DE102017003908A1

DE102017003908A1 - Kran mit adaptiver Beleuchtungseinrichtung

Info

Publication number: DE102017003908A1
Application number: DE102017003908.9A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Vilbrandt
Original assignee: Liebherr MCCtec Rostock GmbH
Current assignee: Liebherr MCCtec Rostock GmbH
Priority date: 2017-04-21
Filing date: 2017-04-21
Publication date: 2018-10-25

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kran, insbesondere einen Schiffs-, Hafenmobil- oder Offshorekran mit wenigstens einer adaptiven Beleuchtungseinrichtung mit wenigstens einer Lichtquelle zum Beleuchten des Arbeitsbereichs des Krans.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kran, insbesondere einen Schiffs-, Hafenmobil- oder Offshorekran mit wenigstens einer adaptiven Beleuchtungseinrichtung. Die Beleuchtungseinrichtung umfasst wenigstens eine Lichtquelle zum Beleuchten des Arbeitsbereichs des Krans.
Bei gattungsgemäßen Kranen mit Beleuchtungseinrichtungen ist es bekannt, beispielsweise je nach Krangröße bzw. Turmhöhe des jeweiligen Krans eine Beleuchtungseinrichtung mit unterschiedlichen Lichtquellen bzw. Bestückungen bereitzustellen. Hierdurch ist es möglich, trotz beispielsweise unterschiedlicher Turnhöhen von Kranen deren unterschiedlich dimensionierten Arbeitsbereiche unter Einhaltung bestimmter Kriterien wie Lichtstärke oder Lichtfarbe zu beleuchten.
Bei Kranen, bei denen eine feste Beleuchtungseinrichtung vorliegt, wird in Kauf genommen, dass Hinsichtlich der Beleuchtungsleistung im Bereich des Arbeitsbereichs Einschränkungen gegeben sind. Nachteilig kann dabei beispielsweise bei einem Kran mit geringer Höhe die Lichtquelle der Beleuchtungseinrichtung zu hell sein, während bei einer größeren Montagehöhe der Beleuchtungseinrichtung die Leuchtstärke im Arbeitsbereich zu gering sein kann. Die Montagehöhe der Beleuchtungseinrichtung kann vorliegend der Höhe einer Lichtquelle der Beleuchtungseinrichtung über dem Boden und/oder der Entfernung der Lichtquellen von einem auszuleuchtenden Bereich entsprechen.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung einen Kran bereitzustelle, der eine verbesserte Ausleuchtung seines Arbeitsbereiches ermöglicht, wobei eine entsprechende Beleuchtungseinrichtung des Krans insbesondere flexibel an geänderte Umstände des Krans und/oder der Umgebung wie beispielsweise die Kranhöhe oder die Stärke der Außenbeleuchtung angepasst werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kran mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Demnach ist ein Kran mit wenigstens einer Beleuchtungseinrichtung mit wenigstens einer Lichtquelle zum Beleuchten des Arbeitsbereichs des Krans vorgesehen, wobei die Beleuchtungseinrichtung eine adaptive Beleuchtungseinrichtung ist, bei der wenigstens ein Lichtstrom der Lichtquelle in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter änderbar ist.
Die Änderung des Lichtstroms kann jegliches automatische und/oder manuelle Ansteuern/Anregeln des Lichtstroms umfassen. Die Beleuchtungseinrichtung kann wenigstens einen Sensor und/oder Schalter und gegebenenfalls wenigstens eine Regelung/Steuerung umfassen, mittels derer Informationen bezüglich des Parameters erfassbar und/oder auswertbar sind. Der Begriff der adaptiven Beleuchtungseinrichtung bezieht sich somit nicht auf eine Beleuchtungseinrichtung, die mittels eines Schalters lediglich zwischen einem eingeschalteten und einem ausgeschalteten Zustand geschaltet werden kann. Vielmehr kann erfindungsgemäß ein Lichtstrom in Abhängigkeit von dem--Parameter beispielsweise automatisch hinsichtlich seiner Helligkeit und/oder seiner Farbe und/oder hinsichtlich weiterer Eigenschaften verändert werden.
In einer bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass der Parameter der Abstand der Lichtquelle zum Boden und/oder zu einer Bedienperson des Kran ist. Der Begriff des Bodens kann vorliegend auf jeglichen Untergrund bezogen sein, auf dem der Kran positioniert ist und/oder auf den von dem Kran bewegte Lasten positionierbar sind. Die Bedienperson kann eine Person sein, die insbesondere außerhalb des Krans positioniert ist und/oder den Kran insbesondere mittels einer Fernbedienung bedient. Die adaptive Beleuchtungseinrichtung kann eine Einrichtung zur Erfassung der Position der Bedienperson umfassen, wobei die Position der Bedienperson als Parameter zum Ändern bzw. Einstellen des Lichtstroms genutzt werden kann.
Bei einer Ausführung des Krans als Auslegerkran kann die Lichtquelle im Bereich der Kranspitze bzw. im Endbereich eines Auslegers oder Spitzenauslegers des Krans angeordnet sein und so von der höchsten Stelle des Krans aus möglichst einfach einen möglichst großen Bereichs bzw. Arbeitsbereich unterhalb des Krans auszuleuchten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass der Parameter die Umgebungshelligkeit des Krans ist. Hierbei kann ein entsprechender Helligkeitssensor von der Beleuchtungseinrichtung umfasst sein und von der genannten Regelung/Steuerung dahingehen genutzt werden, um je nach der bestehenden Umgebungshelligkeit beispielsweise die Helligkeit des von der Lichtquelle erzeugten Lichtstroms einzustellen bzw. zu verändern. Hierdurch kann beispielsweise verhindert werden, dass ein übermäßig starker Lichtstrom von der Beleuchtungseinrichtung erzeugt wird, der die Bedienperson blenden könnte und/oder der zu einem übermäßig hohen Stromverbrauch der Beleuchtungseinrichtung führen kann. Entsprechend kann auch verhindert werden, dass ein zu schwacher Lichtstrom erzeugt wird, der zum Ausleuchten des Arbeitsbereichs ungenügend ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass der Parameter ein manuell von einer Bedienperson des Krans eingegebener und/oder ein auf die Bedienperson bezogener Parameter ist. Demnach kann die Bedienperson je nach persönlichen Vorlieben beispielsweise die Helligkeit des Lichtstroms verändern und/oder die Beleuchtungseinrichtung kann beispielsweise die Position der Bedienperson erfassen und die Beleuchtungseinrichtung bzw. die Lichtquelle so anregeln/ansteuern, dass die Bedienperson von dem Lichtstrom nicht geblendet wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass der Parameter ein auf eine vom Kran gehaltene Last bezogene Parameter, wie insbesondere deren Helligkeit und/oder Kontrast und/oder Position ist. Erkennt eine Regelung/Steuerung, dass beispielsweise eine Last nahe einer Lichtquell ist und den von der Lichtquelle ausgestrahlten Lichtstrom wenigstens teilweise abschirmt, so kann beispielsweise diese Lichtquelle der Beleuchtungseinrichtung von der Regelung/Steuerung gedimmt oder ausgeschaltet werden und gegebenenfalls stattdessen eine andere Lichtquelle zum Erzeugen eines Lichtstroms genutzt werden, die nicht von der Last verdeckt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass der Lichtstrom über einen Dimmeingang und/oder über einen Spannungsversorgung änderbar ist. Ferner kann in einer weiteren Ausführung vorgesehen sein, dass die Änderung des Lichtstroms die Änderung der Farbe des Lichtstroms umfasst. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Änderung des Lichtstroms die Fokussierung des Lichtstroms umfasst.
In einer weiteren Ausführung kann vorgesehen sein, dass die Beleuchtungseinrichtung dazu eingerichtet ist, eine konstante Beleuchtungsstärke in wenigstens einem Teil des Arbeitsbereichs des Krans einzustellen. Bei dem Teil des Arbeitsbereichs kann es sich insbesondere um einen Bereich unterhalb der Kranspitze des Krans handeln. Denkbar ist auch, dass derjenige Teil des Arbeitsbereichs des Krans mit konstanter Beleuchtungsstärke beleuchtet wird, der durch die Position des Hakens des Krans bestimmt ist und/oder der innerhalb eines bestimmten Radius um den Haken bzw. um den direkt unterhalb des Hakens liegenden Bodenabschnitt liegt. Denkbar ist auch, dass die Beleuchtungseinrichtung dazu eingerichtet sein kann, dass von der Lichtquelle zu einer Bedienperson reflektierte Licht möglichst konstant zu halten. Hierdurch kann einfach sichergestellt werden, dass die Bedienperson nicht oder möglichst wenig durch plötzlich sich ändernde Lichtverhältnisse geblendet wird oder umgekehrt durch plötzlich auftretenden Lichtmangel einen unzureichend ausgeleuchteten Arbeitsbereich vorfindet, was die Kranbedienung entsprechend erschweren würde.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist ferner denkbar, dass die Lichtquelle wenigstens eine LED Lichtquelle ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind anhand der in den Figuren beispielhaft gezeigten Ausführungen erläutert. Dabei zeigen:

1: schematische Darstellung verschiedener Auslegerhöhen eines erfindungsgemäßen Krans und der resultierenden Beleuchtung;
2: schematische Darstellung einer beispielhaften Ansteuerung/Anregelung der Beleuchtungseinrichtung;
3: schematische Darstellung eines Regel-/Steuerkreises zur Regelung/Steuerung der Beleuchtungsstärke; und
4: schematische Darstellung eines Regel-/Steuerkreises zur Regelung/Steuerung des Kontrastes.

1 zeigt eine beispielhafte Ausführung eines erfindungsgemäßen Krans mit wenigstens einer Beleuchtungseinrichtung 1 zum Beleuchten des Arbeitsbereichs A des Krans. Der Arbeitsbereich A des Krans kann beispielsweise jegliche von einem Haken des Krans erreichbare Bereiche umfassen. Der von der Beleuchtungseinrichtung 1 erzeugte Lichtstrom ist automatisch oder manuell in Abhängigkeit von einem Parameter änderbar. Die Änderung betrifft dabei nicht das einfache Ein- oder Ausschalten der Lichtquelle sondern vielmehr die Adaption des Lichtstroms an bestehende Umstände, wobei beispielsweise die Intensität und/oder die Farbe des Lichtstroms verändert werden.
Wie 1 andeutet, kann dabei als Parameter zur Adaption des Lichtstroms die Höhe der Lichtquelle 10 über dem Boden genutzt werden. 1 zeigt beispielhaft eine Darstellung von verschiedenen Auslegerhöhen des Krans und den daraus resultierenden unterschiedlichen beleuchteten Flächen A_1,2 bzw. der beleuchteten Arbeitsbereiche A_1,2 auf dem Untergrund des Krans und den unterschiedlichen Leuchtstärken. Bei der mit dem Index 2 gezeigten halben Höhe I₂ des gestrichelt dargestellten Auslegers ergibt sich ohne adaptive Beleuchtung eine beleuchtete Fläche A₂ von lediglich einem Viertel der Größe, welche bei der mit dem Index 1 gezeigten einfachen Höhe I₁ des Auslegers beleuchtet wird. Gleichzeitig wird die mit A₂ dargestellte kleinere beleuchtete Fläche im Fall einer aus dem Stand der Technik bekannten, nicht adaptiven Beleuchtungseinrichtung 1 mit vierfacher Beleuchtungsstärke beleuchtet.
Erfindungsgemäß kann in der dem Index 2 zugeordneten Situation der Lichtstrom auf ein Viertel reduziert werden, um in beiden in 1 gezeigten Auslegerpositionen eine gleiche Beleuchtungsstärke in den jeweiligen Bereich A_1,2 zu erreichen.
Die beiden Auslegerpositionen sind durch die Indizes 1 und 2 gekennzeichnet, wobei I₁ die längere Seillänge einer ersten Auslegerposition angibt, in welcher der Ausleger höher als in einer zweiten Position gestellt ist, bei welcher die Seillänge mit I₂ gekennzeichnet ist.
Die Beleuchtungseinrichtung 1 kann eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen des wenigstens einen Regel-/Steuerungsparameters umfassen. Bei dem erfassten Parameter kann es sich beispielsweise um den Abstand der Lichtquelle 10 zum Boden und/oder zu einer Bedienperson des Krans handeln. Hierzu kann insbesondere im Bereich der Lichtquelle 10 ein Abstandsensor angeordnet sein. Denkbar ist auch, dass die Bedienperson eine Positionsanzeigeeinrichtung mit sich führt, die von der Beleuchtungseinrichtung 10 bzw. von deren Sensor oder einer entsprechenden Regelung/Steuerung erfassbar ist und die dazu genutzt werden kann, den Lichtstrom an die Position der Bedienperson bzw. an die Entfernung zwischen der Lichtquelle und dem Boden anzupassen.
Die in 1 gezeigte Lichtquelle 10 ist im Bereich der Auslegerspitze des Krans montiert. Denkbar sind jedoch auch andere Positionen der Lichtquelle, beispielsweise entlang des Auslegers oder im Bereich des Turms des Krans. Ist die Lichtquelle 10 nicht an der Auslegerspitze angeordnet, so besteht der Vorteil, dass Bereiche unterhalb der am Haken angeschlagenen Last insbesondere von der Seite beleuchtet werden können und nicht von der Last beschattet werden.
Ferner kann auch mehr als eine einzelne Lichtquelle 10 vorgesehen sein, die gegebenenfalls alternativ oder gemeinsam zum Ausleuchten des Arbeitsbereichs A des Krans genutzt werden können. Der Kran bietet somit ein adaptives System für die Anpassung des Lichtstroms des Scheinwerfers bzw. der Lichtquelle 10, wobei eine Einstellung des Beleuchtungswerts und/oder der Lichtfarbe und/oder der Lichtfrequenz insbesondere für die Anpassung bzw. Änderung des Kontrasts des beleuchteten Abschnitts durchgeführt werden kann. Die Einstellung kann dabei in Abhängigkeit von der Kranstruktur bzw. vom Abstand des Scheinwerfers bzw. der Lichtquelle 10 zum Boden, zum Kranfahrer und/oder zu einer vom Kran gehaltenen Last erfolgen.
Es kann ferner wenigstens ein Sensor zum Erfassen der Umgebungshelligkeit des Krans vorgesehen sein, welcher alternativ oder zusätzlich Parameter bzw. entsprechende Messwerte zum Einstellen des Lichtstroms der Beleuchtungseinrichtung 1 liefern kann.
Zusätzlich oder alternativ ist eine manuelle Einstellung des Lichtstroms bzw. eine insbesondere fahrerbezogene automatische Einstellung des Lichtstroms denkbar. Zusätzlich oder alternativ ist ferner die Messung der Helligkeit und/oder des Kontrasts am Objekt bzw. an der von dem Kran gehaltenen Last möglich. Dabei kann eine Anpassung des Lichtstroms über einen Dimmeingang bzw. über eine Regelung/Steuerung der Spannung und/oder des Stroms insbesondere bei LED-Leuchtmitteln erfolgen. Bei anderen Scheinwerfern kann eine Dimmung über eine Spannungsversorgung, insbesondere über eine entsprechend geregelte Spannungsversorgung, erfolgen.
Ferner ist es möglich, die Lichtfarbe insbesondere bei LED-Lichtquellen anzupassen und damit ebenfalls auch eine Anpassung des Kontrasts des beleuchteten Abschnitts A bzw. eines sich darin befindlichen Objekts zu ermöglichen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Anpassung bzw. Änderung der Beleuchtungsstärke bzw. des Lichtstroms teilweise oder ganz auch über eine Fokussierung des Lichtstroms erfolgen.
Je nach Bestückung des Kranauslegers mit Scheinwerfern bzw. Lichtquellen 10 ergibt sich eine unterschiedliche Ausleuchtung bei den verschiedenen Auslegerpositionen unterhalb der Last bzw. des Hakens.
Die Auslegung der Scheinwerfer bzw. des Lichtstrom kann sich auf die Auslegerposition mit der geringsten Beleuchtungsstärke auf dem Boden beziehen. Zwangsläufig ist damit die Beleuchtungsstärke in anderen Positionen höher. Hier können dann negative Effekte wie Blendung auftreten. Näherungsweise gilt E_V = Φ_V /A und damit die quadratische Abnahme der Beleuchtungsstärke mit wachsendem Abstand.
Je nach Umgebungsbeleuchtung kann es insbesondere nachts sinnvoll sein, den Lichtstrom der Beleuchtung und damit die Beleuchtungsstärke anzupassen, um zu große Helligkeitsunterschiede zu vermeiden. Dadurch kann eine unnötige Adaptation für das menschliche Auge bzw. retinale Adaptation vermieden werden.
Eine Anpassung der Beleuchtungsstärke kann auch für die unterschiedlichen Empfinden unterschiedlicher Fahrer bzw. Bedienpersonen sinnvoll sein.
Ferner kann eine Reduktion des Energieverbrauchs und eine Erhöhung der Lebensdauer für die Beleuchtung insbesondere bei LED-Beleuchtungen bzw. - Lichtquellen 10 erreicht werden.
2 zeigt schematisch eine mögliche Anregelung/Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtung 1. Als Parameter zur Steuerung bzw. Regelung des Lichtstroms kann im Ausführungsbeispiel der 2 über wenigstens einen Lichtsensor auf Daten zur Umgebungshelligkeit bzw. zum Umgebungslicht des Krans zurückgegriffen werden.
Ferner kann eine Bedienperson alternativ oder zusätzlich gemäß ihrem subjektiven Empfinden eine Nutzerauswahl bzw. eine manuelle Anpassung des Lichtstroms in die Regelung/Steuerung eingehen.
Weiterhin kann alternativ oder zusätzlich der Abstand der Lichtquelle 10 bzw. der Lichtquellen 10 zu einem Objekt wie beispielsweise der von dem Kran gehaltenen Last über eine direkte oder indirekte Messung der Beleuchtungseinrichtung 1 als Parameter zur Verfügung gestellt werden. Denkbar ist dabei, dass die Geometrie des Krans, die Auslenkung des Krans und/oder der mittels eines Abstandssensors direkt ermittelte Abstand beispielsweise der Lichtquelle 10 von der vom Kran gehaltenen Last ermittelt wird. Die genannten Parameter können einer Regelung/Steuerung zur Verfügung gestellt werden. Vorliegend kann mit dem Begriff der Regelung/Steuerung eine Einrichtung gemeint sein, die zum Steuern und/oder zum Regeln der Beleuchtungseinrichtung 1 und/oder des Krans eingerichtet ist.
In Abhängigkeit von den eingegebenen bzw. erfassten Parametern kann eine Adaption des Lichtstroms bzw. eines entsprechenden Scheinwerfers z.B. über die Spannung erfolgen, mit der die entsprechende Lichtquelle 10 versorgt wird. Hierdurch kann eine Anpassung der Beleuchtungsstärke des Bodens bzw. des entsprechenden Objekts durchgeführt werden.
Alternativ oder zusätzlich ist es erfindungsgemäß möglich, die Lichtfarbe des Lichtstroms bzw. die Frequenz des Lichtstroms zu adaptieren. Dabei kann beispielsweise die Intensität von Einzelfarb-LEDs angepasst werden. Durch diese Maßnahme kann der Kontrast bzw. die Sichtbarkeit eines Objekts verbessert werden. Mit dem Begriff des Objekts kann vorliegend jegliche vom Lichtstrom angestrahlte Struktur gemeint sein.
3 zeigt einen beispielhaften Regelkreis zur Regelung der Beleuchtungsstärke der Beleuchtungseinrichtung 1. Dabei wird als Führungsgröße bzw. Sollgröße die Beleuchtungsstärke des Bodens und/oder eines Objekts im Bereich des Krans genutzt. Diese Sollgröße wird im Bereich der Vergleichsstelle mit einer entsprechenden Regelgröße bzw. mit einem entsprechenden IST-Wert verglichen. Die Regelgröße kann beispielsweise von einem Lichtsensor bereitgestellt werden, dessen Sensorwerte beispielsweise den Abstand des Lichtsensors von einem Objekt angeben. Ein Regler adaptiert den Lichtstrom einer Lichtquelle 10 bzw. eines Scheinwerfers. Der Lichtstrom verändert über die Regelstrecke die Beleuchtungsstärke am Boden bzw. am Objekt, wobei die Beleuchtungsstärke weiterhin durch Störgrößen wie z.B. den Abstand der Lichtquelle 10 zum Objekt beeinflusst werden kann.
4 zeigt einen weiteren beispielhaften Regelkreis, bei dem als Führungsgröße bzw. Sollgröße der Kontrast am Boden und/oder am Objekt im Bereich des Krans verwendet wird. An der Vergleichsstelle wird entsprechend die Sollgröße mit der Regelgröße bzw. IST-Größe also der Kontrastmessung bzw. dem Kontrastwert am Objekt verglichen. Über den Regler erfolgt eine Adaption beispielsweise der Lichtfarbe der Lichtquelle 10 bzw. des entsprechenden Scheinwerfers. Die Lichtfarbe wirkt über die Regelstrecke auf den Kontrast bzw. auf die Sichtbarkeit des entsprechenden Objekts und/oder des Bodenbereichs des Krans. Hierbei kann ferner als Störgröße beispielsweise die Umgebungsbeleuchtung ebenfalls auf den Kontrast am Objekt oder am Boden einwirken.

Claims

Kran mit wenigstens einer adaptiven Beleuchtungseinrichtung (1) mit wenigstens einer Lichtquelle (10) zum Beleuchten des Arbeitsbereichs (A) des Krans, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Lichtstrom der Lichtquelle (10) in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter änderbar ist.
Kran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter der Abstand der Lichtquelle (10) zum Boden und/oder zu einer Bedienperson des Kran ist.
Kran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter die Umgebungshelligkeit des Krans ist.
Kran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter ein manuell von einer Bedienperson des Krans eingegebener und/oder ein auf die Bedienperson bezogener Parameter ist.
Kran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter ein auf eine vom Kran gehaltene Last bezogener Parameter, wie insbesondere deren Helligkeit und/oder Kontrast und/oder Position ist.
Kran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtstrom über einen Dimmeingang und/oder über einen Spannungsversorgung änderbar ist.
Kran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung des Lichtstroms die Änderung der Farbe des Lichtstroms umfasst.
Kran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung des Lichtstroms die Fokussierung des Lichtstroms umfasst.
Kran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung dazu eingerichtet ist, eine konstante Beleuchtungsstärke in wenigstens einem Teil des Arbeitsbereichs des Krans einzustellen.
Kran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle wenigstens eine LED-Lichtquelle ist.