DE29818025U1

DE29818025U1 - Vorrichtung zum Personen- und Kollisionsschutz an Krananlagen

Info

Publication number: DE29818025U1
Application number: DE29818025U
Authority: DE
Original assignee: NOELL STAHL und MASCHINENBAU G
Current assignee: Noell Mobile Systems & Cranes De GmbH
Priority date: 1998-10-09
Filing date: 1998-10-09
Publication date: 1999-02-04
Anticipated expiration: 2008-10-10

Description

2492GM Vorrichtung zum Personen- und Kollisionsschutz an Krananlagen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Personen- und Kollisionsschutz an Krananlagen, insbesondere zum Containerumschlag. Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo bei Krananlagen eine Kollision mit Personen und damit Unfälle vermieden werden sollen. Die Erfindung ist besondert geeignet für automatische Krananlagen.

Krananlagen, insbesondere solche zum Containerumschlag, werden in zunehmendem Maße automatisiert.

An diesen Anlagen liegt unter der Krankatze ein vergleichweise großer Arbeitsbereich, der einerseits automatisch vom Kran bedient wird, anderseits mit bestimmten Förderfahrzeugen betriebsmäßig befahren wird, aber auch von Personen betreten werden kann.

Bei anderen typischen automatisierten Anlagen wird das unerlaubte Betreten durch Personen mittels einer geschlossenen Abzäunung verhindert. In der Regel besteht dann nur noch ein kleiner Bereich als Schnittstelle zum Automatikgerät, der durch traditionelle Sensorik leicht überwacht werden kann.

Durch die geforderte Einfahrmöglichkeit für diverse unterschiedlich große Förderfahrzeuge im Hafenbereich sind dies insbesonders Portalstapler, aber auch durch die wechselnde Lage des Arbeitsbereichs (dieser ist abhängig von der Kran- und Katzposition), sind die in anderen Bereichen angewendeten Einzäunungen nicht praktikabel.

Um dennoch einen schnellen und sicheren Automatikbetrieb zu ermöglichen, ist ein Schutzsystem nötig, welches folgende Aufgaben erfüllt:

- Erkennung, ob sich die Krankatze über einem Bereich befindet, der als Schutzbereich definiert wurde,

- Aufbau eines Schutzfeldes unterhalb des Kranes,

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- Erkennung, ob verbotene Objekte in das Schutzfeld des Kranes eindringen,

- Auslösen eines Signals zum Stoppen der Anlage, 5

- Witterungsbeständigkeit.

Zum Personenschutz an Maschinen sind verschiedene Lösungen bekannt. Es handelt es sich hierbei um Lichtschranken- bzw. Lichtvorhangsysteme, Sicherheitstrittmatten oder um Laserscanner. Diesen Vorrichtungen oder Systemen ist gemein, daß sie zum Personenschutz nur im Geländeinnem geeignet sind.

Die Schutzfunktion der bekannten Lichtvorhänge und Laserscanner zur Überwachung wird allerdings derzeit nur in einer einzigen Ebene verwirklicht, wobei diese Ebene in der Regel fest angeordnet ist, beispielsweise am Zutritt eines Raumes.

Die Funktion dieser bekannten Vorrichtungen wird lediglich durch das Unterbrechen des Schutzvorhanges realisiert, wobei Konturen nicht oder nur in sehr begrenztem Maße zugeordnet werden.

Aus einem Prospekt der Fa. Sick über einen programmierbaren Laserscanner LMS 210 ist zum &ldquor;Objektschutz im Kernkraftwerk" eine Lösung bekannt, bei der mittels Laserscanner der Innenbereich eines Vorfluterbeckens im Kernkraftwerk überwacht wird. Dabei ist der Laserscanner fest angeordnet und reagiert in der Art eines Bewegungsmelders. Bestimmte Konturen können jedoch nicht erkannt werden.

Keines der Systeme, die nach dem Stand der Technik bekannt sind, ist geeignet, ein Schutzfeld mittels einer sich bewegenden Katze eines Kranes darauf zu überwachen, ob bestimmte Personen oder Objekte in den Arbeitsbereich des Kranes eindringen, die keinen Zugang haben.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu entwickeln, die einen als Schutzfeld definierten Bereich unter der Laufkatze eines Kranes erkennt, darin befindliche Personen und Gegenstände auf ihre Zulässigkeit

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definiert und überwacht und gegebenenfalls bei unerlaubtem Eindringen die Krananlage anhält.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Schutzanspruches erfüllt.

Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.

Die gefundene Lösung sieht vor, daß an der Katze mehrere Sensoren, vorzugsweise Laserscanner, so angebracht werden, daß durch diese ein geschlossener Laservorhang entsteht und somit ein Schutzfeld unterhalb der Katze klar definiert wird.

Die Laser sind mit einem gemeinsamen Rechnersystem verbunden. In diesem Rechnersystem sind die Konturen der Objekte gespeichert , die sich im Schutzfeld befinden dürfen. Wird der Kran verfahren oder betritt eine Person das Schutzfeld oder fährt ein anderes Objekt in das Schutzfeld, so überstreicht der Laserstrahl eines oder mehrerer Scanner das Objekt. Hieraus erstellt das Rechnersystem die Objektkontur und vergleicht diese erfindungsgemäß mit den gespeicherten Konturen und erzeugt, wenn nötig, ein Signal &ldquor;Schutzfeldverletzung". Das Rechnersystem überträgt dieses Signal an die Kransteuerung zur weiteren Verarbeitung.

Ist für einen sicheren Personenschutz eine erhöhte Redundanz gefordert, ist es vorteilhaft, ein System aus Scannern und Rechnersystem mehrfach, vorzugsweise zweifach, zu installieren.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die Figuren zeigen:

Fig. 1 Perspektivische Darstellung einer Katze mit Laserscanner und Anordnung dieser an den Kanten,

Fig. 2 schematische Darstellung einer Katze mit Laserscanner von oben, die an den Ecken paarweise angeordnet sind und das Schutzfeld überstreichen,

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Fig. 3 schematische Darstellung einer Katze mit Laserscanner von der Seite, die an den Ecken paarweise angeordnet sind und das Schutzfeld überstreichen.

Wie die Figur 1 zeigt, befinden sich unterhalb der Katze 1 auf jeder Seite jeweils zwei Laserscanner 2, deren Schutzfelder 3 die rechteckige Außenkontur der größten transportierten Last plus einem Abstand von ca. 0,5 m in alle Richtungen beschreiben. Hierdurch entsteht ein Feld, welches unterhalb der Katze 1 überwacht wird. Bei Katzfahrt bewegt sich das Schutzfeld 3 mit der Katze und tastet den Überfahrbereich der Katze 1 vollständig ab.

In dieses Schutzfeld 3 eindringende Störgrößen werden als Schutzfeldverletzung erkannt.
Störgrößen sind alle Unregelmäßgkeiten in Größe und Kontur, also Personen oder diverse Gegenstände. Lediglich Ladeeinheiten, Stapel von Ladeeinheiten und Förderfahrzeuge, die auf definierten Positionen stehen, werden aufgrund ihrer Kontur und Abmessung nicht als Störgröße bewertet.

Das Scannersystem ist in vorteilhafter Weise redundant ausgelegt und besteht aus insgesamt acht Scannern 2. Diese werden so angebracht, daß an den vier Kanten des zu überwachenden Rechtecks jeweils zwei Scanner 2 die gesamte Länge gleichzeitig überwachen.

Die Auswertung der Scannermeßdaten erfolgt in vorteilhafter Weise über zwei eigenständige Rechner, von denen jeder eine komplette Schutzfeldüberwachung realisiert. Beide Rechner liefern ihre Ergebnisse parallel an die Kransteuerung.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß ein automatischer Containerumschlag unter Beachtung der Sicherheitsanforderungen von TÜV und Berufgenossenschaft möglich wird, da sicher erkennbar ist, ob sich Personen im Arbeitsbereich des Kranes aufhalten. Damit kann der Kran automatisch abgeschaltet werden, was Unfälle verhindert.

2492GM Liste der verwendeten Bezugszeichen

1 Katze

2 Laserscanner

3 Schutzfeld

4 Kanten des Schutzfeldes

Claims

1. Vorrichtung zum Personen- und Kollisionsschutz an Kranen, insbesondere an Kranen zum Containerumschlag, bestehend aus Katze, Erfassungs- und Überwachungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß

durch die Anordnung von Sensoren (2) an der Katze (1) ein sich mit der Katze (1) bewegendes Schutzfeld (3) für den Arbeitsbereich des Kranes abgegrenzt wird,

Sensoren (2) mit einem Rechnersystem gekoppelt sind, welches durch Datenvergleich die in das Schutzfeld (3) ein- und austretenden Objekte erkennt

und je nach Zugangserlaubnis ein Signal auslöst, welches den Kran gegebenenfalls anhält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensoren Laserscanner (2) eingesetzt werden.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß

die Laserscanner (2) paarweise an den Ecken der Katze (1) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß

sowohl Laserscanner (2) als auch der gemeinsame Rechner mehrmals (redundant) vorhanden sind.

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5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

das Rechnersystem die Informationen, wie Schutzfeld Verletzung und Objekttyp, an eine oder mehrer Kransteuerungen, bei redundanten Rechnersystemen parallel, überträgt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

die Kransteuerung die an das Rechnersystem notwendigen Informationen, wie Kran- oder Katzposition, überträgt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß

das Rechnersystem aus den vorhandenen Scannerdaten die genaue Lage des Objektes, insbesondere einer Ladeeinheit relativ zur Katze bestimmt und an die Kransteuerung überträgt.