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Sensorik Sensoren für mehr Sicherheit mobiler Krane

| Autor / Redakteur: Torsten Fuchs* / Jan Vollmuth

Wo Lasten gehoben werden, entstehen automatisch Gefahren, insbesondere wenn sie von mobilen Kranen gehoben werden. Dies erfordert zuverlässige Stabilitätskontrollsysteme, die unterschiedliche Sensoren im Zusammenspiel mit den hydraulischen Komponenten erfordern.

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Berührungslose Winkelsensor vom Typ Gefran GRN detektieren bei Krananwendungen z.B. die Position von schwenkbaren Auslegern.
Berührungslose Winkelsensor vom Typ Gefran GRN detektieren bei Krananwendungen z.B. die Position von schwenkbaren Auslegern.
(Bild: Gefran)

Sicher ist sicher: Auch Krane mit einer Tragfähigkeit von mindestens 1000 kg oder einem Hubmoment von 40.000 Nm müssen die Anforderungen der EU-Maschinenrichtlinie 2006/42/EG und der harmonisierten technischen Norm DIN EN 12999:2011 erfüllen. Letztere konkretisiert die einschlägigen Anforderungen aus Anhang I der Maschinenrichtlinie. Sie fordert insbesondere die Integration einer Fahrzeugstabilitätskontrolle in die Sicherheitseinrichtungen des Fahrzeugs.

Sach- oder Personenschäden vermeiden

In einem Kundenprojekt des italienischen Sensorspezialisten Gefran sollte das Stabilitätskontrollsystem des Fahrzeugs den Kranbetrieb automatisch einschränken, verzögern oder stoppen, wenn die Kriterien für die Stabilität des Systems nicht vollständig erfüllt sind. Das kann beispielsweise durch mangelnde Verlängerung der Seitenstützen bei kritischer Positionierung des Auslegers oder Überlast der Fall sein. Um Sach- oder Personenschäden zu vermeiden, müssen die Sicherheitseinrichtungen auch nach jahrelangem Betrieb im Freien und unter widrigen Bedingungen mit Staub, Feuchtigkeit und außerplanmäßigen Krafteinwirkungen absolut störungsfrei funktionieren.

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Um die Sicherheitsanforderungen zu gewährleisten, wurden unterschiedliche Sensoren im Zusammenspiel mit den hydraulischen Komponenten eingesetzt. Für den LKW-Kran beim betreffenden Kunden basierte das Stabilitätskontrollsystem auf drei Hauptsensoren: Der Seilzugsensor Gefran GSF detektiert die Position der seitlichen Kranstützen und bestimmt wie weit diese ausgefahren sind. Doppel-Achsen-Neigungssensoren vom Typ Gefran GIT ermitteln den Neigungswinkel des Fahrzeuges oder seines Untergrundes mit dem Ziel, automatisch zu beurteilen, ob der Kran möglicherweise so schief steht, dass eine Kippgefahr nicht ausgeschlossen werden kann. Ein berührungsloser Winkelsensor vom Typ Gefran GRN schließlich detektiert die Position des schwenkbaren Kranauslegers.

Alle drei Sensoren sind mit einer CANopen-Schnittstelle ausgestattet, die direkt an das Motorsteuergerät (ECU) angeschlossen ist, so dass jeder Arbeitsgang überwacht werden kann.

Zusammenspiel aller Komponenten

Seilzug-, Neigungs- und Winkelsensoren geben Auskunft über die Situation des Krans und ob alle nötigen Eigenschaften zur Sicherstellung der Maschinen- und Bedienersicherheit erfüllt sind. Ist dies der Fall, kann mit dem Kran gearbeitet werden. Die Informationen über das System, also das Zusammenspiel der Position des Auslegers, der seitlichen Stützen und des Kippwinkels der Kranbasis und die Erfüllung aller nötigen Sicherheitsparameter entscheiden über einen einwandfreien Betrieb oder eine automatische Verlangsamung oder Abschaltung bestimmter Funktionen. Diese Einschränkung wird aufrechterhalten bis Abhilfe geschaffen wurde.

Um zu messen wie weit ein Kranausleger ausgefahren ist, kommen Seilzugsensoren wie der potenziometrische Seilzugaufnehmer Gefran GSF zum Einsatz. Er ist je nach zu messender Länge für Messbereiche von 1800 bis 8300 mm erhältlich. Seilzugaufnehmer finden außerdem an den ausfahrbaren Fahrzeugstützen Verwendung. Hier messen sie an jeder Stütze, in welchen Abstand vom Fahrzeug diese bereits ausgefahren ist. Der für die Mobilhydraulik konzipierte Sensor GSF zeichnet sich durch hohe Leistung, die hohe IP-Schutzart 67, Schock- und Vibrationsfestigkeit und hohe elektromagnetische Verträglichkeit aus. Er bietet eine robuste und leistungsfähige Lösung für den Einsatz in Mobilkranen und anderen Hebezeugen. Das beständige Zugseil aus Edelstahl AISI316 mit einem Durchmesser von 0,85 mm wurde für noch bessere Haltbarkeit zusätzlich mit einer Nylonbeschichtung ausgestattet.

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