DE4031839A1 - Verfahren zur laengenmessung von relativ zueinander verfahrbaren elektrischen leitern - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Längenmes­ sung von relativ zueinander verfahrbaren elektrischen Lei­ tern, insbesondere von teleskopierbaren Kranauslegerschüs­ sen.

Teleskopierbare Ausleger gibt es in unterschiedlichen Ge­ staltungen. Ein Problem derartiger Ausleger besteht darin, die aktuelle Ausfahrlänge der teleskopierbaren Ausleger zu ermitteln. Hier muß ein vergleichsweise großer Aufwand be­ trieben werden. Entweder müssen Kabel über Kabeltrommeln mitgeschleppt werden oder andere Meßeinrichtungen müssen vorgesehen werden. Auch ist es wünschenswert die jeweilige Ausfahrlänge der Teleskope dem Kranführer unmittelbar mit­ teilen zu können, was immer dann problemlos ist, wenn Te­ leskopschüsse jeweils nur in voller Länge ausgefahren wer­ den und über Endschalter ihre Ausfahrbewegung beendet wird. Hier kann dann durch die Endschalter signalisiert werden, daß ein Teleskopausleger ausgefahren oder eingefah­ ren ist.

Längenmessungen über geschleppte Kabel, die etwa über Dreh­ meßgeber an Meßdosen den jeweiligen Ausfahrweg signalisie­ ren, sind für sich gesehen bekannt, sie haben aber erhebli­ che Nachteile, da sie insbesondere den äußeren Einflüssen ausgesetzt sind. Die Kabel können reißen, beschädigt wer­ den und dgl. mehr.

Neben den hier im Vordergrund stehenden teleskopierbaren Kranauslegerschüssen gibt es auch andere relativ zueinan­ der verfahrbare elektrische Leiter mit hydraulischen Kol­ ben/Zylindereinheiten, anderer teleskopierbarer Maschinen­ elemente, bewegbare Brückenteile und dgl. mehr, deren Posi­ tion mit Hilfe der vorliegenden Erfindung dann gemessen werden kann, wenn diese Elemente als elektrische Leiter aufgefaßt werden können.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Position, d. h. die Ausfahrlänge eines oder die relative Position ei­ nes Leiters zu einem anderen elektrischen Leiter mit einfa­ chen Mitteln exakt erfassen zu können, wobei auf spezielle Meßhilfsmittel verzichtet werden kann.

Mit einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird die­ se Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Tei­ le der elektrischen Leiter, wie die Kranauslegerschüsse oder dgl., elektrisch leitend miteinander derart verbunden werden, daß sich für einen an einer definierten Stelle des Leiters aufgegebenen Spannungsspung ein durchgehender elek­ trischer Leiter bis zum Ende der Leitung ergibt, wobei nach Aufgabe des Spannungsspunges an der Aufgabenstelle die Rückkehr der Reflektion gemessen und über die Reflek­ tionszeit die Länge des Leiters bestimmt wird.

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß sich ein Spannungsspung in einem elektrischen Leiter in Art ei­ ner Welle fortpflanzt und ggf. am Ende reflektiert wird. Ist nämlich ein Ende einer Leitung kurzgeschlossen, kommt es zu einer Totalreflektion mit dem Reflektionsfaktor R = -1, wobei die Spannung auf der gesamten Leitung dann 0 ist. Ist die Leitung an ihrem Ende offen, so kommt es eben­ falls zu einer Totalreflektion, dort mit dem Reflektions­ faktor R = +1 , was zu einer Verdoppelung der Spannung auf der gesamten Leitung führt.

Möglich ist auch am Ende der Leitung eine Impedanz gleich dem Wellenwiderstand der Leitung anzuschließen, so daß dann die Leitung reflektionsfrei abgeschlossen ist, d. h. die Spannungswelle wird am Ende nicht reflektiert, der Re­ flektionsfaktor R ist dann gleich 0. Diese Zusammenhänge nutzt die Erfindung zur Längenmessung, derart, daß die ent­ sprechenden Leiter erfindungsgemäß mit einem Spannungs­ spung beaufschlagt werden.

In Ausgestaltung ist zur Messung der Teleskopierlänge von Kranauslegern vorgesehen, daß als elektrischer Leiter an jedem Kranauslegerschuß eine elektrisch isolierte Leiter­ bahn herangezogen wird, wobei die Leiterbahn über Schleif­ leiter oder dgl. zu einer Gesamtleitung herangezogen und die Leitungslänge über die Reflektion eines Spannungsspun­ ges gemessen wird.

Zweckmäßig ist es auch, wenn die Reflektion sowohl bei un­ terteleskopierten Auslegern, wie auch bei voll teleskopier­ ten Auslegern gemessen wird, diese Meßdaten gespeichert und die Reflektionswerte bei jeder Zwischenausfahrlänge ge­ messen mit den zuvor ermittelten Meßgrößen verglichen und zur Definition der Ausfahrlänge umgerechnet werden.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchfüh­ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Messung der Te­ leskopierlänge von Kranauslegern, wobei sie eine derartige Vorrichtung dadurch auszeichnet, daß sie als auf jedem Kranauslegerschuß angebrachte elektrisch isolierte Leiter­ bahn ausgebildet ist, wobei die Leiterbahnabschnitte über Schleifleiter elektrisch leitend miteinander verbunden sind, mit einem Generator zur Erzeugung eines Spannungs­ spunges und einer Meßeinrichtung und Auswerteinrichtung zur Messung der Reflektionszeit und der Umrechnung in die entsprechende Teleskopierlänge.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines teleskopierba­ ren Auslegerarmes,

Fig. 2 eine prinzipiell elektrische Schaltung in Art eines Ersatzschaltbildes.

In Fig. 1 ist ein allgemein mit 1 bezeichneter Kranausle­ ger dargestellt mit einem ersten Grundteleskop 2 und drei weiteren teleskopierbaren Kranauslegerschüssen 3, 4 und 5.

Die Kranauslegerschüsse sind insgesamt mit elektrischen Leiterbahnen, z. B. entsprechenden Stromschienen, ausgestat­ tet, die je das Bezugszeichen 6 tragen. Diese Leiterbahnen 6 sind beispielsweise über Schleifleiter 7 elektrisch lei­ tend miteinander verbunden.

An einer definierten Stelle des stationären Grundtelesko­ pes 2 ist eine Einleit- bzw. Aufgabestelle 8 vorgesehen für einen Spannungsspung, erzeugt durch einen symbolisch dargestellten Generator 9. Zur Messung und Auswertung der Reflektionszeit dieses Spannungsspunges auf den Leitern 6 ist eine Meßeinrichtung, allgemein mit 10 bezeichnet, vor­ gesehen und zur Darstellung der sich errechneten und ermit­ telten Teleskopierlänge ein Anzeigegerät, allgemein mit 11 bezeichnet.

In Fig. 2 ist ein Ersatzschaltbild bezeichnet mit Leiter­ bahnpaaren 6, 6′ mit zugeordneten Abschlußwiderständen 12, 12′, 12′′ und der Aufgabe des Eingangsimpulses 8 und der Abnahme des reflektierten Signales 8′.

Natürlich ist die beschriebene Erfindung in vielfacher Hin­ sicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So kann eine elektrische Kupplung auch anders als über Schleifleiter vorgesehen sein. Die elektrischen Leiterbah­ nen werden als Stromschienen ausgebildet sein, je nach Bau­ weise können auch die Gehäuse der Teleskopausleger selbst dazu herangezogen werden oder aber auch die Ausfahrlängen der Schubhydraulik und dgl. mehr.

Claims (4)

1. Verfahren zur Längenmessung von relativ zueinander ver­ fahrbaren elektrischen Leitern, insbesondere von telesko­ pierbaren Kranauslegerschüssen, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter, wie die Kranauslegerschüsse oder dgl., elektrisch leitend derart miteinander verbunden werden, daß sich für einen an einer definierten Stelle des Leiters aufgegebenen Spannungssprung ein durchgehender elek­ trischer Leiter bis zum Ende der Leitung ergibt, wobei nach Aufgabe des Spannungsspunges an der Aufgabenstelle die Rückkehr der Reflektion gemessen und über die Reflek­ tionszeit die Länge des Leiters bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Messung der Teleskopierlänge von Kranauslegern, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrischer Leiter an jedem Kranauslegerschuß ei­ ne elektrisch isolierte Leiterbahn herangezogen wird, wo­ bei die Leiterbahn über Schleifleiter oder dgl. zu einer Gesamtleitung herangezogen und die Leitungslänge über die Reflektion eines Spannungsspunges gemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektion sowohl in unteleskopiertem Ausleger ge­ messen als auch bei vollteleskopierten Auslegern gemessen wird, diese Meßdaten gespeichert und die Reflektionswerte bei jeder Zwischenausfahrlänge gemessen mit den zuvor er­ mittelten Meßgrößen verglichen und zur Definition der Aus­ fahrlänge umgerechnet werden.

4. Vorrichtung zur Messung der Teleskopierlänge von Kranaus­ legern, dadurch gekennzeichnet, daß sie als auf jedem Kranauslegerschuß (2-5) angebrachte elektrisch isolierte Leiterbahn (1) ausgebildet ist, wobei die Leiterbahnabschnitte (6) über Schleifleiter (7) elek­ trisch leitend miteinander verbunden sind, mit einem Gene­ rator (9) zur Erzeugung eines Spannungssprunges und einer Meßeinrichtung (10) und Auswerteinrichtung (11) zur Mes­ sung der Reflektionszeit und der Umrechnung in die entspre­ chende Teleskopierlänge.