WO2013174642A1

WO2013174642A1 - Messung der auslegerlänge eines kranes mittels laufzeitmessung

Info

Publication number: WO2013174642A1
Application number: PCT/EP2013/059381
Authority: WO
Inventors: Robert Tordy
Original assignee: Hirschmann Automation And Control Gmbh
Priority date: 2012-05-23
Filing date: 2013-05-06
Publication date: 2013-11-28
Also published as: JP2015520713A; RU2014151635A; US9856119B2; US20150077283A1; CN104302570A; IN2014DN09049A; EP2852548A1; DE102012208635A1

Abstract

Verfahren zur verschleißfreien Bestimmung eine Gesamtlänge (GL) eines Auslegers (1, 4) eines Kranes, dadurch gekennzeichnet, dass an einem ersten Punkt (2, 5) des Auslegers (1, 4) ein Signal eingekoppelt und an einem zweiten Punkt (3, 6) des Auslegers (1, 4) ausgekoppelt wird, wobei aus der Zeit, die das Signal von dem ersten Punkt (2, 5) bis zu dem zweiten Punkt (3, 6) benötigt, die Gesamtlänge (GL) bestimmt wird.

Description

Hirschmann Automation and Control GmbH, Neckartenzlingen

B E S C H R E I B U N G

Messung der Auslegerlänge eines Kranes mitteis Laufzeitmessung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur verschleißfreien Bestimmung einer Gesamtlänge eines Auslegers eines Kranes sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens gemäß den Merkmalen der Oberbegriffe der unabhängigen Patentansprüche.

Für den Betrieb, insbesondere bezüglich der Sicherheit, eines Kranes, ist es außerordentlich wichtig, die Gesamtlänge eines einteiligen Auslegers oder auch die Gesamtlänge eines teleskopierbaren Auslegers eines Kranes zu kennen. Denn sowohl von der Gesamtlänge als auch von dem Auslegerwinkel und ggf. weiterer Parameter hängt es ab, welche Last mit dem Ausleger betrieben werden darf.

Zur Bestimmung der Länge des Auslegers, insbesondere bei teleskopierbaren Auslegern mit mehreren Auslegerelementen, ist es schon bekannt, über die Länge eines Seiles, was beim Ein- bzw. Ausfahren des Auslegers mitgeführt wird, die aktuelle Gesamtlänge des Auslegers zu bestimmen. Dieses Seil wird auf einer Trommel aufgewickelt, bzw. abgewickelt, wobei die Anzahl der Wickelungen ein Maß für die auf- bzw. abgewickelte Seiliänge und damit indirekt auch ein Maß für die Gesamtlänge des Auslegers ist. Solche seilgeführten Systeme sind zwar in der Praxis bewährt, haben jedoch den Nachteil, dass sie während der Lebensdauer des Kranes verschleißbehaftet sind und außerdem ein zusätzliches Gewicht mit sich bringen. Soll gerade bei größeren Auslegerlängen die Auslegerlänge mit hinreichender Genauigkeit bestimmt werden können, ist es erforderlich, zusätzliche Maßnahmen (z. B. zur Verhinderung der Durchhängung des Seiles) zu ergreifen. Aus der DE 10 2006 025 002 A1 ist schon ein verschleißfreies Verfahren zur Bestimmung der Gesamtlänge eines Auslegers eines Kranes bekannt geworden. Hierbei wird die Auslegerlänge mittels der Funktechnik, insbesondere mittels der RFID- Technik, bestimmt. Dieses System überwindet zwar die Nachteile des seilgeführten Systems, nämlich dass die Genauigkeit verbessert und das Gewicht reduziert sowie der Verschleiß eliminiert wird. Jedoch hat das funkbasierte System den Nachteil, dass es sicherheitskritischen Anforderungen ohne weitere zusätzliche und damit aufwendige Maßnahmen nicht störsicher ist, da Störsignale von außen (zum Beispiel durch Mobilfunk, Sprechfunk und dergleichen) die Signalübertragung stören können. Damit ist für den sicherheitsrelevanten Betrieb eines Kranes nicht sichergestellt, dass die Auslegerlänge mit einem solchen System zuverlässig bestimmt werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur verschleißfreien Bestimmung einer Gesamtlänge eines Auslegers eines Kranes sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens bereit zu stellen, mit dem die eingangs geschilderten Nachteile wirksam vermieden werden.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass an einem ersten Punkt des Auslegers ein Signal eingekoppelt und an einem zweiten Punkt des Auslegers ausgekoppelt wird, wobei aus der Zeit, die das Signal von dem ersten Punkt bis zum dem zweiten Punkt benötigt, die Gesamtlänge bestimmt wird. Das heißt, dass man sich die Laufzeitmessung zunutze macht, um die Gesamtlänge des Auslegers, insbesondere eines einteiligen Auslegers oder von mehreren Auslegerelementen eines teleskopierbaren Auslegers, zu bestimmen. Diese Laufzeitmessung ist weitestgehend störungsfrei, verschleißfrei und reduziert das Gewicht deutlich. Außerdem ist es lediglich erforderlich, für einen bestimmten Typ eines Auslegers einmalig die Laufzeit zu bestimmen, um danach für Ausleger gleichen Typs, egal ob einteilige Ausleger oder teleskopierbare Ausleger, die Laufzeit zu kennen und daraus während des Betriebes nach der Einrichtung des Kranes die Auslegerlänge zu bestimmen. Während ein teleskopierbarer Ausleger aus mehreren Auslegerelementen, die relativ zueinander verschiebbar sind, ausgebildet ist, kann bei einem einzelnen Ausieger- element die Gesamtlänge variieren, je nachdem, welche Teile an dem Ausleger angebaut sind. Stellvertretend wird hier als Beispiel genannt, dass an einem Ausleger eine Gittermastspitze angebracht wird, wobei auch die Länge des angebauten Gittermastelementes relevant ist für die Gesamtlänge des Auslegers. Insofern wird unter dem Begriff„Ausleger" auch ein solcher Ausleger verstanden, der nicht nur einteilig ausgebildet ist, sondern der auch aus mehreren Teilen zusammengesetzt werden kann. Auch hier bietet das Verfahren die Möglichkeit, in Abhängigkeit der zusammengesetzten Teile des Auslegers (Rüstzustand) die Gesamtlänge zu bestimmen. Besonders flexibel ist das Verfahren dann, wenn der Gesamtausleger aus mehreren Teilen zusammengesetzt wurde und dann vor dem Einsatz des Kranes eine Laufzeitmessung durchgeführt wird, um die Gesamtlänge zu ermitteln. Danach schließt diese ermittelte Gesamtlänge in die weitere Berechnung, insbesondere eine Lastmomentberechnung, ein. Ein weiterer Vorteil dieser Laufzeitmessung ist darin zu sehen, dass dann, wenn während des Betriebes des Kranes dessen Rüstzustand, insbesondere die Zusammensetzung des Auslegers, verändert wurde, die sich daraus neu ergebende Gesamtlänge ermittelt und mit der vorher ermittelten Gesamtlänge verglichen werden kann. Bei Abweichungen bedeutet dies, dass sich die neue Gesamtlänge verändert hat, was bei der weiteren Lastmomentberechnung einfließen und dieser neuen Gesamtlänge Rechnung getragen werden kann. Daher ist es von weiterem Vorteil, dass das Verfahren zur verschleißfreien Bestimmung der Gesamtlänge des Auslegers nicht nur vor der Inbetriebnahme des Kranes, sondern auch während der Betriebszeit wiederholt wird. Diese Wiederholung findet zur Erhöhung der Betriebssicherheit des Kranes in vorteilhafter Weise jedes Mal dann statt, wenn sich der Rüstzustand geändert hat oder alternativ und ergänzend dazu in bestimmten Zeiträumen (Intervallen) statt.

Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur verschleißfreien Bestimmung der Gesamtlänge des Auslegers sind in den Unteransprüchen angegeben und werden diesbezüglich mit Blick auf die Figuren näher erläutert. In den Figuren 1 und 2 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, ein Ausleger 1 schema- tisch dargestellt. Dieser Ausleger 1 kann einstöckig oder mehrteilig ausgebildet sein.

In Figur 1 ist dargestellt, dass an den stirnseitigen Enden des Auslegers 1 ein Signal an einem ersten Punkt 2 eingekoppelt und an einem zweiten Punkt 3 ausgekoppelt wird. Aus der Laufzeit, die das Signal von dem ersten Punkt 2 bis zu dem zweiten Punkt 3 benötigt, kann, ggf. unter Berücksichtigung weiterer Parameter, die Gesamtlänge GL des Auslegers 1 bestimmt werden. In diesem Fall wird aus der Laufzeitmessung zwischen den Punkten 2 und 3 die Gesamtlänge L direkt bestimmt.

Eine indirekte Bestimmung der Gesamtlänge GL des Auslegers 1 ist in Figur 2 dargestellt. Hier ist prinzipiell erkennbar, dass zumindest ein Signal beabstandet zu einem stirnseitigen Ende des Auslegers 1 ein- und/oder ausgekoppelt wird und bei der Bestimmung der Gesamtlänge GL der Abstand zwischen dem stirnseitigen Ende und dem Kopplungspunkt berücksichtigt wird. Mit Blick auf Figur 2 bedeutet dies, dass hier die beiden Punkte 2, 3 beabstandet sind von dem stirnseitigen jeweiligen Ende des Auslegers 1. Der Abstand zwischen dem Kopplungspunkt 2 und dem zugehörigen stirnseitigen Ende (bei Betrachtung der Figur 2 das rechte Ende des Auslegers 1) ist mit TLI (Teillänge 1) bezeichnet. Der Abstand zwischen dem Koppelungspunkt 3 und dem zugehörigen stirnseitigen Ende (bei Betrachtung der Figur 2 das linke Ende des Auslegers 1) ist mit TL2 (Teillänge 2) bezeichnet. Diese beiden Teillängen TL1 , TL2 sind aufgrund der geometrischen Anordnung der Kopplungspunkte 2, 3 am Ausleger 1 bekannt und können daher bei der Bestimmung der Gesamtlänge GL berücksichtigt werden. Denn eine weitere Teillänge TL3 (Teillänge 3) wird mittels der erfindungsgemäßen Laufzeitmessung zwischen den Kopplungspunkten 2, 3 (Einkopplung im Punkt 2 und Auskopplung im Punkt 3 oder umgekehrt) bestimmt. Dann kann mittels einfacher Berechnung die Gesamtlänge GL durch die Addition der drei Teillängen TL1 , TL2 und TL3 erfolgen. Dabei sind in diesem Fall die Teillängen 1 und 2 Konstante, während die Teillänge 3 aufgrund der Zusammensetzung des Auslegers 1 aus mehreren Teilen variieren kann und daher messtechnisch mittels Laufzeitmessung bestimmt werden muss. Je nach geometrischer Ausgestaltung des Auslegers 1 beziehungsweise seiner Bestandteiie kann auch die Teillänge 1 und/oder die Teiilänge 2 gleich Null sein. Ebenso ist es denkbar, die Gesamtlänge eines Auslegers, der aus mehreren Teilen besteht, mit dem Verfahren, wie es zu Figur 1 beziehungsweise zu Figur 2 beschrieben worden ist, zu bestimmen.

Figur 3 zeigt eine Prinzipdarstellung zur Durchführung des Verfahrens, wenn der Ausleger als teleskopierbarer Ausleger ausgestaltet ist. Dabei wird die Gesamtlänge GL aus den Einzellängen der Auslegerelemente 1 , 4 bestimmt, wobei die beiden Ausleger 1 , 4 relativ zueinander bewegbar, insbesondere axial verschiebbar, sind. Wie schon vorstehend beschrieben, weist der Ausleger 1 die Koppelungspunkte 2, 3 auf, mit deren Hilfe und durch die Laufzeitmessung die Gesamtlänge GL bestimmt werden kann. Ebenso weist der Ausleger 4 Koppelungspunkte 5, 6 auf, so dass auch die Gesamtlänge GL des Auslegers 4 bestimmt werden kann. Eine solche konstruktive Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der Ausleger 1 und/oder der Ausleger 4 nicht zwangsweise einstöckig ausgebildet sein müssen, sondern aus mehreren Bestandteilen zusammengesetzt werden können. Denn wenn unterschiedliche Längen der Bestandteile zusammengesetzt werden, kommt es zu einer jeweiligen Veränderung der Gesamtlänge des jeweiligen Auslegers 1 , 4, die mittels der Laufzeitmessung bestimmt werden kann.

Sollte in Anwendung des teleskopierbaren Auslegers, wie er in Figur 3 gezeigt ist, jedoch der Fall vorliegen, dass beide Ausleger 1 , 4 immer eine konstante und bekannte Gesamtlänge aufweisen, ist es nicht erforderlich, die Koppelungspunkte 3 an dem Ausleger 1 und 5 an dem Ausleger 4 vorzusehen. In diesem Fall reicht es aus, dass der erste Koppelungspunkt 2 an dem einen Ausleger 1 und der zweite Koppelungspunkt 6 an dem weiteren Ausleger 4 vorhanden ist, um die aufgrund der Teleskopierung variierende Gesamtlänge dieses Auslegers 1 , 4 zu bestimmen. Das gleiche Prinzip ist selbstverständlich auch dann anwendbar, wenn mehr als zwei Ausleger 1 , 4 relativ zueinander verschiebbar (teleskopierbar) sind. In einem solchen Fall reicht es aus, dass zum Beispiel an dem Auslegerelement, welches sich an der Basis des Kranes befindet, der Einkoppelungspunkt 2 und an dem letzten, davon abgewandten Auslegerelement der zweite Koppelungspunkt 6 vorhanden ist. Dann kann zwischen diesen beiden Ein- und Auskoppelungspunkten 2, 6 die Gesamtlänge des teleskopierbaren Auslegers durch Laufzeitmessung bestimmt werden. Zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens ist eine Vorrichtung zur verschleißfreien Bestimmung einer Gesamtlänge eines Auslegers eines Kranes vorgesehen, wobei die Vorrichtung Mittel zum Einkoppeln eines Signales an einem ersten Punkt 2, 5 des Auslegers 1 , 4 und Mittel zur Auskoppelung an einem zweiten Punkt 3, 6 des Auslegers 1 , 4 umfasst, wobei weiter Mittel vorgesehen sind, mit denen aus der Zeit, die das Signal von dem ersten Punkt 2, 5 bis zu dem zweiten Punkt 3, 6 benötigt, die Gesamtlänge GL bestimmt wird.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E Messung der Auslegerlänge eines Kranes mittels Laufzeitmessung

1.

Verfahren zur verschleißfreien Bestimmung eine Gesamtlänge (GL) eines Auslegers (1 , 4) eines Kranes, dadurch gekennzeichnet, dass an einem ersten Punkt (2, 5) des Auslegers (1 , 4) ein Signal eingekoppelt und an einem zweiten Punkt (3, 6) des Auslegers (1 , 4) ausgekoppelt wird, wobei aus der Zeit, die das Signal von dem ersten Punkt (2, 5) bis zu dem zweiten Punkt (3, 6) benötigt, die Gesamtlänge (GL) bestimmt wird.

2.

Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Signale an den stirnseitigen Enden des Auslegers (1 , 4) ein- bzw. ausgekoppelt werden.

3.

Verfahren nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Signal beabstandet zu einem stirnseitigen Ende des Auslegers (1 , 4), ein- und/oder ausgekoppelt wird und bei der Bestimmung der Gesamtlänge (GL) der Abstand zwischen dem stirnseitigen Ende und dem Koppelungspunkt berücksichtigt wird.

4.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleger (1 , 4) als teleskopierbarer Ausleger ausgebildet ist und die Gesamtlänge (GL) aus den Einzeilängen der jeweiligen Ausleger bestimmt wird.

5.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Gesamtlänge (GL) auf jeden Fall vor jeder Inbetriebnahme des Kranes durchgeführt wird.

6.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Gesamtlänge (GL) nach der Inbetriebnahme des Kranes in zeitlichen vorgebbaren Intervallen wiederholt wird.

7.

Vorrichtung zur verschleißfreien Bestimmung einer Gesamtlänge (GL) eines Auslegers (1 , 4) eines Kranes, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung Mittel zum Einkoppeln eines Signales an einem ersten Punkt (2, 5) des Auslegers (1 , 4) und Mittel zur Auskoppelung an einem zweiten Punkt (3, 6) des Auslegers (1 , 4) umfasst, wobei weiter Mittel vorgesehen sind, mit denen aus der Zeit, die das Signal von dem ersten Punkt (2, 5) bis zu dem zweiten Punkt (3, 6) benötigt, die Gesamtlänge (GL) bestimmt wird.