DE4115165A1 - Verfahren zum begrenzen des arbeitsbereichs bei einem arbeitsmittel mit einem verfahrbaren ausleger - Google Patents
Verfahren zum begrenzen des arbeitsbereichs bei einem arbeitsmittel mit einem verfahrbaren auslegerInfo
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Description
Auslegerkrane oder andere Arbeitsmittel mit auskragen
den und darüber hinaus längenveränderlichen, neigungs
verstellbaren und um eine Hochachse schwenkbaren
Auslegern müssen häufig in Bereichen eingesetzt werden,
die von benachbarten Hochspannungsleitungen, Fassaden,
Überbauungen oder dergleichen mehr umgeben und von
diesen begrenzt sind. Es muß somit beim Betrieb dieser
Arbeitsmittel ein vorbestimmter Mindestabstand des
Auslegerendes von derartigen Begrenzungen eingehalten
werden.
Beim Stande der Technik ist die Einhaltung eines
vorgegebenen Sicherheitsabstandes des Auslegerendes von
in den Bewegungsbereich des Auslegers hineinragenden
Hindernissen nur im Rahmen der Sorgfalt des Bedienungs
personals gegeben. Dies ist höchst unzulänglich insofern,
als es infolge Fehleinschätzungen oder auch durch Be
dienungsfehler zu Kollisionen mit Hindernissen kommen
kann, die in den Arbeitsbereich beispielsweise eines
Auslegerkrans hineinragen.
Um dieser Unzulänglichkeit abzuhelfen, soll durch
die Erfindung ein Verfahren zum Begrenzen des Arbeits
bereichs bei einem einen teleskopierbaren, neigungsver
stellbaren und um eine Hochachse schwenkbaren Ausleger
aufweisenden Arbeitsmittel geschaffen werden, um sicherzu
stellen, daß unabhängig von der Bedienung des Arbeitsmit
tels und insoweit nie ausschließbaren Fehlern die Gefahr
der Kollision des Auslegerendes mit Bauwerken, Stromlei
tungen oder sonstigen Begrenzungen beseitigt ist. Bei
dem Arbeitsmittel kann es sich vorzugsweise um einen Aus
legerkran oder eine Arbeitsbühne, grundsätzlich aber
auch um beliebige andere Auslegergeräte handeln.
Gelöst ist diese Aufgabe erfindungsgemäß in der Weise,
daß durch Verschwenken des Auslegers mit dem Ausleger
ende nacheinander zwei beabstandete Raumpunkte, die
auf einer fiktiven Vertikalebene liegen, angefahren
und die Positionen dieser Raumpunkte abgespeichert
sowie Sperren gegen das Verschwenken des Ausleger
endes über die Raumpunkte hinausgesetzt werden, daß
danach der senkrechte Abstand der vertikalen Ausleger
schwenkachse von der fiktiven Vertikalebene ermittelt
wird und daß in Abhängigkeit von diesem Abstand die
Antriebe zum Teleskopieren und zum Verstellen der
Neigung des Auslegers so koordiniert und gesteuert
werden, daß der Ausleger in seinem gesamten Arbeits
bereich mit seinem Ende nicht über die fiktive Vertikal
ebene hinaus verfahrbar ist.
Es handelt sich bei der Erfindung somit darum, daß nach
dem Anfahren von zwei beabstandeten Raumpunkten und
deren Positionserfassung zur seitlichen Begrenzung
des Bereichs, in dem das Auslegerende ohne Kollisions
gefahr beliebig bewegt werden darf, eine fiktive
Vertikalebene errichtet wird, in der die erwähnten
Raumpunkte liegen und die gewissermaßen eine unsicht
bare "Wand" bildet, über die hinaus eine Bewegung
des Auslegerendes unterbunden wird. Erfindungsgemäß
wird somit von demjenigen Bereich, den der Ausleger
angesichts seiner Abmessungen mit seinem Ende erreichen
könnte, durch die Errichtung der fiktiven Vertikalebene
ein Teil abgetrennt und mithin der unter den Bedingungen
des jeweiligen Einsatzfalles realisierbare Arbeitsbe
reich des Arbeitsmittels eingeschränkt.
Zweckmäßigerweise ist die fiktive Vertikalebene in
einem gebührenden Sicherheitsabstand von etwaigen Hinder
nissen zu errichten, die in den schlechthin vom Ausleger
des Arbeitsmittels bestreichbaren Arbeitsbereich hinein
ragen oder diesen berühren, damit beim Verfahren des Aus
legers die Gefahr von Kollisionen des Auslegerendes mit
einem derartigen Hindernis wirksam beseitigt ist.
Die Ermittlung des senkrechten Abstandes der als Hochachse
ausgebildeten Auslegerschwenkachse von der fiktiven Verti
kalebene, in der die erwähnten Raumpunkte liegen, ist in
höchst einfacher Weise über Dreiecksbetrachtungen möglich.
Die senkrechte Projektion des mit seinem Ende in einem der
angefahrenen Raumpunkte stehenden Auslegers bildet die
Hypotenuse eines rechtwinkligen Dreiecks, dessen einer
Schenkel in der fiktiven Vertikalebene verläuft, während
der andere Schenkel aus dem Lot auf die Vertikalebene be
steht und den gesuchten senkrechten Abstand bildet.
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens können
die Sperren gegen das Verschwenken des Auslegerendes
über die angefahrenen Raumpunkte bzw. die von letzteren
aufgespannte fiktive Vertikalebene hinaus durch Drehwinkel
begrenzungen verwirklicht werden. Diese Drehwinkelbegren
zungen verhindern ein Verschwenken des Auslegerendes über
die angefahrenen Raumpunkte hinaus und damit ein Durch
stoßen der fiktiven Vertikalebene.
Mittels des vorstehend erläuterten Verfahrens ist es un
problematisch möglich, neben einer fiktiven Vertikalebene,
die den vom Auslegerende bestreichbaren Arbeitsbereich
begrenzt, weitere Vertikalebenen in gleicher Weise zu er
richten, die einander und die erstgenannte Vertikalebene
unter wählbaren Winkeln schneiden können. Dieser erfin
dungsgemäßen Möglichkeit kommt beispielsweise beim Ein
satz eines Auslegerkrans in von Seitenwänden umgebenen
Hallen wesentliche Bedeutung zu, indem in gebührendem
Sicherheitsabstand von den Hallenwänden die fiktiven
Vertikalebenen zur Begrenzung der Verfahrbarkeit
des Auslegerendes errichtet werden.
Eine andere wichtige Weiterbildung der Erfindung sieht
vor, daß die Verfahrbarkeit des Auslegerendes auf ein vor
wählbares Höhenniveau in einer sich zur Aufstellebene des
Arbeitsmittels parallel erstreckenden fiktiven Horizontal
ebene begrenzt wird. Naturgemäß können auch gestaffelte
Höhen- und/oder Seitenbegrenzungen realisiert werden.
Einer derartigen Höhenbegrenzung des Auslegerendes kommt
wesentliche Bedeutung beim Einsatz von Auslegerkranen
oder Arbeitsbühnen beispielsweise an Bahntrassen mit Ober
leitungen zu, aber auch in geschlossenen Räumen, wie
Lagerhallen.
Gemäß einer abermaligen Weiterbildung der Erfindung wird
der Antrieb zum Teleskopieren des Auslegers und/oder der
Antrieb zur Neigungsverstellung abgeschaltet, wenn beim
Bewegen des Auslegers dessen Ende einen in der fiktiven
Vertikal- bzw. Horizontalebene liegenden Punkt erreicht.
Dadurch ist ein Durchstoßen der fiktiven Vertikal- oder
Horizontalebene mit dem Auslegerende wirksam unterbunden.
Gleichwohl kann innerhalb der genannten Ebenen jeder be
liebige Punkt mit dem Auslegerende angefahren werden.
Es ist durch die Erfindung somit ein Verfahren geschaffen
worden, das durch Begrenzung des im jeweiligen Einsatzfalle
nutzbaren Arbeitsbereichs die Gefahr von Kollisionen des
Auslegerendes mit Bauwerken, Stromleitungen oder sonstigen
Hindernissen beseitigt.
Neben dem auf die Beseitigung der Kollisionsgefahr mit in
den vom Auslegerende bestreichbaren Arbeitsbereich hinein
ragenden Hindernissen gerichteten Verfahren kann gemäß
einer nochmaligen Weiterbildung auch vorgesehen sein, daß
die Antriebe zum Betätigen des Auslegers in den drei Frei
heitsgraden, also dem Verschwenken, Neigen und Teleskopie
ren, in Abhängigkeit voneinander so gesteuert werden, daß
der Ausleger mit seinem Ende in der fiktiven Vertikal- bzw.
Horizontalebene verfahrbar ist.
Eine derartige Steuerung der genannten Antriebe ermöglicht
das Anfahren beliebiger Punkte der gedachten Vertikal- bzw.
Horizontalebenen mit dem Auslegerende. Damit ist ein sinn
volles Verfahren geschaffen worden, um beispielsweise
Fassadenarbeiten zu ermöglichen, indem eine am Ende eines
Auslegers angeordnete Arbeitsbühne in einer zur Fassade
äquidistanten Ebene verfahren wird, von der aus die er
forderlichen Fassadenarbeiten ausgeführt werden können.
Anhand der beigefügten Zeichnung sollen nachstehend
Ausführungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Begrenzung des Arbeitsbereichs eines Auslegerkrans
erläutert werden. In schematischen Ansichten zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Auslegerkran, bei dem
der vom Ausleger bestreichbare Arbeitsbereich
durch benachbarte Bauwerke beeinträchtigt und
deshalb durch die Errichtung fiktiver Wände be
grenzt ist, und
Fig. 2 in einer gegenüber Fig. 1 vergrößerten Perspektiv
ansicht die Begrenzung des verfügbaren Arbeitsbe
reichs des Auslegerkrans durch angedeutete fiktive
Wände.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Kran handelt es
sich um einen mobilen Auslegerkran 10 mit eigenem Fahr
werk 11, der in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise mit
tels seitlich ausgefahrener Stützen 12 am Einsatzort
aufgestellt und so ausgerichtet ist, daß eine Hochachse
zum Verschwenken des Auslegers 14 sich genau vertikal
erstreckt. Der Ausleger ist zwecks Längenveränderung
teleskopierbar und außerdem um eine horizontale Achse
neigungsverstellbar. Das freie Ende 15 des Auslegers 14
ist als Rollkopf ausgebildet, an dem ein über einen
Flaschenzug auf- und abwärts bewegbarer Kranhaken 16 hängt.
In Fig. 1 steht der Kran mit teilweise ausgefahrenem und
unter einem vorbestimmten Neigungswinkel eingestellten
Ausleger 14 in der Nähe von Bauwerken 20, 21, die in
den Verschwenkbereich des Auslegers hineinragen und
demgemäß das Verschwenken des Auslegers behindern,
wenn dieser auf seine volle Ausschublage teleskopiert
ist. Die strichpunktierte Kreislinie 22 deutet die Bahn
kurve des Auslegerendes 15 bei auf volle Länge ausge
fahrenem und unter einem vorbestimmten Neigungswinkel
stehenden Auslegers an.
Um Kollisionen des Auslegerendes 15 mit den teilweise
in den maximalen Verschwenkbereich hineinragenden Bau
werken 20, 21 zu verhindern, ist der Arbeitsbereich durch
die Errichtung fiktiver Vertikalebenen 24, 25 begrenzt, die
sich äquidistant zu den Fassaden der Bauwerke 20, 21 er
strecken und in Fig. 1 durch die in einer Ecke zusammen
stoßenden strichpunktierten Linien angedeutet sind.
Errichtet werden diese fiktiven Vertikalebenen in
der Weise, daß der unter einer vorbestimmten Neigung
eingestellte Ausleger 14 mit seinem Ende 15 in einen
dem Bauwerk 20 benachbarten Raumpunkt 26 verschwenkt
und dann die Verschwenkbarkeit auf den dabei einge
stellten Drehwinkel begrenzt wird. Danach wird der
Ausleger nach der von dem Bauwerk 20 wegweisenden
Seite gemäß Drehpfeil 27 bis zum Erreichen eines
zweiten Raumpunktes 28 verschwenkt, der sich auf
einer gedachten Linie befindet, die in einem vorbe
stimmten Abstand parallel zu der Bauwerkswand verläuft
und in Fig. 1 durch die mit 24 bezeichnete strich
punktierte Linie angedeutet ist. Auch in diesem Raum
punkt erfolgt eine Drehwinkelbegrenzung und anschließend
wird der senkrechte Abstand der das Verschwenken
des Auslegers ermöglichenden Ausleger-Hochachse von der
die beiden Raumpunkte 26, 28 miteinander verbindenden
Linie ermittelt und in der Kransteuerung abgespeichert.
Diese Abstandsermittlung erfolgt in einfacher Weise
durch Betrachtung der von den angefahrenen Raumpunkten 26,
28, der Hochachse des Krans 10 und der Senkrechten 30
auf die Verbindungslinie der beiden Raumpunkte aufge
spannten Dreiecke.
In Abhängigkeit von dem so ermittelten Abstandsmaß
erfolgt dann die Steuerung der Antriebe des Kranaus
legers 14 in seinen drei Freiheitsgraden (Teleskopieren,
Neigungsverstellung, Schwenken) so, daß die Antriebe
abschalten, sobald das Auslegerende 15 eine gedachte
Vertikalebene 24 erreicht, die von den beiden vorerwähnten
Raumpunkten 26, 28 aufgespannt ist und äquidistant zu
der zum Kran hinweisenden Wand des Gebäudes 20 verläuft.
Der nutzbare Arbeitsbereich des Kranauslegers ist mithin
durch die Errichtung der fiktiven Vertikalebene 24 be
grenzt und dadurch die Gefahr von Kollisionen mit
dem Bauwerk beseitigt.
Fig. 1 zeigt darüber hinaus die Errichtung einer weiteren
fiktiven Vertikalebene 25 äquidistant zu dem weiteren
Gebäude 21, mit dem der Ausleger 14 in seiner vollen
Ausschublage kollidieren könnte. Diese zweite Vertikal
ebene 25 stößt in dem bei der Errichtung der ersten
Vertikalebene 24 angefahrenen Raumpunkt 28 mit der ersten
Vertikalebene zusammen. Der Raumpunkt 28 bildet den Aus
gangspunkt für die Errichtung der zweiten Vertikalebene,
indem das Auslegerende vom Punkt 28 gemäß Drehpfeil 31
in einen weiteren Raumpunkt 32 verfahren und dann in ent
sprechender Weise eine Drehwinkelbegrenzung gesetzt sowie
das Abstandsmaß der Verbindungslinie der beiden Raum
punkte 28, 32 und damit der zu errichtenden fiktiven
Vertikalebene 25 von der Hochachse des Kranes 10
in gleicher Weise wie oben dargelegt ermittelt wird.
Dieses Abstandsmaß ist durch das in der Zeichnung
angedeutete Lot 33 auf die sich zwischen den Raum
punkten 28, 32 erstreckende Verbindungslinie ange
deutet.
Es ist ersichtlich, daß in gleicher Weise den Aufstell
ort des Krans allseitig umschließende und den Arbeits
bereich des Auslegers beschränkende Begrenzungen durch
Errichten fiktiver Vertikalebenen geschaffen werden
können, die vom Auslegerende nicht überfahren bzw.
durchstoßen werden können.
Fig. 2 zeigt die Begrenzung der Verfahrbarkeit des
Auslegerendes 15 auf ein vorwählbares Höhenniveau
durch eine sich zur Aufstellebene des Krans parallel
erstreckende fiktive Horizontalebene 35. Im Falle
der Höhenbegrenzung für das Auslegerende wird mithin
der von den fiktiven Vertikalwänden 24, 25 einge
schlossene Raum nach oben gewissermaßen durch die
Errichtung einer fiktiven Decke abgeschlossen, die
angesichts der gesetzten Höhenbegrenzung für die
Antriebe des Auslegers 14 vom Auslegerende 15 nicht
durchstoßen werden kann. Ferner ist durch die Dreh
pfeile 36, 37 in Fig. 2 angedeutet, daß der Ausleger 14
nur nach der von der fiktiven Vertikalebene 24 weg
weisenden Seite um seine Hochachse schwenkbar ist.
Claims (5)
1. Verfahren zum Begrenzen des Arbeitsbereichs bei
einem Arbeitsmittel, wie einem Kran, einer Arbeits
bühne oder dergleichen, mit einem teleskopierbaren,
neigungsverstellbaren und um eine Hochachse schwenk
baren Ausleger,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch Verschwenken des Auslegers (14) mit dem
Auslegerende (15) nacheinander zwei beabstandete Raum
punkte (26, 28 bzw. 28, 32), die in einer fiktiven
Vertikalebene (24, 25) liegen, angefahren und die
Positionen dieser Raumpunkte abgespeichert sowie
Sperren gegen das Verschwenken des Auslegerendes
über die Raumpunkte hinausgesetzt werden, daß danach
der senkrechte Abstand der vertikalen Auslegerschwenk
achse von der fiktiven Vertikalebene ermittelt wird
und daß in Abhängigkeit von diesem Abstand die Antriebe
zum Teleskopieren und zum Verstellen der Neigung
des Auslegers so koordiniert und gesteuert werden,
daß im gesamten Arbeitsbereich der Ausleger mit seinem
Ende nicht über die fiktive Vertikalebene hinaus
verfahrbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
daß die Sperren gegen das Verschwenken des Ausleger
endes (15) über die angefahrenen Raumpunkte bzw.
die von letzteren aufgespannte fiktive Vertikalebene (24,
25) hinaus durch Drehwinkelbegrenzungen verwirklicht
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Verfahrbarkeit des Auslegerendes (15)
auf ein vorwählbares Höhenniveau in einer sich zur
Aufstellebene des Arbeitsmittels parallel erstrecken
den fiktiven Horizontalebene (35) begrenzt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Antrieb zum Teleskopieren des
Auslegers (14) und/oder der Antrieb zur Neigungsver
stellung abgeschaltet werden, wenn beim Bewegen des
Auslegers dessen Ende (15) einen in der fiktiven
Vertikal- bzw. Horizontalebene (24, 25, 35) liegenden
Punkt erreicht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Antriebe zum Betätigen des Aus
legers (14) in den drei Freiheitsgraden (Verschwenken,
Neigen, Teleskopieren) in Abhängigkeit voneinander
so gesteuert werden, daß der Ausleger mit seinem
Ende in der fiktiven Vertikal- bzw. Horizontalebene (24,
25, 35) verfahrbar ist.
Priority Applications (2)
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