EP2984022B1 - Ferngesteuerter kran - Google Patents

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EP2984022B1
EP2984022B1 EP14711158.7A EP14711158A EP2984022B1 EP 2984022 B1 EP2984022 B1 EP 2984022B1 EP 14711158 A EP14711158 A EP 14711158A EP 2984022 B1 EP2984022 B1 EP 2984022B1
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EP
European Patent Office
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crane
target
transponder
target signal
control
Prior art date
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Active
Application number
EP14711158.7A
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English (en)
French (fr)
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EP2984022A1 (de
Inventor
Oliver Fenker
Roman Hofmann
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Liebherr Components Biberach GmbH
Original Assignee
Liebherr Components Biberach GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Liebherr Components Biberach GmbH filed Critical Liebherr Components Biberach GmbH
Publication of EP2984022A1 publication Critical patent/EP2984022A1/de
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Publication of EP2984022B1 publication Critical patent/EP2984022B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
    • B66C13/40—Applications of devices for transmitting control pulses; Applications of remote control devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
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    • B66C13/46—Position indicators for suspended loads or for crane elements
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    • 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
    • B66C23/16—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 with jibs supported by columns, e.g. towers having their lower end mounted for slewing movements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
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    • B66C13/40—Applications of devices for transmitting control pulses; Applications of remote control devices
    • B66C13/44—Electrical transmitters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
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    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/48—Automatic control of crane drives for producing a single or repeated working cycle; Programme control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C2700/00—Cranes
    • B66C2700/08—Electrical assemblies or electrical control devices for cranes, winches, capstans or electrical hoists
    • B66C2700/082—Control of the secondary movements, e.g. travelling, slewing, luffing of the jib, changing of the range
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C2700/00—Cranes
    • B66C2700/08—Electrical assemblies or electrical control devices for cranes, winches, capstans or electrical hoists
    • B66C2700/088—Remote control of electric cranes

Definitions

  • the present invention relates to a crane, in particular a tower crane, telescopic jib crane, port crane and the like, with a lifting hook which can be moved by movable crane elements and actuation of drive devices associated with the crane elements in a crane working area, and a control device with input means for controlling the drive devices ,
  • the load hook can usually be raised and lowered by means of a hoisting rope, which runs from a crane boom, and an associated hoisting winch and additionally moved by adjusting movable crane elements in a horizontal plane, of course, combined movements in multiple axes are possible to be able to approach various points in the crane work area.
  • the tower can be rotated together with the boom provided thereon about an upright axis by means of a slewing drive and a trolley on the boom by means of a Katzfahrantriebs be moved to drive the load hook in the desired position can.
  • said boom can be tilted up and down and on and be telescoped to adjust the reach of the load hook, wherein the boom carrying the rotating platform can be rotated about an upright axis, to drive together with said boom adjustment the load hook in the desired position.
  • corresponding mobile crane elements are moved by this associated drive devices to drive the load hook to the desired point in space of the crane working area.
  • the control of the drive devices via input means on the radio remote control has the advantage that the crane operator is much closer to the crane hook to be moved and looks at the final approach to the male load or the Absetzort the relative position of the load hook to target position much more accurate, so that he the drives can control more sensitively.
  • the operation of the remote control requires some practice, since depending on how the crane operator with the remote control provides the crane, the axes of movement of the joystick of the remote control can be twisted to the actual axes of motion.
  • the font DE 10 2008 047 425 A1 shows a crane with a radio remote control, with a distance sensor is determined whether the radio remote control is in a predefined ring around the crane and to lock the radio remote control when it is outside of said ring. This is to avoid that the crane operator with his feet under the Abstützfusede of the Cranes get when they are lowered, or too far away from the crane to observe the lowering of the feet sufficiently.
  • the aforementioned problem with the load hook to be able to approach a load or a Absetzort precisely remains unresolved.
  • a crane which is controllable by means of a mobile remote control.
  • a disconnection function is realized for the remote control, according to which the crane operator must take a defined and non-hazardous location to perform a particular crane movement by means of remote control.
  • several transponders are attached to the crane, by means of which the remote control is released with appropriate approach. If, for example, the crane operator wants to extend the support feet on the right-hand side of the crane, he must go with the remote control to a specific transponder or in the vicinity of the crane, which brings the crane operator out of the danger zone.
  • the font shows DE 10 2006 001 279 A1 a tower crane with a trolley movable trolley, wherein a transceiver on the trolley on the one hand communicates with a transponder attached to the load and on the other hand with a permanently mounted on the site transponder.
  • a transceiver on the trolley on the one hand communicates with a transponder attached to the load and on the other hand with a permanently mounted on the site transponder.
  • a crane with a movable trolley which can be directed by means of a portable handheld terminal.
  • a receiver is provided in the trolley, by means of which the signal strength of the signal received from the handheld terminal can be determined, the phonetic trolley can be moved in an automatic mode until the signal strength is maximum and the trolley is zoomed as close to the handheld terminal.
  • the present invention is therefore an object of the invention to provide an improved crane of the type mentioned above, which avoids the disadvantages of the prior art and the latter further develops in an advantageous manner.
  • the precise, controlled startup of a load or a Absetzorts be simplified with the load hook.
  • the crane operator can specify a destination point or a target point signal and trigger an automated approach to this destination point, wherein the drive devices of the crane are no longer manually operated or controlled by the crane operator, but are automatically controlled by the crane control.
  • the crane preferably uses a mobile, portable target signal generator, which is variably positionable in the crane working area, position determining means for automatically determining the current position of the target signal transmitter relative to the load hook and / or a crane element, and target control means for automatically actuating the drive devices in response to a signal of the position determining means such that the load hook is automatically moved to the mobile Zielsignalgeber.
  • the automatic start of the mobile target signal generator with the hook can be done fully automatically, so that the crane executes respective crane movements when the portable signal generator is moved, so that the load hook the mobile target signal transmitter or going to the target signal generator on the site crane operator like a Dog is running after.
  • the starting of a desired target position can advantageously also be semi-automatic in such a way that the crane operator must first unlock the starting movement before the crane control then executes the load hook movement or drives the drive devices correspondingly automatically.
  • the crane operator can go with the portable target signal generator to the desired destination and then, for example by pressing a switch or input means on the radio remote control, trigger the automated load hook approach movement, the crane operator then but not just by joystick the individual drive devices such as slewing, Katzfahrantrieb and hoist winch manually per Joystick or the like must manually control itself, but the necessary drive movements are automatically controlled by the controller.
  • the portable target signal transmitter can be integrated in the portable remote control or the mobile operating unit, by means of which the crane operator can control the crane outside the crane cabin or the control station.
  • the crane operator can specify the target position or the target point signal in a simple manner in that he runs with the remote control in front of the load hook or goes to the desired destination.
  • the portable target signal generator can also be designed externally or as a separate portable device module, for example in the form of a necklace or a watch-like bracelet unit, which the crane operator can carry on the body.
  • the portable target signal generator may also be an attachable directly to the load attachment unit having suitable fastening means for attachment to the male load, such as a fastening magnet, a clip or similar suitable form-fitting fastening means, wherein the fastening means are advantageously detachable to to be able to fasten the target signal generator successively at different target points, such as settling points or loads to be picked up.
  • suitable fastening means for attachment to the male load such as a fastening magnet, a clip or similar suitable form-fitting fastening means, wherein the fastening means are advantageously detachable to to be able to fasten the target signal generator successively at different target points, such as settling points or loads to be picked up.
  • the mobile target signal generator can basically be designed differently and communicate with the position determining means in various ways.
  • the portable target signal generator can be designed as a transponder or radio signal transmitter and communicate with the position determining means by radio data transmission.
  • the transponder can be made passive so that it only upon receipt of a signal from the position determining means sends back a specific response signal.
  • the transponder can also be designed to be active and transmit a transponder signal to the position determination means by itself, that is to say even without a call signal.
  • the position-determining means may comprise a suitable transponder locating device for locating the transponder.
  • a transponder locating device can have a plurality of transmitting / receiving modules mounted on the crane, in particular on a crane jib, for communicating with the transponder of the portable target signal generator, wherein an evaluating device evaluates the received transponder signals with regard to specific signal properties in order to determine the position of the transponder relative to the transmit / receive modules.
  • said evaluation device can determine a signal propagation time, for example the time interval from the issuing of a ringing signal to the receipt of a transponder response signal, for the different, spaced-apart transmitting and / or receiving modules on the crane in order to determine the distances of the transponder to the various receiving modules and in turn, to determine the position of the target signal transponder relative to the crane.
  • the transponder locating device or its evaluation device can also use or take into account a signal strength of the transponder signals obtained from the transponder of the target signal generator, in order to determine the spacing from the receiving modules on the crane and, therefrom, the position of the transponder.
  • the location device can operate in the manner of a radio cell location, as is known in mobile telephones and in which the signal communication with a plurality of transceiver units is evaluated.
  • the target signal generator may also include a GPS unit, in particular a GPS signal receiver, which determines the current position of the target signal generator from a global, satellite-based position determination system and a corresponding position signal transmitted to the position determining means of the crane.
  • the crane's position-determining means may advantageously also be equipped with such a GPS unit or a GPS signal receiver in order to determine the position of the crane or a crane element such as the crane base or the crane trolley in the same coordinate system as the GPS position of the target signal generator so that the relative position of the target signal generator and crane can be determined, from which the crane control can then calculate the approaching path and start the drive devices accordingly to travel with the load hook to the target signal generator position.
  • the position determining means of the crane need not necessarily have such a GPS signal receiver itself. If the GPS coordinates of the crane installation location are known, these could possibly also be entered manually into the crane control or read in by it in a suitable manner.
  • the target signal generator can also provide an optical target signal, for example in the form of a light signal such as a light beam or else only in the form of an optical marking, for example in the form of a target ring structure.
  • the positioning means provided on the crane may include a camera or other suitable optical sensor to determine the relative position of the optical marker relative to the crane, then automatically control the automatically approaching of the target position with the load hook from the thus determined relative position by the crane control Actuate drive devices accordingly.
  • the specification of a target point to be approached or the provision of a corresponding target point signal is also achieved by means of a virtual representation of the crane driving range and an identifiable marking of a particular location of the representation.
  • the crane comprises a display device for displaying a graphical representation of the crane working area, wherein the display device Marking means are assigned for marking a target to be approached in the graphical representation and the position determining means determine the position of the marker relative to the load hook and / or another crane element, so that the target control means of the crane control in response to a signal of the position determining means can automatically control the drive devices such that the load hook is automatically moved to the marked target point of the display or the real target point in the crane working area, which corresponds to the marking in the illustration.
  • Such a display device can advantageously be provided in the radio remote control or mobile control unit of the crane, wherein the radio remote control or operating unit can advantageously comprise a touch display on which the crane work area can be displayed, for example in the form of the construction site, so that the crane operator by touching a desired Point the representation can set the target point and generate the corresponding target point signal.
  • the radio remote control or operating unit can advantageously comprise a touch display on which the crane work area can be displayed, for example in the form of the construction site, so that the crane operator by touching a desired Point the representation can set the target point and generate the corresponding target point signal.
  • a display can of course also be provided in the cab of the crane.
  • the crane 1 may be formed as a tower crane whose tower 2 carries a boom 3, on which a trolley 4 is movably mounted.
  • the extension arm 3 could also be designed so that it can be tilted up and down about a horizontal transverse axis, wherein a suitable rocker drive could be provided, for example, in cooperation with the boom extension.
  • Said trolley 4 can be moved by means of a trolley catwalk or other Katzfahrantriebs.
  • the aforementioned drive devices are controlled by a control device 5, which may comprise a stationary operating unit with suitable input means, for example in the form of joysticks in the crane cab 6 or at the helm of the crane.
  • the crane 1 advantageously comprises a mobile operating unit 7, for example in the form of a radio remote control, which the crane operator can carry with him when he walks over the construction site in the crane working area of the crane 1, also outside the crane operator cab 6 to be able to control.
  • a mobile operating unit 7 for example in the form of a radio remote control, which the crane operator can carry with him when he walks over the construction site in the crane working area of the crane 1, also outside the crane operator cab 6 to be able to control.
  • a portable target signal generator 8 is advantageously integrated, which may include a transponder 9, which communicates with the crane.
  • a transponder 9 which communicates with the crane.
  • Position determining means 11 in the control device 5 of the crane comprise a locating device with a suitable evaluation unit in order to determine from the transmitted transponder signals the position of the target signal generator 8 relative to the crane 1.
  • the signal propagation time of a signal between transponder 9 and the transceiver units 10 can be measured and from this the respective distance a 1 , a 2 and a 3 of the transponder 9 to the individual transceiver units 10 can be determined, cf. , Fig. 1 ,
  • the relative position of the target signal generator 8 and thus of the mobile operating unit 7 to the crane can be determined, so that the crane operator, by guiding the mobile operating unit 7 with him, reaches the target position or position ., the start position for the load hook 12 can pretend.
  • the control device 5 controls the drive devices of the crane accordingly, so that the load hook 12 approaches the desired target position.
  • said transmitting / receiving units 10 can also be fixedly mounted on the construction site or the crane action area and thus determine the position of the target signal generator 8 on the construction site. From this position specification, the crane can then calculate the relative position of the target signal generator 8 together with its own known position and approach the target position in a corresponding manner with the load hook 12.
  • a GPS signal receiver 14 may be provided which receives from a satellite-based, global positioning system corresponding coordinates and can transmit a corresponding position signal to the control device 5 of the crane 1.
  • the control device 5 of the crane 1 may itself also include a corresponding GPS signal receiver 14 in order to be able to make a comparison between the GPS coordinates of the mobile operating unit 7 and the crane 1, depending on which the load hook 12 in the manner described automatically Can approach the target position.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kran, insbesondere Turmdrehkran, Teleskopauslegerkran, Hafenkran und dergleichen, mit einem anheb- und absenkbaren Lasthaken, der durch bewegliche Kranelemente und Betätigen von den Kranelementen zugeordneten Antriebsvorrichtungen in einem Kranarbeitsbereich verfahrbar ist, sowie einer Steuervorrichtung mit Eingabemitteln zum Steuern der Antriebsvorrichtungen.
  • Bei Kranen der genannten Art kann der Lasthaken üblicherweise mittels eines Hubseils, das von einem Kranausleger abläuft, und einer zugehörigen Hubwerkswinde angehoben und abgesenkt werden und zusätzlich durch Verstellen beweglicher Kranelemente in einer horizontalen Ebene verfahren werden, wobei natürlich auch kombinierte Bewegungen in mehreren Achsen möglich sind, um verschiedene Punkte im Kranarbeitsbereich anfahren zu können. Bei einem Turmdrehkran kann beispielsweise der Turm zusammen mit dem daran vorgesehenen Ausleger um eine aufrechte Achse mittels eines Drehwerksantriebs verdreht und eine Laufkatze am Ausleger mittels eines Katzfahrantriebs verfahren werden, um den Lasthaken in die gewünschte Position fahren zu können. Bei einem Kran mit wippbarem Teleskopausleger kann der genannte Ausleger auf und nieder gewippt und ein- und austeleskopiert werden, um die Ausladung des Lasthakens zu verstellen, wobei die den Ausleger tragende Drehbühne um eine aufrechte Achse verdreht werden kann, um zusammen mit der genannten Auslegerverstellung den Lasthaken in die gewünschte Position zu fahren. Je nach Krantyp werden entsprechende bewegliche Kranelemente durch diesen zugeordnete Antriebsvorrichtungen verfahren, um den Lasthaken an den gewünschten Raumpunkt des Kranarbeitsbereichs zu fahren.
  • Auf Baustellen ist es dabei einerseits bekannt, die beweglichen Kranelemente von der Kabine aus über die dort vorgesehenen Eingabemittel der Steuervorrichtung - beispielsweise in Form eines Joysticks - zu steuern und die Antriebe zu betätigen, so dass der Lasthaken an die gewünschte Stelle gefahren wird. Der Kranführer schätzt dabei mit seiner Erfahrung und seinem Auge den zu verfahrenden Weg ab und betätigt intuitiv die Antriebsvorrichtungen in der notwendigen Weise. Alternativ oder zusätzlich ist es auf Baustellen auch bekannt, den Kran nicht von der Kabine aus, sondern mit Hilfe einer Funkfernsteuerung zu steuern. Hierbei befindet sich der Kranführer auf der Baustelle und folgt dem Kranhaken zur angeschlagenen Last, so dass er bei Erreichen des Ziels die Last anschlagen und diese dann an die gewünschte Position verfahren kann. Die Steuerung der Antriebsvorrichtungen über Eingabemittel an der Funkfernsteuerung besitzt den Vorteil, dass der Kranführer sehr viel näher am zu verfahrenden Kranhaken ist und bei der Endannäherung an die aufzunehmende Last bzw. den Absetzort die Relativposition des Lasthakens zu Zielposition sehr viel genauer sieht, so dass er die Antriebe feinfühliger ansteuern kann. Die Bedienung der Fernsteuerung erfordert allerdings einige Übung, da je nachdem, wie sich der Kranführer mit der Fernbedienung zum Kran stellt, die Bewegungsachsen des Joysticks der Fernsteuerung zu den tatsächlichen Bewegungsachsen verdreht sein können.
  • Die Schrift DE 10 2008 047 425 A1 zeigt einen Kran mit einer Funkfernsteuerung, wobei mit einem Abstandssensor ermittelt wird, ob sich die Funkfernsteuerung in einem vordefinierten Ring um den Kran befindet und die Funkfernsteuerung zu sperren, wenn sie sich außerhalb des genannten Rings befindet. Hierdurch soll vermieden werden, dass der Kranführer mit den Füßen unter die Abstützfüße des Krans gelangt, wenn diese abgesenkt werden, bzw. zu weit vom Kran entfernt steht, um das Absenken der Füße ausreichend beobachten zu können. Die vorgenannte Problematik, mit dem Lasthaken eine Last oder einen Absetzort präzise anfahren zu können, bleibt jedoch ungelöst.
  • Aus der Schrift DE 10 2011 120 734 A1 ist ebenfalls ein Kran bekannt, der mittels einer mobilen Fernsteuerung steuerbar ist. Dabei ist für die Fernsteuerung eine Freischaltfunktion realisiert, gemäß der der Kranführer zum Ausführen einer bestimmten Kranbewegung mittels der Fernsteuerung einen definierten und ungefährlichen Standort einnehmen muss. Hierzu sind am Kran mehrere Transponder angebracht, mittels derer die Fernsteuerung bei entsprechender Annäherung freigeschaltet wird. Will beispielsweise der Kranführer die Stützfüße auf der rechten Kranseite ausfahren, muss er sich mit der Fernsteuerung zu einem bestimmten Transponder bzw. in dessen Nähe am Kran begeben, der den Kranführer aus dem Gefahrenbereich bringt.
  • Ferner zeigt die Schrift DE 10 2006 001 279 A1 einen Turmdrehkran mit einer am Ausleger verfahrbaren Laufkatze, wobei ein Sende-/Empfangsgerät an der Laufkatze einerseits mit einem an der Last befestigten Transponder und andererseits mit einem fest auf der Baustelle montierten Transponder kommuniziert. Durch die Kommunikation mit dem erstgenannten Transponder können Pendelbewegungen der Last gegenüber der Katze bestimmt bzw. bei Ausbleiben der Pendelbewegungen bestimmt werden, dass die Last abgesetzt ist. Die Kommunikation mit dem zweitgenannten Transponder ermöglicht die Bestimmung der Laufkatzenposition und damit der aktuellen Ausladung der Last, so dass zusammen mit dem bekannten Lastgewicht das auf den Kran wirkende Lastmoment bestimmt werden kann, so dass bei Überschreiten einer vorbestimmten Grenze entsprechende Kranbewegungen unterbunden werden können. Die vorgenannte Problematik, mit dem Lasthaken in einfache Weise präzise eine Last bzw. einen Absetzort anfahren zu können, wird jedoch auch hierdurch nicht gelöst.
  • Aus der EP 23 83 217 A2 ist ferner ein Kran mit einer verfahrbaren Laufkatze bekannt, die mittels eines tragbaren Handbediengeräts dirigiert werden kann. Dabei ist in der Laufkatze ein Empfänger vorgesehen, mittels dessen die Signalstärke des vom Handbediengerät empfangenen Signals ermittelt werden kann, wobei die Lautkatze in einem Automatikmodus verfahren werden kann, bis die Signalstärke maximal wird und die Laufkatze möglichst nahe an das Handbediengerät herangeholt ist.
  • Ein weiterer fernsteuerbarer Kran ist aus der Schrift EP 23 83 218 A2 bekannt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Kran der eingangs genannten Art zu schaffen, der Nachteile des Standes der Technik vermeidet und Letzteren in vorteilhafter Weise weiterbildet. Insbesondere soll das präzise, kontrollierte Anfahren einer Last bzw. eines Absetzorts mit dem Lasthaken vereinfacht werden.
  • Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch einen Kran gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Es wird vorgeschlagen, das Anfahren eines bestimmten Zielpunkts im Kranarbeitsbereich mit dem Lasthaken zu automatisieren. Der Kranführer kann einen Zielpunkt bzw. ein Zielpunktsignal vorgeben und ein automatisiertes Anfahren dieses Zielpunktes auslösen, wobei die Antriebsvorrichtungen des Krans dabei nicht mehr manuell vom Kranführer betätigt bzw. gesteuert werden müssen, sondern von der Kransteuerung automatisiert angesteuert werden.
  • Vorzugsweise verwendet der Kran hierzu einen mobilen, tragbaren Zielsignalgeber, der im Kranarbeitsbereich variabel positionierbar ist, ferner Positionsbestimmungsmittel zum automatischen Bestimmen der aktuellen Position des Zielsignalgebers relativ zum Lasthaken und/oder einem Kranelement, sowie Zielsteuermittel zum automatischen Ansteuern der Antriebsvorrichtungen in Abhängigkeit eines Signals der Positionsbestimmungsmittel derart, dass der Lasthaken automatisch zum mobilen Zielsignalgeber verfahren wird.
  • Das automatische Anfahren des mobilen Zielsignalgebers mit dem Lasthaken kann dabei vollautomatisch erfolgen, so dass der Kran jeweils entsprechende Kranbewegungen ausführt, wenn der tragbare Signalgeber bewegt wird, so dass der Lasthaken dem mobilen Zielsignalgeber bzw. dem mit dem Zielsignalgeber über die Baustelle gehenden Kranführer wie ein Hund hinterher läuft. Alternativ zu einer solchen vollautomatischen Lasthaken-Verfahrsteuerung kann das Anfahren einer gewünschten Zielposition vorteilhafterweise jedoch auch halbautomatisch erfolgen dergestalt, dass der Kranführer die Anfahrbewegung erst freischalten muss, bevor die Kransteuerung die Lasthakenbewegung dann ausführt bzw. die Antriebsvorrichtungen entsprechend automatisch ansteuert. Der Kranführer kann mit dem tragbaren Zielsignalgeber zum gewünschten Zielpunkt gehen und dann, beispielsweise durch Betätigen eines Schalters bzw. Eingabemittels an der Funkfernsteuerung, die automatisierte Lasthaken-Anfahrbewegung auslösen, wobei der Kranführer dann allerdings eben nicht per Joystick die einzelnen Antriebsvorrichtungen wie Drehwerk, Katzfahrantrieb und Hubseilwinde manuell per Joystick oder Ähnliches manuell selbst steuern müssen, sondern die notwendigen Antriebsbewegungen von der Steuereinrichtung automatisch gesteuert werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung kann der tragbare Zielsignalgeber in die tragbare Fernsteuerung bzw. die mobile Bedieneinheit, mittels derer der Kranführer den Kran außerhalb der Krankabine bzw. des Steuerstands steuern kann, integriert sein. Hierdurch kann der Kranführer die Zielposition bzw. das Zielpunktsignal in einfacher Weise dadurch vorgeben, dass er mit der Fernsteuerung vor dem Lasthaken herläuft bzw. zum gewünschten Zielpunkt geht. Alternativ zu einem solchen Einbau in die mobile Bedieneinheit kann in Weiterbildung der Erfindung der tragbare Zielsignalgeber jedoch auch extern bzw. als separater tragbarer Gerätebaustein ausgebildet sein, beispielsweise in Form einer Halskette oder einer uhrenähnlichen Armbandeinheit, die der Kranführer am Körper tragen kann. Alternativ oder zusätzlich kann der tragbare Zielsignalgeber auch eine direkt an der Last anbringbare Anbaueinheit sein, die geeignete Befestigungsmittel zum Befestigen an der aufzunehmenden Last besitzt, beispielsweise einen Befestigungsmagneten, einen einhängbaren Clips oder ähnliche geeignete formschlüssige Befestigungsmittel, wobei die Befestigungsmittel vorteilhafterweise lösbar ausgebildet sind, um den Zielsignalgeber nacheinander an verschiedenen Zielpunkten wie beispielsweise Absetzorten oder aufzunehmenden Lasten befestigen zu können.
  • Der mobile Zielsignalgeber kann dabei grundsätzlich verschieden ausgebildet sein und mit den Positionsbestimmungsmitteln in verschiedener Weise kommunizieren. Nach einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann der tragbare Zielsignalgeber als Transponder oder Funksignalgeber ausgebildet sein und mit dem Positionsbestimmungsmittel per Datenfunk kommunizieren. Der Transponder kann dabei passiv ausgebildet sein derart, dass er nur bei Empfang eines Signals vom Positionsbestimmungsmittel ein bestimmtes Antwortsignal zurücksendet. Der Transponder kann alternativ aber auch aktiv ausgebildet sein und von selbst, also auch ohne Rufsignal ein Transpondersignal zu den Positionsbestimmungsmitteln senden.
  • Die Positionsbestimmungsmittel können bei Verwendung eines Transponders als Zielsignalgeber eine geeignete Transponder-Ortungsvorrichtung zum Orten des Transponders aufweisen. Beispielsweise kann eine solche Transponder-Ortungsvorrichtung mehrere am Kran, insbesondere an einem Kranausleger, voneinander beabstandet angebrachte Sende-/Empfangsmodule zum Kommunizieren mit dem Transponder des tragbaren Zielsignalgebers aufweisen, wobei eine Auswerteeinrichtung die empfangenen Transpondersignale hinsichtlich bestimmter Signaleigenschaften auswertet, um hieraus die Position des Transponders relativ zu den Sende-/Empfangsmodulen zu bestimmen. Insbesondere kann die genannte Auswerteeinrichtung eine Signallaufzeit, beispielsweise die Zeitspanne vom Absetzen eines Rufsignals bis zum Empfang eines Transponder-Antwortsignals, für die verschiedenen, voneinander beabstandeten Sende- und/oder Empfangsmodule am Kran bestimmen, um hieraus die Abstände des Transponders zu den verschiedenen Empfangsmodulen und hieraus wiederum die Position des Zielsignalgeber-Transponders relativ zum Kran zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich kann die Transponder-Ortungsvorrichtung bzw. deren Auswerteeinrichtung auch eine Signalstärke der vom Transponder des Zielsignalgebers erhaltenen Transpondersignale verwenden bzw. berücksichtigen, um die Beabstandung von den Empfangsmodulen am Kran und hieraus die Position des Transponders zu bestimmen.
  • Die Ortungsvorrichtung kann nach Art einer Funkzellenortung arbeiten, wie sie bei Mobiltelefonen bekannt ist und bei der die Signalkommunikation mit mehreren Sende/Empfangseinheiten ausgewertet wird.
  • Alternativ oder zusätzlich zu einer solchen Transponderortung kann der Zielsignalgeber auch eine GPS-Einheit, insbesondere einen GPS-Signalempfänger umfassen, der aus einem globalen, satellitengestützten Positionsbestimmungssystem die aktuelle Position des Zielsignalgebers bestimmt und ein entsprechendes Positionssignal an die Positionsbestimmungsmittel des Krans übermittelt. Die Positionsbestimmungsmittel des Krans können vorteilhafterweise ebenfalls mit einer solchen GPS-Einheit bzw. einem GPS-Signalempfänger ausgestattet sein, um die Position des Krans bzw. eines Kranelements wie beispielsweise der Kranbasis oder der Kranlaufkatze in demselben Koordinatensystem zu bestimmen wie die GPS-Position des Zielsignalgebers, so dass die relative Position von Zielsignalgeber und Kran bestimmt werden kann, aus der dann die Kransteuerung den anzufahrenden Weg berechnen und die Antriebsvorrichtungen entsprechend in Gang setzen kann, um mit dem Lasthaken zur Zielsignalgeber-Position zu fahren. Die Positionsbestimmungsmittel des Krans brauchen dabei selbst nicht zwangsweise einen solchen GPS-Signalempfänger besitzen. Wenn die GPS-Koordinaten des Kranaufstellorts bekannt sind, könnten diese ggf. auch manuell in die Kransteuerung eingegeben bzw. von dieser in geeigneter Weise eingelesen werden.
  • Alternativ oder zusätzlich zu einem solchen GPS-Signalgenerator kann der Zielsignalgeber auch ein optisches Zielsignal bereitstellen, beispielsweise in Form eines Lichtsignals wie Lichtstrahls oder auch nur in Form einer optischen Markierung beispielsweise in Form einer Zielscheibenringstruktur. Die am Kran vorgesehenen Positionsbestimmungsmittel können eine Kamera oder eine andere geeignete optische Sensorik umfassen, um die Relativposition des optischen Markers relativ zum Kran zu bestimmen, um dann aus der solchermaßen bestimmten Relativposition durch die Kransteuerung das automatische Anfahren der Zielposition mit dem Lasthaken automatisch steuern und die Antriebsvorrichtungen entsprechend betätigen zu können.
  • Mit einem solchen tragbaren Zielsignalgeber wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Vorgabe eines anzufahrenden Zielpunkts bzw. die Bereitstellung eines entsprechenden Zielpunktsignals auch mittels einer virtuellen Darstellung des Kranfahrbereichs und einer darin vornehmbaren Markierung eines bestimmten Orts der Darstellung erreicht.
  • Erfindungsgemäß umfasst der Kran eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen einer grafischen Darstellung des Kranarbeitsbereichs, wobei der Anzeigevorrichtung Markierungsmittel zum Markieren eines anzufahrenden Zielpunkts in der grafischen Darstellung zugeordnet sind und die Positionsbestimmungsmittel die Position der Markierung relativ zum Lasthaken und/oder einem anderen Kranelement bestimmen, so dass die Zielsteuermittel der Kransteuerung in Abhängigkeit eines Signals der Positionsbestimmungsmittel die Antriebsvorrichtungen automatisch ansteuern können derart, dass der Lasthaken automatisch zum markierten Zielpunkt der Darstellung bzw. dem realen Zielpunkt im Kranarbeitsbereich, der der Markierung in der Darstellung entspricht, verfahren wird.
  • Eine solche Anzeigevorrichtung kann vorteilhafterweise in der Funkfernsteuerung bzw. mobilen Bedieneinheit des Krans vorgesehen sein, wobei die Funkfernsteuerung bzw. Bedieneinheit vorteilhafterweise ein Touchdisplay umfassen kann, auf dem der Kranarbeitsbereich beispielsweise in Form des Baustellengeländes dargestellt werden kann, so dass der Kranführer durch Berühren eines gewünschten Punktes der Darstellung den Zielpunkt setzen und das entsprechende Zielpunktsignal generieren kann. Alternativ oder zusätzlich kann ein solches Display natürlich auch im Führerstand des Krans vorgesehen sein.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1:
    eine schematische Darstellung eines Krans in Form eines Turmdrehkrans nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung, bei dem in eine Funkfernsteuerung bzw. mobile Bedieneinheit des Kranführers ein Zielsignalgeber integriert ist, so dass der Kran mit seinem Lasthaken automatisch die Position des Kranführer bzw. der mobilen Bedieneinheit anfahren kann.
  • Wie Fig. 1 zeigt, kann der Kran 1 als Turmdrehkran ausgebildet sein, dessen Turm 2 einen Ausleger 3 trägt, an dem eine Laufkatze 4 verfahrbar gelagert ist. Der Ausleger 3 kann zusammen mit dem Turm 2 oder auch ohne den Turm 2 - je nach Ausbildung des Krans als Oben- oder Untendreher - um eine aufrechte Achse verdreht werden, wozu ein Drehwerksantrieb vorgesehen ist. Der Ausleger 3 könnte ggf. auch auf und nieder wippbar um eine liegende Querachse ausgebildet sein, wobei ein geeigneter Wippantrieb beispielsweise im Zusammenspiel mit der Auslegerabspannung vorgesehen sein könnte. Die genannte Laufkatze 4 kann mittels einer Katzfahrwinde oder eines anderen Katzfahrantriebs verfahren werden. Die genannten Antriebsvorrichtungen werden von einer Steuervorrichtung 5 angesteuert, die eine stationäre Bedieneinheit mit geeigneten Eingabemitteln beispielsweise in Form von Joysticks in der Kranführerkabine 6 bzw. am Steuerstand des Krans umfassen kann.
  • Zusätzlich zu einer solchen stationären Bedieneinheit umfasst der Kran 1 vorteilhafterweise eine mobile Bedieneinheit 7 beispielsweise in Form einer Funkfernsteuerung, die der Kranführer bei sich tragen kann, wenn er im Kranarbeitsbereich des Krans 1 über die Baustelle läuft, um den Kran 1 auch außerhalb der Kranführerkabine 6 steuern zu können.
  • In der mobilen Bedieneinheit 7 ist vorteilhafterweise ein tragbarer Zielsignalgeber 8 integriert, der einen Transponder 9 umfassen kann, der mit dem Kran kommuniziert. Am Kran 1, beispielsweise an dessen Ausleger 3, können beispielsweise drei oder auch mehr Sende-/Empfangseinheiten 10 oder Transponder vorgesehen sein, die mit dem Transponder 9 in der mobilen Bedieneinheit 7 kommunizieren. Positionsbestimmungsmittel 11 in der Steuervorrichtung 5 des Krans umfassen eine Ortungsvorrichtung mit einer geeigneten Auswerteeinheit, um aus den übertragenen Transpondersignalen die Position des Zielsignalgebers 8 relativ zum Kran 1 zu bestimmen. Beispielsweise kann in der zuvor beschriebenen Weise die Signallaufzeit eines Signals zwischen Transponder 9 und den Sende-/ Empfangseinheiten 10 gemessen und hieraus die jeweilige Distanz a1, a2 und a3 des Transponders 9 zu den einzelnen Sende-/Empfangseinheiten 10 bestimmt werden, vgl. Fig. 1. Mit Hilfe der genannten drei Abstände a1, a2 und a3 kann dann die relative Position des Zielsignalgebers 8 und damit der mobilen Bedieneinheit 7 zum Kran bestimmt werden, so dass der Kranführer durch Mit-sich-Führen der mobilen Bedieneinheit 7 die Zielposition bzw. die Anfahrposition für den Lasthaken 12 vorgeben kann. Beispielsweise durch Betätigen eines Schalters "automatisches Lasthakenanfahren" an der mobilen Bedieneinheit 7 kann der Kranführer dann das Anfahren der Zielposition starten. Die Steuervorrichtung 5 steuert hierzu die Antriebsvorrichtungen des Krans entsprechend an, so dass der Lasthaken 12 die gewünschte Zielposition anfährt.
  • Da die Kranposition auf der Baustelle bzw. dem Wirkungsgelände bekannt ist, können die genannten Sende-/Empfangseinheiten 10 auch fest an der Baustelle bzw. dem Kranwirkungsgelände angebracht sein und somit die Position des Zielsignalgebers 8 auf der Baustelle bestimmen. Aus dieser Positionsangabe kann der Kran dann zusammen mit seiner eigenen bekannten Position die relative Lage des Zielsignalgebers 8 berechnen und in entsprechender Weise mit dem Lasthaken 12 die Zielposition anfahren.
  • Wie Fig. 1 ebenfalls zeigt, kann in der mobilen Bedieneinheit 7 auch ein GPS-Signalempfänger 14 vorgesehen sein, der aus einem satellitengestützten, globalen Positionssystem entsprechende Koordinaten empfängt und ein entsprechendes Positionssignal an die Steuervorrichtung 5 des Krans 1 übertragen kann. Die Steuervorrichtung 5 des Krans 1 kann selbst ebenfalls einen entsprechenden GPS-Signalempfänger 14 umfassen, um einen Abgleich zwischen den GPS-Koordinaten der mobilen Bedieneinheit 7 und des Krans 1 machen zu können, in Abhängigkeit dessen dann der Lasthaken 12 in der beschriebenen Weise automatisch die Zielposition anfahren kann.

Claims (8)

  1. Kran, insbesondere Turmdrehkran, Teleskopauslegerkran, Hafenkran und dergleichen, mit einem absenkbaren und anhebbaren Lasthaken (12), der durch bewegliche Kranelemente (2, 3, 4) und Betätigen von den Kranelementen zugeordneten Antriebsvorrichtungen in einem Kranarbeitsbereich verfahrbar ist, sowie einer Steuervorrichtung (5) mit Eingabemitteln zum Steuern der Antriebsvorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen einer grafischen Darstellung des Kranarbeitsbereichs vorgesehen ist, wobei der Anzeigevorrichtung Markierungsmittel zum Markieren eines anzufahrenden Punkts der grafischen Darstellung zugeordnet sind und Positionsbestimmungsmittel (11) zum automatischen Bestimmen des markierten Punkts relativ zum Lasthaken (12) und/oder einem Kranelement sowie Zielsteuermittel zum automatischen Ansteuern der Antriebsvorrichtungen in Abhängigkeit eines Signals der Positionsbestimmungsmittel derart, dass der Lasthaken automatisch zum Zielpunkt im Kranarbeitsbereich, der dem markierten Punkt in der Darstellung entspricht, verfahren wird, vorgesehen sind.
  2. Kran nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Anzeigeeinrichtung ein Touchdisplay aufweist, das vorzugsweise in die mobile Bedieneinheit (7) des Krans integriert ist und/oder an einem Steuerstand des Krans vorgesehen ist.
  3. Kran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen mobilen, tragbaren Zielsignalgeber (8), der im Kranarbeitsbereich variabel positionierbar ist, durch Positionsbestimmungsmittel (11) zum automatischen Bestimmen der aktuellen Position des Zielsignalgebers (8) relativ zum Lasthaken (12) und/oder einem Kranelement (2, 3, 4), und durch Zielsteuermittel (15) zum automatischen Ansteuern der Antriebsvorrichtungen in Abhängigkeit eines Signals der Positionsbestimmungsmittel (11) derart, dass der Lasthaken (12) automatisch zum mobilen Zielsignalgeber (8) verfahren wird.
  4. Kran nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der mobile Zielsignalgeber (8) in eine tragbare Bedieneinheit (7), insbesondere Funkfernsteuerung, zum Bedienen des Krans integriert ist.
  5. Kran nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei der mobile Zielsignalgeber (8) einen Transponder (9) umfasst.
  6. Kran nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Positionsbestimmungsmittel (11) eine Transponder-Ortungsvorrichtung zum Orten des Transponders (9) aufweisen.
  7. Kran nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Transponder-Ortungsvorrichtung mehrere am Kran, insbesondere am Kranausleger (3), voneinander beabstandet angebrachte Sende-/Empfangseinheiten (10) zum Kommunizieren mit dem tragbaren Zielsignalgeber (8) sowie eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten der übertragenen Transpondersignale hinsichtlich vorbestimmter Signaleigenschaften, insbesondere Signallaufzeit und/oder Signalstärke, und Bestimmen der Position des Transponders (9) aus den Signaleigenschaften aufweist.
  8. Kran nach einem der Ansprüche 3 bis 7 wobei der Zielsignalgeber (8) einen GPS-Signalempfänger (14) umfasst und die Positionsbestimmungsmittel (11) eine GPS-Signalauswerteeinrichtung zum Bestimmen der aktuellen Position des Zielsignalgebers (8) relativ zum Lasthaken (12) und/oder ein Kranelement aus dem GPS-Signal des Zielsignalgebers (8) umfassen.
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