WO2001032547A1 - System zum steuern der bewegungen einer lasthebevorrichtung - Google Patents

System zum steuern der bewegungen einer lasthebevorrichtung Download PDF

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WO2001032547A1
WO2001032547A1 PCT/EP2000/010548 EP0010548W WO0132547A1 WO 2001032547 A1 WO2001032547 A1 WO 2001032547A1 EP 0010548 W EP0010548 W EP 0010548W WO 0132547 A1 WO0132547 A1 WO 0132547A1
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WO
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force
load
sensor device
support element
drive
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Application number
PCT/EP2000/010548
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gerd Münnekehoff
Original Assignee
Muennekehoff Gerd
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66DCAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D3/00Portable or mobile lifting or hauling appliances
    • B66D3/18Power-operated hoists
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/005Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes with balanced jib, e.g. pantograph arrangement, the jib being moved manually

Definitions

  • the present invention relates to a system for controlling a load lifting device, in particular a crane trolley guided on a rail construction, with regard to its movements in a horizontal plane, the load lifting device having a support element oriented vertically - at least in the rest position due to gravity - and the load lifting device for executing the Movements are assigned to at least one motor drive device which can be controlled in each case as a function of a force which can be detected by means of a sensor device and which, in particular, has to be applied manually in an essentially horizontal direction, in particular.
  • the invention relates to such a system in which the load lifting device has a flexible, windable, pendulum-capable support element which is oriented vertically in the rest position due to gravity.
  • Crane tracks are known with a trolley that can move back and forth in only one coordinate direction (monorail) and also with a trolley that can move in two coordinate directions across an area (overhead crane).
  • the trolley itself is guided on a rail, and this rail is then optionally guided on further rails with a direction of movement perpendicular to its longitudinal extent.
  • the load lifting device or trolley has a flexible, windable support element, for example a support cable or a chain, which is oriented vertically in the idle state due to gravity.
  • rigid, rod-like support elements are often used. With the load lifting device, a load can be raised or lowered in the vertical spatial direction by winding or unwinding the support element or moving it vertically as a whole.
  • the trolley In many such crane tracks, the trolley is freely guided over corresponding free-wheel bearings, for example rollers.
  • the horizontal movements of the trolley must be initiated manually by the operator via the support element by pulling or pushing the trolley with the support element or the load attached to it in the corresponding direction.
  • large deflections of the support element may be required before the trolley moves at all.
  • At the end of the respective movement there is often also an undesired overshoot, that is to say an undesired further movement of the trolley beyond the desired position and possibly even relatively hard against an end stop of the respective mounting rail. It is therefore often necessary for the trolley to be braked via the support element and, if necessary, even to be pulled back a little. A relatively wide reverse deflection of the support element is then required for this. All of this results in poor, cumbersome, time-consuming and laborious handling.
  • Crane tracks with motorized trolleys are also known.
  • the trolley drive is usually operated from a driver's cab or a manual keyboard using appropriate, e.g. controlled electrical switching means.
  • Problems also arise here. Above all, result from every speed change, i.e. from each acceleration and braking process, pendulum movements of the load hanging on the support element. In unfavorable cases, such pendulum or oscillatory movements can become so strong that e.g. a free-standing crane can even tip away.
  • German utility model DE 297 12 462 U1 discloses that the load lifting device for carrying out the movements is assigned at least one motor drive device which can be controlled in each case as a function of a force acting on the support element in a substantially horizontal direction. This force, which is to be applied manually in particular, is detected in the known system by means of a sensor device.
  • the operator thus only needs to apply a slight manipulation force directly to the load or in the area of the load suspension device, as a result of which the lifting device moves automatically in the corresponding direction with the load.
  • the load stops immediately if no force is applied.
  • the load can therefore be manipulated and placed very sensitively and precisely.
  • strain gauge strain gauges
  • an indirect force detection is provided, especially when using a flexible and therefore pendulum-capable support element, by detecting deflections of the support element which are dependent on the respective manipulation force and which are forced relative to the vertical.
  • a sensor device is provided, with which the deflections of the support element relative to the vertical are detected, and which then generates control signals for controlling the drive device of the load lifting device depending on the direction and preferably also the degree of the deflection.
  • the sensor device of the known system has a measuring unit which on the one hand comprises a deflecting body connected to the support element and on the other hand comprises at least one distance sensor.
  • the distance sensor is held horizontally next to the deflection body at a certain distance that can be changed by means of the manipulation force. There is thus a path-dependent force detection.
  • a disadvantage of this known system is that the operating forces are load-dependent, i.e. with larger loads, e.g. for loads over 100 kg, a higher manipulation force must be applied than for smaller loads in order to deflect the support element with respect to the vertical by one and the same amount.
  • the present invention has for its object to improve a control system of the type mentioned in a simple and inexpensive manner with regard to its ease of use, in particular in such a way that load-independent control can take place with high positioning accuracy and rapid positioning speed. According to the invention, this is achieved in that the sensor device is designed and arranged in relation to the support element in such a way that the force is detected without displacement. “Path-free” is understood to mean that the parts of the sensor device do not cover any macroscopically recordable paths relative to one another.
  • Strain-free force transducers, magnetoelastic force transducers, piezoelectric force transducers or fiber-optic force transducers can advantageously be used as path-free force transducers.
  • the sensor device can be designed with respect to the generation of the control signals in such a way that a movement of the load lifting device in a specific coordinate direction is brought about by an approximately rectified force of the support element which essentially corresponds to the desired direction of movement.
  • the sensor device can be designed so sensitively that even a very small force, such as occurs, for example, with only a very slight deflection of a flexible support element in a maximum angular range of only about 0 to 3 ° to the vertical, triggers a motor drive in the corresponding direction ,
  • the drive speed can be controlled depending on the amount of force (lower speed with lower force and higher speed with stronger force).
  • the present invention is suitable for uniaxial, but preferably for biaxial, designs of crane runways.
  • two drives assigned to the two coordinate directions in one plane (X, Y) are controlled individually or simultaneously, so that any overlap of the drives in directions oblique to the coordinate axes is also possible by the supporting element is also acted upon or deflected precisely in the respective desired direction of movement.
  • a bracket pivotally mounted in an angular range about a vertical axis can also be provided, to which a motor drive device can also be assigned, which can be detected by means of a sensor device as a function of a sensor device that acts on the support element in a substantially horizontal direction, in particular that is to be applied manually Force can be controlled.
  • this system is particularly suitable for use in combination with so-called weight balancers.
  • the load lifting device is designed in such a way that the practically "floating" load hanging on the support element can be raised or lowered by small, manually applied forces in the vertical direction.
  • the suspended load can be manipulated in space as required, regardless of its weight, by very low forces, i.e. be moved vertically and / or horizontally.
  • Such a combined embodiment can therefore be referred to as a "three-coordinate balancer" or as a "spatial balancer”.
  • FIG. 1 is a simplified perspective view of a crane runway with a load lifting device (trolley) movable along a horizontal movement axis X-X,
  • Fig. 2 is a crane runway in an embodiment with in the direction of two
  • FIG. 3 is an enlarged side view in the direction of arrow III of FIG. 2 with an additional representation of a load and an operator
  • Fig. 4 is a vertical section through a main component of a
  • FIG. 5 shows a horizontal section in the plane V-V according to FIG. 4,
  • FIG. 6 shows a force / speed diagram for a preferred embodiment with progressive conversion of force into speed
  • FIG. 9 shows a lateral section through a first embodiment of a boom of a control system according to the invention which can be rotated about at least one vertical axis
  • FIG. 10 is a plan view of the boom shown in FIG. 9, 11 shows a side section through a second embodiment of a boom of a control system according to the invention which can be rotated about at least one vertical axis,
  • FIG. 12 is a plan view of the boom shown in FIG. 11,
  • FIG. 14 shows a side section through a third embodiment of a boom of a control system according to the invention which can be rotated about at least one vertical axis
  • FIG. 15 is a plan view of the boom shown in FIG. 14,
  • FIG. 16 shows a lateral section through a fourth embodiment of a boom of a control system according to the invention which can be rotated about at least one vertical axis
  • FIG 17 shows a lateral section through a fifth embodiment of a boom of a control system according to the invention which can be rotated about at least one vertical axis.
  • a crane runway 1 is initially shown by way of example as a monorail track.
  • a running rail construction 2 is provided with a running rail 4 which extends horizontally and in particular in a straight line, on which a load lifting device 6, in particular a so-called trolley 8, is guided to and fro in the direction of a horizontal coordinate axis XX.
  • the running rail construction 2 is fastened via holding elements 10 to a building ceiling (not shown) and / or separate stationary supports 12 (cf. FIG. 2).
  • the load lifting device 6 has a flexible and therefore rollable and consequently pendulous support element 14, which is shown here by way of example as a support cable (steel cable), but can also be formed, for example, by a chain.
  • the support element 14 has a load-carrying device 16, in the simplest case, for example, a hook or the like; it can also be a vacuum cleaner, gripper, pallet forks and the like.
  • a motor-driven winding and unwinding device 18 is connected to the support element 14 (cf. FIG. 4).
  • the load-bearing device 16 can thus be moved, ie raised or lowered, with a load 20 (FIG. 3) in the vertical spatial direction ZZ via the support element 14.
  • the crane runway 1 is shown as an example in a second embodiment as a traveling crane.
  • the running rail construction 2 consists on the one hand of the running rail 4 leading the load lifting device 6 in the coordinate direction XX and on the other hand of further rails 22, these further rails 22 being fixed in place via the holding elements 10, and the running rail 4 in a second horizontal coordinate direction YY to the Rails 22 is guided back and forth.
  • the two coordinate directions X-X and Y-Y are arranged perpendicular to each other and form a plane X-Y.
  • the load lifting device 6 can be moved as desired over the entire surface covered by the running rail construction 2.
  • the load lifting device 6 is assigned at least one motor drive device 23a (FIG. 1) for its movements in the direction XX and / or YY.
  • a corresponding drive device 23a and 23b is provided for each of the two directions of movement XX and YY, which, however, is only shown schematically (in block form) in the drawing figures, including the corresponding operative connections (in the form of unmarked arrows) is.
  • a special control system is provided in these exemplary embodiments, the or each drive device 23a, 23b depending on a forced deflection of the support element 14, starting from the vertical orientation that is automatically set in the rest position due to gravity is controllable.
  • the system has a special sensor device 24, for which reference is made in particular to FIGS. 4 and 5.
  • This sensor device 24 can Deflections of the support element 14 relative to the vertical 26 can be detected very sensitively.
  • the sensor device 24 then generates, depending on the direction and preferably also on the degree (angular dimension) of the deflection, control signals for actuating the respective drive device 23a, 23b of the load lifting device 6.
  • the sensor device 24 is preferably designed with respect to the generation of the control signals such that movement the load lifting device 6 in a certain coordinate direction, for example ⁇ X and / or ⁇ Y, is effected by an approximately rectified deflection of the support element 14 which essentially corresponds to the desired direction of movement.
  • FIG. 3 This is illustrated in FIG. 3 using the arrows as an example.
  • an operator 28 manually applies a manipulation force F to the support element 14 in the direction of the arrow 30 by means of the load 20 and / or the load-carrying device 16 and is thereby deflected from the vertical 26 into a slightly oblique orientation 32 in accordance with the direction of movement -Y by an angle ⁇
  • the control signals generated by the sensor device 24 cause the load lifting device 6 to be driven exactly in the direction of movement -Y, ie in the direction of the arrow 34.
  • a reverse force F or deflection in the direction of arrow 36 would drive in the direction of arrow 38, i.e. in the direction of movement + Y.
  • the sensor device 24 has a measuring unit 40 with a housing 41.
  • the measuring unit 40 has on the one hand a deflection body 42 connected to the support element 14 and on the other hand at least one of the respective coordinate axis XX or YY - and thus the associated drive device 23a, 23b - associated distance sensor 44a, 44b.
  • the deflecting body 42 is longitudinally displaceable on the supporting element 14 in such a way that on the one hand the supporting element 14 is movable in the direction of the vertical axis ZZ relative to the deflecting body 42 which is essentially fixed in this axial direction for the purpose of lifting or lowering the load or the load-bearing device 16, and on the other hand the deflecting body 42 in the event of deflections of the support element 14 relative to the distance Sensors 44a, 44b is taken to change the distance that can be detected to generate the control signals. For this purpose, each distance sensor 44a, 44b is held horizontally at a certain distance next to the deflecting body 42.
  • the measuring unit 40 has - as shown - two distance sensors 44a, 44b arranged at an angle of 90 ° to each other corresponding to the two coordinate axes.
  • the deflecting body 42 is expediently designed as a circular cylindrical body and arranged in a hollow cylindrical receiving housing 41, the sensors 44a, 44b being held in the wall of this receiving housing 41.
  • the deflecting body 42 is thereby surrounded in its rest position (exactly vertically oriented support element 14) by a uniform annular gap 46.
  • the clear width of this annular gap 46 is measured by sensors 44a, 44b and then converted into the control signals.
  • the distance sensors 44a, 44b are connected to a particularly schematically illustrated, in particular electronic evaluation unit 47, which in turn generates the control signals for the drive devices 23a, 23b on the basis of the respective sensor output signals.
  • the measuring unit 40 has a fixed guide 48 for the support element 14 in the upper region of the receiving housing 41, so as to laterally support the support element 14 against deflections.
  • the guide 48 can be formed by a feed-through opening which has an opening cross-section which is adapted to the cross-section of the support element 14 in such a way that the support element 14 is guided in a vertically relatively movable manner but horizontally in this fixed point.
  • This fixed point thus forms pivot axes for the deflections of the underlying (hanging) section of the support element 14.
  • Each drive device 23a, 23b is preferably designed as a speed-controlled motor, in particular with a travel drive acting on the mounting rail construction 2. It can advantageously be a friction wheel drive, for example. Alternatively, gear drives or toothed belts can of course also be provided as an alternative.
  • the manipulation force F or the resulting deflection of the support element is preferably converted into the drive speed v in accordance with a progressive characteristic curve 50. This is achieved by appropriate design or programming of the electronic evaluation unit 47, which enables the characteristic curve and thus the response behavior of the system to be adapted to different load lifting tasks.
  • this progressive characteristic curve 50 with a flat initial increase consist above all in a gentle, largely jerk-free starting and stopping of the load lifting device 6 and the avoidance of vibrations during starting and braking, although high speeds are still possible. If, on the other hand, the conversion were carried out using a linear characteristic curve 52, indicated by dashed lines in FIG. 6, this would result in a jerky start-up / braking which produces oscillations. A correspondingly flatter rise in a linear curve would have the disadvantage that even with a high force F only a relatively low speed could be achieved, which can lead to the system not reacting to small (short) deflections.
  • the system can preferably be used in combination with a so-called weight balancer.
  • a torque-controlled drive (not shown in the drawing) is preferably assigned to the support element 14 for its vertical movements in the axial direction Z-Z, which in each case generates a constant torque as a function of the load such that the load 20 is held statically in the vertical direction in any position, i.e. practically hovers.
  • FIGS. 7 and 8 An embodiment of a system for controlling a load lifting device 6 according to the invention is initially shown as an example in FIGS. 7 and 8.
  • a sensor device 25 is provided, which is designed and arranged in relation to the support element 14 such that the force F, which is applied to control the system, in particular an im Area one at the free, lower end of the Carrying element 14 arranged load receiving device 16 attacking force F, is detected without travel.
  • the sensor device 25 again has a measuring unit, which is designated here by the reference number 39.
  • the measuring unit 39 comprises a housing 41, in which, however, there is no deflecting body 42 here, but rather a measuring body 43 connected to the support element 14 and at least one, in the illustrated embodiment two each, the respective coordinate axis XX, YY or the associated drive device 23a, 23b associated force transducers 45a, 45b, 45c, 45d are (t) / (n).
  • Each of the force transducers 45a, 45b, 45c, 45d is in permanent contact with the measuring body 43.
  • the support element 14 is in turn a flexible, windable support element, such as a rope, which runs over three guide rollers 43a, 43b, 43c of the measuring body 43.
  • the measuring body 43 is arranged stationary in the direction of the vertical axis ZZ and the support element 14 is longitudinally displaceable in the direction of the measuring body 43 for the purpose of lifting or lowering a load 20 through a central opening formed by the guide rollers 43a, 43b, 43c offset from one another by 120 ° the vertical axis ZZ movable relative to the measuring body 43.
  • the further details of the mode of operation of the sensor device 25 correspond to the above-described designs of the control system.
  • the measuring device 40 and the measuring device 39 are specified as alternatives in a block of the block diagram in FIG. 1.
  • the force transducers 45a, 45b, 45c, 45d of the measuring device 39 according to the invention are essentially without gaps on the measuring body 43, no load-dependent manipulation force is required to generate a control signal, on the other hand the system can ensure a consistently high level of functional reliability even under harsh environmental conditions , The path-free force detection thus also ensures an increased reliability of the system in that the sensor device 25 has a lower risk of contamination - and thus the possibility of a long-term negative influence on the sensitivity. exists than in the case that the force transducer (s) 44a, 44b is / are held next to a deflecting body 42 at a certain distance (annular gap 46).
  • the sensor device 25 can advantageously have at least one strain gauge force transducer.
  • Strain gauge (strain gauge) force transducers are the most important representatives of electrical force transducers. In the simplest case, four strain gauges (DMS) are glued to an elastic hollow cylinder to produce such a strain gauge transducer. If the cylinder is compressed by a load, the resistance of the strain gauge changes. The four strain gauges are interconnected in a Wheatstone bridge. Instead of tubular (hollow cylindrical) deformation bodies, rod-shaped deformation bodies can also be used. It is particularly advantageous that strain gauge force transducers are suitable for static and dynamic measurements and for nominal forces in the range from 5 N to 20 MN.
  • the sensor device 25 can have at least one magnetoelastic force sensor as the force sensor 45a, 45b, 45c, 45d.
  • the mode of operation of such a magnetoelastic force transducer is based on the magnetoelastic effect of ferromagnetic materials, after which their permeability changes under the action of force.
  • the resulting change in inductance of a coil with a core made of the ferromagnetic material, to which the force acts, directly changes a current that flows through the coil. Since the current can be measured directly, no measuring amplifiers are required, which makes such force transducers particularly suitable for use under robust operating conditions.
  • Piezoelectric force transducers can also advantageously be used in the sensor device 25 as pathless force transducers 45a, 45b, 45c, 45d.
  • the basis for these piezoelectric force transducers is the piezoelectric effect, according to which charges appear on certain crystals when they are mechanically stressed. Quartz crystals have the highest constancy of their properties and the best insulation, which is why they are best suited for measurement purposes. In a piezoelectric force transducer (load cell), the force acts on two piezo crystals that are mechanically one behind the other, electrically but parallel.
  • the output (signal) size of a piezoelectric force transducer is a charge that is converted into a corresponding voltage by a charge amplifier.
  • the sensor device 25 has at least one fiber-optic force transducer as the force transducer 45a, 45b, 45c, 45d.
  • the force transducer 45a, 45b, 45c, 45d either the detection or the transmission of the measured value takes place by means of an optical fiber.
  • the fiber itself serves as the sensitive element in which the measurement variable (force F) is converted into an optical signal.
  • force F the measurement variable
  • the primary purpose is to transmit the measured value from the measuring point to an evaluation point as free of interference as possible.
  • the measurement variable is converted into an optical signal at the measurement location outside the fiber, e.g. using integrated optical or micro-optical components.
  • the force to be measured can control the opening width of an aperture for a luminous flux, while another part of the luminous flux remains unchanged as a reference signal.
  • the evaluation electronics then compare the two luminous fluxes and use them to generate a force display that does not affect the distance.
  • the use of fiber optic transducers is particularly appropriate when the measuring conditions are “difficult”, such as strong electrical or magnetic interference fields, high temperatures, explosive or corrosive atmospheres.
  • FIGS. 9 and 10 and 11 and 12 Two advantageous embodiments of the invention are also shown in FIGS. 9 and 10 and 11 and 12. It is characteristic of both versions that the system according to the invention for controlling the load lifting device one by one Angle ⁇ (Fig. 10 and 12) about a vertical axis WW (Fig. 9 and 11) pivotally mounted boom 54.
  • the arm 54 can be assigned a motorized drive device 23c, which in each case is dependent on a device that acts on the support element 14 in a substantially horizontal direction, in particular manually, force F which can be detected by the sensor device 25 can be controlled.
  • this drive device 23c can also advantageously be designed as a servo motor, in particular with a friction wheel, gearwheel or toothed belt drive.
  • the sensor device 25 can also advantageously be designed such that a movement of the load lifting device 6 in the direction of a deflection by the angle ⁇ (arrow with the reference symbol 56) is brought about by a force F applied in approximately the same desired direction of movement.
  • the drive speed v of the drive device 23c can in turn - as shown above - be controlled as a function of the magnitude of the force F applied in each case, preferably using a progressive curve 50 with a flat initial increase, as shown in FIG. 6.
  • the measuring unit 39 has four path-free sensors 45a, 45b, 45c, 45d, which are arranged at an angle of 90 ° to each other according to the two coordinate axes X-X, YY, in the electronic evaluation unit 47 using the respective sensor output signals at the same time - each according to the direction of action of the acting force F in the four quadrant control signals formed by the coordinate axes XX, YY for both the linear drive devices 23a, 23b and for the drive device 23c for pivoting the boom 54.
  • the housing 41 of the measuring device 39 can be rotated relative to the measuring body 43 and the measuring body 43 and the housing 41 are fastened to the cantilever 54 in such a way that when the cantilever 54 is pivoted by the angle ⁇ about the vertical axis WW the housing 41 is rotated by the same angle so that the housing 41 with the pathless force transducers 45a, 45b, 45c, 45d maintains its angular orientation relative to the running rail construction 2.
  • This true-to-angle carrying of the housing 41 has the effect that a simple signal evaluation by the electronic evaluation unit 47 is possible at every angle ⁇ by which the arm 54 is pivoted, since the pairs of force transducers 45a, 45b and 45c, 45d always always have the same angle to the horizontal main axes X-X, YY of the space - for example, as is particularly clear from FIGS. 10 and 12 - are aligned on the one hand axially parallel and on the other hand at right angles to the axes XX, YY.
  • a coupling rod 58 (FIGS. 9 and 10) pivotably articulated on one end on the arm 54 and at the other end on the housing 41, or also a corresponding toothed belt drive 60 (FIGS. 11 and 12) Chain drive or the like can be used.
  • a toothed belt drive 60 can also be seen from the enlarged illustration in FIG. 7. It runs parallel to the arm 54 above the sensor device 25, whose housing 41 has an axial tubular extension 62 in the direction of the arm 54, which is encompassed by the toothed belt 60 and via roller bearings 64 on a likewise tubular extension 66 at the free end of the Boom 54 is held.
  • the support element 14 is guided through a deflection roller 68 through the interior of the extension piece 66.
  • the holding element 14 is not designed as a rope but rather rigidly - as a rod. Otherwise, the basic structure of the measuring unit 39 is essentially the same as that of the embodiment described above. In this respect, reference is made to the above explanations in this regard. However, there are differences from the above embodiment in the mounting of the rigid holding element 14 and in a special design of an operating handle 70.
  • the holding element 14 is not guided over guide rollers 43a, 43b, 43c, but preferably has - as shown - two spherical thickenings 14a, 14b, which are used to support it in the measuring body 43 and in the cantilever 54.
  • the tubular operating handle 70 encompasses the holding element 14 and has two sleeve-like metal parts 70a, 70b which are insulated from one another, as is also clearly evident from FIGS. 14 and 16 and 17.
  • the metal parts 70a, 70b are bridged electrically by the operator 28, so that a circuit is closed that switches off a safety lock that is switched on when the system is idle.
  • the control handle 70 is also designed in particular for controlling vertical movements of loads 20 suspended from the support element 14.
  • a load 20 can be raised or lowered by small forces applied manually in the vertical direction 26.
  • the force is detected by means of a sensor 72, by means of which a change in the distance of a sliding sleeve 74 caused by a vertical operating force is detected and a corresponding signal is sent to the electronic control unit 47.
  • This signal can be converted there into a control signal for a drive device for the vertical movement of the load 20 in an analogous manner to the signals of the path-free sensors 45a, 45b, 45c, 45d.
  • Such drive devices are shown in FIGS. 14, 15 and 17 with the reference symbol 23d.
  • FIG. 13 contains an example in the form of action arrows to illustrate the described signal flow from the handle 70, in particular starting from its sensor 72, to the electronic control unit 47
  • FIG. 14 also shows the signal flow as an example in the form of an action arrow from the electronic control unit 47 to the vertical drive 23d.
  • a hook is provided as the load-carrying device 16, which is located directly under the operating handle 70.
  • Another possible embodiment of the measuring device 39 is to also arrange the sensor device 25 for detecting the control forces F for the horizontal movement directly in the operating handle 70.
  • Four path-free sensors 45a, 45b, 45c, 45d for quadrant-precise detection of the forces F can preferably be formed by strain gauges.
  • 14 and 15 again show a control system according to the invention in two different views, with a third embodiment of the rotatable arm 54 and with the second embodiment of the measuring unit 39.
  • the illustrations in the drawing are analogous to those of the first embodiment (FIG. 9 and 10) and the second embodiment (FIGS. 11 and 12).
  • the most important difference of the third embodiment compared to the variants described above is that the arm 54 consists of two articulated arms 54a, 54b.
  • the first arm 54a is - as shown in FIGS. 10 and 12 for the arm 54 - pivotable by an angle ⁇ between the arm 54a and the XX axis about the vertical axis WW
  • the second arm 54b is pivotable by an angle ⁇ 1 between the arm 54b and Arm 54a pivotable about a vertical axis W1-W1.
  • the sensor device 25 is mechanically tracked in such a way that the pathless force transducers 45a, 45b, 45c, 45d maintain their angular alignment relative to the rail construction 2 or to the axes of the XY plane .
  • a toothed belt drive 60 is provided for mechanical tracking, as in the second embodiment of the arm 54, two toothed belts 60a, 60b, one for each arm 54a, 54b of the arm 54 being used here.
  • the cantilever 54 is guided in a vertically movable manner on a rod 76 connected to the trolley 8 in a rotationally fixed manner, wherein a special drive 23d can be provided for movement in the ZZ direction, which, as already mentioned, can be controlled and, for example, similarly to FIG Flexible support element 14 shown - can be connected to a motorized winding and unwinding device 18 for a rope 78.
  • a special drive 23d can be provided for movement in the ZZ direction, which, as already mentioned, can be controlled and, for example, similarly to FIG Flexible support element 14 shown - can be connected to a motorized winding and unwinding device 18 for a rope 78.
  • the arm 54 (in a fourth embodiment) is likewise formed from two arms 54a, 54b.
  • the vertical mobility of the load 20 is achieved here, however, in that the first arm 54a does not just move about the vertical axis WW in the horizontal direction, but is also pivotable in the vertical direction.
  • the arm 54a consists of two pivot levers 80a, 80b which are arranged parallel to one another and which are pivotally articulated at one end to a holding part 82 connected to the trolley 8 and at the other end to a holding part 84 connected to the second arm 54b.
  • the signals corresponding to the swivel angles ⁇ , ⁇ 1 of the arms 54a, 54b are fed to the electronic evaluation unit 47, where a resultant angle value for an actuator 23e for tracking the pathless sensors 45a, 45b, 45c, 45d is calculated by addition or subtraction.
  • This actuator 23e can preferably be a stepper motor.
  • the tracking can advantageously be e.g. via a toothed belt drive 60 acting on the measuring unit 39, but also acting directly from the actuator 23e on the measuring unit 39.
  • the swivel joints of the arms 54a, 54b on the vertical axes WW, W1-W1 or the swivel levers 80a, 80b on the horizontal axes can preferably be braked when the travel drives 23a, 23b are actuated, so that they do not slow down when moving due to the inertia of the parts mentioned, an unwanted spontaneous movement occurs.
  • the activation of parking brakes located on the swivel joints which bring about a rigid relative position of the arms 54a, 54b or 80a, 80b with respect to one another, can also advantageously be implemented via the control handle 70, in particular by the operator 28 by hand overlapping the two
  • the above-described insulated sleeve-like metal parts 70a, 70b are electrically bridged, as a result a corresponding activation circuit is closed. Incidentally, this is possible in all embodiments in which rotary joints are provided.
  • FIG. 17 A further embodiment of a control system according to the invention with a boom 54 rotatable about a vertical axis W-W is shown in FIG. 17.
  • This embodiment has several similarities with the embodiment shown in FIGS. 14 and 15, but the arm 54 is rotatably articulated directly on the trolley 8 via the axis WW and not rotatably on the vertical rod 76.
  • a vertical rod 76 is also present , on which, however, the load suspension device 16 - in this case a fork - is guided vertically.
  • the vertical guidance and control of the load-carrying device 16 takes place in the same way as in the embodiment shown in FIGS. 14 and 15 via a vertical drive 23d acting on an unwinding device 18 for a rope 78, which in turn can be controlled by the electronic evaluation device 47.
  • This receives its control signals from the measuring device 39 with the pathless sensors 45a, 45b, 45c, 45d and from the control handle 70, in which a sensor 72 for the vertical control is located.
  • the control handle 70 and the measuring device 39 also form a unit here, as in the embodiments described above, but in this case it is fastened to the vertical rod 76 which is pivotably articulated on the trolley 8.
  • a mechanical tracking of sensors 45a, 45b, 45c, 45d or tracking in the manner of an electrical shaft can also be provided for this embodiment.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiments shown, but also includes all embodiments having the same effect in the sense of the invention. This applies in particular to the sensor device 25; Any other embodiment is also suitable here, with which forces on the support element 14 can be detected without a path and converted into control signals.
  • the drives 23a, 23b, 23c provided can be designed as electrical, pneumatic and / or hydraulic motors.
  • the electronic evaluation unit 47 which is only shown schematically in the examples, can preferably be integrated into a mobile part of the system, such as the trolley 8.
  • the invention is not limited to the combination of features defined in claim 1, but can also be defined by any other combination of specific features of all the individual features disclosed overall. This means that in principle practically every single feature of claim 1 can be omitted or replaced by at least one single feature disclosed elsewhere in the application. In this respect, claim 1 is only to be understood as a first attempt at formulation for an invention.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Steuern einer Lasthebevorrichtung bezüglich ihrer Bewegungen in einer horizontalen Ebene, wobei die Lasthebevorrichtung (6) ein - zumindest in Ruhelage schwerkraftbedingt - vertikal ausgerichtetes Tragelement (14) aufweist, und ihr zur Ausführung der Bewegungen mindestens eine motorische Antriebsvorrichtung (23a, 23b, 23c) zugeordnet ist, die jeweils in Abhängigkeit von einer das Tragelement (14) in im wesentlichen horizontaler Richtung beaufschlagenden, insbesondere manuell aufzubringenden, mittels einer Sensoreinrichtung (25) erfassbaren Kraft ansteuerbar ist. Um ein solches Steuersystem in einfacher und preiswerter Weise hinsichtlich seines Bedienkomforts zu verbessern, insbesondere derart, dass damit bei hoher Positioniergenauigkeit und rascher Positioniergeschwindigkeit eine lastunabhängige Steuerung, erfolgen kann, wird vorgeschlagen, die Sensoreinrichtung (25) derart auszubilden und in bezug auf das Tragelement (14) anzuordnen, dass die Kraft wegfrei erfasst wird. Unter 'wegfrei' wird dabei verstanden, dass die Teile der Sensoreinrichtung (25) relativ zueinander keine makroskopisch registrierbaren Wege zurücklegen.

Description

System zum Steuern der Bewegungen einer Lasthebevorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Steuern einer Lasthebevorrichtung, insbesondere einer an einer Laufschienenkonstruktion geführten Kran-Laufkatze, bezüglich ihrer Bewegungen in einer horizontalen Ebene, wobei die Lasthebevorrichtung ein - zumindest in Ruhelage schwerkraftbedingt - vertikal ausgerichtetes Tragelement aufweist, und der Lasthebevorrichtung zur Ausführung der Bewegungen mindestens eine motorische Antriebsvorrichtung zugeordnet ist, die jeweils in Abhängigkeit von einer das Tragelement in im wesentlichen horizontaler Richtung beaufschlagenden, insbesondere manuell aufzubringenden, mittels einer Sensoreinrichtung erfaßbaren Kraft ansteuerbar ist.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein solches System, bei dem die Lasthebevorrichtung ein flexibles, aufwickelbares, pendelfähiges Tragelement aufweist, das in Ruhelage schwerkraftbedingt vertikal ausgerichtet ist.
Es sind Kranbahnen mit einer in nur einer Koordinatenrichtung hin- und herbeweglichen Laufkatze (Einschienenbahn) sowie auch mit einer über eine Fläche hinweg in zwei Koordinatenrichtungen beweglichen Laufkatze (Laufkran) bekannt. Dabei ist die Laufkatze selbst an einer Schiene geführt, und diese Schiene ist dann gegebenenfalls an weiteren Schienen mit zu ihrer Längserstreckung senkrechter Bewegungsrichtung geführt. Die Lasthebevorrichtung bzw. Laufkatze weist in vielen Fällen ein flexibles, aufwickelbares Tragelement, beispielsweise ein Tragseil oder eine Kette, auf, welches im Ruhezustand schwerkraftbedingt vertikal ausgerichtet ist. Darüber hinaus werden oftmals auch starre, stangenartige Tragelemente verwendet. Mit der Lasthebevorrichtung kann eine Last in vertikaler Raumrichtung gehoben oder gesenkt werden, indem das Tragelement auf- oder abgewickelt bzw. insgesamt vertikal bewegt wird. Bei vielen solchen Kranbahnen ist die Laufkatze freibeweglich über entsprechende Freilauflager, beispielsweise Rollen, geführt. Hierbei müssen die horizontalen Bewegungen der Laufkatze von der Bedienungsperson manuell über das Tragelement veranlaßt werden, indem die Laufkatze mit dem Tragelement bzw. der daran hängenden Last in die entsprechende Richtung gezogen oder geschoben wird. Im Falle eines flexiblen Tragelementes können je nach Höhe der Last große Auslenkungen des Tragelementes erforderlich sein, bevor sich die Laufkatze überhaupt bewegt. Zum Ende der jeweiligen Bewegung kommt es oft auch zu einem unerwünschten Überschwingen, d.h. zu einer ungewollten Weiterbewegungen der Laufkatze über die jeweils gewünschte Position hinaus und gegebenenfalls sogar relativ hart gegen einen Endanschlag der jeweiligen Tragschiene. Es ist daher oft erforderlich, daß die Laufkatze über das Tragelement auch abgebremst und gegebenenfalls sogar wieder etwas zurückgezogen werden muß. Hierzu ist dann eine relativ weite umgekehrte Auslenkung des Tragelementes erforderlich. Aus alledem resultiert eine schlechte, umständliche, zeit- und müheaufwendige Handhabung.
Es sind auch Kranbahnen mit motorisch angetriebenen Laufkatzen bekannt. Dabei wird üblicherweise der Laufkatzenantrieb von einem Führerstand bzw. einer Handtastatur aus über entsprechende, z.B. elektrische Schaltmittel gesteuert. Auch hierbei treten Probleme auf. Vor allem resultieren aus jeder Geschwindigkeitsänderung, d.h. aus jedem Beschleunigungs- und Bremsvorgang, Pendelbewegungen der an dem Tragelement hängenden Last. In ungünstigen Fällen können solche Pendel- bzw. Schwingungsbewegungen so stark werden, daß z.B. ein freistehender Kran sogar wegkippen kann.
Um ein System zum Steuern einer Lasthebevorrichtung, insbesondere ein System zum Steuern der Bewegung einer an einer Laufschienenkonstruktion geführten Kran- Laufkatze mit einem vertikal ausgerichteten Tragelement, zu schaffen, das auf steuertechnisch einfache Weise eine besonders komfortable Bedienung bei gleichzeitig hoher Sicherheit gewährleistet, ist es aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 297 12 462 U1 bekannt, der Lasthebevorrichtung zur Ausführung der Bewegungen mindestens eine motorische Antriebsvorrichtung zuzuordnen ist, die jeweils in Abhängigkeit von einer das Tragelement in im wesentlichen horizontaler Richtung beaufschlagenden Kraft ansteuerbar ist. Diese insbesondere manuell aufzubringende Kraft wird in dem bekannten System mittels einer Sensoreinrichtung erfaßt. Die Bedienungsperson braucht somit nur noch eine geringfügige Manipulationskraft direkt an der Last oder im Bereich der Lastaufnahmeeinrichtung aufzubringen, wodurch sich die Hebevorrichtung mit der Last selbstätig motorisch in die entsprechende Richtung bewegt. Ohne Krafteinwirkung bleibt die Last sofort stehen. Die Last kann daher sehr feinfühlig und genau manipuliert und plaziert werden.
Die jeweilige Kraft kann in dem bekannten System unmittelbar, z.B. mittels DMS- Technik (DMS = Dehnungsmeßstreifen), erfaßt werden, was sich vor allem bei Verwendung eines starren Tragelementes anbietet, wo die jeweilige Manipulationskraft über das starre Tragelement nahezu ohne Auslenkungen auf eine im Bereich der Lasthebevorrichtung angeordnete Sensoreinrichtung übertragen werden kann.
Alternativ dazu ist bekanntermaßen vor allem bei Verwendung eines flexiblen und daher pendelfähigen Tragelementes eine indirekte Krafterfasssung vorgesehen, indem von der jeweiligen Manipulationskraft abhängige, gegenüber der Vertikalen aufgezwungene Auslenkungen des Tragelementes erfaßt werden. Hierzu ist eine Sensoreinrichtung vorgesehen, mit der Auslenkungen des Tragelementes relativ zur Vertikalen erfaßt werden, und die dann in Abhängigkeit von der Richtung und vorzugsweise auch von dem Grad der Auslenkung Steuersignale zum Ansteuern der Antriebseinrichtung der Lasthebevorrichtung erzeugt. Die Sensoreinrichtung des bekannten Systems weist eine Meßeinheit auf, die einerseits einen mit dem Tragelement verbundenen Auslenkkörper sowie andererseits mindestens einen Abstandssensor umfaßt. Der Abstandssensor ist horizontal in einem bestimmten, mittels der Manipulationskraft veränderbaren Abstand neben dem Auslenkkörper gehaltert. Es liegt somit eine wegabhängige Krafterfasssung vor. Ein Nachteil dieses bekannten Systems besteht aber darin, daß die Bedienkräfte lastabhängig sind, d.h. bei größeren Lasten, z.B. bei Lasten über 100 kg, muß eine höhere Manipulationskraft aufgebracht werden als bei kleineren Lasten, um das Tragelement gegenüber der Vertikalen um ein- und denselben Betrag auszulenken.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuersystem der genannten Art in einfacher und preiswerter Weise hinsichtlich seines Bedienkomforts zu verbessern, insbesondere derart, daß damit bei hoher Positioniergenauigkeit und rascher Positioniergeschwindigkeit eine lastunabhängige Steuerung, erfolgen kann. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Sensoreinrichtung derart ausgebildet und in bezug auf das Tragelement angeordnet ist, daß die Kraft wegfrei erfaßt wird. Unter "wegfrei" wird dabei verstanden, daß die Teile der Sensoreinrichtung relativ zueinander keine makroskopisch registrierbaren Wege zurücklegen.
Als wegfreie Kraftaufnehmer können erfindungsgemäß mit Vorteil Dehnungsmeßstreifen-Kraftaufnehmer, magnetoelastische Kraftaufnehmer, piezoelektrische Kraftaufnehmer oder faseroptische Kraftaufnehmer zur Anwendung kommen.
Für eine vorteilhafte Handhabung kann die Sensoreinrichtung bezüglich der Erzeugung der Steuersignale derart ausgelegt sein, daß eine Bewegung der Lasthebevorrichtung in eine bestimmte Koordinatenrichtung durch eine etwa gleichgerichtete, der gewünschten Bewegungsrichtung im wesentlichen entsprechende Kraft des Tragelementes bewirkt wird. Die Sensoreinrichtung kann derart feinfühlig ausgelegt sein, daß bereits eine sehr geringe Kraft, wie sie beispielsweise bei einer nur sehr geringen Auslenkung eines flexiblen Tragelementes in einem maximalen Winkelbereich von nur etwa 0 bis 3° zur Vertikalen auftritt, einen motorischen Antrieb in die entsprechende Richtung auslöst. Dabei kann die Antriebsgeschwindigkeit von der Höhe der Kraft abhängig gesteuert werden (geringere Geschwindigkeit bei geringerer Kraft und größere Geschwindigkeit bei stärkerer Kraft).
Bei Verwendung eines flexiblen Tragelementes, wie eines Seiles, erhöht sich mit zunehmender Last die Spannung des Tragelementes (Seilspannung) was sich vorteilhaft auf die Wirkung des Tragelementes auf die wegfreien Kraftaufnehmer auswirkt, an dem es anliegt. Damit das System anspricht, sind somit keine großen Auslenkungswinkel des Tragelementes gegenüber der Vertikalen notwendig.
Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Manipulationskraft nicht nach einer linearen, sondern vielmehr nach einer progressiven Kurve in die Geschwindigkeit umgesetzt wird. Hierdurch werden ein langsames Anfahren und sanftes Abbremsen erreicht sowie Schwingungen beim Anfahren und Abbremsen vermieden.
Vorteilhafterweise genügt auch bei relativ großer Last eine relativ geringe, im wesentlichen horizontal wirkende Manipulationskraft, die somit sehr einfach und ohne besondere Kraftanstrengung manuell von einer Bedienungsperson aufgebracht werden kann. Auch ein positionsexaktes Anhalten ist leicht möglich, da bei Erreichen der gewünschten Position durch bloßes Loslassen der motorische Antrieb sofort stehenbleibt, weil die Manipulationskraft zu Null wird.
Die vorliegende Erfindung eignet sich für einachsige, bevorzugt aber für zweiachsige Ausführungen von Kranbahnen. Bei der zweiachsigen Ausführung kann erfindungsgemäß erreicht werden, daß zwei den beiden Koordinatenrichtungen in einer Ebene (X, Y) zugeordnete Antriebe einzeln oder gleichzeitig angesteuert werden, so daß durch Überlagerung der Antriebe auch alle beliebigen Bewegungen in zu den Koordinatenachsen schrägen Richtungen möglich sind, indem das Tragelement ebenfalls genau in die jeweilige gewünschte Bewegungsrichtung mit Kraft beaufschlagt bzw. ausgelenkt wird.
Des weiteren kann auch ein in einem Winkelbereich um eine vertikale Achse schwenkbar gelagerter Ausleger vorgesehen sein, dem ebenfalls eine motorische Antriebsvorrichtung zugeordnet sein kann, die jeweils in Abhängigkeit von einer das Tragelement in im wesentlichen horizontaler Richtung beaufschlagenden, insbesondere manuell aufzubringenden, mittels einer Sensoreinrichtung erfaßbaren Kraft ansteuerbar ist.
Aufgrund der durch die Erfindung erreichten, sehr komfortablen Bedienungsart eignet sich dieses System insbesondere zur Verwendung in Kombination mit sogenannten Gewichtsbalancern. Dabei ist die Lasthebevorrichtung derart ausgebildet, daß die an dem Tragelement hängende, praktisch "schwebende" Last durch geringe, manuell in vertikaler Richtung aufgebrachte Kräfte gehoben oder gesenkt werden kann. Durch Kombination mit der vorliegenden Erfindung kann somit die schwebende Last unabhängig von deren Gewicht durch sehr geringe Kräfte beliebig im Raum manipuliert, d.h. vertikal und/oder horizontal bewegt werden. Eine solche kombinierte Ausführungsform kann daher als "Drei-Koordinatenbalancer" oder als "Raumbalancer" bezeichnet werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung enthalten. Anhand von bevorzugten, in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispielen soll die Erfindung nun genauer erläutert werden. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte Perspektivdarstellung einer Kranbahn mit einer längs einer horizontalen Bewegungsachse X-X beweglichen Lasthebevorrichtung (Laufkatze),
Fig. 2 eine Kranbahn in einer Ausführung mit in Richtung von zwei
Koordinatenachsen X-X und Y-Y über eine horizontale Fläche hinweg beweglicher Lasthebevorrichtung,
Fig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht in Pfeilrichtung III gemäß Fig. 2 mit zusätzlicher Darstellung einer Last und einer Bedienungsperson,
Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch eine Hauptkomponente einer
Sensoreinrichtung des Steuersystems,
Fig. 5 einen Horizontalschnitt in der Ebene V-V gemäß Fig. 4,
Fig. 6 ein Kraft-/Geschwindigkeitsdiagramm für eine bevorzugte Ausführung mit progressiver Umsetzung von Kraft in Geschwindigkeit,
Fig. 7 in Analogie zu Fig. 4, einen Vertikalschnitt durch eine Hauptkomponente einer ersten Ausführung einer Sensoreinrichtung eines erfindungs- gemäßen Steuersystems,
Fig. 8 in Analogie zu Fig. 5, einen Horizontalschnitt in der Ebene Vlll-Vlll gemäß Fig. 7,
Fig. 9 einen seitlichen Schnitt durch eine erste Ausführung eines um mindestens eine vertikale Achse drehbaren Auslegers eines erfindungsgemäßen Steuersystems,
Fig. 10 eine Draufsicht auf den in Fig. 9 dargestellten Ausleger, Fig. 11 einen seitlichen Schnitt durch eine zweite Ausführung eines um mindestens eine vertikale Achse drehbaren Auslegers eines erfindungsgemäßen Steuersystems,
Fig. 12 eine Draufsicht auf den in Fig. 11 dargestellten Ausleger,
Fig. 13 in Analogie zu Fig. 7, einen Vertikalschnitt durch eine Hauptkomponente einer zweiten Ausführung einer Sensoreinrichtung eines erfindungsgemäßen Steuersystems,
Fig. 14 einen seitlichen Schnitt durch eine dritte Ausführung eines um mindestens eine vertikale Achse drehbaren Auslegers eines erfindungsgemäßen Steuersystems,
Fig. 15 eine Draufsicht auf den in Fig. 14 dargestellten Ausleger,
Fig. 16 einen seitlichen Schnitt durch eine vierte Ausführung eines um mindestens eine vertikale Achse drehbaren Auslegers eines erfindungsgemäßen Steuersystems,
Fig. 17 einen seitlichen Schnitt durch eine fünfte Ausführung eines um mindestens eine vertikale Achse drehbaren Auslegers eines erfindungsgemäßen Steuersystems.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind dieselben Teile auch stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß sie in der Regel auch jeweils nur einmal beschrieben werden.
In Fig. 1 ist zunächst beispielhaft eine Kranbahn 1 in einer Ausführung als Einschienenbahn dargestellt. Hierbei ist eine Laufschienenkonstruktion 2 mit einer sich horizontal und insbesondere geradlinig erstreckenden Laufschiene 4 vorgesehen, an der eine Lasthebevorrichtung 6, insbesondere eine sogenannte Laufkatze 8, in Richtung einer horizontalen Koordinatenachse X-X hin- und herbeweglich geführt ist. Die Laufschienenkonstruktion 2 ist über Halteelemente 10 an einer nicht dargestellten Gebäudedecke und/oder gesonderten stationären Trägern 12 (vgl. Fig. 2) befestigt. Die Lasthebevorrichtung 6 weist in den dargestellten und im folgenden beschriebenen ersten Ausführungsbeispielen ein flexibles und daher aufrollbares sowie demzufolge pendelfähiges Tragelement 14 auf, welches hier beispielhaft als Tragseil (Stahlseil) dargestellt ist, jedoch auch z.B. von einer Kette gebildet sein kann. An seinem einen, unteren Ende weist das Tragelement 14 eine Lastaufnahmeeinrichtung 16, im einfachsten Fall beispielsweise einen Haken oder dergleichen, auf; es kann sich hierbei auch um Unterdrucksauger, Greifer, Palettengabeln und dergleichen handeln. Anderendig ist mit dem Tragelement 14 eine motorische Auf- und Abwickeleinrichtung 18 verbunden (vgl. Fig. 4). Damit kann über das Tragelement 14 die Lastaufnahmeeinrichtung 16 mit einer Last 20 (Fig. 3) in vertikaler Raumrichtung Z-Z bewegt, d.h. angehoben oder abgesenkt werden.
In Fig. 2 ist die Kranbahn 1 beispielhaft in einer zweiten Ausführung als Laufkran dargestellt. Dabei besteht die Laufschienenkonstruktion 2 einerseits aus der die Lasthebevorrichtung 6 in Koordinatenrichtung X-X führenden Laufschiene 4 sowie andererseits aus weiteren Schienen 22, wobei diese weiteren Schienen 22 ortsfest über die Halteelemente 10 befestigt sind, und wobei die Laufschiene 4 in einer zweiten horizontalen Koordinatenrichtung Y-Y an den Schienen 22 hin- und herbeweglich geführt ist. Die beiden Koordinatenrichtungen X-X und Y-Y sind senkrecht zueinander angeordnet und bilden eine Ebene X-Y. Somit ist die Lasthebevorrichtung 6 beliebig über die gesamte von der Laufschienenkonstruktion 2 überdeckte Fläche bewegbar.
Der Lasthebevorrichtung 6 ist für ihre Bewegungen in Richtung X-X und/oder Y-Y mindestens eine motorische Antriebseinrichtung 23a (Fig. 1) zugeordnet. In der bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 2 ist für die beiden Bewegungsrichtungen X-X sowie Y-Y jeweils eine entsprechende Antriebseinrichtung 23a und 23b vorgesehen, die jedoch jeweils in den Zeichnungsfiguren - einschließlich der entsprechenden Wirkverbindungen (in Form unbezeichneter Pfeile) - nur schematisch (in Blockdarstellung) dargestellt ist. Zur Ansteuerung der bzw. jeder Antriebseinrichtung 23a, 23b ist in diesen Ausführungsbeispielen ein spezielles Steuersystem vorgesehen, wobei die bzw. jede Antriebseinrichtung 23a, 23b in Abhängigkeit von einer - ausgehend von der sich schwerkraftbedingt in Ruhelage selbstätig einstellenden vertikalen Ausrichtung - aufgezwungenen Auslenkung des Tragelementes 14 ansteuerbar ist. Hierzu weist das System eine spezielle Sensoreinrichtung 24 auf, wozu insbesondere auf die Fig. 4 und 5 hingewiesen wird. Mit dieser Sensoreinrichtung 24 können Auslenkungen des Tragelementes 14 relativ zur Vertikalen 26 sehr feinfühlig erfaßt werden. Die Sensoreinrichtung 24 erzeugt dann in Abhängigkeit von der Richtung sowie vorzugsweise auch von dem Grad (Winkelmaß) der Auslenkung Steuersignale zum Ansteuern der jeweiligen Antriebseinrichtung 23a, 23b der Lasthebevorrichtung 6. Die Sensoreinrichtung 24 ist vorzugsweise bezüglich der Erzeugung der Steuersignale derart ausgelegt, daß eine Bewegung der Lasthebevorrichtung 6 in eine bestimmte Koordinatenrichtung, z.B. ± X und/oder ± Y, durch eine etwa gleichgerichtete, der gewünschten Bewegungsrichtung im wesentlichen entsprechende Auslenkung des Tragelementes 14 bewirkt wird.
Dies ist in Fig. 3 beispielhaft anhand von eingezeichneten Pfeilen veranschaulicht. Wird beispielsweise von einer Bedienungsperson 28 manuell das Tragelement 14 mittels der Last 20 und/oder der Lastaufnahmeeinrichtung 16 in Pfeilrichtung 30 mit einer Manipulationskraft F beaufschlagt und dadurch entsprechend der Bewegungsrichtung -Y um einen Winkel α aus der Vertikalen 26 in eine geringfügig schräge Ausrichtung 32 ausgelenkt, so bewirken die von der Sensoreinrichtung 24 erzeugten Ansteuersignale einen Antrieb der Lasthebevorrichtung 6 genau in der Bewegungsrichtung -Y, d.h. in Pfeilrichtung 34. Entsprechend würde eine umgekehrte Kraft F bzw. Auslenkung in Pfeilrichtung 36 einen Antrieb in Pfeilrichtung 38, d.h. in Bewegungsrichtung +Y bewirken. Entsprechendes gilt auch für die Bewegungsachse X-X sowie auch für Bewegungen in beiden Achsen, d.h. für überlagerte Bewegungen schräg zu den Koordinatenachsen.
Gemäß Fig. 4 und 5 weist die Sensoreinrichtung 24 eine Meßeinheit 40 mit einem Gehäuse 41 auf. Im dargestellten (Vergleichs-)Beispiel, bei dem eine indirekte Krafterfassung über eine kraftproportionale Auslenkung des Tragelementes 14 vorgesehen ist, besitzt die Meßeinheit 40 einerseits einen mit dem Tragelement 14 verbundenen Auslenkkörper 42 sowie andererseits mindestens einen der jeweiligen Koordinatenachse X-X bzw. Y-Y - und damit der zugehörigen Antriebseinrichtung 23a, 23b - zugeordneten Abstandssensor 44a, 44b. Der Auslenkkörper 42 sitzt derart längsverschiebbar auf dem Tragelement 14, daß einerseits das Tragelement 14 in Richtung der vertikalen Achse Z-Z relativ zu dem in dieser Achsrichtung im wesentlichen ortsfest gehaltenen Auslenkkörper 42 zwecks Heben oder Senken der Last bzw. der Lastaufnahmeeinrichtung 16 beweglich ist, sowie andererseits der Auslenkkörper 42 bei Auslenkungen des Tragelementes 14 relativ zu den Abstand- Sensoren 44a, 44b zur Veränderung des zur Erzeugung der Ansteuersignale erfaßbaren Abstandes mitgenommen wird. Jeder Abstandssensor 44a, 44b ist hierzu horizontal in einem bestimmten Abstand neben dem Auslenkkörper 42 gehaltert.
Für die Ausführung mit Bewegungsmöglichkeit der Lasthebevorrichtung 6 in zwei Koordinatenrichtungen X und Y weist die Meßeinheit 40 - wie dargestellt - zwei entsprechend den beiden Koordinatenachsen in einem Winkel von 90° zueinander angeordnete Abstandssensoren 44a, 44b auf. Dabei ist der Auslenkkörper 42 zweckmäßigerweise als kreiszylindrischer Körper ausgebildet und in einem hohlzylin- drischen Aufnahmegehäuse 41 angeordnet, wobei die Sensoren 44a, 44b in der Wandung dieses Aufnahmegehäuses 41 gehaltert sind. Der Auslenkkörper 42 ist hierdurch in seiner Ruhelage (genau vertikal ausgerichtetes Tragelement 14) von einem gleichmäßigen Ringspalt 46 umgeben. Die lichte Weite dieses Ringspaltes 46 wird von den Sensoren 44a, 44b jeweils meßtechnisch erfaßt und dann in die Ansteuersignale umgesetzt. Hierzu sind die Abstandssensoren 44a, 44b mit einer nur schematisch dargestellten, insbesondere elektronischen Auswerteeinheit 47 verbunden, die ihrerseits die Steuersignale für die Antriebseinrichtungen 23a, 23b anhand der jeweiligen Sensor-Ausgangssignale erzeugt.
Gemäß Fig. 4 weist die Meßeinheit 40 im oberen Bereich des Aufnahmegehäuses 41 eine ortsfeste Führung 48 für das Tragelement 14 auf, um so das Tragelement 14 seitlich gegen Auslenkungen abzustützen. Die Führung 48 kann von einer Durchführöffnung gebildet sein, die einen derart an den Querschnitt des Tragelementes 14 angepaßten Öffnungsquerschnitt aufweist, daß das Tragelement 14 zwar vertikal relativbeweglich, aber horizontal in diesem Fixpunkt ortsfest geführt ist. Dieser Fixpunkt bildet somit Schwenkachsen für die Auslenkungen des unterhalb liegenden (hängenden) Abschnitts des Tragelementes 14.
Jede Antriebseinrichtung 23a, 23b ist bevorzugt als drehzahlgesteuerter Motor, insbesondere mit einem auf die Tragschienenkonstruktion 2 wirkenden Fahrantrieb, ausgebildet. Mit Vorteil kann es sich z.B. um einen Reibradantrieb handeln. Selbstverständlich können alternativ dazu beispielsweise auch Zahnradtriebe oder Zahnriemen vorgesehen sein. Wie sich aus dem Diagramm in Fig. 6 ergibt, wird bevorzugt die Manipulationskraft F bzw. die daraus resultierende Auslenkung des Tragelementes entsprechend einer progressiven Kennlinie 50 in die Antriebsgesschwindigkeit v umgesetzt. Dies wird durch entsprechende Auslegung bzw. Programmierung der elektronischen Auswerteeinheit 47 erreicht, die eine Anpassung der Kennlinie und damit des Ansprechverhaltens des Systems an unterschiedliche Lasthebe-Aufgaben ermöglicht. Die Vorteile dieser progressiven Kennlinie 50 mit flachem Anfangsanstieg bestehen vor allem in einem sanften, weitgehend ruckfreien Anlaufen und Anhalten der Lasthebevorrichtung 6 und der Vermeidung von Schwingungen beim Anlaufen und Abbremsen, wobei dennoch auch hohe Geschwindigkeiten möglich sind. Würde demgegenüber die Umsetzung anhand einer - in Fig. 6 gestrichelt angedeuteten - linearen Kennlinie 52 erfolgen, so würde daraus ein ruckartiges, Pendelschwingungen erzeugendes Anlaufen/Abbremsen resultieren. Ein entsprechend flacherer Anstieg einer linearen Kurve hätte vor allem den Nachteil, daß auch mit einer hohen Kraft F nur eine relativ geringe Geschwindigkeit bewirkt werden könnte, was dazu führen kann, daß das System bei geringfügigen (kurzen) Auslenkungen nicht reagiert.
Das System kann bevorzugt in Kombination mit einem sogenannten Gewichtsbalancer eingesetzt werden. Dabei ist bevorzugt dem Tragelement 14 für dessen vertikale Bewegungen in Achsrichtung Z-Z ein (nicht zeichnerisch dargestellter) drehmomentengesteuerter Antrieb zugeordnet, der jeweils lastabhängig ein konstantes Drehmoment derart erzeugt, daß die Last 20 in vertikaler Richtung in jeder beliebigen Lage statisch gehalten wird, d.h. praktisch schwebt. Hierbei bewirken dann geringe, insbesondere manuell aufgebrachte, vertikal nach oben oder unten wirkende Kräfte (= Laständerungen) wegen des konstanten Drehmomentes automatisch ein Heben oder Senken der Last 20. Hieraus resultiert eine sehr einfache und komfortable Manipulation einer vermeintlich schwebenden Last im Raum durch sehr geringe Kräfte auch in vertikalen Richtungen.
Eine erfindungsgemäße Ausführung eines Systems zum Steuern einer Lasthebevorrichtung 6 ist beispielhaft zunächst in den Fig. 7 und 8 dargestellt. Anstelle der oben beschriebenen Sensoreinrichtung 24, die auf der Messung eines Abstands beruht, ist eine Sensoreinrichtung 25 vorgesehen, die derart ausgebildet und in bezug auf das Tragelement 14 angeordnet ist, daß die Kraft F, die zur Steuerung des Systems aufgebracht wird, insbesondere eine im Bereich einer am freien, unteren Ende des Tragelementes 14 angeordneten Lastaufnahmeeinrichtung 16 angreifende Kraft F, wegfrei erfaßt wird.
Die Sensoreinrichtung 25 weist wie beim vorstehend dargestellten Beispiel wiederum eine Meßeinheit auf, die hier mit dem Bezugszeichen 39 bezeichnet ist. Die Meßeinheit 39 umfaßt ein Gehäuse 41 , in dem sich jedoch hier kein Auslenkkörper 42, sondern ein mit dem Tragelement 14 verbundener Meßkörper 43 und mindestens ein, in der dargestellten Ausführung jeweils zwei, der jeweiligen Koordinatenachse X-X, Y-Y bzw. der zugehörigen Antriebseinrichtung 23a, 23b zugeordnete(r) Kraftaufnehmer 45a, 45b, 45c, 45d befinde(t)/(n). Jeder der Kraftaufnehmer 45a, 45b, 45c, 45d steht dabei in permanenter Berührung mit dem Meßkörper 43 steht. Bei dem Tragelement 14 handelt es sich wiederum um ein flexibles, aufwickelbares Tragelement, wie ein Seil, das über drei Führungsrollen 43a, 43b, 43c des Meßkörpers 43 läuft. Der Meßkörper 43 ist in Richtung der vertikalen Achse Z-Z ortsfest angeordnet und das Tragelement 14 ist zwecks Heben oder Senken einer Last 20 durch eine von den gegeneinander jeweils um 120° versetzen Führungsrollen 43a, 43b, 43c gebildete zentrische Öffnung in dem Meßkörper 43 längsverschiebbar in Richtung der vertikalen Achse Z-Z relativ zu dem Meßkörper 43 beweglich.
Die weiteren Details der Wirkungsweise der Sensoreinrichtung 25 (beispielsweise Ansprechen der Sensoreinrichtung 25 bei Auslenkung des Tragelements 14 gegenüber der Vertikalen 26, Größe und Richtung der in der Steuereinrichtung 47 für die Antriebseinrichtungen 23a, 23b erzeugten Signale, Art der verwendeten Antriebseinrichtungen 23a, 23b, Möglichkeit der Ausbildung der Lasthebevorrichtung 6 als Gewichtsbalancer, nichtlineare Kennlinie usw.) stimmen mit den vorstehend beschriebenen Ausführungen des Steuersystems überein. Deswegen sind in einem Block der Blockdarstellung von Fig. 1 die Meßeinrichtung 40 und die Meßeinrichtung 39 als Alternativen angegeben. Dadurch, daß aber die Kraftaufnehmer 45a, 45b, 45c, 45d der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung 39 im wesentlichen spaltfrei an dem Meßkörper 43 anliegen, ist einerseits keine lastabhängige Manipulationskraft zur Erzeugung eines Steuersignals notwendig, andererseits kann das System auch unter härteren Umweltbedingungen eine gleichbleibend hohe Funktionssicherheit gewährleisten. Die wegfreie Krafterfassung gewährleistet somit auch eine erhöhte Zuverlässigkeit des Systems, indem für die Sensoreinrichtung 25 eine geringere Verschmutzungsgefahr - und damit Möglichkeit zur langzeitlich negativen Beeinflussung der Empfindlichkeit - besteht, als in dem Fall, daß der/die Kraftaufnehmer 44a, 44b in einem bestimmten Abstand (Ringspalt 46) neben einem Auslenkkörper 42 gehaltert ist/sind.
Als weglosen Kraftaufnehmer 45a, 45b, 45c, 45d kann die Sensoreinrichtung 25 mit Vorteil mindestens einen Dehnungsmeßstreifen-Kraftaufnehmer aufweisen. Dehnungsmeßstreifen- (DMS-)Kraftaufnehmer sind die wichtigsten Vertreter der elektrischen Kraftaufnehmer. Im einfachsten Fall werden zur Herstellung eines solchen DMS- Aufnehmers auf einen elastischen Hohlzylinder vier Dehnungsmeßstreifen (DMS) geklebt. Wird der Zylinder durch eine Belastung gestaucht, verändern sich die Widerstände der DMS. Die vier DMS werden in einer Wheatstone-Brücke zusammengeschaltet. Anstelle rohrförmiger (hohlzylindrischer) Verformungskörper können auch stabförmige Verformungskörper eingesetzt werden. Vorteilhaft ist dabei insbesondere, daß sich DMS-Kraftaufnehmer für statische und für dynamische Messungen sowie für Nennkräfte im Bereich von 5 N bis 20 MN eignen.
Des weiteren kann die Sensoreinrichtung 25 als Kraftaufnehmer 45a, 45b, 45c, 45d mindestens einen magnetoelastischen Kraftaufnehmer aufweisen. Die Wirkungsweise eines solchen magnetoelastischen Kraftaufnehmers beruht auf dem magnetoelastischen Effekt von ferromagnetischen Materialien, wonach sich deren Permeabilität unter Krafteinwirkung ändert. Die sich daraus ergebende Induktivitätsänderung einer Spule mit einem aus dem ferromagnetischen Material bestehenden Kern, auf den die Kraft einwirkt, ändert direkt einen Strom, der durch die Spule fließt. Da der Strom direkt gemessen werden kann, sind keine Meßverstärker erforderlich, was derartige Kraftaufnehmer insbesondere für einen Einsatz unter robusten Betriebsbedingungen prädestiniert.
In der Sensoreinrichtung 25 können als weglose Kraftaufnehmer 45a, 45b, 45c, 45d mit Vorteil auch piezoelektrische Kraftaufnehmer eingesetzt werden. Grundlage für diese piezoelektrischen Kraftaufnehmer ist der piezoelektrische Effekt, nach dem auf bestimmten Kristallen Ladungen auftreten, wenn diese mechanisch beansprucht werden. Quarzkristalle haben dabei die höchste Konstanz ihrer Eigenschaften und die beste Isolation, weshalb sie für Meßzwecke am besten geeignet sind. In einem piezoelektrischen Kraftaufnehmer (Meßdose) wirkt die Kraft auf zwei Piezokristalle, die mechanisch hintereinander, elektrisch aber parallel liegen. Auf diese Weise kann eine erforderliche Isolierung einer zwischen den beiden Piezokristallen angeordneten mittleren metallischen Elektrode gegenüber einem als zweite Elektrode dienenden metallischen Gehäuse ohne weiteren Aufwand nur mittels der beiden Piezokristalle erreicht werden. Die Ausgangs-(Signal-)größe eines piezoelektrischen Kraftaufnehmers ist eine Ladung, die von einem Ladungsverstärker in eine entsprechende Spannung umgewandelt wird. Der Vorteil der Verwendung dieser Kraftaufnehmer zeigt sich hauptsächlich bei schnellen dynamische Messungen, bei denen es auf kleine Baugröße und Unempfindlichkeit gegenüber Temperaturschwankungen ankommt. Piezoelektrische Kraftaufnehmer besitzen außerdem eine sehr gute Auflösung und geringe Meßunsicherheit.
Schließlich besteht auch die Möglichkeit, daß die Sensoreinrichtung 25 als Kraftaufnehmer 45a, 45b, 45c, 45d mindestens einen faseroptischen Kraftaufnehmer aufweist. Bei einem solchen Aufnehmer erfolgt entweder die Erfassung oder die Übertragung des Meßwerts mittels einer Lichtleitfaser. Je nach Funktion der Faser unterscheidet man intrinsische und extrinsische faseroptische Aufnehmer. In einem in- trinsischen faseroptischen Aufnehmer dient die Faser selbst als das empfindliche Element, in dem die Wandlung der Meßgröße (Kraft F) in ein optisches Signal erfolgt. Beispielsweise entsteht bei seitlicher Krafteinwirkung auf eine mit einem dünnen Draht umwickelte optische Faser ein Verlust des durchgeleiteten Lichtstroms, der über Photodetektoren durch eine Auswerteelektronik erfaßt werden kann. In einem ex- trinsischen faseroptischen Sensor ist der primäre Zweck die möglichst störungsfreie Übertragung des Meßwertes vom Meßort zu einem Auswerteort. Die Wandlung der Meßgröße in ein optisches Signal erfolgt dabei am Meßort außerhalb der Faser, z.B. mittels integriert-optischer oder mikro-optischer Komponenten. So kann die zu messende Kraft die Öffnungsweite einer Blende für einen Lichtstrom steuern, während ein anderer Teil des Lichtstromes als Referenzsignal unverändert bleibt. Die Auswerteelektronik vergleicht dann die beiden Lichtströme und erzeugt daraus strekenneutral eine Kraftanzeige. Der Einsatz von faseroptischen Aufnehmern ist besonders dann angebracht, wenn meßtechnisch "schwierige" Umgebungsbedingungen herrschen, etwa starke elektrische oder magnetische Störfelder, hohe Temperaturen, explosive oder korrosive Atmosphären.
Zwei vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind auch in den Fig. 9 und 10 sowie 11 und 12 dargestellt. Für beide Ausführungen ist dabei charakteristisch, daß das erfindungsgemäße System zum Steuern der Lasthebevorrichtung einen um einen Winkel φ (Fig. 10 und 12) um eine vertikale Achse W-W (Fig. 9 und 11) schwenkbar gelagerten Ausleger 54 aufweist.
Dem Ausleger 54 kann, wie in Fig. 10 und 12 jeweils schematisch angedeutet - was allerdings nicht notwendigerweise erforderlich ist - eine motorische Antriebseinrichtung 23c zugeordnet sein, die jeweils in Abhängigkeit von einer das Tragelement 14 in im wesentlichen horizontaler Richtung beaufschlagenden, insbesondere manuell aufzubringenden, mittels der Sensoreinrichtung 25 erfaßbaren Kraft F ansteuerbar ist. Auch diese Antriebseinrichtung 23c kann - wie die anderen Antriebseinrichtungen 23a, 23b - mit Vorteil als Servomotor, insbesondere mit Reibrad-, Zahnrad- oder Zahnriemenantrieb ausgebildet sein.
Die Sensoreinrichtung 25 kann dabei mit Vorteil außerdem derart ausgelegt sein, daß eine Bewegung der Lasthebevorrichtung 6 in Richtung einer Auslenkung um den Winkel φ (Pfeil mit dem Bezugszeichen 56) durch eine etwa in der gleichen gewünschten Bewegungsrichtung aufgebrachte Kraft F bewirkt wird. Auch die Antriebsgeschwindigkeit v der Antriebsvorrichtung 23c kann wiederum - wie oben dargestellt - in Abhängigkeit von der Größe der jeweils aufgebrachten Kraft F gesteuert werden, und zwar vorzugsweise anhand einer progressiven Kurve 50 mit einem flachen Anfangsanstieg, wie sie Fig. 6 zeigt.
Dadurch, daß die Meßeinheit 39 vier entsprechend den beiden Koordinatenachsen X- X, Y-Y in einem Winkel von 90° zueinander angeordnete wegfreie Sensoren 45a, 45b, 45c, 45d aufweist, können in der elektronischen Auswerteeinheit 47 anhand der jeweiligen Sensor-Ausgangssignale gleichzeitig - je nach der Wirkungsrichtung der angreifenden Kraft F in den vier durch die Koordinatenachsen X-X, Y-Y gebildeten Quadranten - Steuersignale sowohl für die linearen Antriebseinrichtungen 23a, 23b als auch für die Antriebseinrichtung 23c zum Verschwenken des Auslegers 54 erzeugt werden.
Hierbei ist es von besonderem Vorteil, wenn das Gehäuse 41 der Meßeinrichtung 39 gegenüber dem Meßkörper 43 verdrehbar ist und der Meßkörper 43 und das Gehäuse 41 derart an dem Ausleger 54 befestigt sind, daß beim Verschwenken des Auslegers 54 um den Winkel φ um die vertikale Achse W-W das Gehäuse 41 um denselben Winkel derart verdreht wird, daß das Gehäuse 41 mit den weglosen Kraftaufnehmern 45a, 45b, 45c, 45d relativ zur Laufschienenkonstruktion 2 seine Winkelausrichtung beibehält.
Diese winkelgetreue Mitführung des Gehäuses 41 bewirkt, daß bei jedem Winkel φ, um den der Ausleger 54 verschwenkt wird, eine einfache Signalauswertung durch die elektronische Auswerteeinheit 47 möglich ist, da die Paare der Kraftaufnehmer 45a, 45b und 45c, 45d jeweils immer im selben Winkel zu den horizontalen Hauptachsen X- X, Y-Y des Raumes - beispielsweise, wie aus Fig. 10 und 12 besonders deutlich wird - einerseits achsparallel und andererseits rechtwinklig zu den Achsen X-X, Y-Y ausgerichtet sind.
Zur Mitführung des Gehäuses 41 kann dabei je nach Ausführungsart mit Vorteil entweder eine einendig am Ausleger 54 und anderendig am Gehäuse 41 drehbeweglich angelenkte Koppelstange 58 (Fig. 9 und 10) bzw. auch ein entsprechender Zahnriementrieb 60 (Fig. 11 und 12), ein Kettentrieb oder dergleichen Verwendung finden. Ein solcher Zahnriementrieb 60 ist im übrigen auch der vergrößerten Darstellung in Fig. 7 zu entnehmen. Er verläuft parallel zu dem Ausleger 54 oberhalb der Sensoreinrichtung 25, deren Gehäuse 41 in Richtung auf den Ausleger 54 hin eine axiale rohrförmige Verlängerung 62 aufweist, die von dem Zahnriemen 60 umgriffen wird und über Wälzlager 64 an einem ebenfalls rohrförmigen Ansatzstück 66 am freien Ende des Auslegers 54 gehalten ist. Durch das Innere des Ansatzstücks 66 ist das Tragelement 14 über eine Umlenkrolle 68 geführt.
Bei den in Fig. 13 bis 17 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungen eines Systems zum Steuern einer Lasthebevorrichtung 6 ist im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Ausführungen das Halteeiement 14 nicht als Seil sondern starr - als Stange - ausgebildet. Im übrigen ist der Grundaufbau der Meßeinheit 39 ist im wesentlichen der gleiche wie der der oben beschriebenen Ausführung. Insofern wird auf die obigen diesbezüglichen Erläuterungen verwiesen. Unterschiede zur obigen Ausführung bestehen aber noch in der Lagerung des starren Halteelementes 14 und in einer speziellen Gestaltung eines Bediengriffes 70.
Das Halteelement 14 ist nicht über Führungsrollen 43a, 43b, 43c geführt, sondern besitzt vorzugsweise - wie dargestellt - zwei kugelartige Verdickungen 14a, 14b, die zu seiner Lagerung im Meßkörper 43 und im Ausleger 54 dienen. Der rohrförmig ausgebildete Bediengriff 70 umgreift das Halteelement 14 und weist zwei voneinander isolierte hülsenartige Metallteile 70a, 70b auf, wie dies auch aus den Fig. 14 sowie 16 und 17 deutlich hervorgeht. Die Metallteile 70a, 70b werden durch Handübergriff der Bedienperson 28 elektrisch überbrückt, wodurch ein Stromkreis geschlossen wird, der eine im Ruhezustand des Systems eingeschaltete Sicherheitsblockierung abschaltet.
Der Bediengriff 70 ist des weiteren auch insbesondere zur Steuerung von vertikalen Bewegungen von an dem Tragelement 14 hängenden Lasten 20 ausgebildet. Durch geringe, manuell in vertikaler Richtung 26 aufgebrachte Kräfte kann eine Last 20 gehoben oder gesenkt werden. Die Krafterfassung erfolgt dabei mittels eines Sensors 72, durch den eine durch eine vertikale Bedienkraft bewirkte Abstandsveränderung einer Schiebehülse 74 detektiert und ein entsprechendes Signal an die elektronische Steuereinheit 47 abgegeben wird. Dieses Signal kann dort in analoger Weise wie dies mit den Signalen der wegfreien Sensoren 45a, 45b, 45c, 45d geschieht, in ein Steuersignal für eine Antriebsvorrichtung zur Vertikalbewegung der Last 20 umgesetzt werden. Derartige Antriebsvorrichtungen sind in Fig. 14, 15 und 17 mit dem Bezugszeichen 23d dargestellt. Fig. 13, 16 und 16 enthalten exemplarisch in Form von Wirkungspfeilen eine Veranschaulichung des beschriebenen Signalflusses aus dem Griff 70, insbesondere von dessen Sensor 72 ausgehend, zur elektronischen Steuereinheit 47, wobei Fig. 14 exemplarisch in Form eines Wirkungspfeiles zusätzlich auch die Veranschaulichung des Signalflusses von der elektronischen Steuereinheit 47 zum Vertikalantrieb 23d enthält. Wie bereits erwähnt, kann durch eine solche Kombination mit der vorliegenden Erfindung somit die schwebende Last 20 unabhängig von deren Gewicht durch sehr geringe Kräfte beliebig im Raum manipuliert, d.h. vertikal und/oder horizontal bewegt werden. In der gezeigten Darstellung in Fig. 13 (des weiteren auch in Fig. 14 und 16) ist als Lastaufnahmevorrichtung 16 ein Haken vorgesehen, der sich unmittelbar unter dem Bediengriff 70 befindet.
Eine weitere, nicht dargestellte Ausführungsmöglichkeit der Meßeinrichtung 39 besteht darin, die Sensoreinrichtung 25 zur Erfassung der Steuerkräfte F für die Horizontalbewegung ebenfalls direkt im Bediengriff 70 anzuordnen. Vorzugsweise können dabei vier wegfreie Sensoren 45a, 45b, 45c, 45d zur quadrantengenauen Erfassung der Kräfte F durch Dehnungsmeßstreifen gebildet sein. Fig. 14 und 15 zeigen in zwei verschiedenen Ansichten wiederum ein erfindungsgemäßes Steuersystem, und zwar mit einer dritten Ausführung des drehbaren Auslegers 54 und mit der zweiten Ausführung der Meßeinheit 39. Die Darstellungen in der Zeichnung sind analog zu denen der ersten Ausführung (Fig. 9 und 10) und der zweiten Ausführung (Fig. 11 und 12) gewählt. Der wesentlichste Unterschied der dritten Ausführung gegenüber den vorstehend beschriebenen Varianten besteht dabei darin, daß der Ausleger 54 aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Armen 54a, 54b besteht. Der erste Arm 54a ist - wie in Fig. 10 und 12 für den Ausleger 54 dargestellt - um einen Winkel φ zwischen Arm 54a und X-X-Achse um die vertikale Achse W-W verschwenkbar, der zweite Arm 54b ist um einen Winkel φ1 zwischen Arm 54b und Arm 54a um eine vertikale Achse W1-W1 verschwenkbar. Beim Verschwenken der beiden Auslegerarme 54a, 54b erfolgt wie bei den ersten beiden Ausführungen eine mechanische Nachführung der Sensoreinrichtung 25 derart, daß die weglosen Kraftaufnehmer 45a, 45b, 45c, 45d relativ zur Laufschienenkonstruktion 2 bzw. zur den Achsen der X-Y-Ebene ihre Winkelausrichtung beibehalten. Insbesondere ist zur mechanischen Nachführung dabei ein Zahnriementrieb 60 - wie bei der zweiten Ausführung des Auslegers 54 - vorgesehen, wobei hier zwei Zahnriemen 60a, 60b - jeweils einer für jeden Arm 54a, 54b des Auslegers 54 zur Anwendung kommen.
Der Ausleger 54 ist an einer drehfest mit der Laufkatze 8 verbundenen Stange 76 vertikalbeweglich geführt, wobei zur Bewegung in der Z-Z-Richtung ein spezieller Antrieb 23d vorgesehen sein kann, der wie bereits erwähnt steuerbar und beispielsweise - ähnlich wie in Fig. 4 für das dort flexible Tragelement 14 dargestellt - mit einer motorischen Auf- und Abwickeleinrichtung 18 für ein Seil 78 verbunden sein kann. (Alle vorhandenen Antriebsvorrichtungen 23a, 23b und 23d sind in Fig. 14 und 15, sowie auch in den weiteren Figuren nicht nur schematisch, sondern gegenständlich dargestellt. Spezielle Antriebe 23c für die Winkelverstellung des Auslegers 54 bzw. von dessen Armen 54a, 54b sind nicht vorgesehen, da diese manuell erfolgt.)
Bei der in Fig. 16 dargestellten Ausführung eines erfindungsgemäßen Steuersystems ist der Ausleger 54 (in einer vierten Ausführung) ebenfalls aus zwei Armen 54a, 54b gebildet. Die Vertikalbeweglichkeit der Last 20 wird hier jedoch dadurch erreicht, daß der erste Arm 54a nicht nur um die vertikale Achse W-W in horizontaler Richtung, sondern auch in vertikaler Richtung verschwenkbar ist. Der Arm 54a besteht zu diesem Zweck aus zwei parallel zueinander angeordneten Schwenkhebeln 80a, 80b die einendig an einem mit der Laufkatze 8 verbundenen Halteteil 82 und anderendig an einem mit dem zweiten Arm 54b verbundenen Halteteil 84 drehbeweglich angelenkt sind.
Im Unterschied zu den bisher dargestellten Ausführungen des erfindungsgemäßen Systems ist bei diesem Ausführungsbeispiel keine mechanische, sondern eine elektrische, der Bewegung des Auslegers 54 in der X-Y-Ebene folgende Nachführung der Meßeinrichtung 39 bzw. Sensoreinrichtung 25 realisiert, die als "Nachführung über eine elektrische Welle" bezeichnet werden kann. Dabei sind als Einrichtungen zur Erzeugung von Signalen für die Winkel φ, φ1, um die die Auslegerarme 54a, 54b verschwenkt werden, in den jeweiligen Gelenkpunkten inkrementale Drehwinkelmeßscheiben (Encoder) 86, 88 vorgesehen, die koaxial zu den vertikal verlaufenden Schwenkachsen W-W, W1-W1 der Auslegerarme 54a, 54b angeordnet sind. Die den Schwenkwinkeln φ, φ1 der Arme 54a, 54b entsprechenden Signale werden der elektronischen Auswerteeinheit 47 zugeleitet, wo durch Addition bzw. Subtraktion ein resultierender Winkelwert für einen Stellantrieb 23e zur Nachführung der weglosen Sensoren 45a, 45b, 45c, 45d berechnet wird. Bei diesem Stellantrieb 23e kann es sich vorzugsweise um einen Schrittmotor handeln. Die Nachführung kann dabei mit Vorteil z.B. über einen auf die Meßeinheit 39 wirkenden Zahnriementrieb 60, aber auch direkt vom Stellantrieb 23e auf die Meßeinheit 39 wirkend, geschehen.
Die Drehgelenke der Arme 54a, 54b an den vertikalen Achsen W-W, W1-W1 bzw. der Schwenkhebel 80a, 80b an den horizontalen (nicht näher bezeichneten) Achsen können mit Vorzug bei der Ansteuerung der Fahrantriebe 23a, 23b gebremst sein, damit beim Verfahren nicht durch die Massenträgheit der genannten Teile eine ungewollte Spontanbewegung auftritt.
Die Aktivierung von an den Drehgelenken befindlichen Feststellbremsen , die eine starre Relativlage der Arme 54a, 54b bzw. 80a, 80b zueinander bewirken , kann mit Vorteil ebenfalls über den Bediengriff 70 realisiert werden, und zwar insbesondere, indem die Bedienperson 28 durch Handübergriff die beiden, oben beschriebenen voneinander isolierten hülsenartige Metallteile 70a, 70b elektrisch überbrückt wodurch ein entsprechender Aktivierungs-Stromkreis geschlossen wird. Dies ist im übrigen bei allen Ausführungsbeispielen möglich, bei denen Drehgelenke vorgesehen sind.
Eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Steuersystems mit einem um eine vertikale Achse W-W drehbaren Ausleger 54 ist in Fig. 17 dargestellt. Diese Ausführung besitzt mehrere Gemeinsamkeiten mit der in Fig. 14 und 15 dargestellten Ausführung, jedoch ist der Ausleger 54 drehbeweglich über die Achse W-W direkt an der Laufkatze 8 angelenkt und nicht drehbeweglich an der vertikalen Stange 76. Es ist zwar ebenfalls eine vertikale Stange 76 vorhanden, an der jedoch die Lastaufnahmeeinrichtung 16 - in diesem Fall eine Gabel - vertikal geführt ist. Die vertikale Führung und Steuerung der Lastaufnahmevorrichtung 16 erfolgt dabei auf die gleiche Weise wie bei der in Fig. 14 und 15 dargestellten Ausführung über einen auf eine Abwickelvorrichtung 18 für ein Seil 78 wirkenden Vertikalantrieb 23d, der wiederum durch die elektronische Auswerteeinrichtung 47 ansteuerbar ist. Diese empfängt ihre Steuersignale wiederum aus der Meßeinrichtung 39 mit den weglos arbeitenden Sensoren 45a, 45b, 45c, 45d und aus dem Bediengriff 70, in dem sich ein Sensor 72 für die Vertikalsteuerung befindet. Der Bediengriff 70 und die Meßeinrichtung 39 bilden auch hier - wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungen - eine Einheit, die in diesem Fall aber an der drehbeweglich an der Laufkatze 8 angelenkten vertikalen Stange 76 befestigt ist. Auch für diese Ausführung kann eine mechanische Nachführung der Sensoren 45a, 45b, 45c, 45d oder eine Nachführung nach der Art einer elektrischen Welle vorgesehen sein.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt- auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Dies betrifft insbesondere die Sensoreinrichtung 25; hier ist auch jede andere Ausführungsform geeignet, mit der Kräfte auf das Tragelementes 14 weglos erfaßbar und in Ansteuersignale umsetzbar sind. Die vorgesehenen Antriebe 23a, 23b, 23c können als elektrische, pneumatische und/oder hydraulische Motore ausgebildet sein. Die in den Beispielen nur schematisch dargestellte elektronische Auswerteeinheit 47 kann vorzugsweise in einen fahrbaren Teil des Systems, wie beispielsweise die Laufkatze 8, integriert sein.
Der Fachmann kann des weiteren das erfindungsgemäße Steuersystem durch geeignete technische Maßnahmen ergänzen. Hinsichtlich derartiger Möglichkeiten zur Steuerung von vertikalen Bewegungen der Last 20 wird dabei zusätzlich zu den vorstehenden Ausführungen in vollem Umfang insbesondere auf den Gegenstand der deutschen Gebrauchsmusteranmeldung DE 299 02 364.8 verwiesen.
Ferner ist die Erfindung nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, daß grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.
Bezugszeichen
1 Kranbahn
2 Laufschienenkonstruktion
Laufschiene
Lasthebevorrichtung
Laufkatze
10 Halteelemente
12 Träger
14 Tragelement
14a Verdickung an 14
14b Verdickung an 14
16 Lastaufnahmeeinrichtung
18 Abwickeleinrichtung 0 Last 2 Schiene 3a Antriebseinrichtung (X-X) 3b Antriebseinrichtung (Y-Y) 3c Antriebseinrichtung für 54 (Rotation in X-Y-Ebene) 3d Antriebseinrichtung (Z-Z) 3e Antriebseinrichtung für 25 bzw. 39 4 Sensoreinrichtung 5 Sensoreinrichtung 6 Vertikale 8 Bedienperson 0 Kraftwirkungsrichtung 2 Ausrichtung von 14 (ausgelenkt) 4 Bewegungsrichtung von 14 bei 30 6 Kraftwirkungsrichtung 8 Bewegungsrichtung von 14 bei 36 9 Meßeinheit von 24 0 Meßeinheit von 24 1 Gehäuse von 39, 40 Auslenkkörper von 40 Meßkörper von 39 a Führungsrolle in 43 für 14 b Führungsrolle in 43 für 14 c Führungsrolle in 43 für 14 a Abstandssensor in 40 b Abstandssensor in 40 a wegfreier Sensor in 39 b wegfreier Sensor in 39 c wegfreier Sensor in 39 d wegfreier Sensor in 39 Ringspalt um 42 elektronische Auswerteeinheit Führung von 40 Kennlinie v von F Kennlinie v von F Ausleger a erster Auslegerarm b zweiter Auslegerarm Bewegungsrichtung von 54 Koppelstange Zahnriementrieb a erster Zahnriemen von 60 b zweiter Zahnriemen von 60 Verlängerung von 41 Wälzlager Ansatzstück an 54 Umlenkrolle für 14 Bediengriff a erstes Metallteil von 70 b zweites Metallteil von 70 Sensor in 70 Schiebehülse Stange Seil 80a Schwenkhebel von 54a
80b Schwenkhebel von 54a
82 Halteteil für 80a, 80b an 8
84 Halteteil für 80a, 80b an 54b
86 Encoder (Achse W-W)
88 Encoder (Achse W1 -W1 )
F Kraft v Geschwindigkeit
W-W Schwenkachse von 54 bzw. 54a
W1-W1 Schwenkachse von 54b
X Raumkoordinate
X-X Raumrichtung (horizontal)
X-Y Raumebene (horizontal)
Y Raumkoordinate
Y-Y Raumrichtung (horizontal) z Raumkoordinate
Z-Z Raumrichtung (vertikal)
α Auslenkungswinkel von 14 φ Schwenkwinkel von 54 bzw. 54a φ1 Schwenkwinkel von 54b

Claims

Ansprüche
1. System zum Steuern einer Lasthebevorrichtung (6), insbesondere einer an einer Laufschienenkonstruktion (2) geführten Kran-Laufkatze (8), bezüglich ihrer Bewegungen in einer horizontalen Ebene (X-Y), wobei die Lasthebevorrichtung (6) ein - zumindest in Ruhelage schwerkraftbedingt - vertikal (Z-Z) ausgerichtetes Tragelement (14) aufweist, und der Lasthebevorrichtung (6) zur Ausführung der Bewegungen mindestens eine motorische Antriebsvorrichtung (23a, 23b, 23c) zugeordnet ist, die jeweils in Abhängigkeit von einer das Tragelement (14) in im wesentlichen horizontaler Richtung beaufschlagenden, insbesondere manuell aufzubringenden, mittels einer Sensoreinrichtung (25) erfaßbaren Kraft (F) ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (25) derart ausgebildet und in bezug auf das Tragelement (14) angeordnet ist, daß die Kraft wegfrei erfaßt wird.
2. System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Lasthebevorrichtung (6) ein flexibles, aufwickelbares, pendelfähiges Tragelement (14) aufweist, das in Ruhelage schwerkraftbedingt vertikal (Z-Z) ausgerichtet ist.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen um einen Winkel (φ) um mindestens eine vertikale Achse (W-W) schwenkbar gelagerten Ausleger (54).
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger (54) aus einem ersten Arm (54a), der um einen Winkel (φ) um eine erste vertikale Achse (W-W) verschwenkbar ist, und aus einem zweiten Arm (54b), der um einen Winkel (φ1) um eine zweite vertikale Achse (W-W) verschwenkbar ist, besteht.
5. System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausleger (54) eine motorische Antriebseinrichtung (23c) zugeordnet ist, die jeweils in Abhängigkeit von einer das Tragelement (14) in im wesentlichen horizontaler Richtung beaufschlagenden, insbesondere manuell aufzubringenden, mittels der Sensoreinrichtung (25) erfaßbaren Kraft (F) ansteuerbar ist.
6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (25) eine das Tragelement (14) im Bereich einer am freien, unteren Ende des Trageiementes (14) angeordneten Lastaufnahmeeinrichtung (16) beaufschlagende Kraft (F) erfaßt.
7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (25) in Abhängigkeit von der Richtung und vorzugsweise auch der Größe dieser Kraft (F) in einer elektronischen Auswerteeinheit (47) erfaßbare Signale erzeugt, die Steuersignale zum Ansteuern von Antriebseinrichtung(en) (23a, 23b, 23c) der Lasthebevorrichtung (6) erzeugt.
8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (25) derart ausgelegt ist, daß eine Bewegung der Lasthebevorrichtung (6) in eine bestimmte Koordinatenrichtung (X und/oder Y und/oder φ) durch eine etwa in der gleichen gewünschten Bewegungsrichtung aufgebrachte Kraft (F) bewirkt wird.
9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsgeschwindigkeit der Antriebsvorrichtung (23a, 23b, 23c) in Abhängigkeit von der Größe der jeweils aufgebrachten Kraft (F) gesteuert wird, und zwar vorzugsweise anhand einer progressiven Kurve (50) mit einem flachen Anfangsanstieg.
10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasthebevorrichtung (6) über eine Fläche hinweg in Richtung von zwei zueinander senkrechten Koordinatenachsen (X-X und Y-Y) beweglich geführt ist, wobei jeder Achse (X-X; Y-Y) eine gesonderte motorische Antriebseinrichtung (23a, 23b) zugeordnet ist und beide Antriebseinrichtungen (23a, 23b) mittels der Sensoreinrichtung (25) ansteuerbar sind.
11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadu rch gekennzeich net, daß die Kraft (F) durch unmittelbare Kraftübertragung auf die Sensoreinrichtung (25) bei manuell bewirkten, kraftabhängigen, gegenüber der Vertikalen (26) aufgezwungenen Auslenkungen des Tragelementes (14) erfaßt wird.
12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadu rch gekennzeich net, daß die Sensoreinrichtung (25) eine Meßeinheit (39) mit einem Gehäuse (41) und mit einem mit dem Tragelement (14) über Führungsrollen (43a, 43b, 43c) verbundenen Meßkörper (43) und mindestens einem der jeweiligen Koordinatenachse (X-X; Y-Y) bzw. der zugehörigen Antriebseinrichtung (23a, 23b) zugeordneten Kraftaufnehmer (45a, 45b, 45c, 45d) aufweist, der in Berührung mit dem Meßkörper (42) steht.
13. System nach Anspruch 12, dad u rch geken nzeich net, daß der Meßkörper (43) in Richtung einer vertikalen Achse (Z-Z) ortsfest angeordnet ist und das Tragelement (14) zwecks Heben oder Senken einer Last (20) durch eine zentrische Öffnung über die Führungsrollen (43a, 43b, 43c) in dem Meßkörper (42) längsverschiebbar in Richtung der vertikalen Achse (Z-Z) relativ zu dem Meßkörper (43) beweglich ist.
14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d ad u rch geken nzei ch net, daß die Sensoreinrichtung (25) als Kraftaufnehmer (45a, 45b, 45c, 45d) mindestens einen Dehnungsmeßstreifen- Kraftaufnehmer, einen magnetoelastischen, einen piezoelektrischen oder einen faseroptischen Kraftaufnehmer aufweist.
15. System nach einem der Ansprüche 12 bis 14, d a d u rc h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Meßeinheit (39) vier entsprechend den beiden Koordinatenachsen (X-X; Y-Y) in einem Winkel von 90° zueinander angeordnete Kraftaufnehmer (45a, 45b, 45c, 45d) aufweist.
16. System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die /jede Antriebseinrichtung (23a, 23b, 23c) motorisch, insbesondere als drehzahlgesteuerter Motor, vorzugsweise mit Reibrad- und/oder Zahnrad- und/oder Zahnriemenantrieb (60), ausgebildet ist.
17. System nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeich net, daß die Lasthebevorrichtung (6) als Gewichtsbalancer ausgebildet ist.
18. System nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß dem Tragelement (14) für dessen vertikale Bewegungen (Z-Z) ein drehmomentgesteuerter Antrieb (23d) zugeordnet ist, der jeweils lastabhängig ein konstantes Drehmoment derart erzeugt, daß die Last (20) in vertikaler Richtung (Z-Z) in jeder beliebigen Lage statisch gehalten wird und geringe, insbesondere manuell aufgebrachte, im wesentlichen vertikal wirkende Kräfte ein Heben oder Senken der Last (20) bewirken.
19. System nach einem der Ansprüche 12 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gehäuse (41) der Meßeinrichtung (39) gegenüber dem Meßkörper (43) verdrehbar ist und der Meßkörper (43) und das Gehäuse (41) derart an einem/dem Ausleger (54) oder einem Auslegerarm (54b) befestigt sind, daß beim Verschwenken des Auslegers (54) oder von mehreren Auslegerarmen (54a, 54b) um einen/den Winkel (α) oder mehrere Teilwinkel (α, α1) um eine/die vertikale Achse (W-W) oder um mehrere vertikale Achsen (W-W, W1-W1) das Gehäuse (41) um denselben Winkel (α) oder um einen summarischen Winkel (α ± α1) derart verdreht wird, daß das Gehäuse (41) mit den Kraftaufnehmern (45a, 45b, 45c, 45d) relativ zur Laufschienenkonstruktion (2) seine Winkelausrichtung beibehält.
20. System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verdrehung des Gehäuses (41 ) eine einendig am Ausleger (54) und anderendig am Gehäuse (41) drehbeweglich angelenkte Koppelstange (58) vorgesehen ist.
21. System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verdrehung des Gehäuses (41 ) ein Riementrieb, wie ein Zahnriementrieb (60), ein Kettentrieb oder dergleichen vorgesehen ist.
22. System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verdrehung des Gehäuses (41 ) ein eigener motorischer Antrieb (23e), wie ein Schrittmotor, vorgesehen ist.
23. System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (23e) zur Verdrehung des Gehäuses (41) über eine/die elektronische Auswerteeinheit (47) ansteuerbar ist.
24. System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß als Einrichtung(en) zur Erzeugung von Signalen für den/die Winkel (φ, φ1), um den/die der Auslegers (54) oder die Auslegerarme (54a, 54b) verschwenkt werden, (eine) inkrementale Drehwin- kelmeßscheibe(n) (Encoder 86, 88) vorgesehen ist/sind, die koaxial zu der/den vertikal verlaufenden Schwenkachse(n) (W-W, W1-W1) der Auslegerarme 54a, 54b angeordnet ist/sind, wobei das/die dem/den Schwenkwinkel(n) (φ, φ1) entsprechende^) Signal(e) der elektronischen Auswerteeinheit (47) zugeleitet wird/werden, wo ein Winkel (φ, φ ± φ1) für den Antrieb (23e) zur Nachführung der Kraftaufnehmer (45a, 45b, 45c, 45d) berechnet wird.
25. System nach einem der Ansprüche 7 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Auswerteeinheit (47) in einen fahrbaren Teil des Systems, wie beispielsweise in die Kran- Laufkatze (8), integriert ist.
26. System nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dad u rch gekennzeich net, daß die Sensoreinrichtung (25) eine bauliche Einheit mit einem Bediengriff (70) bildet, insbesondere daß die Sensoreinrichtung (25) in einen Bediengriff (70) integriert ist.
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