DE102004018021A1

DE102004018021A1 - Lasthebevorrichtung

Info

Publication number: DE102004018021A1
Application number: DE200410018021
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Bosch Rexroth AG
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Bosch Rexroth AG
Priority date: 2004-04-14
Filing date: 2004-04-14
Publication date: 2005-11-03

Abstract

Offenbart ist eine Lasthebevorrichtung mit einer Lasttrageeinrichtung zum Heben und horizontalen Bewegen von Lasten und ein Messsystem zur Bestimmung der Entfernung der Lasttrageeinrichtung zu ihrer Grundposition, wobei die Ermittlung der Entfernung anhand der Laufzeit von Radarstrahlen zwischen einer Sende- und Empfangseinheit und einem Reflektor erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lasthebevorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Lasthebevorrichtungen haben eine Lasttrageeinrichtung zum Bewegen von Lasten, die an einem Ausleger angeordnet oder entlang eines Auslegers verfahrbar ist. Aus Sicherheitsgründen muss die Entfernung der Lasttrageeinrichtung zu ihrer Grundposition bestimmt werden, um eine Überbeanspruchung und damit einen Bruch des Auslegers zu verhindern. Diese Entfernung entspricht z.B. bei Teleskophandlern und Mobilkränen der teleskopierten Länge des Teleskopauslegers. Die zulässige teleskopierte Länge richtet sich dabei nach der jeweiligen konstruktiven Ausführung des Teleskopauslegers und der jeweiligen aufgenommen Last.

Bekannte Lasthebevorichtungen sehen zur Bestimmung der Entfernung Messsysteme mit Seilzügen vor. Nachteilig an diesen Systemen ist jedoch, dass der Seilzug sehr störanfällig ist und mechanisch aufwendig geführt werden muss, um eine zufriedenstellende Messung zu erhalten.

Andere bekannte Lasthebevorichtungen haben zur Entfernungsbestimmung Messsysteme mit einem Laserentfernungsmesser. Diese haben jedoch den Nachteil, dass bei sich in Folge der Beanspruchung durchbiegenden Ausleger der gebündelte Laserstrahl an seinem Reflektionsspiegel vorbeigeführt wird und somit keine oder nur eine verfälschte Messung möglich ist.

Weitere bekannte Lasthebevorrichtungen weisen Messsysteme mit Ultraschall-Sensoranordnungen auf. Diese weisen den Nachteil auf, dass das Ultraschall-Nutzsignal durch Umgebungseinflüsse wie Windgeräusche und sonstige Nebengeräusche stark gestört wird. Bei Wind kann ausser dem Entstehen von Windgeräuschen auch noch der Effekt auftreten, dass der Wind das Ultraschallsignal "wegbläst", so dass am Empfänger kein Signal detektiert wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lasthebevorrichtung zu schaffen, bei der die Entfernung einer Lasttrageeinrichtung verlässlich bestimmbar ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Lasthebevorrichtung mit den Merkmalen nach dem Patentanspruch 1.

Erfindungsgemäß hat die Lasthebevorrichtung ein Messsystem, das mittels der Laufzeit von Radarstrahlen die Entfernung einer Lasttrageeinrichtung zu ihrer Grundposition bestimmt. Entsprechend ist ein Sender zum Senden der Radarstrahlen, ein Reflektor zum Zurückstrahlen der gesendeten Radarstrahlen und ein Empfänger zum Empfangen der zurückgestrahlten Radarstrahlen vorgesehen. Die Radarstrahlen sind gegenüber üblichen Umgebungseinflüssen weitgehend unempfindlich. Das Messsystem selber ist kostengünstig und einfach nachrüstbar.

Der Sender und der Empfänger können ortsfest am Bezugspunkt der Lasthebevorrichtung und der Reflektor, z.B. ein Triplespiegel, kann an der Lasttrageeinrichtung angeordnet sein. Jedoch ist es auch vorstellbar, den Sender und den Empfänger an der Lasttrageeinrichtung und den Reflektor am Bezugspunkt der Lasthebevorrichtung anzuordnen.

Um auch bei einer Durchbiegung eines die Lasttrageeinrichtung tragenden Auslegers die Entfernung sicher bestimmen zu können, hat der Sender vorteilhafterweise einen einstellbaren Öffnungswinkel zum Auffächern der Radarstrahlen.

Zur Realisierung einer kleinen Baugröße und einer hohen Strahlenbündelung weisen die Radarstrahlen eine Arbeitsfrequenz von etwa 77GHz bis etwa 122GHz auf.

Bevorzugte Lasthebevorrichtungen sind Teleskophandler und Mobilkräne mit jeweils einem Teleskopausleger, dessen teleskopierte Länge mit dem Messsystem ermittelbar ist.

Andere bevorzugte Lasthebevorrichtung sind Kräne mit einer Laufkatze, deren horizontale Entfernung von ihrer Grundposition messbar ist.

Sonstige vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Im Folgenden erfolgt eine ausführliche Erläuterung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung anhand schematischer Darstellungen. Es zeigen
1 einen Teleskophandler und
2 eine Auffächerung von Radarstrahlen.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Lasthebevorrichtung 2 in Form eines Teleskophandlers mit einem Messsystem 4 zur Bestimmung der Entfernung einer Lasttrageeinrichtung 14 zu ihrer Grundposition.
Der Teleskophandler 2 hat einen Teleskopausleger 6 mit einem Zylinder 8 und einer ausfahrbaren Kolbenstange 10. Der Zylinder 8 ist mit einem Endabschnitt auf dem Fahrgestell 12 des Teleskophandlers 2 gelenkig gelagert. In den freien Endabschnitt des Zylinders 8 taucht die ausfahrbare Kolbenstange 10 ein. Am Kopfabschnitt der Kolbenstange 10 ist die Lasttrageeinrichtung 14 zum Tragen von Lasten 16 angeordnet. Über eine axiale Bewegung der Kolbenstange 10 kann die Lasttrageeinrichtung 14 gehoben bzw. gesenkt und horizontal bewegt werden. Als Grundposition der Lasttrageeinrichtung 14 ist die Position definiert, in der die Kolbenstange 10 so weit wie möglich eingefahren ist. Zur Veränderung eines Anstellwinkels α des Zylinders 8 zum Fahrgestell 12 ist eine Zylinderanordnung 18 vorgesehen, die sich auf dem Fahrgestell 12 abstützt und an einem Mittenabschnitt des Zylinders 8 angelenkt ist.
Das Messsystem 4 umfasst einen Sender zum Senden von Radarstrahlen, einen Reflektor 20 zum Zurückstrahlen der gesendeten Radarstrahlen und einen Empfänger zum Empfangen der zurückgestrahlten Radarstrahlen. Der Sender und der Empfänger sind in einer Sende- und Empfangseinheit 22 zusammengefasst und auf dem Zylinder 8 im Bereich des Fahrgestells 12 angeordnet. Der Reflektor 20 ist an der Kolbenstange 10 im Bereich der Lasttrageeinrichtung 14 angeordnet.
Die Entfernungsmessung der Lasttrageeinrichtung 14 zur Grundposition erfolgt mittels Radarstrahlen. Dabei berechnet sich aus der Laufzeit der Radarstrahlen zwischen der Sende- und Empfangseinheit 22 und dem Reflektor 20 der Ausfahrweg der Kolbenstange 10 und somit die Entfernung bzw. Betriebsposition der Lasttrageeinrichtung 14.
Als Modulationsverfahren sind sämtliche bekannten Verfahren, wie zB Mehrwegfrequenz CW, FMCW, Puls, vorstellbar. Die Radarstrahlen bewegen sich vorteilhafterweise im hochfrequenten Bereich von etwa 77GHz bis 122GHz, in dem eine hohe Strahlbündelung erreichbar ist. Dabei wird der Reflektor, bspw. ein Triplespiegel, in Abhängigkeit von dem Frequenzbereich gewählt.
Gemäß 2 hat die Sende- und Empfangseinheit 22 einen einstellbaren Öffnungswinkel zum Auffächern der Radarstrahlen entlang des Teleskopauslegers 6. Durch das Auffächern ergibt sich eine Radarkeule 24, so dass selbst bei einer Durchbiegung des Teleskopauslegers 6 in Folge von einer Beanspruchung stets genügend Radarstrahlen auf den Reflektor 20 auftreffen und von diesem zurückgestrahlt werden.
Eine nicht dargestellte Ausführungsform einer Lasthebevorrichtung ist ein Baukran mit einer Laufkatze, deren Entfernung zu ihrer Grundposition über ein Messsystem bestimmbar ist. Der Baukran hat einen auf einem Fahrgestell aufgestellten starren Mast, an dessen Kopfabschnitt ein verschwenkbarer Ausleger angelenkt ist. Auf dem Ausleger ist eine in seine Längsrichtung bewegbare Lasttrageeinrichtung in Form einer Laufkatze zum Heben bzw. Senken und zum horizontalen Bewegen von Lasten angeordnet. Als Grundposition ist vorteilhafterweise die Position definiert, in der sich die Laufkatze auf dem Ausleger in Mastnähe befindet.
Das Messsystem ist mit dem vorbeschriebenen Messsystem 4 im Aufbau und von der Funktionsweise identisch. Es ist mit einer Sende- und Empfangseinheit zum Senden und Empfangen von Radarstrahlen und einem Reflektor zum Zurückstrahlen der gesendeten Radarstrahlen ausgestattet. Die Sende- und Empfangseinheit ist ortsfest an dem Ausleger im Bereich des Mastes angeordnet und der Reflektor auf der Laufkatze angeordnet, so dass die Entfernung der Laufkatze zu ihrer Grundposition anhand der Laufzeit der Radarstrahlen bestimmt werden kann.
Bei einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform einer Lasthebevorrichtung ist vorgesehen, anhand mehreren vorbeschriebenen Messsysteme die Position einer aufgenommen Last im Raum zu ermitteln. Dh es sind nicht nur horizontale Bewegung einer Lasttrageeinrichtung, sondern ebenfalls vertikale Position ermittelbar.
Ein Beispiel ist eine Containerladebrücke mit drei vorbeschriebenen Messsystemen. Die Containerladebrücke hat eine Kranbrücke, die mit ihren Endabschnitten auf aufgeständerten horizontalen Führungsschienen geführt und in Längsrichtung der Führungsschienen bewegbar ist. Die Kranbrücke trägt eine Lasttrageeinrichtung in Form einer Laufkatze zum Heben bzw. Senken und zum Bewegen von Lasten in Querrichtung der Führungsschienen. Die Lasten werden über ein geeignetes Aufnahmeelemente, wie zB ein Greifer oder ein Haken, von der Lasttrageeinrichtung aufgenommen und in vertikaler Richtung bewegt.
Über das erste Messsystem wird die Entfernung der Kranbrücke zu ihrer Grundposition in Längsrichtung der Führungsschienen ermittelt. Um den gesamten Weg in Längsrichtung der Führungsschienen erfassen zu können, ist die Sende- und Empfangseinheit entsprechend am Endbereich einer der Führungsschienen und der Reflektor auf der Kranbrücke angeordnet.
Über das zweite Messsystem wird die Entfernung der Laufkatze zu ihrer Grundposition in Querrichtung der Führungsschienen gemessen. Entsprechend ist die Sende und Empfangseinheit an einem Endbereich der Kranbrücke und der Reflektor auf der Laufkatze vorgesehen.
Über das dritte Messsystem wird die Entfernung des Aufnahmeelements zu seiner Grundposition und somit die Entfernung der Last zur Laufkatze in vertikaler Richtung ermittelt. Entsprechend ist die Sende- und Empfangseinheit an der Laufkatze und der Reflektor an dem Aufnahmeelement plaziert.
Als Folge der drei ermittelten Entfernungen lässt sich die Position der Last genau im Raum bestimmen.
Selbstverständlich kann die Containerladebrücke auch nur mit einem Messsystem bzw. zwei Messsystemem zur Messung der horizontalen Laufkatzenposition verwendet werden.
Auch wenn bei sämtlichen beschriebenen Ausführungsformen die Sende- und Empfangseinheit 22 des jeweiligen Messsystems 4 ortsfest und der Reflektor 20 beweglich gelagert ist, so ist es ebenfalls vorstellbar, den Reflektor 20 ortsfest und die Sende- und Empfangseinheit 22 beweglich anzuordnen.
Offenbart ist eine Lasthebevorrichtung mit einer Lasttrageeinrichtung zum Heben und horizontalen Bewegen von Lasten und ein Messsystem zur Bestimmung der Entfernung der Lasttrageeinrichtung zu ihrer Grundposition, wobei die Ermittlung der Entfernung anhand der Laufzeit von Radarstrahlen zwischen einer Sende- und Empfangseinheit und einem Reflektor erfolgt.

2: Lasthebevorrichtung
4: Messsystem
6: Teleskopausleger
8: Zylinder
10: Kolbenstange
12: Fahrgestell
14: Lasttrageeinrichtung
16: Last
18: Zylinderanordnung
20: Reflektor
22: Sender- und Empfangseinheit
24: Radarkeule

Claims

Lasthebevorrichtung mit einer Lasttrageeinrichtung (14) zum Heben und horizontalen Bewegen von Lasten aus einer Grundposition an der Lasthebevorichtung, und mit einem Messsystem zur Bestimmung der Entfernung der Lasttrageeinrichtung (14) zur Grundposition, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem (4) einen Sender zum Senden von Radarstrahlen, einen Reflektor (20) zum Zurückstrahlen der gesendeten Radarstrahlen und einen Empfänger zum Empfangen der zurückgestrahlten Radarstrahlen hat zur Bestimmung der Entfernung anhand der Laufzeit der Radarstrahlen.
Lasthebevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sender und der Empfänger ortsfest und der Reflektor (20) an der Lasttrageeinrichtung (14) angeordnet ist.
Lasthebevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sender und der Empfänger an der Lasttrageeinrichtung (14) und der Reflektor (20) ortsfest angeordnet ist.
Lasthebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Sender einen einstellbaren Öffnungswinkel zur Bildung einer Radarkeule (24) hat.
Lasthebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Radarstrahlen eine Arbeitsfrequenz im Bereich von etwa 77GHz bis 122GHz aufweisen.
Lasthebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Reflektor (20) ein Tripelspiegel ist.
Lasthebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lasttrageeinrichtung (14) eine Laufkatze eines Krans ist.
Lasthebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Lasttrageeinrichtung (14) an einem Teleskopausleger (6) eines Teleskophandlers (2) angeordnet ist.