WO2021028258A1 - Verfahren und vorrichtung zum erfassen des rüstzustands einer bau- und/oder materialumschlagsmaschine - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum erfassen des rüstzustands einer bau- und/oder materialumschlagsmaschine Download PDF

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WO2021028258A1
WO2021028258A1 PCT/EP2020/071856 EP2020071856W WO2021028258A1 WO 2021028258 A1 WO2021028258 A1 WO 2021028258A1 EP 2020071856 W EP2020071856 W EP 2020071856W WO 2021028258 A1 WO2021028258 A1 WO 2021028258A1
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energy
elements
identification
energy generation
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PCT/EP2020/071856
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English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Hofmeister
Tobias Englert
Original Assignee
Liebherr-Werk Biberach Gmbh
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Priority to US17/650,367 priority patent/US20220162044A1/en

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes 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
    • B66C23/88—Safety gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/46—Position indicators for suspended loads or for crane elements

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for detecting the setup status of a construction and / or material handling machine, in particular a crane, and / or the location of individual setup elements of the construction and / or material handling machine, with electronic identification elements attached to the setup elements the construction and / or material handling machine are attached, as well as an electronic evaluation device for determining the setup status and / or location of the setup elements on the basis of information received from the identification elements.
  • the invention also relates to such a construction and / or material handling machine, in particular in the form of a crane.
  • Construction and / or material handling machines such as cranes, for example tower cranes or telescopic jib mobile cranes, but also derrick cranes or maritime cranes such as ship loading cranes are often operated in different setup states in which individual setup elements such as jib parts, ballast elements, bracing or tower sections are installed or removed , additionally grown or mounted in different places.
  • this influences the load and thus the service life of the components.
  • the set-up status has a decisive influence on the permissible load capacity of the crane, which must be taken into account by selecting appropriate load-bearing curves in the load monitoring device or by different configurations of the crane control.
  • document EP 1724230 B1 shows a crawler crane or cable excavator in which the ballast elements that can be placed on the superstructure and the traction weights that can be attached to the undercarriage are each provided with an RFID tag.
  • a reader reads in the information provided by the RFID tags and forwards it to the control device, which then adjusts the overload protection accordingly.
  • DE 10 2012 025 111 A1 provides RFID transponders on the counterweights on a telescopic boom mobile crane and on a fly jib that can be mounted if necessary, a control unit of the crane using the data transmitted by the RFID transponders to determine the setup status and load cut-off values calculated.
  • the document DE 10 2014 018 063 A1 regards the determination of the setup status of a crane by means of such RFID tags as disadvantageous and wants to determine the setup status of a crawler or mobile crane by means of a camera, which should enable an optical detection of characteristic setup parameters. For example, the number of rope reevings on the load hook or the number of ballast plates used on the superstructure should be determined with the camera.
  • Document EP 2799386 B1 proposes determining the number of ballast weight plates provided on a crane by means of a weight sensor which detects the weight load on the steel structure of the superstructure.
  • the document WO 2017/162336 A1 describes a tower crane, on whose lattice pieces so-called RuBee tags are attached, which send in the low-frequency range and transfer identification data to a control device that determines the set-up status based on the information received.
  • the corresponding data can also be transmitted to the control device via optical fibers, which, however, requires appropriate optical fiber cabling with coupling pieces between the crane elements. The data transfer should take place via multihop transmission.
  • the energy supply of the identification elements required for the data transmission is, however, not very easy, especially with construction and / or material handling devices such as cranes.
  • large boom lengths and tower heights or corresponding machine dimensions result in considerable distances between the information elements attached to remote set-up elements and the machine control, so that wireless energy transmission is not easily possible.
  • RFID tags it is known that the high-frequency radio waves from the RFID reader not only transmit data, but also supply the transponder with energy. However, this is only possible to a limited extent with regard to the range and is also often due to the metallic components and the resulting produced coverage impaired.
  • Active RFID transponders with their own energy supply from a battery or a rechargeable battery can alleviate the problem of range, but on the other hand suffer from the fact that the energy cannot be stored for a long enough time.
  • a number of set-up elements such as the tower and jib sections of a crane or other mechanical, often metallic structural components are very durable components that are often used for many years.
  • construction machinery elements are often stored in a storage area for a long time, for example over the winter, which further affects the batteries of such transponder chips.
  • the present invention is based on the object of creating an improved method and an improved device for detecting the set-up status and / or the location of a set-up element, as well as an improved construction and / or material handling machine of the type mentioned, which avoid the disadvantages of the prior art and Train the latter in an advantageous manner.
  • stable communication with the information elements is to be achieved even with larger distances due to large boom or tower lengths and thus a reliable determination of the set-up status or the location of the set-up elements is made possible and a reliable functionality is ensured even over a very long service life of the machine.
  • the stated object is achieved by a method according to claim 1, a device according to claim 4, and a construction and / or material handling machine according to claim 31.
  • Preferred embodiments of the invention are the subject matter of the dependent claims.
  • the energy stores of the identification elements be recharged again and again by energy harvesting.
  • the identification elements that are attached to the set-up elements are provided with energy generation means for generating electrical energy from environmental influences and an energy store for storing the energy obtained and for supplying the identification elements.
  • the set-up elements to which the identification elements are attached, as well as the identification elements themselves, are exposed to various environmental influences such as mechanical stresses, sunlight and daylight irradiation, temperature exposure or heat differences over their service life, which allow the energy storage of the identification elements to be refilled again and again.
  • said energy generation means can comprise several differently operating energy generation modules.
  • various environmental influences can be exploited or energy in the form of electrical voltage or electrical current can be obtained from various environmental influences.
  • the various energy generation means can store the energy obtained simultaneously or one after the other in a common energy store.
  • At least one of the identification elements that are attached to the set-up elements of the machine can with at least one be provided thermoelectric energy generation module, which can convert thermal loads and / or thermal gradients on the equipment element and / or the identification element into electrical energy.
  • the identification element can be provided with a Peltier element which is attached to component sections with different, in particular opposite surfaces, which regularly or at least occasionally have different temperatures. By applying a temperature difference to the two sides of the Peltier element, electrical current can be generated, which is sometimes also referred to as the Seebeck effect.
  • the Peltier element can be connected via a thermally highly conductive material, for example a thermally conductive paste, on the one hand to a usually warm and on the other hand to a usually cold ambient element. These warm or cold environmental elements can form the immediate surroundings of the identification element or a part thereof. For example, this can be a section of a steel structure on the one hand and an electronic assembly of the identification element on the other.
  • the identification element can also be supplied with electrical energy by means of an electromechanical energy generation module.
  • an electromechanical energy generation module can for example include at least one piezo element which can convert elastic deformations into electrical energy.
  • a piezo element can advantageously be attached to or connected to a section of the respective setup element to which the identification element is attached, which section is regularly subject to higher mechanical loads or stresses and thus exhibits elastic deformations.
  • this can be a longitudinal or transverse belt of a framework girder or another section of a set-up element that is subject to high stresses.
  • an electromechanical transducer can, however, also pick up adjusting movements of the set-up element that occur during machine operation and convert them into electrical energy.
  • this can be a dynamo or generator that is attached to a pivot bearing or a pulley.
  • a photoelectric energy generation module can also be provided, which can convert incoming light such as solar radiation into electrical energy.
  • a photoelectric energy generation module can be attached directly to the identification element, but possibly also attached to the setup element at a distance therefrom, in order to feed the energy store of the identification element.
  • the identification element can also comprise an energy generation module which generates electrical energy from the application of near field communication to the identification element.
  • an inductive energy generation module can be provided.
  • the electrical energy obtained by the energy generation means can be stored in a common energy store or in several separate energy stores.
  • an energy control and / or management device can be provided which controls and / or manages the storage and / or withdrawal of energy into or from the at least one energy store.
  • Such an electrical power management can on the one hand be connected to the at least one energy store and on the other hand to the possibly different, several energy generation means in order to control the storage of the gained energy in the energy store.
  • the power management can also be used for electrical consumers such as, for example, a transmission device for sending information to be connected in order to give energy provided from the energy store to the consumer and / or to control the consumer supply.
  • the energy control and / or management device can, for example, only supply the loads such as the transmitting device with energy within predetermined time windows and / or predetermined functional requirements, the mentioned time and / or function windows can be determined for example using a function assigned to the identification element or can be determined using a stored logic which can be stored, for example, in the identification element itself, for example in the form of software. Alternatively or additionally, the energy tax and / or
  • Management device also activate the power supply as a function of an external signal that is received at the identification element, for example as a function of an information retrieval signal that comes from another identification element or another control device or counterpart.
  • Various storage modules such as a capacitor or an accumulator, can be provided as the energy store, wherein a mixture comprising at least one capacitor and at least one accumulator can also be provided.
  • the aforementioned energy control and / or management device can decide in which energy storage device an energy provided by the energy generation means is currently being stored, for example based on the amount and / or duration of the energy generation. For example, low voltages and / or voltages provided over a longer period of time, for example from a Peltier element, can be fed into the battery, while short-term and / or higher voltages such as from a piezo element can be fed to a capacitor.
  • a balance between several energy stores can also be provided, for example to the effect that a portion of the energy stored briefly in the capacitor is stored by the latter in the battery.
  • the identification elements can each have a communication device, preferably in the form of a transmitting / receiving device with at least one antenna device, in order to be able to wirelessly transmit or receive information or signals via the antenna device.
  • different antenna devices can advantageously be provided on a respective identification element.
  • a transmission control device can select the antenna device via which the respective signal is transmitted as a function of the information to be transmitted.
  • said antenna device can comprise a multifrequency antenna on at least one of the identification elements, preferably on all identification elements, which can send and / or receive signals in different frequencies or frequency ranges.
  • Said multifrequency antenna can, for example, be designed to transmit and / or receive signals in different frequency ranges simultaneously, wherein such a multifrequency antenna can be designed, for example, in the form of a Lakhovsky antenna.
  • the multi-frequency antenna can also only be designed to transmit in one or the other frequency band.
  • the antenna device can be assigned a frequency control device which takes over the setting or selection of the frequency for data communication in order to then transmit and / or receive in the desired frequency band via the multi-frequency antenna.
  • the antenna device mentioned can be a directional antenna, for example in the form of a directional radio antenna and / or a phased array antenna, i.e. a phase-controlled group antenna with directional effect, which bundles the radiant energy through the arrangement and interconnection of individual radiators.
  • a directional antenna for example in the form of a directional radio antenna and / or a phased array antenna, i.e. a phase-controlled group antenna with directional effect, which bundles the radiant energy through the arrangement and interconnection of individual radiators.
  • the antenna device can also have a near-field antenna for near-field communication, for example in the form of a near-field radio antenna.
  • a near-field antenna for near-field communication
  • the information element can communicate in particular with other information elements that are attached to the respective machine and / or other counterparts on the machine or in the immediate vicinity of the machine, for example transmit information or receive signals.
  • the antenna device can also have a position-finding antenna in order to receive signals from a position-finding system, for example from a navigation satellite.
  • a respective information element can, however, also have a locating device that operates differently for determining position.
  • the locating device can comprise a mobile radio device with position determination, for example to determine in which mobile radio cell the information element is located and / or when receiving multiple mobile radio signals to determine at which point or in which area between several mobile radio masts the respective information element is located.
  • Such mobile radio positioning methods for example including a triangulation determination, are known per se and can serve to determine from the known locations of several radio cell masts or antennas and the strength and / or direction of the respective signals exactly where the mobile radio device, which is provided on the information element, is located.
  • the locating device can also have a position determining device for determining the position relative to the other information elements, wherein such a position determination can be carried out, for example, by means of a transit time measuring device that can measure the transit time of the signals between the information elements.
  • an advantageous development of the invention can provide that at least some of the information elements communicate with one another in series or can be connected to provide information in the manner of an information chain to transmit from information element to information element.
  • the information elements can form a daisy chain system which transmits information serially from information element to information element and transmits it from an information element to the evaluation device mentioned above or to another external data processing device, such an external data processing device on the construction and / or material handling machine or can also be provided separately from this.
  • the information elements can advantageously be configured in such a way that information and / or signals to be transmitted can be strung together and / or data packets to be transmitted can be adapted dynamically.
  • an information element which has to transmit its own information and additionally also "foreign" information from an adjacent information element, only transmits a data packet in which both its own and the external information is contained.
  • the second identification element can transmit its reception time and its identification information to the first information element, which then transmits a data packet that contains the identification code and the reception time of the second element and also the reception time and the Identification code of the first element.
  • a dynamic telegram adaptation and a string of information to be transmitted in a daisy chain structure make it possible to determine the sequence of the individual assemblies and identification elements.
  • all information or data of the identification elements or a subgroup of identification elements can be brought together in a higher-level system, for example a machine control or a cloud.
  • the already mentioned evaluation device which can be implemented in the above-mentioned higher-level system, for example the machine control or a cloud, but can also be configured separately therefrom and / or assigned to one of the identification elements, can determine the setup status of the construction and / or material handling machine or determine the position of the identification elements and the set-up elements marked with them. This allows the complete life cycle of a setup element to be traced.
  • Fig. 1 an illustration of two construction and material handling machines in the form of tower cranes, the set-up elements including tower and boom pieces and ballast elements are each provided with an identification element, the communication paths between the identification elements and the communication paths to a location system, a mobile radio system and a cloud are shown,
  • FIG. 2 a representation of one of the identification elements from FIG. 1 in a detailed representation, which shows energy generation modules, an energy store and an energy management device of the identification element,
  • FIG. 3 a representation of the identification elements attached to the jib sections of one of the tower cranes from FIG. 1 and their communication with one another, which illustrates the daisy chain system formed by the identification elements.
  • Fig. 4 a representation of one of the set-up elements of the building
  • the construction and / or material handling machine 11 can be designed as a crane, for example in the form of a tower crane, and comprise a plurality of set-up elements 12 from which the construction and / or material handling machine 11 can be constructed.
  • the set-up elements 12 can be provided variably and / or installed at different locations, so that the machine can be operated in different configurations depending on the presence, number and installation position of the set-up elements 12.
  • Such set-up elements 12 can in particular be mechanical structural components such as steel components, bracing, ballast weights and the like.
  • the set-up elements 12 can, for example, comprise jib pieces and / or tower pieces from which the jib 13 or tower 14 of the crane can be assembled. Depending on the crane type, these can be, for example, lattice girders, telescopic aprons or tower or boom segments.
  • set-up elements 12 can have ballast weights, upper and / or undercarriage elements, bracing elements or other assemblies of the respective construction and / or material handling machine 11.
  • electronic identification elements 1 can be attached to said set-up elements 12, in particular rigidly attached, which can be done, for example, by gluing or in some other way. At least one identification element 1 is advantageously permanently assigned to each set-up element 12.
  • the named identification elements 1 can be designed as ID labels or smart labels which are glued onto the respective setup element 12.
  • the identification elements 1 can comprise an electronic data processing and / or communication device in order to process and / or store and / or send and / or receive information.
  • the identification element 1 can advantageously include data processing logic, for example in the form of fixed wiring or in the form of a program stored in a program memory, which can be processed by a microprocessor.
  • the identification element 1 comprises energy generation means 10 which can generate energy from the surroundings of the identification element 1.
  • the aforementioned energy generation means 10 can advantageously have several, in include energy generation modules that work in different ways in order to be able to convert various environmental influences into electrical energy.
  • the energy generation means 10 can advantageously comprise at least one thermoelectric energy generation module 8 or, for example, be designed in the form of a Peltier element.
  • thermoelectric energy generation module 8 can advantageously be connected via a thermally highly conductive material, for example a heat-conducting paste 9, on the one hand to a usually warm environmental module and on the other hand to a usually cold environmental module.
  • a thermally highly conductive material for example a heat-conducting paste 9
  • one side of the Peltier element or of the thermoelectric energy generation module 8 can form part of the fastening surface of the identification element 1, which fastening surface is connected to the respective setup element 12, for example, it is flat onto the surface of the metallic setup element 12, for example glued.
  • the set-up element 12 is a metal component, it is subject to greater temperature fluctuations, for example a large speed in the sun or very cold at night or cold outside temperatures.
  • thermoelectric energy generation module 8 in particular an opposite surface of the Peltier element, can be connected to the inside of the electronic element 1, in particular to its data processing and / or transmission devices, for example via the aforementioned conductive material 9.
  • the temperature gradient applied to the two surfaces of the module 8 is converted by the module 8 into electrical energy.
  • the energy generation means 10 can advantageously also have at least one mechanical-electrical energy generation module 4, for example in the form of a piezo element.
  • a mechanical-electrical energy generation module 4 can be integrated into the identification element 1 and / or connected to surrounding components in order to take part in deformations of the identification element 1 and / or a respective surrounding module or to be deformed by such deformations.
  • FIG. 2 shows, for example, a mechanical-electrical energy generation module 4 can be attached to the connection surface of the identification element 1, which is connected flatly to the respective set-up element 12.
  • another mechanical-electrical energy generation module 4 can be integrated in the housing and / or in the interior of the identification module 1 in order to experience a corresponding deformation when the element 1 is deformed and / or expanded. The aforementioned mechanical deformation is converted into electrical energy.
  • At least one photoelectric energy generation module 5 can also be provided, which can be attached to an outside or an outside housing of the identification element 1 in order to capture ambient light falling on the identification element 1, in particular solar radiation or light. The captured light is converted into electrical energy by the module 5.
  • the identification element 1 can also comprise an inductive energy generation module 3, for example in the form of a coil, in order to convert communication signals or waves that act on the identification element 1 from the environment, such as near-field communication signals or radio signals, into energy.
  • an inductive energy generation module 3 for example in the form of a coil, in order to convert communication signals or waves that act on the identification element 1 from the environment, such as near-field communication signals or radio signals, into energy.
  • the various energy generation modules of the energy generation means 10 are advantageously connected via an energy control and / or management device 6 to at least one energy store 7 in which the electrical energy obtained from the mentioned modules can be stored.
  • the mentioned energy control and / or management device 6 can, for example, the Limit the storage of energy, for example if several energy generation modules provide more energy than can be stored in the energy store 7.
  • the mentioned energy control and / or management device can split the electrical energy provided by the energy generation means 10 into different energy stores 7, which can be controlled in the manner explained above, for example depending on the level and / or the expected duration of the energy generation.
  • the aforementioned energy control and / or management device 6 can also be connected in the opposite way to consumers of the identification element 1 in order to control their energy supply and / or the removal of energy from the energy store 7.
  • Such a consumer can be, for example, a communication device 15, which can comprise a data transmission and / or reception device in order to send and / or receive information.
  • a communication device 15 can comprise a data transmission and / or reception device in order to send and / or receive information.
  • said communication device 15 can advantageously have different
  • the antenna device 16 can be a multi-frequency antenna and / or a directional antenna, for example in the form of a phased array antenna or a directional radio antenna, and / or a near-field communication antenna and / or a mobile radio antenna and / or a GPS and / or location antenna for communication with a navigation satellite or other positioning device.
  • the identification elements 1 can advantageously communicate with one another or with one another, which can take place, for example, via the near-field communication antenna of the communication device 15.
  • the named identification elements 1 or at least one of the identification elements 1 can be connected to a mobile radio device 17 and / or communicate with a navigation satellite 17 or another location device, for example in the form of a radio tower.
  • the communication device 15 of at least one identification element 1 can be designed to communicate with a cloud 18 in which the information or data of all identification elements 1 can be stored.
  • an interconnected communication device for example a communication module of a machine control, for example the crane control device, to communicate with the aforementioned navigation satellite 17 and / or the mobile radio device 16 and / or the cloud 18, in order to forward or transmit data received from the identification elements 1 or, conversely, to receive information from the named devices and to send them on to the identification elements 1 or to transmit them in processed form.
  • the communication device 15 can comprise at least one identification element 1 a radio power control device 19 which increases or decreases or turns off the radio power, depending on how high the required radio power is. This can be controlled, for example, as a function of the distance to an adjacent identification element 1 or to another counterpart, and / or as a function of a transmission function to be carried out and / or as a function of a received information signal.
  • Said radio power control device 19 is advantageously designed to send radio signals only in the environment necessary for the respective task. In particular, crossings between groups of elements can be avoided. In addition, transmission can advantageously be carried out with the lowest possible power and thus energy can be saved. As an alternative or in addition, the communication device 15 can be designed to adapt the transmission frequencies to the environment in order to establish radio connections to various remote stations and to keep the communication stable.
  • a position determination device 20 is provided, which can be integrated into one or each of the identification elements 1 and / or provided on an external data processing module of the construction and / or material handling machine 1, such as a crane control device.
  • the exact position of a respective identification element 1 and thus of the set-up element 12 identified by it can be determined.
  • Said position determination device 20 can be designed to operate in various ways.
  • the position determination device 20 can carry out GPS positioning, for example by evaluating a navigation satellite signal received in the respective identification element 1.
  • the position determining device 20 can determine the position of the identification element 1 receiving the signal from the mobile radio signal received by the mobile radio device 16, for example with the aid of triangulation methods and / or with the aid of directional technology.
  • the position determination device 20 can also determine the position of the identification elements 1 by measuring the transit time of the radio signals between the elements 1.
  • the identification elements 1 are advantageously designed to send only the most necessary data for a predetermined period of time, such as a day, in order to obtain the shortest possible transmission cycles and to save energy.
  • a dynamic telegram adaptation is advantageously carried out and / or information is strung together, for example in the manner of a daisy chain structure. Such a juxtaposition of information also advantageously makes it possible to determine the sequence of the individual assemblies and elements, as FIG. 3 shows.
  • a query initiated by a first identification element can be passed on from a second identification element to a third identification element up to an n-th identification element, with the time of receipt and / or transit time of the query signals and / or the receipt confirmation signals being determined and sent back, cf. 3.
  • the sequence and / or the spacing of the elements 1 can be determined on the basis of the signal transit times and / or reception times and / or on the basis of the dynamically composed data packets, which can for example comprise the sum of the identification codes of the individual elements in a predetermined order.
  • All information of the elements 1 can advantageously be brought together in a higher-level system, for example a machine control, which can be a crane control, or a data cloud, as FIG. 1 shows.
  • a machine control which can be a crane control, or a data cloud, as FIG. 1 shows.
  • the identification elements can also be used to determine a storage location of the respective set-up element 12 if the set-up element 12 is not installed on a machine but is stored in a storage location.
  • the position of a respective identification element 1 and thus of an associated set-up element 12 can be determined, for example, in the aforementioned manner via mobile radio location and / or GPS satellite navigation location.
  • the position determination device 20 can also evaluate a central radio station 21 of the warehouse, if necessary evaluate it in a more refined manner via radio relay.
  • communication can also take place with a hand-held transmitter 22, with the aid of which the set-up elements 12 or the identification elements 1 attached to them can be scanned or located at their storage location, see FIG. 5.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Erfassen des Rüstzustands einer Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine (11), insbesondere eines Krans, und/oder des Aufenthaltsorts einzelner Rüstelemente (12) der Bau-und/oder Materialumschlagsmaschine, mit elektronischen Identifikations-Elementen (1), die an den Rüstelementen der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine angebracht sind, sowie einer elektronischen Auswerteeinrichtung (23) zum Bestimmen des Rüstzustands und/oder Aufenthaltsorts der Rüstelemente anhand von den Identifikationselementen empfangener Informationen. Die Identifikationselemente, die an den Rüstelementen angebracht sind, sind mit Energiegewinnungsmitteln (10) zum Gewinnen elektrischer Energie aus Umgebungseinflüssen sowie einem Energiespeicher (7) zum Speichern der gewonnenen Energie und Versorgen der Identifikationselemente versehen.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen des Rüstzustands einer Bau- und/oder
Materialumschlagsmaschine
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Erfassen des Rüstzustands einer Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine, insbesondere eines Krans, und/oder des Aufenthaltsorts einzelner Rüstelemente der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine, mit elektronischen Identifikations-Elementen, die an den Rüstelementen der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine angebracht sind, sowie einer elektronischen Auswerteeinrichtung zum Bestimmen des Rüstzustands und/oder Aufenthaltsorts der Rüstelemente anhand von den Identifikationselementen empfangener Informationen. Die Erfindung betrifft ferner auch eine solche Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine, insbesondere in Form eines Krans.
Bau- und/oder Materialumschlagsmaschinen wie Krane, beispielsweise Turmdrehkrane oder Teleskopausleger-Mobilkrane, aber auch Derrick-Krane oder maritime Krane wie Schiffsverladekrane werden oft in unterschiedlichen Rüstzuständen betrieben, in denen einzelne Rüstelemente wie beispielsweise Auslegerteile, Ballastelemente, Abspannungen oder Turmstücke ein- oder ausgebaut, zusätzlich angebaut oder an verschiedenen Orten montiert werden. Dies beeinflusst einerseits die Belastung und damit Lebensdauer der Bauteile. Zum anderen beeinflusst der Rüstzustand maßgeblich aber auch die zulässige Traglast des Krans, was durch Auswahl entsprechender Traglastkurven in der Last- Überwachungseinrichtung bzw. durch unterschiedliche Konfiguration der Kransteuerung berücksichtigt werden muss.
Bislang ist es in großem Maße üblich, dass der Kranführer oder -monteur beim Kranaufbau relevante Eckdaten des Rüstzustandes wie beispielsweise die Gesamtlänge der Baugruppen wie beispielsweise die Auslegerlänge, die Turmhöhe und die Gegenauslegerlänge, oder auch die Anzahl der montierten Ballastelemente händisch in die Steuerung eingibt, so dass die Steuerung halbautomatisch die relevanten Traglastkurven auswählen kann.
In jüngerer Zeit wurde jedoch auch vorgeschlagen, die Rüstzustände einer solchen Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine automatisiert zu überwachen, indem an der Maschine entsprechende Überwachungsvorrichtungen oder eine geeignete Sensorik angebracht wird, um die gerüsteten Maschinenelemente und/oder die Montageposition der verbauten Maschinenelemente zu erfassen.
Beispielsweise zeigt die Schrift EP 1724230 B1 einen Raupenkran bzw. - seilbagger, bei dem die am Oberwagen auflegbaren Ballastelemente sowie die am Unterwagen befestigbaren Traktionsgewichte jeweils mit einem RFID-Tag versehen sind. Ein Lesegerät liest die von den RFID-Tags bereitgestellten Informationen ein und gibt diese an die Steuereinrichtung weiter, die daraufhin die Überlastsicherung entsprechend einstellt.
In ähnlicher Weise sieht die DE 10 2012 025 111 A1 an einem Teleskopausleger- Mobilkran RFID-Transponder an den Gegengewichten sowie an einem ggf. montierbaren Spitzenausleger vor, wobei eine Steuereinheit des Krans anhand der von den RFID-Transpondern übermittelten Daten den Rüstzustand ermittelt und Lastabschaltwerte berechnet. Die Schrift DE 10 2014 018 063 A1 sieht die Bestimmung des Rüstzustands eines Krans mittels solcher RFID-Tags als nachteilig an und will den Rüstzustand eines Raupen- oder Mobilkrans mittels einer Kamera bestimmen, die eine optische Erfassung charakteristischer Rüstzustandsparameter ermöglichen soll. Beispielsweise soll die Anzahl der Seileinscherungen am Lasthaken oder die Anzahl der verwendeten Ballastplatten am Oberwagen mit der Kamera bestimmt werden.
Die Schrift EP 2799386 B1 schlägt vor, die Anzahl der an einem Kran vorgesehenen Ballastgewichtsplatten mittels eines Gewichtssensors zu bestimmen, der die Gewichtsbelastung der Stahlbaukonstruktion des Oberwagens erfasst.
Weiterhin beschreibt die Schrift WO 2017/162336 A1 einen Turmdrehkran, an dessen Gitterstücken sog. RuBee-Tags angebracht sind, die im niedrigfrequenten Bereich senden und Identifikationsdaten an eine Steuereinrichtung übertragen, die anhand der empfangenen Informationen den Rüstzustand bestimmt. Alternativ zu solchen, im Niedrigfrequenzbereich kommunizierenden LWID-Elementen können die entsprechenden Daten auch per Lichtleiter an die Steuereinrichtung übertragen werden, was jedoch eine entsprechende Lichtfaserverkabelung mit Kupplungsstücken zwischen den Kranelementen voraussetzt. Die Datenübertragung soll dabei per Multihop-Übertragung erfolgen.
Die für die Datenübertragung erforderliche Energieversorgung der Identifikationselemente ist jedoch gerade bei Bau- und/oder Materialumschlagsgeräten wie Kranen nicht ganz einfach. Einerseits ergeben sich durch große Auslegerlängen und Turmhöhen bzw. entsprechende Maschinenabmessungen beträchtliche Distanzen zwischen den an entfernten Rüstelementen angebrachten Informationselementen und der Maschinensteuerung, so dass eine drahtlose Energieübertragung nicht ohne weiteres möglich ist. Zwar ist es bei RFID-Tags bekannt, durch die hochfrequenten Radiowellen des RFID- Lesegeräts nicht nur Daten zu übertragen, sondern auch den Transponder mit Energie zu versorgen. Dies ist jedoch hinsichtlich der Reichweite nur beschränkt möglich und wird zudem auch oft durch die metallischen Bauteile und die hierdurch hervorgerufene Abdeckung beeinträchtigt. Aktive RFID-Transponder mit eigener Energieversorgung aus einer Batterie oder einem Akku können zwar das Problem der Reichweite mildern, leiden jedoch andererseits daran, dass die Energie nicht ausreichend lange gespeichert werden kann.
Etliche Rüstelemente wie beispielsweise die Turm- und Auslegerstücke eines Krans oder andere mechanische, oft metallische Strukturbauteile sind nämlich sehr langlebige Bauteile, die oftmals über viele Jahre eingesetzt werden. Zudem werden Baumaschinenelemente oft auch über längere Zeit auf einem Lagerplatz beispielsweise über den Winter eingelagert, was den Batterien solcher Transponderchips weiter zusetzt.
Von der genannten Energieversorgungsproblematik abgesehen kann es auch bei der Informationsübertragung zu Problemen kommen, beispielsweise wenn aufgrund einer Vielzahl von RFID-Chips gegenseitige Störungen der Funksignale oder von der Umgebung her Beeinträchtigungen vorliegen. Gerade bei an Stahlbauteilen angebrachten RFID-Tags ist es oft nicht ganz einfach, die Kommunikation stabil zu halten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Erfassen des Rüstzustands und/oder des Aufenthaltsorts eines Rüstelements sowie eine verbesserte Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und Letzteren in vorteilhafter Weise weiterbilden. Insbesondere soll auch bei größeren Beabstandungen durch große Ausleger- oder Turmlängen eine stabile Kommunikation mit den Informationselementen erreicht und damit eine verlässliche Bestimmung des Rüstzustands bzw. des Aufenthaltsorts der Rüstelemente ermöglicht werden und eine verlässliche Funktionsweise auch über eine sehr lange Lebensdauer der Maschine hinweg sichergestellt werden. Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 , eine Vorrichtung nach Anspruch 4, sowie eine Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine gemäß Anspruch 31 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Um eine ausreichende Energieversorgung der an den Rüstelementen angebrachten Identifikationselemente, die eine Datenübertragung bzw. Kommunikation auch über größere Distanzen ermöglicht, über eine längere Lebensdauer aufrechtzuerhalten, wird vorgeschlagen, die Energiespeicher der Identifikationselemente durch Energy Harvesting immer wieder aufzuladen. Erfindungsgemäß sind die Identifikationselemente, die an den Rüstelementen angebracht sind, mit Energiegewinnungsmitteln zum Gewinnen elektrischer Energie aus Umgebungseinflüssen sowie einem Energiespeicher zum Speichern der gewonnenen Energie und Versorgen der Identifikationselemente versehen. Die Rüstelemente, an denen die Identifikationselemente angebracht sind, sowie die Identifikationselemente selbst sind über ihre Lebensdauer diversen Umwelteinflüssen wie mechanischen Beanspruchungen, Sonnen- und Tageslichtbestrahlung, Temperaturbeaufschlagung oder Wärmedifferenzen ausgesetzt, die es erlauben, die Energiespeicher der Identifikationselemente immer wieder aufzufüllen.
Um möglichst jede Energiegewinnungschance zu nutzen, können in Weiterbildung der Erfindung die genannten Energiegewinnungsmittel mehrere, unterschiedlich arbeitende Energiegewinnungsbausteine umfassen. Durch solche mehreren, unterschiedlich arbeitenden Energiegewinnungsbausteine können verschiedene Umwelteinflüsse ausgenutzt bzw. aus verschiedenen Umwelteinflüssen Energie in Form elektrischer Spannung bzw. elektrischen Stroms gewonnen werden. Die verschiedenen Energiegewinnungsmittel können die gleichzeitig oder nacheinander gewonnene Energie in einen gemeinsamen Energiespeicher speichern.
Insbesondere kann zumindest eines der Identifikationselemente, die an den Rüstelementen der Maschine angebracht sind, mit zumindest einem thermoelektrischen Energiegewinnungsbaustein versehen sein, der thermische Beaufschlagungen und/oder thermische Gradienten an dem Rüstelement und/oder dem Identifikationselement in elektrische Energie umwandeln kann. Insbesondere kann das Identifikationselement mit einem Peltier-Element versehen sein, das mit verschiedenen, insbesondere gegenüberliegenden Flächen an Bauteilabschnitten angebracht wird, die regelmäßig oder zumindest bisweilen unterschiedliche Temperaturen aufweisen. Durch das Anlegen einer Temperaturdifferenz an die beiden Seiten des Peltier-Elements kann elektrischer Strom erzeugt werden, was bisweilen auch als Seebeck-Effekt bezeichnet wird. Insbesondere kann das Peltier- Element über ein thermisch hochleitfähiges Material, beispielsweise eine Wärmeleitpaste, einerseits an ein üblicherweise warmes und andererseits an ein üblicherweise kaltes Umgebungselement angeschlossen werden. Diese warmen bzw. kalten Umgebungselemente können die unmittelbare Umgebung des Identifikationselements oder einen Teil hiervon bilden. Beispielsweise kann dies ein Abschnitt eines Stahlbauträgers einerseits und eine elektronische Baugruppe des Identifikationselements andererseits sein.
Alternativ oder zusätzlich zu einem solchen thermoelektrischen Energiegewinnungsbaustein kann das Identifikationselement auch mittels eines elektromechanischen Energiegewinnungsbausteins mit elektrischer Energie versorgt werden. Ein solcher elektromechanischer Energiegewinnungsbaustein kann beispielsweise zumindest ein Piezoelement umfassen, welches elastische Verformungen in elektrische Energie wandeln kann. Ein solches Piezoelement kann vorteilhafterweise an einen Abschnitt des jeweiligen Rüstelements, an dem das Identifikationselement angebracht ist, angebracht bzw. damit verbunden sein, welcher Abschnitt regelmäßig höheren mechanischen Beanspruchungen bzw. Spannungen unterliegt und somit elastische Verformungen zeigt. Beispielsweise kann dies ein Längs- oder Quergurt eines Stabwerkträgers oder ein anderer starken Spannungen unterliegender Abschnitt eines Rüstelementes sein. Beispielsweise kann es sinnvoll sein, ein solches Piezoelement an einem Ausleger- und/oder Turmstück eines Krans anzubringen, an dem ein entsprechendes Identifikationselement angebracht ist. Alternativ oder zusätzlich zu einem solchen Piezoelement, welches bereits auf kleinere Verformungen anspricht, kann ein elektromechanischer Wandler aber auch im Maschinenbetrieb auftretende Stellbewegungen des Rüstelements abgreifen und in elektrische Energie wandeln. Beispielsweise kann dies ein Dynamo oder Generator sein, der an einem Schwenklager oder einer Seilumlenkrolle angebracht ist.
Alternativ oder zusätzlich zu einem solchen elektromechanischen Energiegewinnungsbausein kann auch ein photoelektrischer Energiegewinnungsbaustein vorgesehen sein, der eintreffendes Licht wie z.B. Sonneneinstrahlung in elektrische Energie umwandeln kann. Ein solcher photoelektrischer Energiegewinnungsbausein kann unmittelbar an dem Identifikationselement angebracht sein, ggf. jedoch auch davon beabstandet am Rüstelement angebracht sein, um den Energiespeicher des Identifikationselements zu speisen.
Alternativ oder zusätzlich kann das Identifikationselement auch einen Energiegewinnungsbaustein umfassen, der elektrische Energie aus Nahfeldkommunikationsbeaufschlagung des Identifikationselements gewinnt. Insbesondere kann ein induktiver Energiegewinnungsbaustein vorgesehen sein.
Die von den Energiegewinnungsmitteln gewonnene elektrische Energie kann in einem gemeinsamen Energiespeicher oder auch in mehreren, separaten Energiespeichern gespeichert werden. Dabei kann eine Energiesteuer- und/oder - Verwaltungseinrichtung vorgesehen sein, die das Ein- und/oder Ausspeichern der Energie in den bzw. aus dem zumindest einen Energiespeicher steuert und/oder verwaltet. Ein solches elektrisches Power-Management kann einerseits an den zumindest einen Energiespeicher angebunden und andererseits an die ggf. verschiedenen, mehreren Energiegewinnungsmittel angebunden sein, um das Einspeichern der gewonnenen Energie in den Energiespeicher zu steuern. Andererseits kann das Power-Management aber auch an elektrische Verbraucher wie beispielsweise eine Sendeeinrichtung zum Versenden von Informationen angebunden sein, um aus dem Energiespeicher bereitgestellte Energie an den Verbraucher zu geben und/oder die Verbraucherversorgung zu steuern.
Um Energie zu sparen bzw. möglichst wenig Energie zu verbrauchen, kann die Energiesteuer- und/oder -Verwaltungseinrichtung beispielsweise die Verbraucher wie beispielsweise die Sendeeinrichtung nur innerhalb vorbestimmter Zeitfenster und/oder vorgegebener Funktionsanforderungen mit Energie versorgen, wobei die genannten Zeit- und/oder Funktionsfenster beispielsweise anhand einer dem Identifikationselement zugewiesenen Funktion bestimmt oder anhand einer abgespeicherten Logik bestimmt werden kann, die beispielsweise in dem Identifikationselement selbst beispielsweise in Form von Software gespeichert sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Energiesteuer- und/oder -
Verwaltungseinrichtung die Energieversorgung auch in Abhängigkeit eines äußeren Signals freischalten, welches am Identifikationselement empfangen wird, beispielsweise in Abhängigkeit eines Informations-Abrufsignals, welches von einem anderen Identifikationselement oder einer anderen Steuereinrichtung oder Gegenstelle kommt.
Als Energiespeicher können verschiedene Speicherbausteine wie beispielsweise ein Kondensator oder ein Akkumulator vorgesehen sein, wobei auch eine Mischung umfassend zumindest einen Kondensator und zumindest einen Akku vorgesehen sein kann. Die genannte Energiesteuer- und/oder Verwaltungseinrichtung kann dabei entscheiden, in welchen Energiespeicher eine von den Energiegewinnungsmitteln bereitgestellte Energie gerade eingespeichert wird, beispielsweise anhand der Höhe und/oder Zeitdauer der Energiegewinnung. Zum Beispiel können niedrige und/oder über einen längeren Zeitraum bereitgestellte Spannungen wie beispielsweise von einem Peltier-Element in den Akku gespeist werden, während kurzfristige und/oder höhere Spannungen wie beispielsweise aus einem Piezoelement einem Kondensator zugeführt werden können. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Ausgleich zwischen mehreren Energiespeichern vorgesehen werden, beispielsweise dahingehend, dass ein kurzfristig im Kondensator gespeicherter Energieanteil von diesem in den Akku eingespeichert wird.
Um Informationen effizient übermitteln zu können, können die Identifikationselemente jeweils eine Kommunikationseinrichtung vorzugsweise in Form einer Sende-/Empfangseinrichtung mit zumindest einer Antenneneinrichtung aufweisen, um Informationen bzw. Signale über die Antenneneinrichtung drahtlos übermitteln bzw. empfangen zu können.
Um mit geringem Energieaufwand mit einer jeweiligen Gegenstelle kommunizieren zu können, können vorteilhafterweise an einem jeweiligen Identifikationselement verschiedene Antenneneinrichtungen vorgesehen sein.
Um eine jeweilige Information bzw. ein jeweiliges Signal energieeffizient übermitteln zu können, kann eine Sende-Steuereinrichtung in Abhängigkeit der jeweils zu übertragenden Information auswählen, über welche Antenneneinrichtung das jeweilige Signal übermittelt wird.
In Weiterbildung der Erfindung kann die genannte Antenneneinrichtung an zumindest einem der Identifikationselemente, vorzugsweise an allen Identifikationselementen, eine Multifrequenzantenne umfassen, die Signale in verschiedenen Frequenzen bzw. Frequenzbereichen senden und/oder empfangen kann. Die genannte Multifrequenzantenne kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, Signale in verschiedenen Frequenzbereichen gleichzeitig zu senden und/oder zu empfangen, wobei eine solche Multifrequenzantenne beispielsweise in Form einer Lakhovsky- Antenne ausgebildet sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Multifrequenzantenne aber auch nur dazu ausgebildet sein, wahlweise in dem einen oder anderen Frequenzband zu senden. Vorteilhafterweise kann der Antenneneinrichtung eine Frequenz-Steuereinrichtung zugeordnet sein, die ein Festlegen bzw. Auswahlen der Frequenz zur Datenkommunikation übernimmt, um dann über die Multifrequenzantenne im gewünschten Frequenzband zu senden und/oder zu empfangen.
Alternativ oder zusätzlich kann die genannte Antenneneinrichtung eine Richtantenne beispielsweise in Form einer Richtfunkantenne und/oder einer Phased-Array- Antenne, also einer phasengesteuerten Gruppenantenne mit Richtwirkung, die eine Bündelung der Strahlungsenergie durch die Anordnung und Verschaltung von Einzelstrahlern erreicht.
Alternativ oder zusätzlich kann die Antenneneinrichtung auch eine Nahfeldantenne für die Nahfeldkommunikation aufweisen, beispielsweise in Form einer Near Field Radio-Antenne. Mittels einer solchen Nahfeldantenne kann das Informationselement insbesondere mit anderen Informationselementen, die an der jeweiligen Maschine angebracht sind, und/oder anderen Gegenstellen an der Maschine oder in unmittelbarer Umgebung der Maschine kommunizieren, beispielsweise Informationen übertragen oder Signale empfangen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Antenneneinrichtung aber auch eine Positionsortungsantenne aufweisen, um Signale von einem Positionsortungssystem, beispielsweise von einem Navigationssatelliten zu empfangen.
Alternativ oder zusätzlich zu einer GPS-Ortungseinrichtung kann ein jeweiliges Informationselement aber auch eine anders arbeitende Ortungseinrichtung zur Positionsbestimmung aufweisen. Beispielsweise kann die Ortungseinrichtung eine Mobilfunkeinrichtung mit Positionsbestimmung umfassen, beispielsweise um zu bestimmen, in welcher Mobilfunkzelle sich das Informationselement jeweils befindet, und/oder bei Empfangen mehrere Mobilfunksignale zu bestimmen, an welchem Punkt oder in welchem Bereich zwischen mehreren Mobilfunkmasten sich das jeweilige Informationselement befindet. Solche Mobilfunk-Ortungsverfahren beispielsweise umfassend eine Triangulations-Bestimmung sind per se bekannt und können dazu dienen, aus den bekannten Standorten mehrerer Funkzellen-Masten bzw. -Antennen und der Stärke und/oder Richtung der jeweiligen Signale zu bestimmen, wo genau sich das Mobilfunkgerät, das an dem Informationselement vorgesehen ist, befindet.
Alternativ oder zusätzlich kann die Ortungseinrichtung auch eine Positionsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Position relativ zu den anderen Informationselementen aufweisen, wobei eine solche Positionsbestimmung beispielsweise mittels einer Laufzeit-Messeinrichtung erfolgen kann, die die Laufzeit der Signale zwischen den Informationselementen messen kann.
Um bei der Datenkommunikation Energie zu sparen und keine unnötig weiten Übertragungsstrecken zu haben und damit Übertragungsleistungen zu benötigen, kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil der Informationselemente seriell miteinander kommunizieren bzw. verbindbar sind, um eine Information nach Art einer Informationskette von Informationselement zu Informationselement zu übertragen. Insbesondere können die Informationselemente ein Daisy Chain-System bilden, welche Informationen seriell von Informationselement zu Informationselement überträgt und von einem Informationselement aus auf die eingangs genannte Auswerteeinrichtung oder eine andere externe Datenverarbeitungseinrichtung überträgt, wobei eine solche externe Datenverarbeitungseinrichtung an der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine oder auch von dieser separat vorgesehen sein kann.
Vorteilhafterweise können die Informationselemente derart konfiguriert sein, dass zu übertragende Informationen und/oder Signale aneinander gereiht werden können und/oder zu übertragende Datenpaket dynamisch angepasst werden kann. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein Informationselement, welches eine eigene Information und zusätzlich auch eine „fremde“ Information von einem benachbarten Informationselement zu übertragen hat, nur ein Datenpaket überträgt, in welchem sowohl die eigene als auch die fremde Information enthalten ist. Soll beispielsweise die Empfangszeit eines Signals an einem ersten Identifikationselement und an einem zweiten Identifikationselement rückgemeldet werden, kann das zweite Identifikationselement seine Empfangszeit und seine Identifikations-Information an das erste Informationselement übermitteln, welches sodann ein Datenpaket weiterübermittelt, welches einerseits den Identifikationscode und die Empfangszeit des zweiten Elements enthält und darüber hinaus die Empfangszeit und den Identifikationscode des ersten Elements.
Eine dynamische Telegrammanpassung und ein Aneinanderreihen von zu übertragenden Informationen in einer Daisy Chain-Struktur ermöglicht es, die Reihenfolge der einzelnen Baugruppen und Identifikationselemente zu bestimmen.
Vorteilhafterweise können alle Informationen oder Daten der Identifikationselemente oder einer Untergruppe von Identifikationselementen in einem übergeordneten System, beispielsweise einer Maschinensteuerung oder einer Cloud, zusammengeführt werden.
Insbesondere kann die schon genannte Auswerteeinrichtung, die in dem genannten übergeordneten System, beispielsweise der Maschinensteuerung oder einer Cloud implementiert sein kann, jedoch auch separat hiervon ausgebildet und/oder einem der Identifikationselemente zugeordnet sein kann, den Rüstzustand der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine bzw. die Position der Identifikationselemente und der damit gekennzeichneten Rüstelemente bestimmen. Dies erlaubt es, den kompletten Lebenszyklus eines Rüstelements nachzuvollziehen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1: eine Darstellung zweier Bau- und Materialumschlagsmaschinen in Form von Turmdrehkranen, deren Rüstelemente umfassend Turm- und Auslegerstücke sowie Ballastelemente jeweils mit einem Identifikationselement versehen sind, wobei die Kommunikationswege zwischen den Identifikationselementen und die Kommunikationswege zu einem Ortungssystem, einem Mobilfunksystem und einer Cloud dargestellt sind,
Fig. 2: eine Darstellung eines der Identifikationselemente aus Fig. 1 in einer detaillierten Darstellung, die Energiegewinnungsbausteine, einen Energiespeicher und eine Energieverwaltungseinrichtung des Identifikationselements zeigt,
Fig. 3: eine Darstellung der an den Auslegerstücken eines der Turmdrehkrane aus Fig. 1 angebrachten Identifikationselemente und deren Kommunikation miteinander, die das von den Identifikationselementen gebildete Daisy Chain-System verdeutlicht,
Fig. 4: eine Darstellung eines der Rüstelemente der Bau- und
Materialumschlagsmaschine aus Fig. 1 beim Ein- bzw. Auslagern an einem Lagerplatz, wobei die Informationsübermittlung zwischen dem an dem Rüstelement angebrachten Identifikationselement und einer Registrierstation am Lagerplatz dargestellt ist, und
Fig. 5: eine Darstellung der am Lagerplatz eingelagerten Rüstelemente mit den daran angebrachten Identifikationselementen, wobei das Einlesen der Informationen der Identifikationselemente mittels eines Handsenders bzw. -empfängers dargestellt ist.
Wie Fig. 1 zeigt, kann die Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine 11 als Kran, beispielsweise in Form eines Turmdrehkrans, ausgebildet sein und eine Vielzahl von Rüstelementen 12 umfassen, aus denen die Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine 11 aufgebaut werden kann. Typischerweise können die Rüstelemente 12 dabei variabel vorgesehen und/oder an unterschiedlichen Stellen verbaut werden, so dass die Maschine je nach Vorhandensein, Anzahl und Einbauposition der Rüstelemente 12 in verschiedenen Konfigurationen betreibbar ist. Solche Rüstelemente 12 können insbesondere mechanische Strukturbauteile wie beispielsweise Stahlbauteile, Abspannungen, Ballastgewichte und Ähnliches sein. Bei einem Kran können die Rüstelemente 12 beispielsweise Auslegerstücker und/oder Turmstücke umfassen, aus denen der Ausleger 13 bzw. der Turm 14 des Krans zusammengesetzt werden kann. Je nach Krantyp können dies beispielsweise Fachwerkträger, Teleskopschürze oder Turm- bzw. Auslegersegmente sein.
Andere Rüstelemente 12 können Ballastgewichte, Ober- und/oder Unterwagenelemente, Abspannungselemente oder andere Baugruppen der jeweiligen Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine 11 aufweisen.
Wie Fig. 1 zeigt, könne an den genannten Rüstelementen 12 elektronische Identifikationselemente 1 angebracht sein, insbesondere starr befestigt sein, was beispielsweise durch Verkleben oder in anderer Weise erfolgen kann. Vorteilhafterweise ist jedem Rüstelement 12 zumindest ein Identifikationselement 1 fest zugeordnet.
Die genannten Identifikationselemente 1 können als ID-Etiketten bzw. Smartlabels ausgebildet sein, die auf das jeweilige Rüstelement 12 aufgeklebt werden.
Wie Fig. 2 zeigt, können die Identifikationselemente 1 eine elektronische Datenverarbeitungs- und/oder Kommunikationseinrichtung umfassen, um Informationen zu verarbeiten und/oder zu speichern und/oder zu senden und/oder zu empfangen. Vorteilhafterweise kann das Identifikationselement 1 eine Datenverarbeitungslogik beispielsweise in Form einer festen Verdrahtung oder in Form eines in einem Programmspeicher abgelegten Programms umfassen, welches von einem Mikroprozessor verarbeitet werden kann.
Um über längere Zeit auch unter ungünstigen Bedingungen energieautark zu sein, umfasst das Identifikationselement 1 Energiegewinnungsmittel 10, die aus der Umgebung des Identifikationselements 1 Energie gewinnen können. Die genannten Energiegewinnungsmittel 10 können dabei vorteilhafterweise mehrere, in verschiedener Weise arbeitende Energiegewinnungsbausteine umfassen, um verschiedene Umwelteinflüsse in elektrische Energie wandeln zu können.
Wie Fig. 2 zeigt, können die Energiegewinnungsmittel 10 vorteilhafterweise zumindest einen thermoelektrischen Energiegewinnungsbaustein 8 umfassen, oder beispielsweise in Form eines Peltier-Elements ausgebildet sein.
Ein solcher thermoelektrischer Energiegewinnungsbaustein 8 kann vorteilhafterweise über ein thermisch hochleitfähiges Material, beispielsweise eine Wärmeleitpaste 9, einerseits an einem üblicherweise warmen Umgebungsbaustein und andererseits an einem üblicherweise kalten Umgebungsbaustein angeschlossen sein. Beispielsweise kann eine Seite des Peltier-Elements bzw. des thermoelektrischen Energiegewinnungsbausteins 8 einen Teil der Befestigungsfläche des Identifikationselements 1 bilden, welche Befestigungsfläche an das jeweilige Rüstelement 12 angeschlossen wird, beispielsweise auf die Oberfläche des metallischen Rüstelements 12 flächig gefügt, beispielsweise angeklebt wird. Ist das Rüstelement 12 ein Metallbauteil, unterliegt dieses größeren Temperaturschwankungen, beispielsweise großer Flitze bei Sonneneinstrahlung oder großer Kälte bei Nacht oder kalten Außentemperaturen.
Eine andere Oberfläche des thermoelektrischen Energiegewinnungsbausteins 8, insbesondere eine gegenüberliegende Oberfläche des Peltier-Elements kann beispielsweise über das genannte Leitmaterial 9 an die Innenseite des elektronischen Elements 1 , insbesondere an dessen Datenverarbeitungs- und/oder Sendeeinrichtungen angebunden sein.
Der an den beiden Oberflächen des Bausteins 8 anliegende Temperaturgradient wird von dem Baustein 8 in elektrische Energie umgewandelt.
Alternativ oder zusätzlich zu einem solchen thermoelektrischen Energiebaustein 8 können die Energiegewinnungsmittel 10 vorteilhafterweise auch zumindest einen mechanisch-elektrischen Energiegewinnungsbaustein 4 beispielsweise in Form eines Piezoelements aufweisen. Ein solcher mechanisch-elektrischer Energiegewinnungsbaustein 4 kann in das Identifikationselement 1 integriert und/oder an Umgebungsbauteile angeschlossen werden, um Verformungen des Identifikationselements 1 und/oder eines jeweiligen Umgebungsbausteins mitzumachen bzw. von solchen Verformungen verformt zu werden. Wie Fig. 2 zeigt, kann beispielsweise ein mechanisch-elektrischer Energiegewinnungsbaustein 4 an der Anschlussoberfläche des Identifikationselements 1 angebracht sein, die flächig mit dem jeweiligen Rüstelement 12 verbunden wird. Alternativ oder zusätzlich kann ein anderer mechanisch-elektrischer Energiegewinnungsbaustein 4 in das Gehäuse und/oder in das Innere des Identifikationsbausteins 1 integriert sein, um bei Verformungen und/oder Dehnungen des Elements 1 eine entsprechende Verformung zu erfahren. Die genannte mechanische Verformung wird in elektrische Energie gewandelt.
Alternativ oder zusätzlich kann auch zumindest ein photoelektrischer Energiegewinnungsbaustein 5 vorgesehen sein, der an einer Außenseite oder einem Außengehäuse des Identifikationselements 1 angebracht sein kann, um auf das Identifikationselement 1 fallendes Umgebungslicht einzufangen, insbesondere Sonnenstrahlung bzw. -licht einzufangen. Das eingefangene Licht wird von dem Baustein 5 in elektrische Energie gewandelt.
Alternativ oder zusätzlich kann das Identifikationselement 1 auch einen induktiven Energiegewinnungsbaustein 3 umfassen, beispielsweise in Form einer Spule, um Kommunikationssignale bzw. -wellen, die von der Umgebung her auf das Identifikationselement 1 einwirken wie beispielsweise Nahfeld- Kommunikationssignale oder Radiofunksignale in Energie umzuwandeln.
Die verschiedene Energiegewinnungsbausteine der Energiegewinnungsmittel 10 sind vorteilhafterweise über eine Energiesteuer- und/oder -Verwaltungseinrichtung 6 an zumindest einen Energiespeicher 7 angebunden, in dem die von den genannten Bausteinen gewonnene elektrische Energie gespeichert werden kann. Die genannte Energiesteuer- und/oder Verwaltungseinrichtung 6 kann dabei beispielsweise die Einspeicherung von Energie begrenzen, beispielsweise wenn mehrere Energiegewinnungsbausteine mehr Energie bereitstellen als in den Energiespeicher 7 eingespeichert werden können. Alternativ oder zusätzlich kann die genannte Energiesteuer- und/oder Verwaltungseinrichtung die von den Energiegewinnungsmitteln 10 bereitgestellte elektrische Energie auf verschiedene Energiespeicher 7 aufteilen, was in der eingangs erläuterten Weise beispielsweise in Abhängigkeit der Höhe und/oder der zu erwartenden Zeitdauer der Energiegewinnung gesteuert werden kann.
Die genannte Energiesteuer- und/oder Verwaltungseinrichtung 6 kann in umgekehrter Weise auch mit Verbrauchern des Identifikationselements 1 verbunden sein, um deren Energieversorgung und/oder das Ausspeichern von Energie aus dem Energiespeicher 7 zu steuern.
Ein solcher Verbraucher kann beispielsweise eine Kommunikationseinrichtung 15 sein, die eine Daten-Sende- und/oder -Empfangseinrichtung umfassen kann, um Informationen zu versenden und/oder zu empfangen.
Um mit verschiedenen Gegenstellen kommunizieren zu können, kann die genannte Kommunikationseinrichtung 15 vorteilhafterweise verschiedene
Antenneneinrichtungen 16 aufweisen. Beispielsweise kann die Antenneneinrichtung 16 eine Multifrequenzantenne und/oder eine Richtantenne beispielsweise in Form einer Phased-Array-Antenne oder einer Richtfunkantenne, und/oder eine Nahfeld- Kommunikationsantenne und/oder eine Mobilfunkantenne und/oder eine GPS- und/oder Ortungsantenne zur Kommunikation mit einem Navigationssatelliten oder einer anderen Ortungseinrichtung aufweisen.
Wie Fig. 1 zeigt, können die Identifikationselemente 1 vorteilhafterweise untereinander bzw. miteinander kommunizieren, was beispielsweise über die Nahfeld-Kommunikationsantenne der Kommunikationseinrichtung 15 erfolgen kann. Alternativ oder zusätzlich können die genannten Identifikationselemente 1 oder zumindest eines der Identifikationselemente 1 mit einer Mobilfunkeinrichtung 17 und/oder mit einem Navigationssatelliten 17 oder einer anderen Ortungseinrichtung beispielsweise in Form eines Richtfunkmasts kommunizieren.
Alternativ oder zusätzlich kann die Kommunikationseinrichtung 15 zumindest eines Identifikationselements 1 dazu ausgebildet sein, mit einer Cloud 18 zu kommunizieren, in der die Information bzw. Daten aller Identifikationselemente 1 abgespeichert werden können.
In Weiterbildung der Erfindung ist es auch möglich, dass nicht die Identifikationselemente 1 selbst, sondern eine zwischengeschaltete Kommunikationseinrichtung, beispielsweise ein Kommunikationsbaustein einer Maschinensteuerung, beispielsweise der Kransteuereinrichtung, mit dem genannten Navigationssatelliten 17 und/oder der Mobilfunkeinrichtung 16 und/oder der Cloud 18 kommuniziert, um von den Identifikationselementen 1 empfangene Daten dorthin weiterzuleiten oder zu übertragen oder umgekehrt Informationen von den genannten Einrichtungen zu empfangen und an die Identifikationselemente 1 weiterzusenden bzw. in verarbeiteter Form zu übertragen.
Um für die Kommunikation Energie zu sparen, kann die Kommunikationseinrichtung 15 zumindest eines Identifikationselements 1 eine Funkleistungs-Steuereinrichtung 19 umfassen, die die Funkleistung erhöht oder erniedrigt oder abstellt, je nachdem, wie hoch die benötigte Funkleistung ist. Dies kann beispielsweise in Abhängigkeit des Abstands zu einem benachbarten Identifikationselement 1 oder zu einer anderen Gegenstelle, und/oder in Abhängigkeit einer auszuführenden Sendefunktion und/oder in Abhängigkeit eines empfangenen Informationssignals gesteuert werden.
Vorteilhafterweise ist die genannte Funkleistungs-Steuereinrichtung 19 dazu ausgebildet, Funksignale nur in dem für die jeweilige Aufgabe nötigen Umfeld zu senden. Insbesondere können Kreuzungen zwischen Elementgruppen vermieden werden. Darüber hinaus kann vorteilhafterweise mit der geringstmöglichen Leistung gesendet und damit Energie gespart werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Kommunikationseinrichtung 15 dazu ausgebildet sein, die Sendefrequenzen an das Umfeld anzupassen, um Funkverbindungen zu verschiedenen Gegenstellen aufzubauen und die Kommunikation stabil zu halten.
In Weiterbildung der Erfindung ist eine Positionsbestimmungseinrichtung 20 vorgesehen, die in eines oder jedes der Identifikationselemente 1 integriert und/oder an einem externen Datenverarbeitungsbaustein der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine 1 wie beispielsweise einer Kransteuereinrichtung vorgesehen sein kann.
Mittels einer solchen Positionsbestimmungseinrichtung 20 kann die exakte Position eines jeweiligen Identifikationselement 1 und damit des hierdurch gekennzeichneten Rüstelements 12 bestimmt werden. Die genannte Positionsbestimmungseinrichtung 20 kann dabei in verschiedener Weise arbeitend ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Positionsbestimmungseinrichtung 20 eine GPS-Ortung vornehmen, beispielsweise indem ein im jeweiligen Identifikationselement 1 empfangenes Navigationssatellitensignal ausgewertet wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Positionsbestimmungseinrichtung 20 aus dem von der Mobilfunkeinrichtung 16 empfangenen Mobilfunksignal die Position des das Signal empfangenden Identifikationselements 1 bestimmen, beispielsweise unter Zuhilfenahme von Triangulationsverfahren und/oder unter Zuhilfenahme von Richttechnik.
Alternativ oder zusätzlich kann die Positionsbestimmungseinrichtung 20 die Position der Identifikationselemente 1 auch durch Laufzeitmessung der Funksignale zwischen den Elementen 1 bestimmen.
Um Energie zu sparen, sind die Identifikationselemente 1 vorteilhafterweise dazu ausgebildet, nur die nötigsten Daten eines vorbestimmten Zeitraums wie beispielsweise eines Tags zu senden, um so möglichst kurze Übertragungszyklen zu erhalten und Energie zu sparen. Vorteilhafterweise wird dabei eine dynamische Telegrammanpassung vorgenommen und/oder es werden Informationen beispielsweise nach Art einer Daisy Chain-Struktur aneinandergereiht. Ein solches Aneinanderreihen von Informationen ermöglicht es vorteilhafterweise auch, die Reihenfolge der einzelnen Baugruppen und Elemente zu bestimmen, wie dies Fig. 3 zeigt.
Vorteilhafterweise kann eine von einem ersten Identifikationselement veranlasste Abfrage von einem zweiten Identifikationselement an ein drittes Identifikationselement bis zu einem n-ten Identifikationselement weitergereicht werden, wobei jeweils die Empfangszeit und/oder Laufzeit der Abfragesignale und/oder der Empfangsbestätigungssignale bestimmt und zurückgesendet wird, vgl. Fig. 3. Anhand der Signallaufzeiten und/oder Empfangszeitpunkte und/oder anhand der dynamisch zusammengesetzten Datenpakete, die beispielsweise die Summe der Identifikationscodes der einzelnen Elemente in einer vorbestimmten Reihenfolge umfassen können, kann die Reihenfolge und/oder die Beabstandung der Elemente 1 bestimmt werden.
Alle Informationen der Elemente 1 können vorteilhafterweise in einem übergeordneten System, beispielsweise einer Maschinensteuerung, die eine Kransteuerung sein kann, oder einer Datencloud zusammengeführt werden, wie dies Fig. 1 zeigt.
Ferner können die Identifikationselemente auch dazu verwendet werden, einen Lagerort des jeweiligen Rüstelements 12 zu bestimmen, wenn das Rüstelement 12 nicht an einer Maschine verbaut, sondern auf einem Lagerplatz gelagert wird. Wie Fig. 4 zeigt, kann die Position eines jeweiligen Identifikationselements 1 und damit eines zugehörigen Rüstelements 12 beispielsweise in der vorgenannten Weise über Mobilfunk-Ortung und/oder GPS-Satellitennavigationsortung bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Positionsbestimmungseinrichtung 20 aber auch eine zentrale Funkstation 21 des Lagers auswerten, ggf. über Richtfunk verfeinert auswerten. Alternativ oder zusätzlich kann eine Kommunikation auch mit einem Handsender 22 erfolgen, mithilfe dessen die Rüstelemente 12 bzw. die daran angebrachten Identifikationselemente 1 an ihrem Lagerplatz eingescannt bzw. geortet werden können, vgl. Fig. 5.

Claims

Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen des Rüstzustands einer Bau- und/oderMaterialumschlagsmaschine Patentansprüche
1. Verfahren zum Erfassen des Rüstzustands einer Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine (11), insbesondere eines Krans, und/oder des Aufenthaltsorts einzelner Rüstelemente (12) der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine (1), wobei Informationen von elektronischen Identifikationselementen (1), die an den Rüstelementen (12) angebracht sind, an eine elektronische Auswerteeinrichtung (23) übertragen werden und der Rüstzustand und/oder der Aufenthaltsort der Rüstelemente (12) von der elektronischen Auswerteeinrichtung anhand der von den Identifikationselementen (1) empfangenen Informationen bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationselemente (1) von Energiegewinnungsmitteln (10), die an einem jeweiligen Identifikationselement (1) vorgesehen sind, mit elektrischer Energie versorgt werden, wobei die genannten Energiegewinnungsmittel (10) auf das jeweilige Identifikationselement (1) einwirkende Umgebungseinflüsse in elektrische Energie umwandeln.
2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei zumindest ein Identifikationselement (1) von mehreren, unterschiedlich arbeitenden Energiegewinnungsbausteinen (3, 4, 5, 8) mit elektrischer Energie versorgt wird, wobei die genannten mehreren Energiegewinnungsbausteine (3, 4, 5, 8) unterschiedliche Umgebungseinflüsse in elektrische Energie umwandeln.
3. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die von den verschiedenen Energiegewinnungsbausteinen (3, 4, 5, 8) erzeugte, elektrische Energie in einem gemeinsamen Energiespeicher (7) gespeichert und von dem Energiespeicher (7) an Verbraucher des Identifikationselements (1) bereitgestellt wird.
4. Vorrichtung zum Erfassen des Rüstzustands einer Bau- und/oder
Materialumschlagsmaschine (11), insbesondere eines Krans, und/oder des Aufenthaltsorts einzelner Rüstelemente (12) der Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine (11 ), mit elektronischen Identifikationselementen (1), die an den Rüstelementen (12) der Bau- und/oder
Materialumschlagsmaschine (11) angebracht sind, sowie einer elektrischen Auswerteeinrichtung (23) zum Bestimmen des Rüstzustands und/oder Aufenthaltsorts der Rüstelemente (12) anhand von den
Identifikationselementen (1) empfangenen Informationen, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationselemente (1) jeweils mit
Energiegewinnungsmitteln (10) zum Gewinnen elektrischer Energie aus Umgebungseinflüssen, die auf das jeweilige Identifikationselement (1) einwirken, und einem Energiespeicher (7) zum Speichern der gewonnenen Energie und Versorgen von Verbrauchern der Identifikationselemente (1) versehen sind.
5. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Energiegewinnungsmittel (10) mehrere, unterschiedlich arbeitende Energiegewinnungsbausteine (3, 4, 5, 8) umfassen.
6. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei den verschiedenen Energiegewinnungsbausteinen an einen gemeinsamen Energiespeicher (7) angebunden sind, aus dem Verbraucher des Identifikationselements (1) versorgbar sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Energiegewinnungsmittel (10) zumindest einen thermoelektrischen Energiegewinnungsbaustein (8) zum Wandeln einer Temperaturdifferenz in elektrische Energie, insbesondere ein Peltier-Element aufweisen.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Energiegewinnungsmittel (10) zumindest einen elektromechanischen Energiegewinnungsbaustein (4) zum Wandeln mechanischer Verformungen und/oder Bewegungen in elektrische Energie, insbesondere ein Piezoelement, aufweisen.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Energiegewinnungsmittel (10) zumindest einen photoelektrischen Energiegewinnungsbaustein (5) zum Wandeln von Umgebungslicht in elektrische Energie, insbesondere zumindest eine photosensitive Zelle, aufweisen.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Energiegewinnungsmittel (10) zumindest einen induktiven Energieerzeuger (3) aufweisen.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Energiegewinnungsmittel (10) in das Identifikationselement (1) integriert, insbesondere innerhalb eines Elementegehäuses oder an dem Elementegehäuse angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Energiegewinnungsbaustein (3, 4, 5, 8) einen Teil einer Befestigungsfläche des Identifikationselements (1) bildet, mit dem das genannte Identifikationselement an dem jeweiligen Rüstelement (12) befestigt ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Energiesteuer- und/oder -Verwaltungseinrichtung (6) an die Energiegewinnungsmittel (10) und den Energiespeicher (7) angebunden und dazu ausgebildet ist, das Ein- und/oder Ausspeichern von Energie in den/aus dem Energiespeicher (7) in Abhängigkeit von zumindest einer Betriebsfunktion und/oder eines Betriebsparameters des Identifikationselements (1) zu steuern.
14. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Energiesteuer- und/oder -Verwaltungseinrichtung (6) dazu ausgebildet ist, das Einspeichern von Energie von den Energiegewinnungsmitteln (10) in den Energiespeicher (7) in Abhängigkeit einer zu erwartenden Dauer und/oder Höhe der Energiegewinnung zu steuern und/oder auf verschiedene Energiespeicher (7) zu verteilen.
15. Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Energiesteuer- und/oder -Verwaltungseinrichtung (6) dazu ausgebildet ist, das Versorgen zumindest eines Verbrauchers zumindest eines Identifikationselements (1) mit Energie aus dem Energiespeicher (7) in Abhängigkeit einer Betriebsfunktion des Identifikationselement (1) und/oder in Abhängigkeit eines von dem Identifikationselement (1) empfangenen Informationssignals zu steuern.
16. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Energiesteuer- und/oder -Verwaltungseinrichtung (6) dazu ausgebildet ist, den genannten Verbraucher, insbesondere eine Sendeeinrichtung des Identifikationselements (1), nur dann mit Energie zu versorgen, wenn eine Funktionslogik des Identifikationselements (1) eine Informationsübertragung verlangt oder ein Informationsabfragesignal von dem Identifikationselement (1) empfangen wurde.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Identifikationselemente (1) jeweils eine Kommunikationseinrichtung (15) umfassend zumindest eine Antenneneinrichtung (16) aufweisen.
18. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die
Kommunikationseinrichtung (15) mit einer Funkleistungs-Steuereinrichtung (19) verbunden ist, die dazu ausgebildet ist, die Funkleistung der Kommunikationseinrichtung (15) in Abhängigkeit der zu übertragenden Information und/oder in Abhängigkeit der Gegenstelle, an die eine Information zu übertragen ist, zu erhöhen oder zu erniedrigen.
19. Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antenneneinrichtung (16) mehrere Antennen zum Kommunizieren mit verschiedenen Gegenstellen aufweist, welche Antennen verschieden ausgebildet sind.
20. Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antenneneinrichtung (16) zumindest eine Multifrequenzantenne zum Senden und/oder Empfangen in verschiedenen Frequenzbändern aufweist.
21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Antenneneinrichtung (16) zumindest eine Richtantenne, insbesondere in Form einer Richtfunkantenne oder einer phasengesteuerten Gruppenantenne, aufweist.
22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Antenneneinrichtung (16) eine Nahfeldantenne aufweist.
23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antenneneinrichtung (16) eine Satellitenantenne zum Empfangen von Signalen eines Navigationssatelliten aufweist.
24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Positionsbestimmungseinrichtung (20) zum Bestimmen der Positionen der Identifikationselemente (1) vorgesehen ist.
25. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die
Positionsbestimmungseinrichtung (20) eine Satellitennavigationseinrichtung zum Auswerten von Satellitensignalen, die an den Identifikationselementen (1) empfangen wurden, aufweist.
26. Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Positionsbestimmungseinrichtung (20) eine Mobilfunk-Ortungseinrichtung zum Auswerten von Mobilfunksignalen, die an den Identifikationselementen (1) empfangen wurden, und Bestimmen der Position der
Identifikationselemente (1 ) aus den empfangenen Mobilfunksignalen aufweist.
27. Vorrichtung nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei die Positionsbestimmungseinrichtung (20) eine Laufzeit-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Positionen der Identifikationselemente (1) aus den Laufzeiten von Signalen zwischen den Identifikationselementen (1) aufweist.
28. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Identifikationselemente (1) eine serielle Übertragungsstruktur bilden und dazu ausgebildet sind, von einem benachbarten Identifikationselement (1) empfangene Informationen an ein weiteres, benachbartes Identifikationselement (1) zu übertragen und dabei den zu übertragenden Informationsblock dynamisch an die empfangene Information anzupassen.
29. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an einem Lagerplatz zumindest eine fest installierte Sende- und/oder Empfangseinrichtung (21) zum Empfangen von Informationen von an dem Lagerplatz befindlichen Identifikationselementen (1) vorgesehen ist.
30. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an einem/dem Lagerplatz zumindest eine mobile, händisch bewegbare Sende- und/oder Empfangseinrichtung (22) zum Empfangen von Informationen von an dem Lagerplatz befindlichen Identifikationselementen (1) vorgesehen ist.
31. Bau- und/oder Materialhandhabungsmaschine, die mit einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4-30 ausgerüstet ist.
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