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1. WO2020164797 - INSTALLATION, PROCÉDÉ POUR FAIRE FONCTIONNER CETTE INSTALLATION COMPRENANT UNE PARTIE MOBILE POUVANT ÊTRE DÉPLACÉE SUR UN PLAN DE DÉPLACEMENT ET UTILISATION

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[ DE ]

Anlage, Verfahren zum Betreiben einer Anlage mit auf einer Verfahrebene verfahrbarem Mobilteil und Verwendung

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Anlage, ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage mit auf einer Verfahrebene verfahrbarem Mobilteil und eine Verwendung.

Es ist allgemein bekannt, dass ein Mobilteil auf einer Verfahrebene verfahrbar ist.

Aus der WO 2009/068 437 A1 ist als nächstliegneder Stand der Technik ein Verfahren zur Messung einer Auslenkung eines Hohlbauteils einer Windenergieanlage aus einer Normalposition bekannt.

Aus der DE 10 2009 031 452 A1 ist ein Verfahren zur Kontrolle der Durchbiegung von Tragwerken mittels eines Lasers bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlage mit höherer Effizienz

weiterzubilden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Anlage nach den in Anspruch 1 , bei dem

Verfahren nach den in Anspruch 10 und bei der Verwendung nach Anspruch 13, 14 oder 15 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Anlage sind, dass die Anlage mit auf einer

Verfahrebene verfahrbarem Mobilteil ausgeführt ist, welches eine Messeinheit aufweist, und einem Messkörper, welcher beabstandet ist von der Verfahrebene und von der zur

Verfahrebene parallelen Ebene, welche die Messeinheit enthält insbesondere und möglichst weit entfernt von der Verfahrebene angeordnet ist,

wobei die Messeinheit derart ausgeführt ist, dass sie den Abstand zwischen Messkörper und Messeinheit in Normalenrichtung zur Verfahrebene bestimmt,

wobei der Messkörper derart geformt ist, dass in der auf die Ebene senkrechten Projektion, insbesondere Projektionsfläche, des Messkörpers den oder mehreren insbesondere nicht einander überlappenden Teilflächenbereichen der Projektionsfläche jeweils ein Abstandswert eineindeutig zugeordnet ist.

Von Vorteil ist dabei, dass mittels des Bestimmens eines Abstandes, also einer

eindimensionalen Größe, die Abweichung, also eine zweidimensionale Größe, von einer Sollposition bestimmbar ist. Somit ist durch das Messen des Abstandes bekannt, in welcher Richtung die Sollposition erreichbar ist und der Antrieb und die Lenkung des Mobilteils kann in diese Richtung zur Sollposition hinbewegt werden. Auf diese Weise ist ein sehr schnelles Hinregeln auf die Sollposition ausführbar, wobei die Sollposition am Messkörper festgelegt ist. Die Anlage ist somit sehr effizient betreibbar. Beispielsweise ist bei Erreichen der Zielposition eine Last übergebbar oder eine vom Schienenfahrzeug aufgenommene Last von einem auf dem Mobilteil angeordneten Werkzeug bearbeitbar oder alternativ eine vom Mobilteil aufgenommene Last von einem auf dem Schienenfahrzeug angeordneten Werkzeug bearbeitbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Messkörper an einem Schienenfahrzeug der Anlage angeordnet, welches auf einer Schiene der Anlage verfahrbar ist,

insbesondere wobei das Schienenfahrzeug ein Einschienenhängebahn-Fahrzeug ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Mobilteil zum Schienenfahrzeug hin synchronisierbar ist und somit eine Übergabe einer Last während der Fahrt ausführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sendet die Messeinheit einen Lichtstrahl parallel zur Normalenrichtung zur Verfahrebene aus und bestimmt aus am Messkörper reflektierten Licht den Abstand zwischen der Messeinheit und dem Messkörper in Normalenrichtung. Von Vorteil ist dabei, dass der Abstand entlang des Lichtstrahls bestimmt wird, der vorzugsweise als Laserstrahl ausgeführt wird und somit den Abstand eines quasi punktförmigen

Oberflächenbereiches des Messkörpers bestimmbar macht.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Messkörper derart geformt, dass der Abstand mit zunehmendem Radialabstand zu einer Sollposition oder zu einem ersten Teilflächenbereich der Projektionsfläche monoton zunimmt, insbesondere nicht aber streng monoton,

insbesondere wobei die radiale Richtung und die Umfangsrichtung bezogen sind auf die durch die Sollposition oder durch den ersten Teilflächenbereich durchgehende Gerade, welche parallel zur Normalenrichtung zur Verfahrebene ist. Von Vorteil ist dabei, dass durch

Hinregelung auf kleinere Abstandswerte die optimale Sollposition erreichbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Abstand als Funktion des Radialabstandes und der Umfangsrichtung ein lokales oder absolutes Minimum bei der Sollposition oder bei dem ersten Teilflächenbereich auf. Von Vorteil ist dabei, dass eine besonders einfache Regelung des Mobilteils auf das Minimum hin ermöglicht ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Messkörper derart geformt, dass in einem jeweiligen Umfangswinkelbereich der Abstand mit zunehmendem Radialabstand zu einer Sollposition oder zu einem ersten Teilflächenbereich der Projektionsfläche gemäß einer jeweiligen Treppenfunktion monoton zunimmt, insbesondere nicht aber streng monoton,

insbesondere wobei die radiale Richtung und die Umfangsrichtung bezogen sind auf die durch die Sollposition oder durch den ersten Teilflächenbereich durchgehende Gerade, welche parallel zur Normalenrichtung zur Verfahrebene ist. Von Vorteil ist dabei, dass durch die Bestimmung des Abstandswertes zwischen der Messeinheit und dem Messkörper eine eindeutige Abweichung von einer Sollposition bestimmbar ist, insbesondere wobei die

Abweichung ein ebener Vektor ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Treppenfunktion eines jeweiligen

Umfangswinkelbereichs unterschiedlich zu allen anderen Treppenfunktionen der jeweils anderen Umfangswinkelbereiche,

insbesondere alle Werte der Treppenfunktion eines jeweiligen Umfangswinkelbereichs unterschiedlich sind zu allen Werten aller anderen Treppenfunktionen der jeweils anderen Umfangswinkelbereiche. Von Vorteil ist dabei, dass aus dem von der Messeinheit bestimmten Abstandswert eindeutig auf einen Umfangswinkelwert oder zumindest

Umfangswinkelwertebereich sowie Radialabstandswert geschlussfolgert werden kann, also auf eine Abweichung. Somit ist diese Abweichung einem Regler zuführbar, dessen Stellwert dem Antrieb und der Lenkeinheit des Mobilteils zuführbar sind und auf diese Weise das Mobilteil auf eine vorgegebene, auf das Schienenfahrzeug bezogene Solllage hingeregelt wird.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die radiale Breite der Treppen der Treppenfunktionen aller Umfangswinkelbereiche gleich. Von Vorteil ist dabei, dass insbesondere bei äquidistanten Stufen ein einfaches Hinregeln auf eine mit dem Schienenfahrzeug mitbewegte Sollposition ausführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in Schienenrichtung neben dem Messkörper am Schienenfahrzeug ein Lichtsensor angeordnet, mit welchem das Licht eines auf dem Mobilteil angeordneten Leuchtmittels detektierbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Schienenfahrzeug überwachen kann, ob das Mobilteil ihm folgt oder ob es verloren ist. Somit muss keine aufwendige Datenübertragung zwischen mobilteil und Schienenfahrzeug installiert werden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Leuchtmittel in einem Rohr angeordnet, so dass das aus dem Rohr austretende Licht einen beleuchteten Bereich, insbesondere Lichtfleck, am Schienenfahrzeug erzeugt. Von Vorteil ist dabei, dass ein gerichteter Lichtstrahl in einfacher Weise erzeugbar ist. Alternativ wäre auch eine Linsenanordnung verwendbar, welche einen wohldefinierten Bereich als beleuchteten Bereich, insbesondere Lichtfleck, am

Schienenfahrzeug abbildet.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ausdehnung des Lichtfleckes in Schienenrichtung größer als die Ausdehnung des Messkörpers in Schienenrichtung. Von Vorteil ist dabei, dass überwachbar ist, ob die Synchronisierung des Mobilteils mittels des Messkörpers noch ausführbar ist oder das Mobilteil schon zu weit vom Messkörper sich entfernt hat.

Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Betreiben einer Anlage sind, dass in einem ersten Schritt, insbesondere bei Inbetriebnahme der Anlage, in einem Speicher des Mobilteils auf den Messkörper bezogenen Abstandswerten als Abweichungswerte ein Umfangswinkel und ein Radialabstand zugeordnet werden,

in einem zweiten Schritt, insbesondere im auf die Inbetriebnahme nachfolgenden Betrieb der Anlage zeitlich wiederkehrend der Abstand zwischen der Messeinheit und dem Messkörper bestimmt wird und die zum bestimmten Abstandswert zugeordneten Abweichungswerte aus

dem Speicher gelesen werden und von einer Reglereinheit ein Stellwert für den Antrieb des Mobilteils derart bestimmt wird, dass die Abweichungswerte auf einen Sollwert hingeregelt werden. Von Vorteil ist dabei, dass mittels des Reglers das Mobilteil derart steuerbar ist, dass es auf eine mit dem Schienenfahrzeug mitbewegte Sollposition hin regelbar ist. Auf diese

Weise ist eine genügende Synchronisierung erreichbar, bei welcher eine Übergabe einer Last vom Mobilteil zu einem sich bewegenden Schienenfahrzeug ausführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird während des zweiten Schrittes eine vom Mobilteil aufgenommene Last an das Schienenfahrzeug übergeben

oder

während des zweiten Schrittes wird eine vom Schienenfahrzeug aufgenommene Last an das Mobilteil übergeben.

Von Vorteil ist in beiden Fällen dabei, dass eine höhere Effizienz erreichbar ist, da kein Abbremsen vor der Übergabe der Last notwendig ist, sondern eine Übergabe der Last während der Fahrt ausführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in Schienenrichtung neben dem Messkörper am Schienenfahrzeug ein Lichtsensor angeordnet, mit welchem das Licht eines auf dem Mobilteil angeordneten Leuchtmittels detektierbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass überwachbar ist, ob das Mobilteil noch im Synchronisierungsbereich ist oder diesen Bereich verlassen hat.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Leuchtmittel in einem Rohr angeordnet, so dass das aus dem Rohr austretende Licht einen beleuchteten Bereich, insbesondere Lichtfleck, am Schienenfahrzeug erzeugt,

insbesondere wobei die Ausdehnung des Lichtfleckes in Schienenrichtung größer ist als die Ausdehnung des Messkörpers in Schienenrichtung. Von Vorteil ist dabei, dass in besonders einfacher Weise ein Lichtfleck erzeugbar ist, dessen Breite in Schienenrichtung etwas, insbesondere 10 Prozent, breiter als die Ausdehnung des Messkörpers in Schienenrichtung ist.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen

Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.

Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:

In der Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Anlage schematisch skizziert, wobei ein Messkörper 4 an einem Schienenfahrzeug 2 angeordnet ist.

In der Figur 2 ist der Messkörper 4 in Schrägansicht dargestellt.

In der Figur 3 ist der Messkörper 4 in Seitenansicht aus einer ersten Blickrichtung dargestellt. .

In der Figur 4 ist der Messkörper 4 in Seitenansicht aus einer zur ersten Blickrichtung senkrechten zweiten Blickrichtung dargestellt.

Wie in den Figuren dargestellt, weist die Anlage ein entlang einer Schiene 1 bewegbares Schienenfahrzeug 2 auf, an welchem ein Messkörper 4 befestigt ist.

Vorzugsweise ist die Schiene 1 oberhalb des Bodens der Anlage angeordnet, so dass der Messkörper 4 an der Unterseite des Schienenfahrzeugs 2 angeordnet ist.

Ein auf dem Boden der Anlage verfahrbares Mobilteil 3 ist somit in der Lage, das

Schienenfahrzeug 2, insbesondere den Messkörper 4, zu unterfahren.

Um eine genaue Position zu erreichen, weist das Mobilteil 3 eine Messeinheit 5, insbesondere Laserentfernungsmessgerät, auf, welche einen Lichtstrahl 6 insbesondere vertikal aussendet und durch Auswertung des reflektierten Lichts die Entfernung zum Messkörper 4 bestimmt.

Nach Erreichen der Zielposition ist eine Last vom Schienenfahrzeug 2 an das Mobilteil 3 übergebbar.

Dabei ist auch eine Übergabe während der Fahrt ausführbar. Denn durch Bestimmung des Abstands des Messkörpers 4 ist auch die Abweichung von der Sollposition, insbesondere also vom Synchronpunkt, bestimmbar und mittels einer Positionsregelung die Position des

Mobilteils 3 auf die Sollposition hinregelbar.

Bei Erreichen der Sollposition wird auch ein vorbekannter Abstand zwischen Messeinheit 5 und Messkörper 4 erreicht. Vorzugsweise ist dies auch für alle möglichen Verfahrpositionen des Mobilteils auf dem Boden der Anlage der kleinste Abstand zwischen dem Messkörper 4 und der Messeinheit 5.

Der Messkörper 4 ist vorzugsweise derart geformt, dass der Abstand zwischen Messkörper 4 und Messeinheit 5 eineindeutig zu Flächenbereichen der durch die möglichen Positionen der Messeinheit 5 aufgespannten Ebene ist. Außerdem wächst der Abstand mit zunehmendem Abstand zur Sollposition monoton an, insbesondere nicht aber streng monoton.

Somit ist nach Bestimmung des bei einer Messung von der Messeinheit 5 jeweils erfassten Abstandes auch die Richtung und der Abstand zur Sollposition bekannt, wobei die Genauigkeit von der Abstandsstufung der Flächenbereiche abhängt.

Hierzu ist der Messkörper 4 vorzugsweise gestuft ausgeführt.

Wie in den Figuren 2, 3, und 4 näher gezeigt, weist der Messkörper 4 vier

Umfangswinkelbereiche auf, wobei in jedem Umfangswinkelbereich mit zunehmendem

Radialabstand von einem die Sollposition enthaltenden Flächenbereich der Abstand zur Messeinheit 5 monoton ansteigt, nicht aber streng monoton. Denn dieser Abstand zur

Messeinheit 5 ist als Funktion des Radialabstands zur Sollposition eine treppenförmige Funktion.

Jedem Plateau der treppenförmigen Funktion ist eineindeutig ein Abstandswert zur

Messeinheit 5 zugeordnet.

Dabei ist als Abstandswert immer die vertikale Höhendifferenz zwischen der Messeinheit 5 und dem Messkörper 4, insbesondere dem Plateau des Messkörpers 4, gemeint.

Die radiale Breite der von der Sollposition gesehen ersten Treppenstufe, also die radial Stufenbreite, ist in jedem der Umfangswinkelbereiche jeweils gleich. Gleiches gilt für die nächste Treppenstufe und so weiter.

Also ist die treppenförmige Funktion in jedem Umfangswinkel gleich, insbesondere also identisch.

Die radiale Breite jeder der Treppenstufen, also die radial Stufenbreite ist vorzugsweise jeweils gleich.

Der Lichtstrahl 6, insbesondere Laserstrahl, der Messeinheit 5 ist stets vertikal gerichtet, so dass stets nur ein Plateau des Messkörpers 4 vom Laserstrahl getroffen wird und somit vermessen wird.

In Schienenrichtung neben dem Messkörper 4 ist am Schienenfahrzeug 2 ein Lichtsensor angeordnet, mit welchem das Licht eines auf dem Mobilteil 3 angeordneten Leuchtmittels detektierbar ist. Das Leuchtmittel ist in einem Rohr angeordnet, so dass das aus dem Rohr austretende Licht einen Lichtfleck am Schienenfahrzeug erzeugt. Sobald der Lichtfleck den Lichtsensor nicht mehr enthält, wird ein Stop-Befehl für das Schienenfahrzeug 2 erzeugt.

Auf diese Weise wird überwacht, ob das Mobilteil 3 dem Schienenfahrzeug synchronisiert folgt oder ob es den Bereich der Synchronisierung verlassen hat.

Die Ausdehnung des Lichtfleckes in Schienenrichtung ist größer als die Ausdehnung des Messkörpers 4 in Schienenrichtung.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird statt der vertikalen Richtung eine andere Richtung verwendet. Vorzugsweise ist diese Richtung aber parallel zur

Normalenrichtung der ebenen Verfahrfläche des Mobilteils 3.

Bezugszeichenliste

1 Schiene

2 Schienenfahrzeug

3 Mobilteil

4 Messkörper

5 Messeinheit, insbesondere Laserentfernungsmessgerät

6 Lichtstrahl