DE3912585A1

DE3912585A1 - Einrichtung zur weg-istwerterfassung von fahrstrecken bei schienengebundenen kranen

Info

Publication number: DE3912585A1
Application number: DE19893912585
Authority: DE
Inventors: Arnold Dipl Ing Axmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1989-04-17
Filing date: 1989-04-17
Publication date: 1990-10-18

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Weg-Istwert erfassung von Fahrstrecken bei schienengebundenen Kranen.

Es ist bereits seit langem bekannt, mit einem zu bewegenden Maschinenteil einen Impulsgeber zu koppeln und die aus der Be wegung abgeleiteten Pulse des Gebers als Maß für den zurück gelegten Weg zu benutzen. Bei sehr langen Strecken kann es, be dingt durch inkrementale Zählverfahren zu Verfälschungen von Meßwerten kommen. Es ist daher von Zeit zu Zeit nötig, eine Synchronisation der Zählung mit dem tatsächlichen Istwert vor zunehmen. Bei sehr langen Wegen werden derartige Verfahren rela tiv aufwendig. Ein weiterer Nachteil dieses bekannten inkremen tellen Systems liegt darin, daß bei Spannungsausfall die Infor mation über den Positionsistwert verlorengeht. Die Nachteile der Inkrementalgeber können in bestimmtem Umfang dadurch ver mieden werden, daß sogenannte Absolutgeber verwendet werden, die jederzeit den tatsächlichen Positionsistwert anzeigen. Für Hub werke von Kranen werden daher derartige absolute Geber, z.B. in der Form von Winkelcodierern seit langem benutzt. Hierdurch las sen sich Genauigkeiten erreichen, die für Positioniersteuerung oder Gleichlaufregelungen bei Kranen erforderlich sind. Nachtei lig ist jedoch bei derartigen Gebern der relativ hohe Preis, den ein System erfordern würde, mit dem der Laufweg auf mehrere hun dert Meter genau bestimmt werden könnte. Auch sind hier Meßfeh ler durch Schlupf möglich.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, für schie nengebundene Krane eine einfache und zuverlässige Erfassung des Fahrweges des Krans zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale ge löst:

a) eine stationär an einem Bezugspunkt oder auf dem Kran ange ordnete drehbare Meßrolle,
b) ein zwischen Kran und Bezugspunkt liegendes Meßband, welches je nach Relativbewegung von Kran zum Bezugspunkt auf die Meß rolle aufwickelbar oder von dieser abwickelbar ist, und
c) eine Erfassungseinrichtung für die Drehung der Meßrolle und/ oder von Markierungen auf dem Meßband.

Auf diese Weise kann über die Bewegung der Rolle der Weg-Istwert bzw. der Fahrweg genau erfaßt werden, eine Synchronisation eines Gebers während des Verfahrens ist nicht mehr erforderlich, da das Meßband selbst für die Synchronisation sorgt. Zur Erfas sung der Drehung der Rolle können in an sich bekannter Weise inkrementelle oder absolute Geber verwendet werden. Ein abso luter Geber hat den Vorteil, daß jederzeit aus der Position der Rolle der tatsächliche Weg-Istwert bestimmt werden kann. Im Fal le eines absoluten Gebers wird mit Vorteil die Meßrolle über ein Getriebe mit dem Geber verbunden sein.

Zur Steigerung der Genauigkeit kann das Ausgangssignal des mit der Meßrolle gekuppelten Gebers durchmesserabhängig, d.h. ab hängig vom aufgewickelten Durchmesser des Meßbandes korrigiert werden. Ferner ist auch eine temperaturabhängige Korrektur der Ausgangssignale möglich. Um Ungenauigkeiten durch Schmutz und dergleichen zu vermeiden, kann es vorteilhaft sein, wenn vor dem Einlauf des Bandes in die Rolle eine Reinigungsvorrichtung vorgesehen wird.

Ferner ist es von Vorteil, wenn das Meßband mit einer Zugkraft laufend beaufschlagt wird, z.B. durch einen mit der Meßrolle gekoppelten Antrieb.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei spiels sei die Erfindung näher beschrieben, es zeigen:

Fig. 1 das Prinzip der Weg-Istwerterfassung,

Fig. 2 die Anordnung der Weg-Istwerterfassung auf dem Kran und

Fig. 3 ein elektrisches Schaltbild der Weg-Istwerterfassung.

Der zu erfassende Weg x wird im Prinzip durch ein Meßband 3 er setzt, das an einem ortsfesten Bezugspunkt 1 am Anfang der Kran bahn befestigt ist. Das Meßband 3 wird entsprechend der Bewegung des Kranes auf einer Meßrolle 2 auf- oder abgewickelt. Die Dreh bewegung wird auf einen Winkelcodierer 4 übertragen. Das Meßband 3 wird während der Messung straff gehalten, d.h. ständig mit einer notwendigen Zugkraft 5 beaufschlagt. Dies geschieht durch einen Federantrieb oder Stillstandsantrieb 6, der mit der Meß rolle 2 gekuppelt ist.

Wie Fig. 2 erkennen läßt, ist hier die Weg-Isterfassung auf dem beweglichen Kranteil 7 fest installiert, je nach der Bewegungs richtung des Kranteils 7 auf der Führung 8 wird das Meßband 3 entweder auf- oder abgewickelt und die Umdrehung auf den Winkel codierer 4 übertragen. Die Art des Stillstandsantriebes zum Auf- und Abwickeln des Bandes und zur Aufbringung der erforderlichen Zugkraft, um das Meßband stramm zu halten, richtet sich nach der Länge des Fahrweges. Kurze Fahrstrecken können mit einem Feder antrieb ausgestattet sein. Sind dagegen Fahrwege in der Größen ordnung von 1000 und mehr Metern zu erfassen, so empfiehlt sich ein Stillstandsmotorantrieb, damit unabhängig von der Position des Kranes ein gleiches Zugkraftmoment aufgebracht werden kann. Falls es notwendig ist, die Istwerte einer ortsfesten Zentrale zu übertragen, kann die Anordnung auch mechanisch umgekehrt wer den, d.h. die Wegerfassung ist dann ortsfest angeordnet und das Meßband am Kran befestigt.

Wie erwähnt, wird die Drehbewegung der Meßrolle 2 auf den Winkel codierer 4 übertragen. Zu jedem Zeitpunkt kann daher der rich tige Weg-Istwert statisch abgelesen werden. Da der Weg auch bei Stromausfall mechanisch erfaßt wird, steht nach dem Einschalten der Stromversorgung der richtige Istwert wieder zur Verfügung. Damit entfallen jegliche Speicherglieder. Durch den sich ver ändernden Durchmesser bei der radialen Aufwicklung des Meßban des 3 ergibt sich eine geringfügige lineare Abweichung gegen über dem tatsächlichen Weg. Dies hat keinen Einfluß die Re produzierbarkeit des Zielpunktes bei Positioniereinrichtungen, ist auch uninteressant bei Gleichlaufregelungen, wenn z.B. beide Stützen eines Bockkrans mit dieser Wegerfassung ausgerüstet sind. Falls erforderlich, ist jedoch eine Korrektur durch Multiplika tion mit dem entsprechenden Durchmesserfaktor ohne größeren Auf wand möglich. Hier kann eine Korrekturvorrichtung 9 vorgesehen sein, in der der unkorrigierte Zählwert Z ₁ in einen korrigierten Wert Z ₂ nach der Bezeichnung Z ₂ = Z₁ × (1 + Y) gewandelt wird, wobei Y eine Funktion des Wickeldurchmessers ist. Dies gilt auch für eine Temperaturkompensation. Neben der Verwendung eines mit der Trommel gekoppelten Meßgebers in Form eines Winkelcodierers, ist es für bestimmte Anwendungsfälle u.U. auch von Vorteil, das Maßband selbst als Absolutcodierer zu verwenden, d.h. Markie rungen darauf anzubringen und diese mit einer Erfassungseinrich tung abzulesen.

Die vorstehend geschilderte Anordnung kann auch zur Erfassung mehrerer Bewegungen bei Kränen mehrfach eingesetzt werden.

Claims

1. Einrichtung zur Weg-Istwerterfassung von Fahrstrecken von einem Bezugspunkt aus bei schienengebundenen Kranen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) eine stationär auf dem Bezugspunkt (1) oder dem Kran (7) angeordnete drehbare Meßrolle (2),
b) ein zwischen Kran (7) und Bezugspunkt (1) liegendes Meßband (3), welches je nach Relativbewegung von Kran (7) zu Bezugs punkt (1) auf die Meßrolle (2) aufwickelbar oder von dieser abwickelbar ist und
c) eine Erfassungseinrichtung (4) für die Drehung der Meßrolle (2) und/oder von Markierungen auf dem Meßband (3).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit der Meßrolle (2) gekoppelten Geber (4), dessen Ausgangssignale durchmesserabhängig korrigierbar sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine temperaturabhängige Korrektur der Ausgangs signale der Erfassungseinrichtung (4).

4. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Reinigungsvorrichtung für das Meßband (3).

5. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit der Meßrolle (2) gekuppelten Antrieb für eine Zugkraftbeaufschlagung des Meßbandes (3).