EP4021839B1 - Drucklufthebezeug - Google Patents

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EP4021839B1
EP4021839B1 EP20767980.4A EP20767980A EP4021839B1 EP 4021839 B1 EP4021839 B1 EP 4021839B1 EP 20767980 A EP20767980 A EP 20767980A EP 4021839 B1 EP4021839 B1 EP 4021839B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hoist
compressed air
operating
generator
supply line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP20767980.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4021839A1 (de
EP4021839C0 (de
Inventor
Simon Brose
Jörg Brinkmann
Piotr KRUPNIK
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
J D Neuhaus Holding GmbH and Co KG
Original Assignee
J D Neuhaus Holding GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by J D Neuhaus Holding GmbH and Co KG filed Critical J D Neuhaus Holding GmbH and Co KG
Publication of EP4021839A1 publication Critical patent/EP4021839A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4021839B1 publication Critical patent/EP4021839B1/de
Publication of EP4021839C0 publication Critical patent/EP4021839C0/de
Active legal-status Critical Current
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/20—Control systems or devices for non-electric drives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/22—Control systems or devices for electric drives
    • B66C13/23—Circuits for controlling the lowering of the load
    • B66C13/26—Circuits for controlling the lowering of the load by AC motors
    • B66C13/28—Circuits for controlling the lowering of the load by AC motors utilising regenerative braking for controlling descent of heavy loads and having means for preventing rotation of motor in the hoisting direction when load is released
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/02—Driving gear
    • B66D1/08—Driving gear incorporating fluid motors

Definitions

  • the invention relates to a pneumatic hoist and a method for operating a pneumatic hoist.
  • Hoists are known in a wide variety of designs from the state of the art and are used primarily for the suspended lifting and moving of loads.
  • the load is usually secured to a chain, rope, or similar device using a hook or other attachment, and the chain or rope is moved by a drive.
  • the drive comprises a motor, usually a gearbox, and other components.
  • the motor is hydraulically or pneumatically driven, so no power supply is required for the hoist.
  • a hand-held control unit is typically provided to control the hoist.
  • this control unit is also typically fluid-operated and connected to the hoist via fluid lines.
  • One advantage of these hoists is that they only require a supply of compressed air as the operating fluid, but no electrical connection to operate the hoist.
  • a significant disadvantage of these purely pneumatic hoists, however, is that operating an electrical load, such as a control and/or evaluation unit, is not readily possible.
  • hoists are known that are operated with a radio remote control.
  • a power supply must be connected to the hoist to supply the receiver of the radio remote control and/or a control and/or evaluation unit. Due to the typical positioning of the hoist in an elevated position, for example, on a hall ceiling, a corresponding power supply is difficult to achieve, especially when retrofitting an existing pneumatic hoist, since there is usually no power supply in the hoist's vicinity.
  • the additional cabling makes the installation of such a hoist very complex and expensive, and the required power supply also significantly increases the price of the hoist.
  • a marine winch with a drum motor comprising an axial inner shaft, an array of hydraulic cylinders arranged radially around an axial inner shaft, one or more valves for controlling actuation of the array of hydraulic cylinders and a cam ring having an inner surface with a radially modulated profile, wherein the one row of hydraulic cylinders is arranged between the axial inner shaft and the modulated profile of the cam ring and actuation of the row of hydraulic cylinders drives the cam ring rotatably about the axial inner shaft and wherein an outer surface of the cam ring forms a portion of a winch drum.
  • a winch system for lifting loads comprising a gearbox connected to an output, an electric motor connected to the gearbox, and a hydraulic motor connected to the gearbox.
  • the electric motor and the hydraulic motor distribute the power to the output via the gearbox.
  • the invention is therefore based on the object of providing a fluid-operated hoist and a method for operating a pneumatic hoist, wherein the hoist can be manufactured and assembled particularly cheaply and can be operated reliably over the long term and without frequent maintenance and with at least one electrical consumer on the hoist.
  • the fluid-operated hoist according to the invention for lifting loads has a fluid supply line for supplying compressed air as an operating fluid to the hoist, a compressed air generator connected to the fluid supply line for generating electricity by means of the compressed air and at least one electrical consumer on the hoist which is operated by means of the electricity generated by the compressed air generator.
  • the method according to the invention for operating a pneumatic hoist comprises the following method steps: first, supplying compressed air as an operating fluid to the hoist via a fluid supply line, followed by supplying the operating fluid to a compressed air generator of the hoist, and then generating electricity using the operating fluid. The generated electricity is then passed on to at least one electrical consumer of the hoist.
  • the inventors have recognized that a compressed air generator easily enables a continuous power supply to at least one consumer during operation of the hoist without the need for an external power supply or regular charging of an operating battery. This allows the hoist to be operated with low maintenance and easily installed anywhere where only lines for the operating fluid are available.
  • a pneumatic hoist is essentially a hoist for lifting loads, in which at least the drive unit intended for lifting and/or lowering the load, in particular a motor, is driven by compressed air as the operating fluid.
  • the hoist is preferably operated exclusively by the operating fluid and is particularly preferably a pneumatic hoist.
  • a design as a hydraulic hoist is also conceivable.
  • the fluid-operated hoist preferably has no external electrical connection and/or does not require an external power supply for operation.
  • the motor of the pneumatic hoist can, in principle, be any fluid motor. It is preferably an expansion motor, and particularly preferably a gas expansion motor. Most preferably, the motor is a vane motor. Furthermore, the vane motor is preferably provided for driving the hoist and, in particular, a chain of the hoist. However, the motor can be not only a pneumatic motor, but can also be operated hydraulically using a fluid. This can, for example, be a gear motor.
  • the fluid supply line supplying the operating fluid to the hoist can be any component or assembly suitable for permanently holding and/or conducting a pressurized operating fluid.
  • the fluid supply line can, in principle, be a component connected to the hoist that is independent of it.
  • at least a short section of the fluid supply line is preferably permanently installed on the hoist, and this short section is particularly preferably provided to provide a connection for a fixed compressed air line or compressed air hose.
  • the generator can initially be any device that can generate electricity without having to be connected to an electrical line or an external power supply.
  • the generator is a compressed air generator according to the invention.
  • the generator can use both a movement and the pressure of the operating fluid to generate electricity.
  • another physical quantity such as a temperature difference or a force in the area of the hoist and/or a component of the hoist, for example a rotating axle, can be used to generate electricity.
  • the electricity is generated exclusively by means of the operating fluid, which means that a property of the Operating fluids in the generator are used to generate electricity, such as pressure or flow or movement.
  • an operating fluid is first supplied to the hoist via a fluid supply line, followed temporally and/or spatially by the operating fluid being fed to a generator of the hoist.
  • a pressurised operating fluid should be present at the hoist or in the area of the hoist so that the hoist and/or the generator can be operated.
  • the sequence can be such that the operating fluid in the fluid supply line is guided or branched off to the generator upstream of the hoist, preferably close to or immediately upstream of the hoist, via a control valve, and only then is the operating fluid fed into the hoist.
  • connection on the hoist from which the operating fluid can first be branched off to the generator within the hoist, and only then does the operating fluid reach the hoist drive and, for this purpose, is particularly preferably initially located upstream of a control valve block of the hoist.
  • the branch for the operating fluid leading to the generator is located upstream of a control valve and/or downstream of a main connection valve of the hoist, ensuring that the generator can always be supplied with the operating fluid for power generation when the hoist is under pressure, regardless of the hoist's operating status.
  • a branch for the generator fluid at the exhaust, downstream of the pneumatic hoist motor, and/or directly at or upstream of the operating fluid outlet from the hoist.
  • At least one electrical consumer is arranged on the hoist, whereby the hoist can also have several electrical consumers.
  • all electrical consumers of the hoist are operated exclusively by means of the current generated by the generator.
  • the current required to operate the at least one consumer can be generated directly by the generator.
  • all electrical consumers are electrically connected exclusively to the generator and/or other components of the hoist.
  • at least one consumer and particularly preferably all consumers are arranged directly on the hoist and/or on a control unit of the hoist.
  • the load(s) can be any electrically operated and/or electronic component.
  • at least one of the loads is an electronic control component and/or a sensor, in particular a sensor for speed, for load measurement, for measuring vibrations, temperature, fluid pressure, or other physical variables.
  • at least one of the loads can also be a communication module for data transmission, for example via a modem, WLAN, Bluetooth, radio, or in another way. Such a communication module particularly preferably provides a web interface.
  • at least one of the loads can be a GPS module or a tracking module in order to be able to record the position of the lifting gear and, if necessary, also transmit it.
  • At least one, preferably exactly one of the electrical consumers is a receiver unit of a radio remote control of the hoist, an electronic control unit, a Operating hours counter and/or an evaluation unit for determining operating states of the hoist.
  • an electrical consumer can also comprise any sensor for detecting physical variables or be such a sensor, so that information about the hoist and in particular about the operating state can be derived and/or obtained particularly preferably using the sensor data.
  • the electronic consumer is preferably arranged directly on the hoist.
  • a control unit is preferably arranged to control the hoist and particularly preferably to control at least one valve for the operating fluid, very particularly preferably to control all valves for the operating fluid of the hoist.
  • the generator for generating electricity is a compressed air generator, which is preferably at least indirectly, particularly preferably directly, connected to the fluid supply line of a pneumatically operated hoist, whereby electricity can be generated particularly efficiently and reliably by means of the pressurized operating fluid, in particular by means of compressed air.
  • the compressed air generator preferably only requires an applied gas pressure to operate and thus functions independently of the operation of the hoist.
  • the compressed air generator comprises a gas turbine or another component that can be rotated by flowing air, with a generator part being arranged downstream such that electricity is generated by the rotation of the turbine or component. In principle, however, any other rotating component of the hoist can also be used to drive the generator.
  • a preferred development of the pneumatic hoist according to the invention is designed such that at least one of the electrical consumers on the hoist is an electronic or electro-pneumatic control of the hoist, which preferably controls at least one valve, in particular all valves, of the hoist. Additionally or alternatively, a wired manual control for operating at least one electro-pneumatic valve of the hoist is also preferably arranged on the hoist, wherein the electro-pneumatic valve is particularly preferably supplied with power by the generator and/or operated by means of an electro-pneumatic control. Particularly preferably, the hoist has exclusively electro-pneumatic valves.
  • electro-pneumatic control and/or at least one electro-pneumatic valve are supplied with power by the generator.
  • An electro-pneumatic valve is a valve that is electrically controlled and/or operated and is provided for is to block a pneumatic line.
  • an electro-hydraulic valve and a corresponding control system can also be used.
  • the wired hand control is also preferably fully powered by the generator.
  • the hand control and especially preferably the entire hoist, does not have an external power supply.
  • the hand control may also include a battery as a buffer.
  • the hand control may also include a power supply connection, in particular to charge a battery of the hand control or the hoist and/or to facilitate commissioning after a long downtime, especially lasting several weeks.
  • An alternative, preferred embodiment of the pneumatic hoist does not have a cable-based, but rather a pneumatic manual control, at which a fluid pressure is preferably always present in the operational state of the hoist, wherein a main switching valve of the fluid supply line can particularly preferably be opened by means of the manual control, so that the operating fluid is supplied to the generator for generating electricity and/or a motor, in particular a vane motor, of the hoist.
  • An advantageous embodiment of the pneumatic hoist provides for a main control valve and/or a fluid pressure sensor to be arranged between the fluid supply line and the generator connected to the fluid supply line.
  • the main control valve is preferably provided to disconnect the generator from the fluid supply line, wherein the hoist is particularly preferably not simultaneously disconnected from the fluid supply line.
  • a pressure sensor is preferably arranged upstream of the main control valve and/or the generator is preferably arranged downstream of the main control valve.
  • the generator can also be used as a fluid pressure sensor, since power is always generated when pressure is present and, particularly preferably, the applied pressure can be quantitatively determined via the current intensity.
  • a preferred development of the pneumatic hoist provides that the generator and the motor of the hoist are connected to the fluid supply line in parallel and/or inseparably from one another, wherein the main switching valve is particularly preferably arranged between a fluid control line for manual control and the generator and/or the motor of the hoist.
  • One possible embodiment of the method according to the invention for operating a pneumatic hoist provides that the generator continuously generates power as soon as and/or as long as operating fluid is supplied to the hoist or operating fluid pressure is applied to the hoist and/or the motor of the hoist. This advantageously automatically generates power whenever the hoist is ready for operation and/or in operation. Accordingly, in this embodiment, the generator runs continuously at least during operation of the hoist. Furthermore, it is preferred that when a main control valve arranged between the fluid supply line and the motor of the hoist is opened, the generator is automatically supplied with operating fluid, thus generating power for electrical consumers.
  • a check is carried out when the operating fluid pressure is present to determine whether at least one consumer is active and/or whether power is required to charge a battery or to operate at least one consumer.
  • the generator is disconnected from the fluid supply line by means of a main switching valve when no power is required, thereby advantageously preventing the generator from being active without power being required.
  • the test can be carried out continuously or periodically.
  • the test is started by switching on the operating fluid pressure, which is particularly preferably detected by means of a pressure sensor or the beginning of power generation by the generator.
  • the test is carried out using an electronic control device, which is particularly preferably arranged on the hoist and/or powered by the generator. Most preferably, the control device is additionally powered by a battery so that it can be operated independently of the generator.
  • the main switching valve is opened and/or the generator is supplied with operating fluid, so that the hoist is activated and/or at least one electrical consumer, particularly preferably all electrical consumers, are started.
  • a particularly preferred advantageous development of the method according to the invention for operating a pneumatic hoist is one in which, after the main valve has been opened, fluid pressure is continuously built up in front of a motor control valve for lifting or lowering by means of the hoist, while the generator is already being supplied with operating fluid, wherein an electrical consumer, in particular a control unit, is preferably fully started until the fluid pressure is sufficiently high to open the motor control valve.
  • an electrical consumer in particular a control unit
  • time delay is, however, preferably shorter than 1 s, particularly preferably shorter than 0.5 s, very particularly preferably shorter than 200 ms, and especially preferably less than 100 ms.
  • the electrical consumer can start and reach a fully operational state, so that a fully operational hoist is then available.
  • a control unit and/or an operating hours counter of a particularly preferred development of the invention interpolates the starting time on the basis of the current speed of the starting motor of the hoist, so that even with a slight delay in the start of one or more electrical consumers, a complete recording of the operating state is possible.
  • At least one electrical consumer in particular an electronic control unit and/or an operating hours counter and/or an evaluation unit for determining operating states of the hoist, is started as soon as the generator generates electricity, wherein preferably a controller, in particular a voltage limiter, is provided which only starts the respective electrical consumer when the necessary power is available, so that an incorrect start or a breakdown of the power supply can be successfully avoided.
  • a controller in particular a voltage limiter
  • a preferred embodiment of the method for operating a pneumatic hoist is one in which, when no operating fluid pressure is applied, after a specified time interval at least some of the electrical consumers, preferably all electrical consumers, are at least placed into a standby state and particularly preferably completely switched off, and/or preferably a main switching valve arranged between the operating fluid supply line and the generator is also closed.
  • the main switching valve can in principle also be designed such that it closes automatically when the operating fluid pressure drops or is not applied, for which purpose the main switching valve is particularly preferably spring-loaded.
  • the specified time interval can in principle be freely selected, preferably being between one hour and one week, particularly preferably between six hours and two days, very particularly preferably between 12 hours and 36 hours, and especially preferably approximately 24 hours.
  • the specified time interval can be very short, so that switching off occurs after a few minutes, after a few seconds, or even immediately.
  • power is supplied immediately or with only a slight time delay as soon as operating fluid pressure is applied, thereby reactivating at least one consumer, particularly preferably all consumers.
  • a slight time delay can be taken into account, and any recorded operating parameters can be interpolated back to the actual start time, for example.
  • a pneumatically operated hoist 1 is mounted on a hall ceiling for lifting and lowering loads using a hook on a chain.
  • the hoist 1 has a pneumatic vane motor 7 as the drive. Accordingly, the hoist 1 is connected to at least one compressed air line on the hall ceiling, with the compressed air line being connected to a compressed air supply line 2 of the hoist 1. There is no electrical connection, since a pneumatically operated hoist 1 usually does not require a power supply.
  • the hoist 1 has a manual control 5, by means of which the lowering and lifting of a load on the hook of the chain can be controlled.
  • the manual control 5 has at least one actuation button 13.
  • a movement of the hoist 1 in at least one, preferably two spatial directions is preferably also part of the control functions.
  • the pneumatic manual control 5 is connected on the one hand via a fluid control line 8 to the compressed air supply line 2 and on the other hand via a control line 11, 12 to a switching valve 9, 10, wherein one switching valve 9 is provided for lifting a load by means of the hoist 1 and the other switching valve 10 for lowering the load.
  • Each switching valve 9, 10 can be operated by means of an actuation button 13 on the pneumatic manual control 5.
  • the pneumatic manual control 5, on the other hand has no electrical connection to the hoist 1 or any other electrical consumer 4.
  • the hoist 1 has an electronic control as an electrical consumer 4, which is supplied with power by a compressed air generator 3, which is arranged on the compressed air supply line 2 in the area of the hoist 1 and generates power as long as compressed air flows through the compressed air generator 3.
  • electrical consumer 4 an electronic evaluation unit and/or an operating hours counter may additionally or alternatively be provided.
  • a main switching valve 6 is arranged between the compressed air supply line 2 and the compressed air flow generator 3. When open, this valve connects the compressed air flow generator 3 to the compressed air supply line 2 and, when closed, disconnects it.
  • the pneumatic vane motor 7 of the hoist 1 is connected in parallel to the compressed air flow generator 3 and can also be disconnected from the compressed air supply line 2 by means of the main switching valve 6.
  • compressed air is first applied to the compressed air supply line 2, but this does not yet reach the hoist 1 because the main control valve 6 is closed. However, the compressed air already reaches the pneumatic manual control 5 via a fluid control line 8 arranged upstream of the main control valve 6, so that compressed air is also present there.
  • the compressed air generator 3 which immediately begins generating electricity.
  • pressure builds up inside the hoist 1 upstream of the switching valves 9, 10, which, however, cannot open during the pressure buildup.
  • the compressed air generator 3 already supplies the connected electrical consumers 4, such as a control and evaluation unit, with power so that they can start up.
  • the switching valves 9, 10 As soon as a sufficiently high pressure is applied to the switching valves 9, 10, they can be opened and the vane motor 7 of the hoist 1 moves in the desired direction.
  • the pressure increase and the start-up process of the electrical consumers 4 typically last between 50 ms and 150 ms. In addition, the The startup process may also take longer, although a duration of less than 500 ms is clearly preferred.
  • all electrical consumers 4 are supplied by the compressed air generator 3.
  • an intermediate power storage device such as a capacitor, is provided to bridge fluctuations and short interruptions.
  • a long-life battery can be provided on an electrical consumer 4, for example, to enable the operation of a real-time clock as part of an operating hours counter.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Drucklufthebezeug sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Drucklufthebezeugs.
  • Hebezeuge sind in vielfältiger Ausgestaltung aus dem Stand der Technik bekannt und werden dabei insbesondere zum schwebenden Heben und Bewegen von Lasten verwendet. Dazu wird die Last üblicherweise mittels eines Hakens oder einer anderen Befestigung an einer Kette, einem Seil oder dergleichen festgelegt und die Kette bzw. das Seil mittels eines Antriebs bewegt. Der Antrieb umfasst dabei einen Motor, zumeist ein Getriebe sowie weitere Bauteile. Bei einem Drucklufthebezeug wird der Motor hydraulisch oder pneumatisch angetrieben, sodass für den Antrieb keine Stromversorgung des Hebezeugs notwendig ist.
  • Zur Ansteuerung des Hebezeugs ist typischerweise ein Handbedienteil vorgesehen, das bei einem Drucklufthebezeug typischerweise ebenfalls fluidbetrieben und über Fluidleitungen mit dem Hebezeug verbunden ist. Ein Vorteil dieser Hebezeuge besteht darin, dass lediglich eine Versorgung mit Druckluft als Betriebsfluid, jedoch kein elektrischer Anschluss zum Betrieb des Hebezeugs notwendig ist. Ein bedeutender Nachteil dieser rein Drucklufthebezeuge ist jedoch, dass ein Betrieb eines elektrischen Verbrauchers, wie einer Steuer- und/oder Auswerteeinheit, nicht ohne weiteres möglich ist.
  • Darüber hinaus sind Hebezeuge bekannt, die mit einer Funkfernbedienung betrieben werden. Jedoch muss dann auch bei einem ausschließlich pneumatisch betriebenen Hebezeug durchgängig ein Netzteil zur Versorgung des Empfängers der Funkfernbedienung und/oder einer Steuer- und/oder Auswerteeinheit im Bereich des Hebezeugs angeschlossen sein. Aufgrund der typischen Positionierung des Hebezeugs in einer erhöhten Position, beispielsweise an einer Hallendecke, ist jedoch eine entsprechende Stromversorgung, insbesondere beim Nachrüsten eines bestehenden Drucklufthebezeugs, nur schwer möglich, da gewöhnlich im Bereich des Hebezeugs keine Stromversorgung vorgesehen ist. Der zusätzliche Aufwand der Verkabelung macht die Montage eines solchen Hebezeugs sehr aufwändig und teuer und zudem erhöht auch das benötigte Netzteil den Preis des Hebezeugs nicht unwesentlich.
  • Schließlich kann ein solcher elektrischer Verbraucher eines Drucklufthebezeugs auch mittels einer Batterie mit Strom versorgt werden, die jedoch regelmäßig getauscht werden muss, was aufgrund der gewöhnlichen Montagesituation eines Hebezeugs, typischerweise im Bereich einer Hallendecke, aufwändig und gefährlich ist.
  • Aus der NO 20 160 714 A1 ist bereits eine Schiffswinde mit einem Trommelmotor bekannt, wobei der Trommelmotor eine axiale Innenwelle, eine Anordnung von radial um eine axiale Innenwelle herum angeordneten Hydraulikzylindern, ein oder mehrere Ventile zum Steuern einer Betätigung der Anordnung von Hydraulikzylindern und einen Nockenring mit einer Innenfläche mit einem in radialer Richtung modulierten Profil aufweist, wobei die eine Reihe von Hydraulikzylindern zwischen der axialen Innenwelle und dem modulierten Profil des Nockenrings angeordnet ist und eine Betätigung der Reihe von Hydraulikzylindern den Nockenring drehbar um die axiale Innenwelle antreibt und wobei eine Außenfläche des Nockenrings einen Abschnitt einer Windentrommel bildet.
  • Aus der US 2019 / 077 641 A1 ist ein Windensystem zum Heben von Lasten bekannt, umfassend ein mit einem Abtrieb verbundenes Getriebe, einen mit dem Getriebe verbundenen Elektromotor und einen mit dem Getriebe verbundenen Hydraulikmotor. Der Elektromotor und der Hydraulikmotor verteilen die Energie über das Getriebe auf den Abtrieb.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein fluidbetriebenes Hebezeug sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Drucklufthebezeugs bereitzustellen, wobei das Hebezeug besonders günstig herzustellen und zu montieren ist und dabei dauerhaft sowie ohne häufige Wartung zuverlässig sowie mit wenigstens einem elektrischen Verbraucher am Hebezeug betrieben werden kann.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Drucklufthebezeug gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zum Betreiben eines Drucklufthebezeugs gemäß Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Das erfindungsgemäße fluidbetriebene Hebezeug zum Heben von Lasten weist eine Fluidzuleitung zum Zuführen von Druckluft als ein Betriebsfluid zum Hebezeug, einen mit der Fluidzuleitung verbundenen Druckluftgenerator zum Erzeugen von Strom mittels der Druckluft und wenigstens einen elektrischen Verbraucher am Hebezeug auf, der mittels des vom Druckluftgenerator erzeugten Stroms betrieben wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Drucklufthebezeugs weist als Verfahrensschritte zunächst ein Zuleiten von Druckluft als ein Betriebsfluid über eine Fluidzuleitung zum Hebezeug, gefolgt von einem Zuführen des Betriebsfluids zu einem Druckluftgenerator des Hebezeugs und einem Erzeugen von Strom mittels des Betriebsfluids auf. Der erzeugte Strom wird dann zu wenigstens einem elektrischen Verbraucher des Hebezeugs weitergeleitet.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass ein Druckluftgenerator in einfacher Weise eine permanente Stromversorgung des wenigstens einen Verbrauchers während des Betriebs des Hebezeugs ohne eine Notwendigkeit einer externen Stromversorgung oder eines regelmäßigen Ladens eines Betriebsakkus ermöglicht. Dadurch kann das Hebezeug mit geringem Wartungsaufwand betrieben und leicht an einem beliebigen Ort installiert werden, an dem lediglich Leitungen für das Betriebsfluid vorhanden sind.
  • Ein Drucklufthebezeug ist grundsätzlich ein Hebezeug zum Heben von Lasten, bei dem wenigstens die zum Heben und/oder zum Absenken der Last vorgesehene Antriebseinheit, insbesondere ein Motor, mittels der Druckluft als Betriebsfluid angetrieben wird. Dabei wird das Hebezeug bevorzugt ausschließlich mittels des Betriebsfluids betrieben und ist besonders bevorzugt ein Drucklufthebezeug. Jedoch ist grundsätzlich auch eine Gestaltung als Hydraulikhebezeug denkbar. Ebenfalls bevorzugt weist das fluidbetriebene Hebezeug keinen externen elektrischen Anschluss auf und/oder benötigt zum Betrieb keine externe Stromversorgung.
  • Bei dem Motor des Drucklufthebezeugs kann es sich grundsätzlich um einen beliebigen Fluidmotor handeln. Bevorzugt handelt es sich um einen Expansionsmotor und besonders bevorzugt um einen Gasexpansionsmotor. Ganz besonders bevorzugt ist der Motor ein Lamellenmotor. Weiterhin bevorzugt ist der Lamellenmotor zum Antrieb des Hebezeugs und insbesondere einer Kette des Hebezeugs vorgesehen. Dabei kann der Motor jedoch nicht nur ein Pneumatikmotor sein, sondern grundsätzlich auch mittels einer Flüssigkeit, also hydraulisch, betrieben werden. Dabei kann es sich zum Beispiel um einen Zahnradmotor handeln.
  • Erfindungsgemäß ist das Betriebsfluid Druckluft. Ebenfalls kann dabei der Druck des Betriebsfluids zunächst beliebig gewählt sein. Bevorzugt beträgt der Druck des dem Hebezeug zugeleiteten Betriebsfluids zwischen 0 bar und 10 bar, besonders bevorzugt maximal 6 bar und ganz besonders bevorzugt genau 6 bar, sodass an der Betriebsfluid zuführenden Fluidzuleitung ein konstanter Druck von etwa 6 bar anliegt.
  • Bei der dem Hebezeug das Betriebsfluid zuführenden Fluidzuleitung kann es sich um ein beliebiges Bauteil oder eine beliebige Baugruppe handeln, die geeignet ist, ein unter Druck stehendes Betriebsfluid dauerhaft zu halten und/oder zu leiten. Dabei kann die Fluidzuleitung grundsätzlich ein von dem Hebezeug unabhängiges, daran angeschlossenes Bauteil sein. Bevorzugt ist jedoch wenigstens ein kurzer Abschnitt der Fluidzuleitung fest am Hebezeug verbaut und besonders bevorzugt ist dieser kurze Abschnitt vorgesehen, einen Anschluss für eine feste Druckluftleitung oder einen Druckluftschlauch zu bieten.
  • Der Generator kann zunächst eine beliebige Vorrichtung sein, die Strom erzeugen kann, ohne dabei an eine elektrische Leitung oder an eine externe Stromversorgung angeschlossen sein zu müssen. Dabei ist der Generator erfindungsgemäß ein Druckluftgenerator. Der Generator kann dabei sowohl eine Bewegung als auch der Druck des Betriebsfluids zum Erzeugen von Strom genutzt werden. Zusätzlich kann auch eine andere physikalische Größe, wie beispielsweise eine Temperaturdifferenz oder eine Krafteinwirkung im Bereich des Hebezeugs und/oder eines Bauteils des Hebezeugs, beispielsweise einer rotierenden Achse, zum Erzeugen von Strom genutzt werden. Ganz besonders bevorzugt wird dabei der Strom ausschließlich mittels des Betriebsfluids erzeugt, was bedeutet, dass eine Eigenschaft des Betriebsfluids im Generator genutzt wird, um Strom zu erzeugen, beispielsweise der Druck oder der Fluss bzw. die Bewegung.
  • Dabei ist der Generator erfindungsgemäß am Hebezeug angeordnet und/oder mit der Fluidzuleitung verbunden. Am Hebezeug angeordnet bedeutet, dass der Generator zumindest in der unmittelbaren Umgebung des Hebezeugs, bevorzugt unmittelbar mit dem Hebezeug verbunden und ganz besonders bevorzugt an oder in einem Steuerkasten im Bereich des Hebezeugs angeordnet ist. Ebenfalls bevorzugt ist der Generator im Bereich des Hebezeugs zwischen einem Anschluss des Hebezeugs für eine externe Fluidzuleitung und der externen Fluidzuleitung angeordnet. Dabei ist es jedoch grundsätzlich möglich, dass zwischen einer externen Fluidzuleitung und der Fluidzuführung bzw. zwischen der Fluidzuleitung und dem Generator noch weitere Bauteile des Hebezeugs, beispielsweise ein oder mehrere Ventile und insbesondere ein Hauptschaltventil, angeordnet sind. Weiterhin bevorzugt ist der Generator unmittelbar mit der Fluidzuführung verbunden, insbesondere derart, dass der Fluiddruck am Generator anliegt, sobald die Fluidzuleitung und/oder eine externe Fluidzuleitung unter Druck steht. Darüber hinaus ist es jedoch besonders bevorzugt, dass kein Ventil und ganz besonders bevorzugt generell kein Bauteil zwischen der internen und/oder externen Fluidzuleitung und dem Generator angeordnet ist.
  • Erfindungsgemäß erfolgt zunächst ein Zuleiten eines Betriebsfluids über eine Fluidzuleitung zum Hebezeug, zeitlich und/oder räumlich gefolgt von einem Zuführen des Betriebsfluids zu einem Generator des Hebezeugs. Dies bedeutet zunächst lediglich, dass am Hebezeug oder im Bereich des Hebezeugs ein unter Druck stehendes Betriebsfluid anliegen soll, damit das Hebezeug und/oder der Generator betrieben werden kann. Dabei kann die Reihenfolge derart sein, dass das in der Fluidzuleitung befindliche Betriebsfluid vor dem Hebezeug, bevorzugt dicht bzw. unmittelbar vor dem Hebezeug über ein Steuerventil zu dem Generator geleitet bzw. abgezweigt wird und dann erst das Betriebsfluid in das Hebezeug geleitet wird. Es kann aber auch einen Anschluss am Hebezeug geben, von dem aus das Betriebsfluid erst hebezeugintern zu dem Generator abgezweigt werden kann und dann erst das Betriebsfluid zum Antrieb des Hebezeugs gelangt und dazu insbesondere bevorzugt zunächst vor einem Steuerventilblock des Hebezeuges ansteht. Besonders bevorzugt liegt der Abzweig für das Generatorfluid bzw.
  • der zum Generator führende Abzweig für das Betriebsfluid vor einem Steuerventil und/oder hinter einem Hauptanschlussventil des Hebezeuges, damit sichergestellt ist, dass der Generator bei einem unter Druck stehenden Hebezeug unabhängig vom Betriebszustand des Hebezeuges, immer mit dem Betriebsfluid zur Stromerzeugung versorgt werden kann. Alternativ ist jedoch auch denkbar, einen Abzweig für das Generatorfluid am Auspuff, hinter dem pneumatischen Hebezeugmotor und/oder unmittelbar an oder vor dem Austritt des Betriebsfluids aus dem Hebezeug anzuordnen.
  • Erfindungsgemäß ist wenigstens ein elektrischer Verbraucher am Hebezeug angeordnet, wobei das Hebezeug auch mehrere elektrische Verbraucher aufweisen kann. Bevorzugt werden dabei alle elektrischen Verbraucher des Hebezeugs ausschließlich mittels des vom Generator erzeugten Stroms betrieben. Dabei kann der zum Betrieb des wenigstens einen Verbrauchers benötigte Strom unmittelbar von dem Generator erzeugt werden. Bevorzugt sind alle elektrischen Verbraucher elektrisch ausschließlich mit dem Generator und/oder weiteren Bauteilen des Hebezeugs verbunden. Dabei ist bevorzugt wenigstens ein Verbraucher und besonders bevorzugt alle Verbraucher unmittelbar am Hebezeug und/oder an einer Steuerungseinheit des Hebezeugs angeordnet.
  • Der oder die Verbraucher können beliebige elektrisch betriebene und/oder elektronische Komponenten sein. Insbesondere ist wenigstens einer der Verbraucher eine elektronische Steuerkomponente und/oder ein Sensor, insbesondere ein Sensor für die Drehzahl, für eine Lastmessung, zum Messen von Vibrationen, der Temperatur, des Fluiddrucks oder anderen physikalischen Größen. Weiterhin kann wenigstens einer der Verbraucher auch ein Kommunikationsmodul zur Datenübertragung beispielsweise mittels eines Modems, WLAN, Bluetooth, Funk oder in anderer Weise sein. Besonders bevorzugt stellt ein solches Kommunikationsmodul dabei ein Webinterface zur Verfügung. Darüber hinaus kann wenigstens einer der Verbraucher ein GPS-Modul bzw. ein Tracking-Modul sein, um die Position des Hebezeugs erfassen und gegebenenfalls auch übertragen zu können.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Drucklufthebezeugs ist wenigstens einer, bevorzugt genau einer der elektrischen Verbraucher eine Empfängereinheit einer Funkfernbedienung des Hebezeugs, eine elektronische Steuereinheit, ein Betriebsstundenzähler und/oder eine Auswerteeinheit zur Bestimmung von Betriebszuständen des Hebezeugs. Generell kann ein elektrischer Verbraucher auch einen beliebigen Sensor zum Erfassen physikalischer Größen umfassen oder ein solcher Sensor sein, sodass besonders bevorzugt mittels der Sensordaten Informationen zum Hebezeug und insbesondere über den Betriebszustand abgeleitet und/oder erhalten werden können. Bevorzugt ist der elektronische Verbraucher unmittelbar am Hebezeug angeordnet. Eine Steuereinheit ist bevorzugt zur Steuerung des Hebezeugs und besonders bevorzugt zur Ansteuerung wenigstens eines Ventils für das Betriebsfluid, ganz besonders bevorzugt zur Ansteuerung aller Ventile für das Betriebsfluid des Hebezeugs angeordnet. Darüber hinaus kann die Steuereinheit noch weitere Funktionen und/oder Aktuatoren des Hebezeugs ansteuern. Eine Auswerteeinheit kann mit beliebigen Sensoren verbunden sein und/oder beliebige Signale bzw. Daten bezüglich eines Betriebs- und/oder Fehlerzustandes eines Hebezeugs erfassen. Zudem kann eine Steuer- und/oder Auswerteeinheit mit einem oder mehreren Sensoren, insbesondere Drucksensoren verbunden sein. Ein Betriebsstundenzähler ist schließlich bevorzugt wenigstens zum Erfassen der Betriebsdauer und besonders bevorzugt auch der Dauer einzelner Betriebszustände vorgesehen.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Drucklufthebezeugs weist einen Akku zum Speichern des mittels des Generators erzeugten Stroms und/oder zum Betreiben wenigstens eines elektrischen Verbrauchers während der Generator keinen Strom erzeugt auf. Dabei erlaubt ein solcher Akku in vorteilhafter Weise ein Puffern und/oder ein Speichern des erzeugten Stroms, sodass kein durchgängiger Betriebsfluiddruck zum Betrieb des Verbrauchers notwendig ist bzw. der Verbraucher auch genutzt werden kann, wenn die Betriebsfluidversorgung zum Hebezeug zumindest kurzfristig unterbrochen ist. Mittels eines Akkus können somit in einfacher Weise Stillstandszeiten des Hebezeugs, insbesondere ohne anliegendes Betriebsfluid, steuerseitig überbrückt werden. Der Akku wird somit bevorzugt als Stromzwischenspeicher verwendet. Anstelle eines Akkus oder ergänzend kann auch wenigstens ein Kondensator als Puffer und/oder als Stromspeicher vorgesehen sein, wobei jedoch eine Ausführung mit wenigstens einem Akku bevorzugt wird, da damit eine längerfristige Speicherung möglich ist und eine höhere Speicherkapazität zur Verfügung steht. Darüber hinaus kann auch ein Akku bzw. eine Batterie, zum Beispiel zum Betreiben einer Echtzeituhr, insbesondere bei einem Betriebsstundenzähler als Verbraucher, vorgesehen sein, wobei als Batterie eine kompakte Langzeitbatterie bzw. eine Zehnjahresbatterie, insbesondere auf einer Platine, ganz besonders bevorzugt wird. Alternativ ist ein Akku bzw. eine Batterie auch vorteilhaft, um wenigstens einen Sensor und/oder ein Steuerungselement dauerhaft betreiben zu können.
  • Erfindungsgemäß ist der Generator zum Erzeugen des Stroms ein Druckluftgenerator, der bevorzugt wenigstens mittelbar, besonders bevorzugt unmittelbar mit der Fluidzuleitung eines pneumatisch betriebenen Hebezeugs verbunden ist, wodurch besonders effizient und zuverlässig mittels des unter Druck stehenden Betriebsfluids, insbesondere mittels Druckluft, Strom erzeugt werden kann. Dabei braucht der Druckluftgenerator bevorzugt nur einen anliegenden Gasdruck zum Betrieb und funktioniert somit unabhängig vom Betrieb des Hebezeugs. Besonders bevorzugt weist der Druckluftgenerator eine Gasturbine oder ein anderes, durch strömende Luft rotierbares Bauteil auf, wobei nachfolgend ein Generatorteil derart angeordnet ist, dass durch die Rotation der Turbine oder des Bauteils Strom erzeugt wird. Grundsätzlich kann jedoch auch ein beliebiges anderes, rotierendes Bauteil des Hebezeugs verwendet werden, um den Generator anzutreiben.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Drucklufthebezeugs ist derart gebildet, dass wenigstens einer der elektrischen Verbraucher am Hebezeug eine elektronische oder eine elektro-pneumatische Steuerung des Hebezeugs ist, die bevorzugt wenigstens ein Ventil, insbesondere alle Ventile, des Hebezeugs ansteuert. Zusätzlich oder alternativ ist ebenfalls bevorzugt am Hebezeug eine kabelgebundene Handsteuerung zum Betrieb wenigstens eines elektro-pneumatischen Ventils des Hebezeugs angeordnet, wobei das elektro-pneumatische Ventil besonders bevorzugt durch den Generator mit Strom versorgt und/oder mittels einer elektro-pneumatischen Steuerung betrieben wird. Besonders bevorzugt weist das Hebezeug ausschließlich elektro-pneumatische Ventile auf. Weiterhin bevorzugt wird die elektro-pneumatische Steuerung und/oder wenigstens ein elektro-pneumatisches Ventil, besonders bevorzugt alle elektro-pneumatischen Ventile und ganz besonders bevorzugt insgesamt alle Ventile des Hebezeugs durch den Generator mit Strom versorgt. Ein elektro-pneumatisches Ventil ist dabei ein Ventil, das elektrisch angesteuert und/oder betrieben wird und dazu vorgesehen ist, eine pneumatische Leitung zu sperren. Alternativ kann grundsätzlich auch ein elektro-hydraulisches Ventil und eine entsprechende Steuerung verwendet werden.
  • Auch die kabelgebundene Handsteuerung wird bevorzugt vollständig von dem Generator mit Strom versorgt. Besonders bevorzugt weist die Handsteuerung und insbesondere bevorzugt das gesamte Hebezeug keine externe Stromversorgung auf. Die Handsteuerung kann darüber hinaus einen Akku als Pufferspeicher aufweisen. Grundsätzlich kann die Handsteuerung jedoch auch einen Netzteilanschluss aufweisen, insbesondere um einen Akku der Handsteuerung oder des Hebezeugs zu laden und/oder um eine Inbetriebnahme nach einer langen, insbesondere mehrwöchigen Betriebsunterbrechung zu erleichtern.
  • Eine alternative, bevorzugte Ausgestaltung des Drucklufthebezeugs weist keine kabelgebundene, sondern eine pneumatische Handsteuerung auf, an der bevorzugt im betriebsbereiten Zustand des Hebezeugs immer ein Fluidruck ansteht, wobei besonders bevorzugt mittels der Handsteuerung ein Hauptschaltventil der Fluidzuleitung geöffnet werden kann, sodass dem Generator zum Erzeugen von Strom und/oder einem Motor, insbesondere einem Lamellenmotor, des Hebezeugs das Betriebsfluid zugeführt wird.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Drucklufthebezeugs sieht vor, dass zwischen der Fluidzuleitung und dem mit der Fluidzuleitung verbundenen Generator ein Hauptschaltventil und/oder ein Fluiddrucksensor angeordnet sind. Dabei ist das Hauptschaltventil bevorzugt zum Trennen des Generators von der Fluidzuleitung vorgesehen, wobei besonders bevorzugt das Hebezeug nicht zugleich von der Fluidzuleitung getrennt wird. Ein Drucksensor ist bevorzugt vor dem Hauptschaltventil und/oder der Generator ist bevorzugt hinter dem Hauptschaltventil angeordnet. Grundsätzlich kann auch der Generator als Fluiddrucksensor verwendet werden, da eine Stromerzeugung immer dann stattfindet, wenn ein Druck vorliegt und besonders bevorzugt über die Stromstärke der anliegende Druck quantitativ bestimmbar ist.
  • Eine solche Gestaltung des Drucklufthebezeugs hat den Vorteil, dass immer dann Strom erzeugt wird, wenn er benötigt wird, wobei kein Strom generiert wird, wenn das Hebezeug nicht in Betrieb ist. Zudem ist keine Komponente der Steuerung, insbesondere kein "Watchdog" notwendig, der permanent abfragt, ob das Hebezeug gestartet wurde, um dann nachfolgend weitere Routinen oder Algorithmen zu starten. Stattdessen erfolgt der Start der elektrischen Verbraucher und insbesondere von elektronischen Komponenten immer zugleich mit dem Öffnen des Hauptschaltventils und/oder zugleich mit der Versorgung des Motors im dem Betriebsfluid.
  • Schließlich sieht eine bevorzugte Weiterbildung des Drucklufthebezeugs vor, dass der Generator und der Motor des Hebezeugs zueinander parallel und/oder voneinander untrennbar an die Fluidzuleitung angeschlossen sind, wobei besonders bevorzugt das Hauptschaltventil zwischen einer Fluidsteuerleitung zur Handsteuerung und dem Generator und/oder dem Motor des Hebezeugs angeordnet ist.
  • Eine mögliche Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Drucklufthebezeugs sieht vor, dass der Generator durchgehend Strom generiert, sobald und/oder solange dem Hebezeug Betriebsfluid zugeführt wird bzw. am Hebezeug und/oder am Motor des Hebezeugs ein Betriebsfluiddruck anliegt. Dadurch wird in vorteilhafter Weise immer dann automatisch Strom generiert, wenn das Hebezeug betriebsbereit und/oder im Betrieb ist. Entsprechend läuft bei dieser Ausgestaltung der Generator wenigstens während des Betriebs des Hebezeugs durchgängig. Weiterhin ist bevorzugt, dass beim Öffnen eines zwischen der Fluidzuleitung und dem Motor des Hebezeugs angeordneten Hauptschaltventils der Generator automatisch mit Betriebsfluid versorgt wird, sodass Strom für elektrische Verbraucher generiert wird.
  • Bei einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Drucklufthebezeugs wird bei einem anstehenden Betriebsfluiddruck geprüft, ob wenigstens ein Verbraucher aktiv ist und/oder ob Strom zum Laden eines Akkus oder zum Betrieb wenigstens eines Verbrauchers benötigt wird, wobei bevorzugt der Generator mittels eines Hauptschaltventils von der Fluidzuleitung getrennt wird, wenn kein Strom benötigt wird, wodurch in vorteilhafter Weise vermieden wird, dass der Generator aktiv ist, ohne dass Strom benötigt wird. Dabei kann die Prüfung kontinuierlich oder periodisch erfolgen. Bevorzugt wird die Prüfung durch ein Anschalten des Betriebsfluiddrucks gestartet, was besonders bevorzugt mittels eines Drucksensors oder der beginnenden Stromerzeugung des Generators erfasst wird. Alternativ oder zusätzlich erfolgt die Prüfung mittels einer elektronischen Steuervorrichtung, die besonders bevorzugt am Hebezeug angeordnet und/oder mittels des Generators mit Strom versorgt wird. Ganz besonders bevorzugt wird die Steuervorrichtung zusätzlich noch aus einem Akku versorgt, um unabhängig vom Betrieb des Generators betrieben werden zu können.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens zum Betreiben eines Drucklufthebezeugs wird beim Drücken einer Betätigungstaste, insbesondere einer beliebigen Betätigungstaste, an einer pneumatischen Handsteuerung das Hauptschaltventil geöffnet und/oder der Generator mit Betriebsfluid versorgt, sodass das Hebezeug aktiviert und/oder wenigstens ein elektrischer Verbraucher, besonders bevorzugt alle elektrischen Verbraucher gestartet werden.
  • Besonders bevorzugt ist eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Drucklufthebezeugs bei der sich nach dem Öffnen des Hauptventils vor einem Motorsteuerventil zum Heben oder Senken mittels des Hebezeugs kontinuierlich ein Fluiddruck aufbaut, während der Generator bereits mit Betriebsfluid versorgt wird, wobei bevorzugt ein elektrischer Verbraucher, insbesondere eine Steuereinheit, vollständig gestartet ist, bis der Fluiddruck ausreichend groß ist, um das Motorsteuerventil zu öffnen. Hierdurch kommt es zu einer zeitlichen Verzögerung zwischen einem ersten Betätigen einer Betätigungstaste und dem Anlaufen des Motors des Hebezeugs, die jedoch bevorzugt kürzer als 1 s, besonders bevorzugt kürzer als 0,5 s und ganz besonders bevorzugt kürzer als 200 ms und insbesondere bevorzugt kleiner als 100 ms ist. Innerhalb dieser Zeit kann der elektrische Verbraucher starten und einen voll betriebsbereiten Zustand erreichen, sodass dann ein vollständig betriebsbereites Hebezeug zur Verfügung steht.
  • Wenn jedoch der Motor angelaufen ist, bevor ein elektrischer Verbraucher, insbesondere die Steuereinheit und/oder der Betriebsstundenzähler, vollständig gestartet bzw. betriebsbereit ist, interpoliert eine Steuereinheit und/oder ein Betriebsstundenzähler einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung auf Basis der aktuellen Drehzahl des anlaufenden Motors des Hebezeugs den Startzeitpunkt, sodass auch bei einer geringfügigen Verzögerung des Starts einer oder mehrerer elektrischer Verbraucher eine vollständige Erfassung des Betriebszustandes möglich ist.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Drucklufthebezeugs wird wenigstens ein elektrischer Verbraucher, insbesondere eine elektronische Steuereinheit und/oder ein Betriebsstundenzähler und/oder eine Auswerteeinheit zur Bestimmung von Betriebszuständen des Hebezeugs, gestartet, sobald der Generator Strom erzeugt, wobei bevorzugt eine Steuerung, insbesondere ein Spannungsbegrenzer, vorgesehen ist, der den jeweiligen elektrischen Verbraucher erst dann startet, wenn die dafür notwendige Leistung verfügbar ist, sodass ein fehlerhaftes Starten oder ein Zusammenbruch der Leistungsversorgung erfolgreich vermieden werden kann.
  • Schließlich ist eine Ausgestaltung des Verfahrens zum Betreiben eines Drucklufthebezeugs bevorzugt bei dem bei keinem anliegenden Betriebsfluiddruck nach einem festgelegten Zeitintervall wenigstens ein Teil der elektrischen Verbraucher, bevorzugt sämtliche elektrischen Verbraucher, zumindest in einen Standby-Zustand versetzt und besonders bevorzugt vollständig ausgeschaltet werden und/oder vorzugsweise auch ein zwischen der Betriebsfluidzuleitung und dem Generator angeordnetes Hauptschaltventil geschlossen wird. Das Hauptschaltventil kann grundsätzlich auch derart gebildet sein, dass es bei einem abfallenden oder nicht anliegenden Betriebsfluiddruck automatisch schließt, wozu das Hauptschaltventil besonders bevorzugt federbelastet ist. Dabei kann das festgelegte Zeitintervall grundsätzlich frei gewählt werden, wobei es bevorzugt zwischen einer Stunde und einer Woche, besonders bevorzugt zwischen sechs Stunden und zwei Tagen, ganz besonders bevorzugt zwischen 12 Stunden und 36 Stunden und insbesondere bevorzugt etwa 24 Stunden beträgt. Alternativ kann das festgelegte Zeitintervall sehr kurz sein, sodass ein Ausschalten nach wenigen Minuten, nach wenigen Sekunden oder sogar sofort erfolgt. Durch das Öffnen des Hauptschaltventils findet jedoch eine sofortige Stromversorgung bzw. eine Stromversorgung mit einer nur geringen zeitlichen Verzögerung statt, sobald ein Betriebsfluiddruck anliegt, wodurch der wenigstens eine Verbraucher, besonders bevorzugt alle Verbraucher wieder aktiviert werden. Zudem kann eine solche geringe zeitliche Verzögerung berücksichtigt werden und ggf. erfasste Betriebsparameter dazu beispielsweise auf den tatsächlichen Startzeitpunkt rückinterpoliert werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel eines Drucklufthebezeugs sowie eines Verfahrens zum Betrieb eines solchen Hebezeugs werden nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Figur zeigt:
    • Fig. 1
    ein Schema eines Drucklufthebezeugs mit einem Motor und einem Generator zum Erzeugen von Strom.
  • Ein druckluftbetriebenes Hebezeug 1 ist zum Heben und Absenken von Lasten mittels eines Hakens an einer Kette an einer Hallendecke angeordnet. Das Hebezeug 1 weist dabei einen pneumatischen Lamellenmotor 7 als Antrieb auf. Entsprechend ist das Hebezeug 1 an der Hallendecke mit wenigstens einer Druckluftleitung verbunden, wobei die Druckluftleitung an einer Druckluftzuleitung 2 des Hebezeugs 1 angeschlossen ist. Ein elektrischer Anschluss besteht nicht, da bei einem pneumatisch betriebenen Hebezeug 1 gewöhnlich keine Stromversorgung notwendig ist.
  • Zur Bedienung durch einen Benutzer weist das Hebezeug 1 eine Handsteuerung 5 auf, mittels der das Absenken und Heben einer Last am Haken der Kette gesteuert werden kann. Dazu weist die Handsteuerung 5 wenigstens eine Betätigungstaste 13 auf. Weiterhin gehört bevorzugt auch ein Verfahren des Hebezeugs 1 in wenigstens eine, bevorzugt zwei Raumrichtungen zu den Steuerfunktionen. Die pneumatische Handsteuerung 5 ist dabei einerseits über eine Fluidsteuerleitung 8 mit der Druckluftzuleitung 2 verbunden und andererseits über jeweils eine Steuerleitung 11, 12 mit einem Schaltventil 9, 10, wobei das eine Schaltventil 9 zum Heben einer Last mittels des Hebezeugs 1 und das andere Schaltventil 10 zum Senken der Last vorgesehen ist. Jedes Schaltventil 9, 10 kann dabei mittels einer Betätigungstaste 13 an der pneumatischen Handsteuerung 5 bedient werden. Die pneumatische Handsteuerung 5 weist dagegen keine elektrische Verbindung mit dem Hebezeug 1 oder einem anderen elektrischen Verbraucher 4 auf. weswegen.
  • Weiterhin weist das Hebezeug 1 als einen elektrischen Verbraucher 4 eine elektronische Steuerung auf, die durch einen Druckluftgenerator 3 mit Strom versorgt wird, der an der Druckluftzuleitung 2 im Bereich des Hebezeugs 1 angeordnet ist und Strom erzeugt solange Druckluft durch den Druckluftgenerator 3 strömt. Darüber hinaus kann als elektrischer Verbraucher 4 zusätzlich oder alternativ auch eine elektronische Auswerteeinheit und/oder ein Betriebsstundenzähler vorgesehen sein.
  • Um einen durchgehenden Betrieb des Druckluftstromgenerators 3 zu vermeiden, ist zwischen der Druckluftzuleitung 2 und dem Druckluftstromgenerator 3 ein Hauptschaltventil 6 angeordnet, das im geöffneten Zustand den Druckluftstromgenerator 3 mit der Druckluftzuleitung 2 verbindet und im geschlossenen Zustand davon trennt. Der pneumatische Lamellenmotor 7 des Hebezeugs 1 ist parallel zu dem Druckluftstromgenerator 3 angeschlossen und kann ebenfalls mittels des Hauptschaltventils 6 von der Druckluftzuleitung 2 getrennt werden.
  • Zum Betrieb des Hebezeugs 1 wird zunächst Druckluft an der Druckluftzuleitung 2 angelegt, die jedoch noch nicht in das Hebezeug 1 gelangt, da das Hauptschaltventil 6 geschlossen ist. Jedoch gelangt die Druckluft bereits über eine vor dem Hauptschaltventil 6 angeordnete Fluidsteuerleitung 8 zur pneumatischen Handsteuerung 5, sodass dort ebenfalls Druckluft anliegt.
  • Wird nun eine der Betätigungstasten 13 betätigt, wird Druckluft in eine der Steuerleitungen 11, 12 zum Heben oder zum Senken des Hebezeugs 1 eingeleitet, wodurch die Druckluft zuerst zu einem Wechselventil 15 gelangt, wodurch das Hauptschaltventil 6 geöffnet wird.
  • Nachfolgend strömt ein Teil der Druckluft im Inneren des Hebezeugs 1 in eine Zuluftleitung 14 zum Druckluftgenerator 3, der umgehend beginnt Strom zu erzeugen. Zugleich baut sich Druck im Inneren des Hebezeugs 1 vor den Schaltventilen 9, 10 auf, die jedoch während des Druckaufbaus noch nicht öffnen können. In dieser Zeit versorgt der Druckluftgenerator 3 bereits die angeschlossenen elektrischen Verbraucher 4, beispielsweise eine Steuer- und Auswerteeinheit, mit Strom, sodass diese starten können.
  • Sobald an den Schaltventilen 9, 10 ein ausreichend hoher Druck anliegt, können diese geöffnet werden und der Lamellenmotor 7 des Hebezeugs 1 fährt in der gewünschten Richtung an. Dabei dauert der Druckanstieg sowie der Startvorgang der elektrischen Verbraucher 4 typischerweise zwischen 50 ms und 150 ms. Darüber hinaus kann der Startvorgang auch länger dauern, wobei eine Dauer unter 500 ms deutlich bevorzugt wird.
  • Während des Betriebs des Hebezeugs 1 werden alle elektrischen Verbraucher 4 mittels des Druckluftgenerators 3 versorgt, wobei bevorzugt ein Stromzwischenspeicher, beispielsweise ein Kondensator, vorgesehen ist, um Schwankungen und kurze Unterbrechungen zu überbrücken. Zudem kann eine Langzeitbatterie an einem elektrischen Verbraucher 4 vorgesehen sein, um beispielsweise ein Betrieb einer Echtzeituhr als Teil eines Betriebsstundenzählers zu ermöglichen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Hebezeug
    2
    Fluidzuleitung
    3
    Druckluftgenerator
    4
    Verbraucher
    5
    pneumatische Handsteuerung
    6
    Hauptschaltventil
    7
    Motor
    8
    Fluidsteuerleitung
    9
    Schaltventil "Heben"
    10
    Schaltventil "Senken"
    11
    Steuerleitung "Heben"
    12
    Steuerleitung "Senken"
    13
    Betätigungstaste
    14
    Zuluftleitung zum Generator
    15
    Wechselventil

Claims (14)

  1. Drucklufthebezeug (1), mit
    - einer dem Drucklufthebezeug (1) Druckluft zuführenden Fluidzuleitung (2) zum Betreiben des Hebezeugs (1),
    - einem mit der Fluidzuleitung (2) verbundenen Druckluftgenerator (3) zum Erzeugen von Strom mittels der Druckluft und
    - wenigstens einem elektrischen Verbraucher (4) am Hebezeug (1), der mittels des vom Druckluftgenerator (3) erzeugten Stroms betrieben wird.
  2. Drucklufthebezeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Verbraucher (4) eine Empfängereinheit einer Funkfernbedienung des Hebezeugs (1), eine elektronische Steuereinheit, ein Betriebsstundenzähler und/oder eine Auswerteeinheit zur Bestimmung von Betriebszuständen des Hebezeugs (1) ist.
  3. Drucklufthebezeug nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Akku zum Speichern des mittels des Druckluftgenerators (3) erzeugten Stroms und/oder zum Betreiben wenigstens eines elektrischen Verbrauchers (4) während der Druckluftgenerator (3) keinen Strom erzeugt.
  4. Drucklufthebezeug nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine kabelgebundene Handsteuerung zum Betrieb wenigstens eines elektro-pneumatischen Ventils des Hebezeugs (1), das durch den Druckluftgenerator (3) mit Strom versorgt wird.
  5. Drucklufthebezeug nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine pneumatische Handsteuerung (5), an der bevorzugt im betriebsbereiten Zustand des Hebezeugs (1) immer ein Fluidruck ansteht, wobei besonders bevorzugt mittels der Handsteuerung (5) ein Hauptschaltventil (6) der Fluidzuleitung (2) geöffnet werden kann, sodass dem Druckluftgenerator (3) zum Erzeugen von Strom und/oder einem Motor (7), insbesondere einem Lamellenmotor, des Hebezeugs (1) die Druckluft zugeführt wird.
  6. Drucklufthebezeug nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der dem Hebezeug (1) die Druckluft zuführenden Fluidzuleitung (2) und dem mit der Fluidzuleitung (2) verbundenen Druckluftgenerator (3) das Hauptschaltventil (6) und/oder ein Fluiddrucksensor angeordnet sind.
  7. Drucklufthebezeug nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluftgenerator (3) und der Motor (7) des Hebezeugs (1) zueinander parallel und/oder voneinander untrennbar an die Fluidzuleitung (2) angeschlossen sind, wobei bevorzugt das Hauptschaltventil (6) zwischen einer Fluidsteuerleitung (8) zur Handsteuerung (5) und dem Druckluftgenerator (3) und/oder dem Motor (7) des Hebezeugs (1) angeordnet ist.
  8. Verfahren zum Betreiben eines Drucklufthebezeugs, mit den Schritten:
    - Zuleiten von Druckluft als Betriebsfluid über eine Fluidzuleitung (2) zum Hebezeug (1),
    - Zuführen des Betriebsfluids zu einem Druckluftgenerator (3) des Hebezeugs (1) und Erzeugen von Strom mittels der Druckluft, und
    - Zuleiten des erzeugten Stroms zu wenigstens einem elektrischen Verbraucher (4) des Hebezeugs (1).
  9. Verfahren zum Betreiben eines Drucklufthebezeugs nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Öffnen eines zwischen der Fluidzuleitung (2) und dem Motor (7) des Hebezeugs (1) angeordneten Hauptschaltventils (6) der Druckluftgenerator (3) automatisch mit Druckluft versorgt wird, sodass Strom für elektrische Verbraucher (4) generiert wird.
  10. Verfahren zum Betreiben eines Drucklufthebezeugs nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim Drücken einer Betätigungstaste (13), insbesondere einer beliebigen Betätigungstaste (13), an einer pneumatischen Handsteuerung (5) das Hauptschaltventil (6) geöffnet und/oder der Druckluftgenerator (3) mit Druckluft versorgt wird.
  11. Verfahren zum Betreiben eines Drucklufthebezeugs nach einem der Ansprüche 8 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Öffnen des Hauptventils (6) sich vor einem Motorsteuerventil zum Heben oder Senken (9, 10) mittels des Hebezeugs (1) kontinuierlich ein Fluiddruck aufbaut, während der Druckluftgenerator (3) bereits mit Druckluft versorgt wird, wobei bevorzugt ein elektrischer Verbraucher (4), insbesondere eine Steuereinheit, vollständig gestartet ist, bis der Fluiddruck ausreichend groß ist, um das Motorsteuerventil zu öffnen.
  12. Verfahren zum Betreiben eines Drucklufthebezeugs nach einem der Ansprüche 8 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit und/oder ein Betriebsstundenzähler auf Basis der aktuellen Drehzahl des anlaufenden Motors (7) des Hebezeugs (1) den Startzeitpunkt interpoliert, wenn der Motor (7) angelaufen ist bevor ein elektrischer Verbraucher (4), insbesondere die Steuereinheit und/oder der Betriebsstundenzähler, vollständig gestartet bzw. betriebsbereit ist.
  13. Verfahren zum Betreiben eines Drucklufthebezeugs nach einem der Ansprüche 8 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein elektrischer Verbraucher (4), insbesondere eine elektronische Steuereinheit und/oder ein Betriebsstundenzähler und/oder eine Auswerteeinheit zur Bestimmung von Betriebszuständen des Hebezeugs (1), gestartet wird sobald der Druckluftgenerator (3) Strom erzeugt, wobei bevorzugt eine Steuerung, insbesondere ein Spannungsbegrenzer, vorgesehen ist, der den jeweiligen elektrischen Verbraucher (4) erst dann startet, wenn die dafür notwendige Leistung verfügbar ist.
  14. Verfahren zum Betreiben eines Drucklufthebezeugs nach einem der Ansprüche 8 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei keinem anliegenden Betriebsfluiddruck nach einem festgelegten Zeitintervall sämtliche elektrischen Verbraucher (4) vollständig ausgeschaltet werden und/oder ein zwischen der Fluidzuleitung (2) und dem Druckluftgenerator (3) angeordnetes Hauptschaltventil (6) automatisch geschlossen wird.
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