[0001] Die Erfindung betrifft die Bestimmung und Rekonstruktion von Laständerungen an Hebezeugen.
Insbesondere betrifft sie das Gebiet der Hebezeuge, die an Kranen, speziell Mobilkranen
verwendet werden und auch das Hebezeug als Ganzes (z.B. Kran/Mobilkran), sowie die
Komponenten die von dem Lastwechsel direkt oder indirekt betroffen sind.
[0002] Die Bestimmung und Rekonstruktion von Laständerungen dient im Allgemeinen der Protokollierung
des Betriebes des Hebezeugs. Dieses findet z.B. Anwendung in der Unfallrekonstruktion
oder bei einer nutzungsbasierten Rechnungsstellung. Ferner bilden diese Informationen
die Grundlage zur Berechnung der strukturellen Beanspruchung des Hebezeugs.
[0003] Derartige Lastwechsel beruhen im Allgemeinen gemäß dem Stand der Technik auf einer
Erkennung von Lastaufnahme und Lastabsetzen. Diese Laständerungs-Erkennung geschieht
unter Zuhilfenahme von Zusatzinformationen wie z.B. Ansteuerungsfunktionen, die ein
Heben oder Senken einer Last erwarten lassen. Wenn nun aufgezeichnete Lastkurven zur
Auswertung unterteilt werden müssen, geschieht diese Unterteilung anhand solcher Zusatzinformationen
(Ansteuerungsinformationen) oder durch äußere Ereignisse, wie z.B. das Überbrücken
einer Sicherheitseinrichtung. Dabei wird insbesondere davon ausgegangen, dass einer
Lastaufnahme zwangsläufig ein Lastabsetzen folgt und umgekehrt. Die so erzeugten Datensätze
werden in der Regel in einem Datenlogger gespeichert, mit dem Ziel nachträglich Lastfälle
zu erfassen und diese bei Bedarf zu rekonstruieren. Diese Verfahren gemäß dem Stand
der Technik erlauben zwar die zeitdiskrete Betrachtung eines Auswerteintervalls in
den vom System erkannten Grenzen, nämlich Lastaufnahme - Lastabsetzen - Lastaufnahme,
usw. (Die Fig. 2a zeigt eine solchermaßen unterteilte Last-Zeit-Kurve). Sie sind aber
relativ unrealistisch, wenn sie von vereinfachten Annahmen für Lastwechsel-Ereignisse
ausgehen, was Lebensdauerberechnungen ungenau macht. Ferner stoßen diese Verfahren
gemäß dem Stand der Technik dann an ihre Grenzen, wenn es sich nicht um eine statische
Last handelt, sondern um eine sich im Verlauf des Hubes ändernde Last.
[0004] Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bestimmung
von Laständerungen an Hebezeugen aufzuzeigen, welches die genannten Nachteile des
Standes der Technik mindestens teilweise überwindet. Insbesondere soll eine zuverlässige
Rekonstruktion der Lastfälle ermöglicht werden, damit hierauf aufbauende Berechnungen
optimiert werden können.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Bestimmung von Laständerungen
an Hebezeugen gelöst, wie es im Anspruch 1 beschrieben wird. Die Unteransprüche definieren
bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
[0006] Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird in Lastverlaufsdaten eine Laständerung an einer
Transitionsstelle des Lastverlaufs-Gradienten festgestellt. Ferner wird der Lastverlauf
an den Transitionsstellen in zeitdiskrete Betrachtungsintervalle unterteilt. Mit anderen
Worten offenbart die vorliegende Erfindung ein neues Verfahren zur Unterteilung von
Lastverläufen. Die so erzeugten Betrachtungsintervalle ermöglichen die Generierung
von datenreduzierten Informationen, aus denen sich nachträglich beliebige zeitkontinuierliche
Lastverläufe rekonstruieren lassen, da sie sich nicht auf der Erkennung der Aufnahme
und des Absetzen einer Last beziehen.
Speziell die Verwendung des Lastverlaufs-Gradienten macht es möglich, mit einer Information,
die dem Lastverlauf innewohnt, also nicht separat ermittelt werden muss, eine optimierte
Unterteilung und damit Auswertung vorzunehmen.
[0007] Die Bestimmung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann anhand von gespeicherten
Lastverlaufsdaten erfolgen, aber auch anhand von Echtzeit-Lastverlaufsdaten. Insbesondere
wird der Lastverlauf aufgezeichnet, d.h. gespeichert, und an Transitionsstellen wird
ein Speicherimpuls als Laständerungsanzeige bzw. Laständerungsereignis im Lastverlauf
erzeugt bzw. eingetragen.
[0008] Bei einer Ausführungsform der Erfindung bleiben Betrachtungsintervalle unberücksichtigt
bzw. werden unterdrückt, die offensichtlicherweise oder gemäß einem Ausscheidungskriterium
unbeachtlich sind. Dabei kann das Ausscheidungskriterium insbesondere ein zeitliches
Kriterium sein (z.B. zu kurzes Intervall) oder ein Kriterium, das äußere Einflüsse
auf den Lastverlauf berücksichtigt (externe Ereignisse, Steuerungsinformationen).
[0009] Die Transitionsstelle kann festgestellt werden oder als Lastverlaufs-Transition in
den Lastverlauf eingetragen werden, wenn der Lastverlaufs-Gradient das Vorzeichen
wechselt oder auf Null wechselt. Ferner kann eine Transitionsstelle dann festgestellt
oder eingetragen werden, wenn der Gradient aufeinander folgend mehr als einmal mit
dem selben Vorzeichen verändert wird, wenn also der Lastverlauf zwar weiter steigt
oder fällt, aber die Steilheit der Kurve sich dabei ändert.
[0010] Die Erfindung betrifft ferner gemäß einem etwas weiter greifenden Aspekt ein Verfahren
zur Rekonstruktion von Lastfällen an Hebezeugen, bei dem zur Bestimmung der Laständerungen
ein Verfahren verwendet wird, wie es oben in verschiedenen Ausführungsformen beschrieben
wurde. Insbesondere können bei der Lastfall-Rekonstruktion auch weitere Laständerungen
berücksichtigt werden, die aus Betriebsdaten des Hebezeugs stammen oder zu besonderen
Betriebsfällen ermittelt wurden.
[0011] Die Erfindung wird im Weiteren anhand einer Ausführungsform und mit Hilfe der beiliegenden
Grafiken näher erläutert. Sie kann alle hierin beschriebenen Merkmale einzeln sowie
in jedweder sinnvollen Kombination umfassen. Die beiliegenden Grafiken zeigen in
- Fig. 1
- einen schematischen Systemaufbau für das erfindungsgemäße Verfahen;
- Fig. 2a
- einen Lastverlauf mit eingetragenen Unterteilungs-Ereignissen gemäß dem Stand der
Technik; und
- Fig. 2b
- einen Lastverlauf mit einer Unterteilung gemäß der vorliegenden Erfindung.
[0012] Die vorliegende Erfindung kann als besondere Ausführungsform auch so charakterisiert
werden, dass sie ein Verfahren zur Analyse von Laständerungen an Hebezeugen zur Auswertung
und Rekonstruktion von Lastfällen offenbart, welches nicht hauptsächlich bzw. nicht
ausschließlich auf der Basis der Erkennung von Liftstart und Liftende basiert. Eine
Bewertungseinrichtung unterteilt den Verlauf der Last in zeitdiskrete Betrachtungsintervalle,
und jede Laständerung kann zur Unterteilung eines Auswerteintervalls herangezogen
werden. Die Unterteilung (Laständerungsereignis) erfolgt aufgrund von Gradientenänderungen
im Lastverlauf, und speziell können hierzu auch zeitlich versetzte Laständerungen
mit gleichem Gradientenvorzeichen zur Unterteilung des Auswerteintervalls herangezogen
werden. Die Fig. 2b zeigt hier erfindungsgemäß eine (gegenüber der Fig. 2a) stärkere
Unterteilung des Lastverlaufs, bei der die entsprechenden Gradientenänderungen berücksichtigt
wurden. Aus den Informationen über die Last wird also ein Gradient gebildet, und aus
den Tansitionen des Lastgradienten wird entsprechend ein Speicherimpuls generiert,
nämlich bei dem jeweiligen Ereignis (Transition). Als Datengrundlage hierfür dienen
gespeicherte oder in Echtzeit aufgenommene Daten, die eine direkte oder indirekte
Information über die aktuelle Last am Hebezeug beinhalten.
[0013] Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt also die Rekonstruktion von zeitkontinuierlichen
Laständerungen grundsätzlich unabhängig von der Erkennung einer Lastaufnahme oder
eines Lastabsetzens und ermöglicht somit auch die Rekonstruktion von Lasten, die sich
während eines Hubes verändern.
[0014] Natürlich können aber weitere systembekannte Informationen zusätzlich zu den erfindungsgemäß
erhaltenen Informationen verarbeitet werden, um möglichst optimierte Ergebnisse zu
erhalten. Beispielsweise können Ereignisse, die nachträglich gesondert betrachtet
werden sollen (z.B. Betätigung einer Sicherheitseinrichtung) einen zusätzlichen Speicherimpuls
generieren oder einen anderen eliminieren. In der Fig. 1 ist die Lastgradientenerkennung
und die gerade oben genannte Ereignisfolge im oberen Teil dargestellt, wobei die Informationen
über den Lastgradienten sowie über die Ereignisse im Betrieb einer Bewertung unterzogen
und dann als Speicherimpuls im Datenspeicher abgelegt werden. Gespeichert werden hierbei
Rohdaten oder aufbereitete Daten, deren Gültigkeitsbereich sich zwischen einem vorherigen
Speicherimpuls und einem neuen Speicherimpuls befinden.
[0015] Die Fig. 1 zeigt aber auch, dass Daten, die aus dem Betrieb des Hebezeugs stammen,
aufbereitet und zusätzlich als Eingabedatensatz für den Datenspeicher verwendet werden
können. Zusammen mit den erfindungsgemäß erhaltenen Daten (bewertete Gradientenerkennung)
bedingt dieses System dann zwar ein höheres Aufkommen an zu speichernden Daten, erlaubt
aber in Abhängigkeit der gespeicherten Daten eine detailliertere Rekonstruktion beliebiger
Lastverläufe. Außerdem kann eine statistische Auswertung der erzeugten Betrachtungsintervalle
dazu verwendet werden, die strukturelle Beanspruchung des Hebezeugs zu berechnen und
bei der Rekonstruktion auszuwerten.
1. Verfahren zur Bestimmung von Laständerungen an Hebezeugen, bei dem in Lastverlaufsdaten
eine Laständerung an einer Transitionsstelle des Lastverlaufs-Gradienten festgestellt
wird, und bei dem der Lastverlauf an den Transitionsstellen in zeitdiskrete Betrachtungsintervalle
unterteilt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Bestimmung anhand von gespeicherten Lastverlaufsdaten
erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Bestimmung anhand von Echtzeit-Lastverlaufsdaten
erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Lastverlauf aufgezeichnet,
d.h. gespeichert wird, und bei dem an Transitionsstellen ein Speicherimpuls als Laständerungsanzeige
bzw. Laständerungsereignis im Lastverlauf erzeugt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem offensichtlicherweise oder gemäß
einem Ausscheidungskriterium unbeachtliche Betrachtungsintervalle unberücksichtigt
bleiben bzw. unterdrückt werden, wobei das Ausscheidungskriterium insbesondere ein
zeitliches Kriterium ist oder ein Kriterium, das äußere Einflüsse auf den Lastverlauf
berücksichtigt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem eine Transitionsstelle festgestellt
wird, wenn der Lastverlaufsgradient das Vorzeichen wechselt oder auf Null wechselt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem eine Transitionsstelle festgestellt
wird, wenn sich der Gradient mit demselben Vorzeichen ändert, insbesondere aufeinander
folgend mehr als einmal mit demselben Vorzeichen ändert.
8. Verfahren zur Rekonstruktion von Lastfällen an Hebezeugen, bei dem zur Bestimmung
der Laständerungen ein Verfahren gemäß nach einem der Ansprüche 1 bis 7 verwendet
wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem weitere Laständerungen berücksichtigt werden, die
aus Betriebsdaten des Hebezeugs stammen oder zu besonderen Betriebsfällen ermittelt
werden.