Kran mit aktiver Dämpfung von Pendelbewegungen der Last

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung einer Pendelbewegung einer mittels eines Krans umgeschlagenen Last, wobei die Last mit einem unteren Lastaufhängepunkt des Krans verbunden ist und der untere Lastaufhängepunkt über ein Seilsystem des Krans mit einem oberen Lastaufhängepunkt des Krans verbunden ist, so dass ein Schwerpunkt der Last unterhalb des unteren Lastaufhängepunkts liegt, wobei die Pendelbewegung auf eine den oberen Lastaufhängepunkt enthaltende vertikale Ebene bezogen ist.

[0002] Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm für eine Steuereinrichtung eines Krans, wobei das Computerprogramm Maschinencode umfasst, der von der Steuereinrichtung abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuereinrichtung den Kran gemäß einem derartigen Verfahren betreibt.

[0003] Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Steuereinrichtung für einen Kran, wobei die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, insbesondere programmiert ist, dass sie den Kran gemäß einem derartigen Verfahren betreibt.

[0004] Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen Kran zum Umschlagen einer Last,

• wobei der Kran einen unteren Lastaufhängepunkt, einen oberen Lastaufhängepunkt und ein aus vier Seilen bestehendes Seilsystem aufweist,
• wobei die Seile von einem jeweiligen im Bereich des oberen Lastaufhängepunkts angeordneten oberen Eckpunkt zu einem jeweiligen im Bereich des unteren Lastaufhängepunkts angeordneten unteren Eckpunkt verlaufen,
• wobei die Last mit dem unteren Lastaufhängepunkt verbindbar ist, so dass ein Schwerpunkt der Last unterhalb des unteren Lastaufhängepunkts liegt,
• wobei der untere Lastaufhängepunkt über das Seilsystem mit dem oberen Lastaufhängepunkt verbunden ist.

[0005] Zum Umschlagen von Lasten - beispielsweise von einem Schiff auf einen Lastkraftwagen oder einen Eisenbahnwaggon oder umgekehrt - werden oftmals Krane eingesetzt. Derartige Krane weisen oftmals einen im wesentlichen horizontal orientierten Ausleger auf, auf dem eine Laufkatze linear verfahrbar ist. Die Laufkatze entspricht einem oberen Lastaufhängepunkt im Sinne der vorliegenden Erfindung. Es kann ferner oftmals der Kran als Ganzes ebenfalls verfahrbar sein. Die Verfahrrichtung des Kranes als Ganzes verläuft in diesem Fall in der Regel ebenfalls horizontal und insbesondere orthogonal zur Verfahrrichtung der Laufkatze. Derartige Krane können insbesondere als Containerbrücken ausgebildet sein.

[0006] Zum Umschlagen der Last wird die Last an einem Aufnahmeort mit dem unteren Lastaufhängepunkt verbunden. Danach wird durch entsprechendes Verkürzen einer wirksamen Seillänge des Seilsystems die Last angehoben, durch entsprechendes Verfahren des oberen Lastaufhängepunkts vom Aufnahmeort zu einem Zielort verfahren und dort durch entsprechendes Verlängern der wirksamen Seillänge des Seilsystems abgesetzt. Während des Verfahrens vom Aufnahmeort zum Zielort sollte die Last idealerweise jederzeit vertikal unter dem oberen Lastaufhängepunkt und ebenfalls vertikal unter dem unteren Lastaufhängepunkt angeordnet sein. Oftmals führt die Last einschließlich des unteren Lastaufhängepunkts jedoch eine Pendelbewegung um den oberen Lastaufhängepunkt durch. Die Pendelbewegung ist auf eine vertikale Ebene bezogen, welche den oberen Lastaufhängepunkt enthält. Die Pendelbewegung kann durch verschiedene Ursachen angeregt werden. Eine mögliche Ursache ist die Verfahrbewegung des oberen Lastaufhängepunkts, beispielsweise der Laufkatze. In diesem Fall ist die vertikale Ebene derart orientiert, dass sie zusätzlich zur Vertikalrichtung die Verfahrrichtung der Laufkatze enthält. Alternativ kann die Pendelbewegung beispielsweise durch Seitenwind oder durch eine Verfahrbewegung des Kranes als Ganzes angeregt werden. In diesem Fall ist die vertikale Ebene derart orientiert, dass sie orthogonal zur Verfahrrichtung der Laufkatze verläuft. Diese Pendelbewegung wird in Fachkreisen als side sway bezeichnet.

[0007] Eine Pendelbewegung wirkt sich negativ auf die Umschlagleistung aus. Beispielsweise muss nach dem Verfahren zum Zielort abgewartet werden, bis die Pendelbewegung abgeklungen ist. Alternativ muss die Pendelbewegung beispielsweise durch manuelles Eingreifen des Kranführers im Handsteuerbetrieb gedämpft werden.

[0008] Aus der DE 43 25 946 A1 ist eine Dämpfungs- und Positioniereinrichtung zur aktiven Dämpfung der Pendelung von an Kranen aufgehängten Lasten bekannt. Bei dieser Einrichtung verlaufen - zusätzlich zum Tragseil bzw. zusätzlich zu den Tragseilen - Führungsseile zwischen einem am oberen Lastaufhängepunkt angeordneten Gestell und einer mit dem unteren Lastaufhängepunkt korrespondierenden Traverse. Die wirksamen Seillängen der Führungsseile werden erfasst und daraus der Pendelwinkel und die Pendelgeschwindigkeit der Last ermittelt. In Abhängigkeit von der erfassten Pendelbewegung werden Zugkräfte eingestellt, mit denen die Führungsseile beaufschlagt werden. Dadurch wird die auftretende Pendelbewegung gedämpft.

[0009] Aus der EP 0 841 296 A1 ist ein Verfahren zur Beeinflussung einer Bewegung einer mittels eines Krans umgeschlagenen Last bekannt. Ein oberer Lastaufhängepunkt und ein unterer Lastaufhängepunkt sind über ein aus vier Seilen bestehendes Seilsystem miteinander verbunden. Bei der EP 0 841 296 A1 sind im Bereich des unteren Lastaufhängepunkts Sensoren angeordnet, mittels derer Vibrationen oder Oszillationen in einer horizontalen Richtung erfassbar sind, in welche der obere Lastaufhängepunkt (beispielsweise eine Laufkatze) verfahrbar ist. Im Bereich des unteren Lastaufhängepunkts sind weiterhin Massen angeordnet, welche in dieser horizontalen Richtung verfahrbar sind. Durch Verfahren der Massen werden Horizontalschwingungen der Last gedämpft.

[0010] Aus der JP 2010-247 928 A ist ein Verfahren zur Beeinflussung einer Pendelbewegung einer mittels eines Krans umgeschlagenen Last bekannt, wobei die Last mit einem unteren Lastaufhängepunkt des Krans verbunden ist und der untere Lastaufhängepunkt über ein Seilsystem des Krans mit einem oberen Lastaufhängepunkt des Krans verbunden ist, so dass ein Schwerpunkt der Last unterhalb des unteren Lastaufhängepunkts liegt. Das Seilsystem scheint ein einziges Tragseil zu umfassen. Die Pendelbewegung kann auf eine den oberen Lastaufhängepunkt enthaltende vertikale Ebene bezogen sein. Ein Auslenkwinkel der Pendelbewegung oder eine zeitliche Ableitung des Auslenkwinkels werden erfasst und einer Steuereinrichtung des Krans zugeführt. Von der Steuereinrichtung wird anhand eines Stellgesetzes eine auf die Last wirkende Stellgröße ermittelt. Von der Steuereinrichtung wird eine Stelleinrichtung des Krans entsprechend der ermittelten Stellgröße angesteuert, so dass die Pendelbewegung gedämpft wird. Die Stelleinrichtung ist als Paar von Armen ausgebildet, an deren Enden Massen angeordnet sind. Die Arme werden um eine mit dem Tragseil fluchtende Rotationsachse rotiert. Die Arme sind prinzipiell unabhängig voneinander rotierbar. Die Rotation der beiden Arme wird von der Steuereinrichtung entsprechend koordiniert, so dass sich die gewünschte Dämpfung der Pendelbewegung ergibt.

[0011] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer auf einfache und zuverlässige Weise eine automatisierte Dämpfung einer Pendelbewegung der Last möglich ist.

[0012] Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 5.

[0013] Erfindungsgemäß wird ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,

• dass ein Auslenkwinkel der Pendelbewegung und/oder eine zeitliche Ableitung des Auslenkwinkels der Pendelbewegung erfasst und einer Steuereinrichtung des Krans zugeführt werden,
• dass von der Steuereinrichtung anhand eines Stellgesetzes eine auf die Last wirkende Stellgröße ermittelt wird,
• dass von der Steuereinrichtung eine Stelleinrichtung des Krans entsprechend der ermittelten Stellgröße angesteuert wird, so dass mittels der Stelleinrichtung innerhalb der vertikalen Ebene ein Kippmoment um den unteren Lastaufhängepunkt in die Last eingebracht wird, das der Pendelbewegung der Last um den oberen Lastaufhängepunkt entgegenwirkt,
• dass das Seilsystem aus vier Seilen besteht, die von einem jeweiligen im Bereich des oberen Lastaufhängepunkts angeordneten oberen Eckpunkt zu einem jeweiligen im Bereich des unteren Lastaufhängepunkts angeordneten unteren Eckpunkt verlaufen,
• dass durch Einstellen einer wirksamen Seillänge der untere Lastaufhängepunkt angehoben und abgesenkt wird und
• dass die Stelleinrichtung zum Einbringen des Kippmoments in die Last eine Längenverstellung der Seile relativ zueinander bewirkt.

[0014] Durch die erfindungsgemäße Längenverstellung der Seile relativ zueinander wird die Last sozusagen schief aufgehängt. Die schiefe Aufhängung der Last muss in diesem Fall derart auf die Pendelbewegung abgestimmt werden, dass die schiefe Aufhängung der Pendelbewegung entgegenwirkt.

[0015] Die erfindungsgemäße Vorgehensweise erfordert insbesondere bei bereits bestehenden Kranen in der Regel nur einen minimalen Modifikationsaufwand. Denn die individuelle Längenverstellbarkeit der Seile ist in der Regel bereits gegeben. Die entsprechende Funktionalität ist in Fachkreisen als so genannte TLS-Funktionalität bekannt. Die Abkürzung TLS steht für trimm - list - skew. Die TLS-Funktionalität wird im Stand der Technik jedoch nur genutzt, um im Rahmen des Verbindens der Last mit dem unteren Lastaufhängepunkt am Aufnahmeort manuell den unteren Lastaufhängepunkt exakt auf die Last abzusenken und um im Rahmen des Absetzens der Last am Zielort beim Absenken der Last die Last unmittelbar vor dem Absetzen in diesen drei Bewegungsrichtungen manuell exakt auszurichten.

[0016] Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet somit nach demselben Prinzip, mittels dessen ein Kind auf einer Schaukel schaukelt. Im Gegensatz zur normalen Vorgehensweise eines Kindes beim Schaukeln wird die Pendelbewegung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jedoch nicht angeregt, sondern gedämpft.

[0017] In vielen Fällen ist der obere Lastaufhängepunkt mittels einer Laufkatze des Krans in einer Verfahrrichtung verfahrbar. Es ist möglich, dass die vertikale Ebene, auf welche die Pendelbewegung bezogen ist, parallel zu der Verfahrrichtung der Laufkatze verläuft. Bei einer Pendelbewegung in einer derartigen vertikalen Ebene stehen jedoch zusätzlich zur erfindungsgemäßen Vorgehensweise auch andere Möglichkeiten zur Verfügung, die Pendelbewegung zu dämpfen. Insbesondere kann eine Verfahrgeschwindigkeit der Laufkatze angepasst werden, um die Pendelbewegung zu dämpfen. Es ist jedoch alternativ möglich, dass die vertikale Ebene, auf welche die Pendelbewegung der Last bezogen ist, orthogonal zu der Verfahrrichtung verläuft (sogenannter side sway). In diesem Fall bietet die erfindungsgemäße Vorgehensweise erstmals die Möglichkeit, automatisiert eine derartige Pendelbewegung zu dämpfen.

[0018] Vorzugsweise wird die Stelleinrichtung zum Einbringen des Kippmoments in die Last derart angesteuert, dass sie jeweils zwei der vier Seile verlängert und verkürzt. Dadurch wird die effektive Hubhöhe der Last durch die Dämpfung der Pendelbewegung nicht beeinflusst.

[0019] Oftmals definieren die oberen Eckpunkte ein oberes Rechteck mit einer oberen Länge und einer oberen Breite und die unteren Eckpunkte ein unteres Rechteck mit einer unteren Länge und einer unteren Breite. In diesem Fall sind in der Regel die obere Länge größer als die untere Länge und/oder die obere Breite größer als die untere Breite.

[0020] Vorzugsweise ist den Seilen zusätzlich zur Stelleinrichtung ein Hubwerk des Krans zugeordnet, mittels dessen eine wirksame Länge der Seile gleichmäßig veränderbar ist. Dadurch ist insbesondere eine voneinander unabhängige Steuerung der Hubbewegung der Last einerseits und der Verkippung der Last zur Dämpfung der Pendelbewegung andererseits realisierbar. Prinzipiell ist es jedoch ebenso möglich, dass den Seilen individuell ansteuerbare Hubwerke zugeordnet sind, mittels derer sowohl die Hubbewegung der Last als auch die individuelle Längenverstellung der Seile realisiert wird. In diesem Fall entsprechen die Hubwerke in ihrer Gesamtheit der Stelleinrichtung.

[0021] Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Erfindungsgemäß bewirkt die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung, dass die Steuereinrichtung den Kran gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren betreibt.

[0022] Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, insbesondere programmiert, dass sie den Kran gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren betreibt.

[0023] Die Aufgabe wird weiterhin durch einen Kran mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Krans sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 9 bis 12.

[0024] Erfindungsgemäß wird ein Kran der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,

• dass der Kran eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Auslenkwinkels einer Pendelbewegung und/oder einer zeitlichen Ableitung des Auslenkwinkels der Pendelbewegung aufweist, welche die Last, bezogen auf eine den oberen Lastaufhängepunkt enthaltende vertikale Ebene, um den oberen Lastaufhängepunkt durchführt,
• dass der Kran eine Stelleinrichtung aufweist, mittels derer in die Last innerhalb der vertikalen Ebene ein Kippmoment einbringbar ist,
• dass der Kran eine Steuereinrichtung aufweist, welcher der erfasste Auslenkwinkel und/oder die erfasste zeitliche Ableitung des Auslenkwinkels zugeführt werden, von der anhand eines Stellgesetzes eine Stellgröße der Stelleinrichtung ermittelt wird und von der die Stelleinrichtung entsprechend der ermittelten Stellgröße angesteuert wird,
• dass die Stellgröße von der Steuereinrichtung derart ermittelt wird, dass das in die Last eingebrachte Kippmoment der Pendelbewegung der Last um den oberen Lastaufhängepunkt entgegenwirkt,
• dass durch Einstellen einer wirksamen Seillänge der untere Lastaufhängepunkt angehoben und abgesenkt wird und
• dass die Stelleinrichtung zum Einbringen des Kippmoments in die Last eine Längenverstellung der Seile relativ zueinander bewirkt.

[0025] Die vorteilhaften Ausgestaltungen des Krans korrespondieren im Wesentlichen mit denen des Verfahrens, so dass von detaillierten Erläuterungen dieser Ausgestaltungen abgesehen werden kann.

[0026] Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:

FIG 1

einen Kran von der Seite,

FIG 2

den Kran von FIG 1 von vorne,

FIG 3

ein Ablaufdiagramm,

FIG 4

eine pendelnde Last,

FIG 5

eine Last und einen unteren Lastaufhängepunkt,

FIG 6

eine Last, einen oberen und einen unteren Lastaufhängepunkt und ein Seilsystem,

FIG 7

ein Blockschaltbild einer Regelstrecke einschließlich der zugehörigen Regelung und

FIG 8

eine Ergänzung zu FIG 6.

[0027] Gemäß den FIG 1 und 2 weist ein Kran 1 zum Umschlagen einer Last 2 einen oberen Lastaufhängepunkt 3 auf. Der obere Lastaufhängepunkt 3 kann beispielsweise entsprechend der Darstellung in den FIG 1 und 2 an einer Laufkatze 4 angeordnet sein, die auf einem Ausleger 5 des Krans 1 in einer Verfahrrichtung x verfahrbar ist. Ausgehend vom oberen Lastaufhängepunkt 3 verläuft ein Seilsystem 6 zu einem unteren Lastaufhängepunkt 7. Der untere Lastaufhängepunkt 7 ist somit über das Seilsystem 6 mit dem oberen Lastaufhängepunkt 3 verbunden. Durch Einstellen einer wirksamen Seillänge 1 kann der untere Lastaufhängepunkt 7 angehoben und abgesenkt werden. Die Last 2 ist mit dem unteren Lastaufhängepunkt 7 lösbar verbunden. Wenn und solange die Last 2 mit dem unteren Lastaufhängepunkt 7 verbunden ist, wird die Last 2 zusammen mit dem unteren Lastaufhängepunkt 7 angehoben und abgesenkt. Die Last 2 weist einen Schwerpunkt 8 auf. Der Schwerpunkt 8 der Last 2 liegt unterhalb des unteren Lastaufhängepunkts 7. Der Schwerpunkt 8 weist somit vom unteren Lastaufhängepunkt 7 einen Abstand h auf.

[0028] Der Kran 1 wird von einer Steuereinrichtung 9 gesteuert. Die Steuereinrichtung 9 ist in der Regel als softwareprogrammierbare Steuereinrichtung ausgebildet. Die Ausbildung der Steuereinrichtung 9 wird in diesem Fall durch ein Computerprogramm 10 bewirkt, mit dem die Steuereinrichtung 9 programmiert ist. Das Computerprogramm 10 umfasst Maschinencode 11, der von der Steuereinrichtung 9 abarbeitbar ist. Die Abarbeitung des Maschinencodes 11 durch die Steuereinrichtung 9 bewirkt, dass die Steuereinrichtung 9 den Kran 1 betreibt.

[0029] Die Abarbeitung des Maschinencodes 11 durch die Steuereinrichtung 9 bewirkt zunächst den normalen Umschlag von Lasten 2, wie im Stand der Technik auch. Weiterhin bewirkt die Abarbeitung des Maschinencodes 11 durch die Steuereinrichtung 9 jedoch zusätzlich, dass die Steuereinrichtung 9 den Kran 1 während des Umschlagens der Last 2 gemäß einem Verfahren zur Beeinflussung einer Pendelbewegung der Last 2 betreibt, das nachstehend näher erläutert wird.

[0030] Das Computerprogramm 10 kann der Steuereinrichtung 9 auf beliebige Weise zugeführt werden. Gemäß der Darstellung in den FIG 1 und 2 erfolgt die Zuführung des Computerprogramms 10 über einen Datenträger 12, auf dem das Computerprogramm 10 in maschinenlesbarer Form - beispielsweise in elektronischer Form - hinterlegt ist. Der Datenträger 12 kann entsprechend der Darstellung in den FIG 1 und 2 beispielsweise als USB-Memorystick ausgebildet sein. Es sind jedoch ebenso andere Ausgestaltungen möglich.

[0031] Während des Umschlagens der Last 2 kann es geschehen, dass die Last 2 eine Pendelbewegung um den oberen Lastaufhängepunkt 3 durchführt. Die Pendelbewegung ist auf eine vertikale Ebene 13 bezogen. Die vertikale Ebene 13 enthält den oberen Lastaufhängepunkt 3. Die Pendelbewegung kann durch einen Auslenkwinkel ϕ des Seilsystems 6 aus der Vertikalen um den oberen Lastaufhängepunkt 3 beschrieben werden, wobei der Auslenkwinkel ϕ mit der Zeit variiert. Eine derartige Pendelbewegung soll erfindungsgemäß gedämpft bzw. unterdrückt werden.

[0032] Gemäß der Darstellung in FIG 1 ist es möglich, dass die Last 2 in der Verfahrrichtung x pendelt. In diesem Fall verläuft die vertikale Ebene 13 entsprechend der Markierung in FIG 2 parallel zur Verfahrrichtung x. Alternativ ist es möglich, dass die Last 2 entsprechend der Darstellung in FIG 2 orthogonal zur Verfahrrichtung x pendelt. In diesem Fall verläuft die vertikale Ebene 13 entsprechend der Markierung in FIG 1 orthogonal zur Verfahrrichtung x (sogenannter side sway). Dieser letztgenannte Fall stellt den Regelfall der Anwendung der vorliegenden Erfindung dar. Auch der erstgenannte Fall ist jedoch möglich. Weiterhin können die beiden Fälle unabhängig voneinander betrachtet werden. Sogar in dem Fall, dass beide Pendelbewegungen auftreten und die Pendelbewegungen einen Phasenversatz relativ zueinander aufweisen, können die beiden Pendelbewegungen somit unabhängig voneinander gedämpft werden.

[0033] Der Kran 1 weist eine Erfassungseinrichtung 14 auf. Mittels der Erfassungseinrichtung 14 kann der Auslenkwinkel ϕ des Seilsystems 6 erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann mittels der Erfassungseinrichtung 14 eine zeitliche Ableitung des Auslenkwinkels ϕ erfasst werden, beispielsweise die erste zeitliche Ableitung (Winkelgeschwindigkeit) und/oder die zweite zeitliche Ableitung (Winkelbeschleunigung). Gemäß der Darstellung in den FIG 1 und 2 ist die Erfassungseinrichtung 14 als Kamerasystem ausgebildet. Diese Ausgestaltung ist derzeit bevorzugt. Prinzipiell kann die Erfassungseinrichtung 14 jedoch beliebig ausgebildet sein, sofern sie die erforderliche Funktionalität aufweist. Weiterhin ist das Kamerasystem gemäß der Darstellung in den FIG 1 und 2 auf dem Ausleger 5 angeordnet. Alternativ kann das Kamerasystem auf der Laufkatze 4 angeordnet sein. Diese letztgenannte Ausgestaltung stellt den Regelfall dar.

[0034] Die Erfassungseinrichtung 14 ist mit der Steuereinrichtung 9 datentechnisch verbunden. Insbesondere werden der erfasste Auslenkwinkel ϕ und/oder die erfasste zeitliche Ableitung des Auslenkwinkels ϕ der Steuereinrichtung 9 zugeführt. Die Steuereinrichtung 9 nimmt den erfassten Auslenkwinkel ϕ und/oder die erfasste zeitliche Ableitung des Auslenkwinkels ϕ gemäß FIG 3 in einem Schritt S1 entgegen.

[0035] In einem Schritt S2 ermittelt die Steuereinrichtung 9 anhand eines Stellgesetzes - das Stellgesetz wird später noch detailliert erläutert werden - eine Stellgröße S für eine Stelleinrichtung 15 (siehe FIG 5 und 6). In einem Schritt S3 steuert die Steuereinrichtung 9 sodann die Stelleinrichtung 15 entsprechend der ermittelten Stellgröße S an. Die Stellgröße S wirkt auf die Last 2. Insbesondere wird mittels der Stelleinrichtung 15 ein Kippmoment M um den unteren Lastaufhängepunkt 7 in die Last 2 eingebracht. Die Ermittlung der Stellgröße S erfolgt derart, dass das in die Last 2 eingebrachte Kippmoment M der Pendelbewegung der Last 2 um den oberen Lastaufhängepunkt 3 entgegenwirkt.

[0036] Nachfolgend wird in Verbindung mit FIG 4 das Stellgesetz hergeleitet. In Verbindung mit FIG 4 wird zum einen der allgemeine Fall erläutert. Weiterhin werden mehrfach konkretere Ausführungen für den häufigen Anwendungsfall getroffen, dass die Last 2 ein Container ist. Die Last 2 kann jedoch ebenso als andere Last ausgebildet sein.

[0037] Die Last 2 weist eine Masse m auf. Das Seilsystem 6 weist ferner, wie bereits erwähnt, eine wirksame Seillänge 1 auf. Schließlich weist der Schwerpunkt 8 der Last 2 vom unteren Lastaufhängepunkt 7 den Abstand h auf.

[0038] Wenn die Last 2 zusätzlich zur Pendelbewegung um den oberen Lastaufhängepunkt 3 um den unteren Lastaufhängepunkt 7 pendeln kann, sind diese beiden Pendelbewegungen miteinander gekoppelt. Wenn die Auslenkung der Last 2 aus einer Ruhelage um den unteren Lastaufhängepunkt 7 - genauer: des Schwerpunkts 8 der Last 2 aus einer Vertikalen V durch den unteren Lastaufhängepunkt 7 - mit β bezeichnet wird, gehorchen die beiden gekoppelten Pendelbewegungen - zumindest für kleine Pendelbewegungen - näherungsweise der Beziehung

[0039] In obiger Formel ist in üblicher Weise mit zwei Punkten die zweite zeitliche Ableitung bezeichnet. J_ϕ entspricht dem wirksamen Trägheitsmoment der Last 2 um den oberen Lastaufhängepunkt 3. m ist die Masse der Last 2, g die Erdbeschleunigung. J_β entspricht dem wirksamen Trägheitsmoment der Last 2 um den unteren Lastaufhängepunkt 7. Für den Fall eines Containers, der in Vertikalrichtung eine Höhe H und in der Horizontalrichtung der betrachteten Pendelbewegung eine Längserstreckung L aufweist, ergeben sich die beiden Trägheitsmomente J_ϕ und J_β zu

und

[0040] Hierbei wurde angenommen, dass der untere Lastaufhängepunkt 7 sich mittig an der Oberseite des Containers befindet.

[0041] Gleichung 1 kann umgeformt werden zu

[0042] Eine gedämpfte Schwingung der Last 2 um den oberen Lastaufhängepunkt 3 hat allgemein die Form

[0043] In Gleichung 5 bedeutet D eine frei wählbare Dämpfung. In obiger Formel ist weiterhin in üblicher Weise mit einem Punkt die erste zeitliche Ableitung bezeichnet. ω_ϕ ist die Eigenfrequenz der Schwingung.

[0044] Durch Vergleich der beiden Gleichungen 4 und 5 ergibt sich somit zum einen die Eigenfrequenz ω_ϕ der Schwingung zu

[0045] Konkret für den Fall eines Containers ergibt sich

[0046] Zum anderen sind die Dämpfung D der Pendelbewegung der Last 2 um den oberen Lastaufhängepunkt 3 und die Schwingung der Last 2 um den unteren Lastaufhängepunkt 7 durch die Beziehung

miteinander gekoppelt. In dieser Gleichung sind - ebenso wie in den übrigen Gleichungen - mit Ausnahme der Dämpfung D, des Auslenkwinkels ϕ der Last 2 um den oberen Lastaufhängepunkt 3, deren zeitlichen Ableitungen, der Auslenkung β der Last 2 um den unteren Lastaufhängepunkt 7 und deren zeitlichen Ableitungen alle Größen bekannt.

[0047] Somit ergibt sich bei gewünschter Dämpfung D das Stellgesetz zu

[0048] Die Beschleunigung der Auslenkung β ist über das Trägheitsmoment J_β mit dem erforderlichen Kippmoment M gekoppelt:

[0049] FIG 7 zeigt den entsprechenden Aufbau der Regelstrecke und die Ermittlung des Kippmoments M. In FIG 7 sind mit dem Bezugszeichen 16 Integratoren bezeichnet, welche die ihnen jeweils zugeführte Eingangsgröße über die Zeit integrieren. Mit dem Bezugszeichen 17 sind Multiplizierer bezeichnet, welche die ihnen jeweils zugeführte Eingangsgröße mit einem Faktor multiplizieren. Der jeweilige Faktor, mit dem multipliziert wird, ist in FIG 7 im jeweiligen Multiplizierer 17 angegeben.

[0050] Mit dem Bezugszeichen 18 sind Knotenpunkte bezeichnet, an denen die dem jeweiligen Knotenpunkt 18 zugeführten Größen addiert werden bzw. - sofern ein Minuszeichen vermerkt ist - subtrahiert werden. Der L-förmige Teil von FIG 7 beschreibt die Regelstrecke, also die von der Last 2 ausgeführte Pendelbewegung um den oberen Lastaufhängepunkt 3. Der rechteckige Teil beschreibt die Ermittlung des Kippmoments M bzw. der zugehörigen Beschleunigung der Auslenkung β.

[0051] Es ist möglich, dass die wirksame Seillänge 1 zeitlich konstant ist. Es ist jedoch ebenso möglich, dass die wirksame Seillänge 1 zeitlich variiert. In diesem Fall ist es lediglich erforderlich, die Faktoren der Multiplizierer 17 von FIG 7 kontinuierlich zu aktualisieren. Dies ist problemlos realisierbar.

[0052] Die Stelleinrichtung 15, mittels derer das Kippmoment M in die Last 2 eingebracht wird, kann nach Bedarf ausgestaltet sein. In dem in FIG 5 dargestellten Fall, der nicht Gegenstand der Erfindung ist, umfasst das Seilsystem 6 ein einziges, zentral am unteren Lastaufhängepunkt 7 angreifendes Seil 19. In diesem Fall kann die Stelleinrichtung 15 insbesondere am unteren Lastaufhängepunkt 7 angeordnet sein und direkt - vor Ort - das Kippmoment M in die Last 2 einbringen. Beispielsweise kann Stelleinrichtung 15 in diesem Fall entsprechend der Darstellung in FIG 5 als Linearantrieb 20 ausgebildet sein, mittels dessen eine Masse 21 linear verfahren wird.

[0053] Oftmals umfasst das Seilsystem 6 gemäß der Darstellung in FIG 6 vier Seile 19. In diesem Fall verläuft je eines der Seile 19 von einem jeweiligen im Bereich des oberen Lastaufhängepunkts 3 angeordneten oberen Eckpunkt 22 zu einem jeweiligen im Bereich des unteren Lastaufhängepunkts 7 angeordneten unteren Eckpunkt 23. Die Seile 19, die oberen Eckpunkte 22 und die unteren Eckpunkte 23 sind in FIG 6 durch einen jeweiligen Buchstaben a bis d ergänzt, um sie bei Bedarf voneinander unterscheiden zu können. Die Stelleinrichtung 15 zum Einbringen des Kippmoments M in die Last 2 bewirkt in diesem Fall - also im Fall eines aus vier Seilen 19 bestehenden Seilsystems 6 - eine Längenverstellung der Seile 19 relativ zueinander. Beispielsweise können, ausgehend von einer einheitlichen wirksamen Seillänge 1 für alle Seile 19, die wirksamen Seillängen la, lb um eine Längenänderung δ1 variiert werden und/oder die wirksamen Seillängen lc, 1d um eine Längenänderung -δ1 variiert werden. Vorzugsweise werden beide Maßnahmen gleichzeitig ergriffen. In diesem Fall wird die Stelleinrichtung 15 derart angesteuert, dass sie jeweils zwei der vier Seile 19 verlängert und verkürzt.

[0054] In der Regel definieren entsprechend der Darstellung in FIG 8 die oberen Eckpunkte 22 ein oberes Rechteck mit einer oberen Länge Lo und einer oberen Breite Bo. In analoger Weise definieren die unteren Eckpunkte 23 ein unteres Rechteck mit einer unteren Länge Lu und einer unteren Breite Bu. Vorzugsweise ist die obere Länge Lo größer als die untere Länge Lu. Alternativ oder zusätzlich ist vorzugsweise die obere Breite Bo größer als die untere Breite Bu.

[0055] Um eine individuelle Verstellung der wirksamen Seillängen la bis 1d zu ermöglichen, können den Seilen 19a bis 19d individuell ansteuerbare Hubwerke zugeordnet sein, mittels derer sowohl die Hubbewegung der Last 2 als auch die individuelle Längenverstellung der Seile 19 realisiert wird. In diesem Fall entsprechen die Hubwerke in ihrer Gesamtheit der Stelleinrichtung 15. Vorzugsweise ist den Seilen 19 jedoch entsprechend der Darstellung in FIG 6 zusätzlich zur Stelleinrichtung 15 ein Hubwerk 24 zugeordnet, mittels dessen die wirksame Länge 1 der Seile 19 gleichmäßig veränderbar ist. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass die Stelleinrichtung 15 nur einen geringen Stellweg ermöglichen muss. Beispielsweise kann die Stelleinrichtung 15 im Falle der Ausgestaltung von FIG 6 als Gruppe von vier Hydraulikzylindern ausgebildet sein, mittels derer ein relativ kurzer Stellweg von jeweils beispielsweise 50 cm realisierbar ist. Je nach Lage des Einzelfalls kann der Stellweg natürlich auch größer oder kleiner sein. Alternativ zu einer Gruppe von Hydraulikzylindern kann die Stelleinrichtung 15 im Falle der Ausgestaltung gemäß FIG 5 beispielsweise als Gruppe von elektrisch betriebenen Seilwinden ausgebildet sein.

Zusammengefasst betrifft die vorliegende Erfindung somit folgenden Sachverhalt:

[0056] Ein Kran 1 zum Umschlagen einer Last 2 weist einen unteren Lastaufhängepunkt 7 und einen oberen Lastaufhängepunkt 3 auf, die über ein Seilsystem 6 miteinander verbunden sind. Ein Schwerpunkt 8 einer mit dem unteren Lastaufhängepunkt 7 verbundenen Last 2 liegt unterhalb des unteren Lastaufhängepunkts 7. Mittels einer Erfassungseinrichtung 14 wird ein Auslenkwinkel ϕ einer Pendelbewegung und/oder eine zeitlichen Ableitung des Auslenkwinkels ϕ der Pendelbewegung erfasst, welche die Last 2, bezogen auf eine den oberen Lastaufhängepunkt 3 enthaltende vertikale Ebene 13, um den oberen Lastaufhängepunkt 3 durchführt. Von einer Steuereinrichtung 9 wird anhand eines Stellgesetzes eine auf die Last 2 wirkende Stellgröße S ermittelt. Eine Stelleinrichtung 15 des Krans 1 wird von der Steuereinrichtung 9 entsprechend der ermittelten Stellgröße S angesteuert, so dass mittels der Stelleinrichtung 15 innerhalb der vertikalen Ebene 13 ein Kippmoment M um den unteren Lastaufhängepunkt 7 in die Last 2 eingebracht wird. Das in die Last 2 eingebrachte Kippmoment M wirkt der Pendelbewegung der Last 2 um den oberen Lastaufhängepunkt 3 entgegen. Das Seilsystem 6 besteht aus vier Seilen 19, die von einem jeweiligen im Bereich des oberen Lastaufhängepunkts 3 angeordneten oberen Eckpunkt 22 zu einem jeweiligen im Bereich des unteren Lastaufhängepunkts 7 angeordneten unteren Eckpunkt 23 verlaufen. Die Stelleinrichtung 15 zum Einbringen des Kippmoments M in die Last 2 bewirkt eine Längenverstellung δ1 der Seile 19 relativ zueinander.

[0057] Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere ist es auf einfache Weise möglich, Pendelbewegungen der Last 2 um den oberen Lastaufhängepunkt 3 sowohl in Verfahrrichtung x der Laufkatze 4 als auch quer dazu zu dämpfen.

[0058] Insbesondere im Falle eines Seilsystems 6 mit vier Seilen 19 ist eine aktive Dämpfung der Pendelbewegung der Last 2 auch ohne im Bereich des unteren Lastaufhängepunkts 7 angeordnete Stelleinrichtung möglich. Die Regelung erweist sich weiterhin als sehr robust.

[0059] Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung , der nur durch die beiliegenden Ansprüche definiert ist, zu verlassen.

Ansprüche

1. Verfahren zur Beeinflussung einer Pendelbewegung einer mittels eines Krans (1) umgeschlagenen Last (2), wobei die Last (2) mit einem unteren Lastaufhängepunkt (7) des Krans (1) verbunden ist und der untere Lastaufhängepunkt (7) über ein Seilsystem (6) des Krans (1) mit einem oberen Lastaufhängepunkt (3) des Krans (1) verbunden ist, so dass ein Schwerpunkt (8) der Last (2) unterhalb des unteren Lastaufhängepunkts (7) liegt, wobei die Pendelbewegung auf eine den oberen Lastaufhängepunkt (3) enthaltende vertikale Ebene (13) bezogen ist,

- wobei ein Auslenkwinkel (ϕ) der Pendelbewegung und/oder eine zeitliche Ableitung des Auslenkwinkels (ϕ) der Pendelbewegung erfasst und einer Steuereinrichtung (9) des Krans (1) zugeführt werden,

- wobei von der Steuereinrichtung (9) anhand eines Stellgesetzes eine auf die Last (2) wirkende Stellgröße (S) ermittelt wird,

- wobei von der Steuereinrichtung (9) eine Stelleinrichtung (15) des Krans (1) entsprechend der ermittelten Stellgröße (S) angesteuert wird, so dass mittels der Stelleinrichtung (15) innerhalb der vertikalen Ebene (13) ein Kippmoment (M) um den unteren Lastaufhängepunkt (7) in die Last (2) eingebracht wird, das der Pendelbewegung der Last (2) um den oberen Lastaufhängepunkt (3) entgegenwirkt,

- wobei das Seilsystem (6) aus vier Seilen (19) besteht, die von einem jeweiligen im Bereich des oberen Lastaufhängepunkts (3) angeordneten oberen Eckpunkt (22) zu einem jeweiligen im Bereich des unteren Lastaufhängepunkts (7) angeordneten unteren Eckpunkt (23) verlaufen,

- wobei durch Einstellen einer wirksamen Seillänge (1) der untere Lastaufhängepunkt (7) angehoben und abgesenkt wird und

- wobei die Stelleinrichtung (15) zum Einbringen des Kippmoments (M) in die Last (2) eine Längenverstellung (δ1) der Seile (19) relativ zueinander bewirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der obere Lastaufhängepunkt (3) mittels einer Laufkatze (4) des Krans (1) in einer Verfahrrichtung (x) verfahrbar ist und dass die vertikale Ebene (13), auf welche die Pendelbewegung der Last (2) bezogen ist, orthogonal zu der Verfahrrichtung (x) der Laufkatze (4) verläuft.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stelleinrichtung (15) zum Einbringen des Kippmoments (M) in die Last (2) derart angesteuert wird, dass sie jeweils zwei der vier Seile (19) verlängert und verkürzt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass den Seilen (19) zusätzlich zur Stelleinrichtung (15) ein Hubwerk (24) des Krans (1) zugeordnet ist, mittels dessen die wirksame Länge (1) der Seile (19) gleichmäßig veränderbar ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass den Seilen (19) individuell ansteuerbare Hubwerke zugeordnet sind, mittels derer sowohl die Hubbewegung der Last (2) als auch die individuelle Längenverstellung der Seile (19) realisiert wird, und dass die Hubwerke in ihrer Gesamtheit der Stelleinrichtung (15) entsprechen.

6. Computerprogramm für eine Steuereinrichtung (9) eines Krans (1), wobei das Computerprogramm Maschinencode (11) umfasst, der von der Steuereinrichtung (9) abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes (11) durch die Steuereinrichtung (9) bewirkt, dass die Steuereinrichtung (9) den Kran (1) gemäß einem Verfahren nach einem der obigen Ansprüche betreibt.

7. Steuereinrichtung für einen Kran (1), wobei die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, insbesondere programmiert ist, dass sie den Kran (1) gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 betreibt.

8. Kran zum Umschlagen einer Last (2),

- wobei der Kran einen unteren Lastaufhängepunkt (7), einen oberen Lastaufhängepunkt (3) und ein aus vier Seilen (19) bestehendes Seilsystem (6) aufweist,

- wobei die Seile (19) von einem jeweiligen im Bereich des oberen Lastaufhängepunkts (3) angeordneten oberen Eckpunkt (22) zu einem jeweiligen im Bereich des unteren Lastaufhängepunkts (7) angeordneten unteren Eckpunkt (23) verlaufen,

- wobei die Last (2) mit dem unteren Lastaufhängepunkt (7) verbindbar ist, so dass ein Schwerpunkt (8) der Last (2) unterhalb des unteren Lastaufhängepunkts (7) liegt,

- wobei der untere Lastaufhängepunkt (7) über das Seilsystem (6) mit dem oberen Lastaufhängepunkt (3) verbunden ist,

- wobei der Kran eine Erfassungseinrichtung (14) zur Erfassung eines Auslenkwinkels (ϕ) einer auf eine den oberen Lastaufhängepunkt (3) enthaltende vertikale Ebene (13) bezogenen Pendelbewegung der Last (2) und/oder einer zeitlichen Ableitung des Auslenkwinkels (ϕ) der Pendelbewegung aufweist,

- wobei der Kran eine Stelleinrichtung (15) aufweist, mittels derer in die Last (2) innerhalb der vertikalen Ebene (13) ein Kippmoment (M) um den unteren Lastaufhängepunkt (7) einbringbar ist,

- wobei der Kran eine Steuereinrichtung (9) aufweist, welcher der erfasste Auslenkwinkel (ϕ) und/oder die erfasste zeitliche Ableitung des Auslenkwinkels (ϕ) zugeführt werden, von der anhand eines Stellgesetzes eine Stellgröße (S) der Stelleinrichtung (15) ermittelt wird und von der die Stelleinrichtung (15) entsprechend der ermittelten Stellgröße (S) angesteuert wird,

- wobei die Stellgröße (S) von der Steuereinrichtung (9) derart ermittelt wird, dass das in die Last (2) eingebrachte Kippmoment (M) der Pendelbewegung der Last (2) um den oberen Lastaufhängepunkt (3) entgegenwirkt,

- wobei durch Einstellen einer wirksamen Seillänge (1) der untere Lastaufhängepünkt (7) angehoben und abgesenkt wird,

- wobei die Stelleinrichtung (15) zum Einbringen des Kippmoments (M) in die Last (2) eine Längenverstellung (δ1) der Seile (19) relativ zueinander bewirkt.

9. Kran nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kran eine Laufkatze (4) aufweist, mittels derer der obere Lastaufhängepunkt (3) in einer Verfahrrichtung (x) verfahrbar ist, und dass die vertikale Ebene (13), auf welche die Pendelbewegung der Last (2) bezogen ist, orthogonal zu der Verfahrrichtung (x) der Laufkatze (4) verläuft.

10. Kran nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stelleinrichtung (15) zum Einbringen des Kippmoments (M) in die Last (2) derart angesteuert wird, dass sie jeweils zwei der vier Seile (19) verlängert und verkürzt.

11. Kran nach Anspruch 8, 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass den Seilen (19) zusätzlich zur Stelleinrichtung (15) ein Hubwerk (24) des Krans (1) zugeordnet ist, mittels dessen die wirksame Länge (1) der Seile (19) gleichmäßig veränderbar ist.

12. Kran nach Anspruch 8, 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass den Seilen (19) individuell ansteuerbare Hubwerke zugeordnet sind, mittels derer sowohl die Hubbewegung der Last (2) als auch die individuelle Längenverstellung der Seile (19) realisiert wird, und dass die Hubwerke in ihrer Gesamtheit der Stelleinrichtung (15) entsprechen.

Claims

1. Method for influencing a pendular movement of a load (2) handled by means of a crane (1), wherein the load (2) is connected to a lower load suspension point (7) of the crane (1) and the lower load suspension point (7) is connected by way of a cable system (6) of the crane (1) to an upper load suspension point (3) of the crane (1), so that a centre of gravity (8) of the load (2) lies below the lower load suspension point (7), wherein the pendular movement is based on a vertical plane (13) containing the upper load suspension point (3),

- wherein an angle of deflection (ϕ) of the pendular movement and/or a temporal derivation of the angle of deflection (ϕ) of the pendular movement are detected and are supplied to a control device (9) of the crane (1),

- wherein a manipulated variable (S) acting on the load (2) is determined by the control device (9) on the basis of a control law,

- wherein a setting device (15) of the crane (1) is controlled by the control device (9) according to the determined manipulated variable (S), so that a tilting moment (M) about the lower load suspension point (7) is introduced into the load (2) by means of the setting device (15) within the vertical plane (13), said tilting moment counteracting the pendular movement of the load (2) about the upper load suspension point (3),

- wherein the cable system (6) consists of four cables (19), which run from a respective upper key point (22) arranged in the region of the upper load suspension point (3) to a respective lower key point (23) arranged in the region of the lower load suspension point (7),

- wherein the lower load suspension point (7) is raised and lowered by setting an effective cable length (1) and

- wherein the setting device (15) effects a length adjustment (δ1) of the cables (19) relative to one another in order to introduce the tilting moment (M) into the load (2).

2. Method according to claim 1,
characterised in that,
the upper load suspension point (3) can be moved in a direction of travel (x) by means of a trolley (4) of the crane (1) and that the vertical plane (13), on which the pendular movement of the load (2) is based, runs orthogonally to the direction of travel (x) of the trolley (4).

3. Method according to claim 1 or 2,
characterised in that,
the setting device (15) for introducing the tilting moment (M) into the load (2) is controlled such that it lengthens and shortens two of the four cables (19) in each case.

4. Method according to claim 1, 2 or 3,
characterised in that,
in addition to the setting device (15) a hoist (24) of the crane (1) is assigned to the cables (19), by means of which hoist the effective length (1) of the cables (19) can be uniformly changed.

5. Method according to claim 1, 2 or 3,
characterised in that,
individually controllable hoists are assigned to the cables (19), by means of which hoists both the lifting movement of the load (2) and also the individual length adjustment of the cables (19) is realised and that the hoists correspond entirely to the setting device (15).

6. Computer program for a control device (9) of a crane (1), wherein the computer program has machine code (11), which can be processed by the control device (9), wherein the processing of the machine code (11) by the control device (9) causes the control device (9) to operate the crane (1) in accordance with a method according to one of the above claims.

7. Control device for a crane (1), wherein the control device is embodied, in particular programmed, such that it operates the crane (1) in accordance with a method according to one of claims 1 to 5.

8. Crane for handling a load (2),

- wherein the crane has a lower load suspension point (7), an upper load suspension point (3) and a cable system (6) consisting of four cables (19),

- wherein the cables (19) run from a respective upper key point (22) arranged in the region of the upper load suspension point (3) to a respective lower key point (23) arranged in the region of the lower load suspension point (7),

- wherein the load (2) can be connected to the lower load suspension point (7), so that a centre of gravity (8) of the load (2) lies below the lower load suspension point (7),

- wherein the lower load suspension point (7) is connected by way of the cable system (6) to the upper load suspension point (3),

- wherein the crane has a detection device (14) for detecting an angle of deflection (ϕ) of a pendular movement of the load (2) based on a vertical plane (13) containing the upper load suspension point (3) and/or a temporal derivation of the angle of deflection (ϕ) of the pendular movement,

- wherein the crane has a setting device (15), by means of which a tilting moment (M) about the lower load suspension point (7) can be introduced into the load (2) within the vertical plane (13),

- wherein the crane has a control device (9), to which the detected angle of deflection (ϕ) and/or the detected temporal derivation of the angle of deflection (ϕ) are supplied, from which a manipulated variable (S) of the setting device (15) is determined on the basis of a control law and by which the setting device (15) is controlled according to the determined manipulated variable (S),

- wherein the manipulated variable (S) is determined by the control device (9) such that the tilting moment (M) introduced into the load (2) counteracts the pendular movement of the load (2) about the upper load suspension point (3),

- wherein the lower load suspension point (7) is raised and lowered by setting an effective cable length (1),

- wherein the setting device (15) effects a length adjustment (δ1) of the cables (19) relative to one another in order to introduce the tilting moment (M) into the load (2).

9. Crane according to claim 8,
characterised in that,
the crane has a trolley (4), by means of which the upper load suspension point (3) can be moved in a direction of travel (x) and that the vertical plane (13), on which the pendular movement of the load (2) is based, runs orthogonally to the direction of travel (x) of the trolley (4).

10. Crane according to claim 8 or 9,
characterised in that,
the setting device (15) for introducing the tilting moment (M) into the load (2) is controlled such that it lengthens and shortens two of the four cables (19) in each case.

11. Crane according to claim 8, 9 or 10,
characterised in that,
in addition to the setting device (15) a hoist (24) of the crane (1) is assigned to the cables (19), by means of which hoist the effective length (1) of the cables (19) can be uniformly changed.

12. Crane according to claim 8, 9 or 10,
characterised in that,
individually controllable hoists are assigned to the cables (19), by means of which hoists both the lifting movement of the load (2) and also the individual length adjustment of the cables (19) is realised and that the hoists correspond entirely to the setting device (15).

Revendications

1. Procédé pour influencer un mouvement pendulaire d'une charge ( 2 ) manutentionnée au moyen d'une grue ( 1 ), la charge ( 2 ) étant reliée à un point (7) inférieur de suspension de charge de la grue ( 1 ) et le point (7) inférieur de suspension de charge étant relié à un point ( 3 ) supérieur de suspension de charge de la grue par l'intermédiaire d'un système ( 6 ) de câble de la grue ( 1 ) , de manière à ce que le centre de gravité ( 8 ) de la charge ( 2 ) soit en dessous du point (7) inférieur de suspension de charge, le mouvement pendulaire étant rapporté à un plan ( 13 ) vertical passant par le point ( 3 ) supérieur de suspension de charge,

- dans lequel on détecte un angle ( ϕ ) de déviation du mouvement pendulaire et/ou une dérivée en fonction du temps de l'angle ( ϕ ) de déviation du mouvement pendulaire et on l'envoie à un dispositif ( 9 ) de commande de la grue ( 1 ),

- dans lequel on détermine par le dispositif ( 9 ) de commande, à l'aide d'une loi de réglage, une grandeur ( S ) de réglage agissant sur la charge ( 2 ),

- dans lequel on commande par le dispositif ( 9 ) de commande, un dispositif ( 15 ) de réglage de la grue ( 1 ) conformément à la grandeur ( S ) de réglage déterminée, de manière à impartir à la charge ( 2 ), au moyen du dispositif ( 15 ) de réglage, dans le plan ( 13 ) vertical un couple ( M ) de basculement autour du point (7) inférieur de suspension de charge pour s'opposer au mouvement pendulaire de la charge ( 2 ) autour du point ( 3 ) supérieur de suspension de charge,

- dans lequel le système ( 6 ) de câble est constitué de quatre câbles ( 19 ) qui vont d'un sommet ( 22 ) supérieur disposé dans la région du point ( 3 ) supérieur de suspension de charge à un sommet ( 23 ) inférieur disposé dans la région du point (7) inférieur de suspension de charge,

- dans lequel on lève et on abaisse le point (7) inférieur de suspension de charge en réglant une longueur ( 1 ) efficace de câble et

- dans lequel le dispositif ( 15 ) de réglage provoque, pour impartir le couple ( M ) de basculement à la charge ( 2 ), un réglage ( δ1 ) en longueur des câbles ( 19 ) les uns par rapport aux autres.

2. Procédé suivant la revendication 1,
caractérisé
en ce que l'on peut déplacer, dans une direction ( x ) de déplacement, le point ( 3 ) supérieur de suspension de charge au moyen d'un chariot ( 4 ) roulant de la grue ( 1 ) et en ce que le plan ( 13 ) vertical, auquel est rapporté le mouvement pendulaire de la charge ( 2 ), est orthogonal à la direction ( x ) de déplacement du chariot ( 4 ) roulant.

3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2,
caractérisé
en ce que l'on commande le dispositif ( 15 ) de réglage pour impartir le couple ( M ) de basculement à la charge ( 2 ) de manière à allonger et raccourcir respectivement deux des quatre câbles ( 19 ) .

4. Procédé suivant la revendication 1, 2 ou 3,
caractérisé
en ce qu'aux câbles ( 19 ) est associé, supplémentairement au dispositif ( 15 ) de réglage, un mécanisme ( 24 ) de levage de la grue ( 1 ), au moyen duquel la longueur ( 1 ) efficace des câbles ( 19 ) peut être modifiée uniformément.

5. Procédé suivant la revendication 1, 2 ou 3,
caractérisé
en ce qu'aux câbles ( 19 ) sont associés des mécanismes de levage, qui peuvent être commandés individuellement et au moyen desquels on réalise à la fois le mouvement de levage de la charge ( 2 ) et le réglage individuel en longueur des câbles ( 19 ) et en ce que les mécanismes de levage correspondent dans leur ensemble au dispositif ( 15 ) de réglage.

6. Programme d'ordinateur pour un dispositif ( 9 ) de commande d'une grue ( 1 ), le programme d'ordinateur comprenant un code machine ( 11 ) qui peut se dérouler dans le dispositif ( 9 ) de commande, le déroulement du code machine ( 11 ) dans le dispositif ( 9 ) de commande faisant que le dispositif ( 9 ) de commande fait fonctionner la grue ( 1 ) selon un procédé suivant l'une des revendications précédentes.

7. Dispositif de commande d'une grue ( 1 ) dans lequel le dispositif de commande est constitué, en étant notamment programmé, de manière à ce que la grue ( 1 ) fonctionne selon un procédé suivant l'une des revendications 1 à 5.

8. Grue de manipulation d'une charge ( 2 ),

- la grue ayant un point ( 7 ) inférieur de suspension de charge, un point ( 3 ) supérieur de suspension de charge et un système ( 6 ) de câbles constitué de quatre câbles ( 19 ),

- les câbles ( 19 ) allant d'un sommet ( 22 ) supérieur dans la région du point ( 3 ) supérieur de suspension de charge à un sommet ( 23 ) inférieur dans la région du point ( 7 ) inférieur de suspension de charge,

- la charge ( 2 ) pouvant être reliée au point (7) inférieur de suspension de charge de manière à ce que le centre de gravité ( 8 ) de la charge ( 2 ) soit en dessous du point ( 7 ) inférieur de suspension de charge,

- le point (7) inférieur de suspension de charge étant relié au point ( 3 ) supérieur de suspension de charge par l'intermédiaire du système ( 6 ) de câble,

- la grue ayant un dispositif ( 14 ) de détection d'un angle ( ϕ ) de déviation d'un mouvement pendulaire de la charge ( 2 ) rapporté au plan ( 13 ) vertical passant par le point ( 3 ) supérieur de suspension de charge et/ou d'une dérivée dans le temps de l'angle ( ϕ ) de déviation du mouvement pendulaire,

- la grue ayant un dispositif ( 15 ) de réglage, au moyen duquel il peut être imparti à la charge ( 2 ) dans le plan ( 13 ) vertical un couple ( M ) de basculement autour du point ( 7 ) inférieur de suspension de charge,

- la grue ayant un dispositif ( 9 ) de commande, auquel l'angle ( ϕ ) de déviation détecté et/ou la dérivée en fonction du temps détectée de l'angle ( ϕ ) de déviation sont envoyés, dispositif de commande, par lequel il est, au moyen d'une loi de réglage, déterminé une grandeur ( S ) de réglage du dispositif ( 15 ) de réglage et par lequel le dispositif ( 15 ) de réglage est commandé conformément à la grandeur ( S ) de réglage déterminée,

- la grandeur ( S ) de réglage étant déterminée par le dispositif ( 9 ) de commande de manière à ce que le couple ( M ) de basculement imparti à la charge ( 2 ) s'oppose au mouvement pendulaire de la charge ( 2 ) autour du point ( 3 ) supérieur de suspension de charge,

- le point (7) inférieur de suspension de charge étant levé et abaissé par réglage d'une longueur ( 1 ) efficace de câble,

- le dispositif ( 15 ) de réglage provoquant pour impartir le couple ( M ) de basculement à la charge ( 2 ), un réglage ( δ1 ) en longueur des câbles ( 19 ) les uns par rapport aux autres.

9. Grue suivant la revendication 8,
caractérisée en ce que la grue a un chariot ( 4 ) roulant, au moyen duquel le point ( 3 ) supérieur de suspension de charges peut être déplacé dans une direction ( x ) de déplacement et en ce que le plan ( 13 ) vertical, auquel est rapporté le mouvement pendulaire de la charge ( 2 ), est orthogonal à la direction ( x ) de déplacement du chariot ( 4 ) roulant.

10. Grue suivant la revendication 8 ou 9,
caractérisée en ce que le dispositif ( 15 ) de réglage pour impartir le couple ( M ) de basculement à la charge ( 2 ) est commandé de manière à allonger et à raccourcir respectivement deux des quatre câbles ( 19 ).

11. Grue suivant la revendication 8, 9 ou 10,
caractérisée
en ce qu'aux câbles ( 19 ) est associé supplémentairement au dispositif ( 15 ) de réglage, un mécanisme ( 24 ) de levage de la grue ( 1 ), au moyen duquel la longueur ( 1 ) efficace des câbles ( 19 ) peut être modifiée uniformément.

12. Grue suivant la revendication 8, 9 ou 10,
caractérisée
en ce qu'aux câbles ( 19 ) sont associés des mécanismes de levage, qui peuvent être commandés individuellement et au moyen desquels on réalise à la fois le mouvement de levage de la charge ( 2 ) et le réglage individuel en longueur des câbles ( 19 ) et en ce que les mécanismes de levage correspondent dans leur ensemble au dispositif ( 15 ) de réglage.

Zeichnung