falle einer korrekten Ausrichtung von Last 3 und Kran 1 für ein pendelfreies Anheben der Last 3 die Lichtmarkierung 31 an der Zielfläche 27 einer Umlenkeinrichtung 19 (Umlenkrolle) am Kranausleger erzeugt. Bei dieser Ausgestaltung - allgemein insbesondere bei Lösungen, bei welchen die Last 3 über nur ein einziges Kranseil 5 angehoben wird - kann zum Beispiel auch vorgesehen sein, den Lichtzeiger 25 am Kranseil 5 zu montieren, die Zielfläche 27 hierbei vorzugsweise am bzw. benachbart zum Aufhängungspunkt 11 des Kranseils 5 .
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Allgemein ist vorgesehen, dass der Lichtzeiger 25 ein Befestigungsmittel 39 aufweist, um im Rahmen der Anordnung 9 geeignet montiert zu werden. Für eine Montage am Kranseil 5 kann z.B. eine Klemmvorrichtung vorgesehen sein, während einer Montage an der Last 3 oder einem Lastaufnahmemittel 7 beispielsweise magnetisch oder mittels eines Saugnapfs erwogen werden kann. Weitere Befestigungsmöglichkeiten wie z.B. Verschrauben, Kleben, Löten, etc. sind ebenfalls denkbar. Auch kann vorgesehen sein, den Lichtzeiger 25 in einen rutschfesten Körper zu integrieren, welcher bei bloßer Auflage, z.B. an der Last 3 oder dem Lastaufnahmemittel 7 , bereits hinreichend Halt vermittelt.
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Der Lichtzeiger 25 ist zu einer Selbstausrichtung befähigt, welche ermöglicht, in jedem Fall einen vertikal orientierten Lichtstrahl 29 zu erzeugen. Eine geeignete Vorrichtung für eine Selbstausrichtung ist die durch Bezugsziffer 25 nur angedeutete kardanische Aufhängung bzw. Abstützung. Alternativ dazu könnte eine Flüssigkeitslagerung vorgesehen sein, die insbesondere im Befestigungsmittel 39 implementiert werden kann.
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Anhand der 9a bis 9f werden nun mögliche Ausführungsformen der Anordnung 9 näher erläutert, bei welchen die Ausrichtevorrichtung 23 auch zur Steuerung des Krans 1 eingesetzt wird. Bei solchen Ausgestaltungen kann eine sensorische Einrichtung im Wirkverbund mit der Zielfläche 27 zum Beispiel über Funk- oder Kabelverbindung mit einer Kransteuereinrichtung zusammenwirken.
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Wie die 9a bis 9f exemplarisch zeigen, kann eine jeweilige Zielfläche 27 in Felder 41 eingeteilt sein, welchen Sensoren zugeordnet sind (nicht dargestellt), welche eine durch den Lichtstrahl 29 erzeugte Lichtmarkierung 31 erfassen können. In den 9a bis 9b steht hierbei jedes Feld 41 stellvertretend für einen Sensor.
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In 9a ist eine Situation dargestellt, bei der die Lichtmarkierung 31 , insbesondere in Form eines Lichtpunkts, auf einem relativ weit außenliegenden Feld 41 der Zielfläche 27 auftrifft.
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Hierbei ist der Sensor des Felds 41 mit der Steuereinrichtung des Krans 1 verbunden und bewirkt eine Steuerung des Krans 1 dahingehend, den Lichtpunkt 31 in das Zentrum der Zielfläche 27 , das heißt in den Zielbereich 33 derselben zu steuern. Diese Position ist in 9b veranschaulicht und entspricht der exakten Ausrichtung von Kran 1 und Last 3 für ein Anheben der Last 3 mit Verbleib in Ruhelage derselben.
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Die 9c bis 9f veranschaulichen eine alternative Ausgestaltung, bei welchen die Sensoren jedes Felds 41 miteinander verschaltet sind, wobei die Steuerung nur erfasst, ob sich die Lichtmarkierung 31 in einem Feld 41 befindet, nicht jedoch wo sich die Lichtmarkierung in diesem Feld 41 befindet.
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Erfasst ein Sensor die Lichtmarkierung 31 , so wird die Steuereinrichtung des Krans 1 angewiesen, den horizontalen Versatz in der Relativposition von Lichtmarkierung 31 und Zielbereich 33 durch Bewegung des Krans 1 um eine vordefinierte Wegstrecke in einer vordefinierten Richtung zu verringern (wie vorstehend anhand der 9a und 9b aufgezeigt).
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Hierbei ist das Funktionsprinzip in 9c beispielhaft für zwei verschiedene Lichtmarkierungen 31 dargestellt. Die vordefinierte Richtung ist hierbei jeweils so gewählt, dass der Kran 1 sich gesteuert so bewegt, dass die Lichtmarkierung 31 in den zentralen Zielbereich 33 der Zielfläche 27 rückt. Der Abstand wird durch den Abstand zwischen dem Feld 41 und dem Zielbereich 33 (Mittelpunkt) der Zielfläche 27 bestimmt. Die Richtung des Pfeils zeigt jeweils die Relativbewegungsrichtung von Kran 1 und der Zielfläche 27 an, nachdem die jeweilige Lichtmarkierung 31 erfasst wurde. Die Länge des Pfeils zeigt die Wegstrecke an, welche mittels der Bewegung dabei zurückgelegt wird. Somit sind in dem Beispiel gemäß 9c acht vordefinierte Richtungen und 40 vordefinierte Abstände hinterlegt.
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Die Präzision der Steuerung kann verbessert werden, indem die Sensordichte bzw. die Anzahl der Felder 41 noch erhöht wird. Entsprechend können mehr vordefinierte Richtungen hinterlegt sein, wie dies in 9d gezeigt ist. In der Ausführungsform gemäß 9d sind beispielsweise 16 vordefinierte Richtungen hinterlegt. Eine solche Ausgestaltung erhöht die Präzision dahingehend, dass sie eine Bewegung verhindert, wie eine solche in der 9f exemplarisch dargestellt ist. Gemäß 9f liegt die Lichtmarkierung sehr nahe an einem Rand eines Felds 41 , wobei für das gesamte Feld 41 jedoch die vordefinierte Richtung als Vektor vorgegeben ist, das heißt wie für die Lichtmarkierung 31 im entsprechenden Feld der 9c gezeigt. Ausgehend von 9f würde die Kransteuerung Zielfläche 27 und Lichtmarkierung 31 somit entlang des Pfeils relativ zueinander bewegen, nachdem die Lichtmarkierung 31 erfasst wurde. Demgegenüber kann eine Zielfläche 27 mit einer höheren Anzahl an Sensoren die gewünschte Richtung präziser vorgeben.
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Eine solch höhere Präzision kann alternativ auch mit einer entsprechenden Programmierung erzielt werden. Dies ist beispielhaft anhand der 9e erläutert. Hierbei können ebenso viele Felder 41 bzw. Sensoren vorhanden sein, wie in den 9a bis 9c sowie 9f. Die Wegstrecke welche nach Detektion der Lichtmarkierung 31 zurückgelegt wird, ist jedoch nicht endgültig vorgegeben. Stattdessen ist vorgesehen, dass der Lichtzeiger 25 über eine Dauer eingeschaltet bleibt oder wiederholt eingeschaltet wird und die Bewegung der Lichtmarkierung 31 auf der Zielfläche 27 während des Bewegungsvorgangs erfasst wird. Wird hierbei festgestellt, dass die Lichtmarkierung 31 sich nicht unmittelbar auf den Zielbereich 33 der Zielfläche 27 zu bewegt, kann ein nachregulierender Eingriff vorgesehen werden, welcher die Bewegungsrichtung korrigiert. Ferner kann auch eine Ausgestaltung dahingehen, die vordefinierte Wegstrecke so zu wählen, dass die Lichtmarkierung 31 nach Durchführung der Bewegung sich nur um ein Feld 41 weiter bewegt bzw. sich nur in ein benachbartes Feld 41 bewegt. Sodann kann die Lichtmarkierung 31 in diesem benachbarten Feld 41 erneut erfasst und die Bewegungsrichtung und die Wegstrecke neu festgelegt werden.
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Im Rahmen der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Sensorik der Zielfläche 27 und der Lichtzeiger 25 zur Aktivierung in übereinstimmenden Aktivierungszeitfenstern eingerichtet sind, so dass weder Lichtzeiger 25 noch Sensorik dauerhaft eingeschaltet bleiben müssen, mithin eine Senkung des Energieverbrauchs insbesondere bei Batteriebetrieb erfolgen kann. Eine Aktivierung kann zum Beispiel einen Zeitraum von mehreren Sekunden bis zum Beispiel mehrere Minuten umfassen. Gegen Ende der Aktivierungsdauer kann eine automatische Abschaltung vorgesehen werden.
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Für die Steuerung der Relativbewegung von Zielfläche 27 und Lichtmarkierung 31 kann der Kran 1 geeignet gesteuert werden, insbesondere über die Kranseil-Positionierbaugruppe 13, zum Beispiel über eine Laufkatze 15 derselben.
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Nachfolgend wird noch kurz auf das Verfahren eingegangen, welches insbesondere mit einer wie vorstehend erörterten Anordnung 9 durchführbar ist.
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Bei dem Verfahren erfolgt mittels des vertikal orientierten Lichtstrahls 29 eine Kransteuerung derart, dass der Horizontalversatz zwischen der Last 3 und der Lastfreiheits-Hubspur 21 des Krans 1 verringert wird, insbesondere minimiert wird. Hierbei kann in einem ersten Schritt durch Steuerung des Krans 1 die Zielfläche 27 in eine Position relativ zu dem vertikal orientierten Lichtstrahl 29 gebracht werden, bei welcher die Lichtmarkierung 31 auf die Zielfläche 27 , insbesondere in den Zielbereich 33 derselben, projiziert wird. Hierbei kann die Relativsteuerung von Zielfläche 27 und der Lichtmarkierung 31 visuell basiert sein, zum Beispiel im Rahmen einer manuellen Steuerung durch einen Kranbediener, weiterhin kann die Steuerung der Relativbewegung in diesem Schritt so durchgeführt werden, dass die Position der Lichtmarkierung 31 an der Zielfläche 27 ausgewertet wird und der Kran 1 hierbei so gesteuert wird, dass die Lichtmarkierung 31 in Deckung mit dem Zielbereich 33 der Zielfläche 27 gebracht wird. Dies kann insbesondere auf vorstehend anhand der 9a bis 9f beschriebene Weise steuerungsbasiert bzw. automatisch erfolgen. In einem zweiten Schritt kann die Kranlast 3 nach Erkennen der Lichtmarkierung 31 auf der Zielfläche 27 , insbesondere nach In-Deckung-Bringen der Lichtmarkierung 31 mit dem Zielbereich 33 , in Ruhelage verbleibend via den Kran 1 angehoben werden.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es auch möglich (mit lediglich vorteilhaft geringer Gefahr für Mensch und Material) eine einfache und präzise Positionierung des Lichtzeigers 25 derart vorzunehmen, dass der Lichtzeiger 25 an der Last 3 befestigt wird und die Last 3 sodann ein kleines Stück angehoben wird, das heißt so, dass diese keinen Kontakt zum Untergrund hat. Nachdem die Last 3 pendelfrei hängt, sich also in ihrer Ruhelage befindet, wird der Lichtzeiger 25 so positioniert, dass die Lichtmarkierung 31 auf der Zielfläche 27 in beabsichtigter Weise zu erkennen ist.
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Wird der Lichtzeiger 25 am Kranseil 5 oder am Lastaufnahmemittel 7 befestigt, kann die Positionierung in analoger Weise erfolgen. Nachdem das Kranseil 5 bzw. das Lastaufnahmemittel 7 pendelfrei und somit in Ruhelage hängt, kann der Lichtzeiger 25 so positioniert werden, dass die Lichtmarkierung 31 an dem Zielbereich 33 der Zielfläche 27 erzeugt wird.
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Angemerkt sei abschließend noch, dass eine Ausgestaltung der Anordnung 9 oder des Verfahrens auch dahingehen kann, insbesondere bei Verwendung einer automatisierten Steuerung, dass sich die Last 3 solange nicht anheben lässt, bis sich dieselbe lotrecht unterhalb des Lastaufnahmemittels 7 befindet bzw. sich der Kran 1 zunächst selbst ausrichtet und sich die Last 3 erst anheben lässt, wenn die Last 3 und das Lastaufnahmemittel 7 lotrecht zueinander stehen (hierbei kann vorgesehen werden, den Kran 1 zu stoppen, falls die Ausrichtung nicht mehr lotrecht ist oder im Falle einer Steuerung ein automatisches Neuausrichten).
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Bezugszeichenliste
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- 1,1'
- Kran
- 3,3'
- Kranlast
- 5,5'
- Kranseil
- 7,7'
- Lastaufnahmemittel
- 9
- Anordnung
- 11,11'
- Kranseil-Aufhängungspunkt
- 13,13'
- Kranseil-Positioniervorrichtung
- 15,15'
- Laufkatze
- 17,17'
- Krangerüst
- 19,19'
- Umlenkeinrichtung
- 21,21'
- Lastfreiheits-Hubspur
- 23
- Ausrichtevorrichtung
- 25
- Lichtzeiger mit Vorrichtung zur Selbstausrichtung und Beschleunigungssensor
- 27
- Zielfläche
- 29
- Lichtstrahl
- 31
- Lichtmarkierung
- 33
- Zielbereich
- 35
- Seil
- 37
- Kette
- 39
- Befestigungsmittel
- 41
- Feld
- 43
- Steuereinheit
- G
- Gewichtskraftvektor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008023410 A1 [0007]
- DE 102016013598 A1 [0008, 0009, 0010, 0022, 0037, 0042, 0056]
- DE 69432653 T2 [0031]
- DE 2316810 [0031]
- DE 1781350 [0031]
- DE 102013012019 A1 [0031]
- DE 202008018260 U1 [0032]
