VDI 3651-2003 Anti-collision devices for cranes and materials handling equipment.pdf

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1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREDistanzierungseinrichtungenfr Krane und FrdermittelAnti-collision devices for cranes andmaterials handling equipmentVDI 3651Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI-Handbuch Materialfluss und Frdertechnik, Band 1VDI-RICHTLINIENZu beziehen durch / Available from Beuth V

2、erlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2003Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS 53.020.20 Nov

3、ember 2003The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation.Inhalt Seite1 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 22 Einfhrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Distanzierungssysteme . . . . . . . .

4、. . . . 33.1 Grundstzliche Anforderungen . . . . . . . 33.2 Sicherungsabstand . . . . . . . . . . . . . 33.3 Abschaltabstand. . . . . . . . . . . . . . . 33.4 Mechanische Distanzierungssysteme . . . . 43.5 Berhrungslose Distanzierungssysteme . . 8Schrifttum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5、 12Contents Page1Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Preliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Anti-collision devices . . . . . . . . . . . . . 33.1 Basic requirements . . . . . . . . . . . . . 33.2 Safety clearance . . . . . . . . . . . . . . 33.3 Shut-down clearance . .

6、. . . . . . . . . . 33.4 Mechanical anti-collision devices . . . . . 43.5 Non-contact anti-collision devices . . . . . 8Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12VDI-Gesellschaft Frdertechnik Materialfluss LogistikFachbereich B1 KraneFrhere Ausgabe: 2.89Former edition: 2/89B55EB1B3E14C2

7、2109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2003 2 VDI 36511 AnwendungsbereichDiese Richtlinie gibt Empfehlungen fr die Distan-zierung von Kranen oder Frdermitteln, die schie-nengebundene Fahrbewegungen ausfhren.2 EinfhrungWhrend

8、die Fahrwege einzelner Krane oder Frder-mittel auf ihren Fahrbahnen immer durch fest instal-lierte, mechanische und ggf. durch zustzliche elek-tromechanische Einrichtungen begrenzt sind, ist esbei gleichzeitigem Betrieb mehrerer dieser Anlagenzweckmig, sie durch mitfahrende Sicherungsab-stnde“ zu sc

9、htzen.Distanzierungseinrichtungen sind Systeme aus nurmechanischen oder aus mechanischen und/oder elek-trischen Komponenten. Verbunden mit Auswerteein-richtungen bewirken sie die Einhaltung vorgegebenerSicherungsabstnde. Aufbau und Wirkungsweiseihrer Komponenten sind in Tabelle 1 und 2 der Richt-lin

10、ie VDI 3575 Wegbegrenzer“ ausfhrlich darge-stellt.Die Verwendung von Distanzierungseinrichtungenist dann zweckmig, wennmehrere Krane oder Frdermittel auf einer ge-meinsamen Fahrbahn oder auf Fahrbahnen in ei-ner Ebene laufen,ihre Fahrbahnen sich kreuzen odersie in mehreren Ebenen bereinander so ange

11、ord-net sind, dass sich ihre Arbeitsbereiche ber-schneiden.Sie knnen auch eingesetzt werden, wenn z.B. Ein-bauten oder Hindernisse im Arbeitsbereich oder Tor-durchfahrten zu sichern oder zu berwachen sind undauf fest montierte Grenzschaltersysteme verzichtetwerden soll.Das Einhalten von Sicherungsab

12、stnden ist dannzwingend erforderlich, wenn z.B. bei mehreren An-lagen auf einer Fahrbahn aus statischen Grnden vor-gegebene Feldbelastungen der Fahrbahntrger nichtberschritten werden drfen oder Krane bzw. Frder-mittel auf einer gemeinsamen Fahrbahn programm-gesteuert betrieben werden sollen. Die Dis

13、tanzierungmuss in diesem Fall im Programm der Kransteuerungbercksichtigt werden. Bei funkferngesteuerten Kra-nen ist die Anwendung von Distanzierungseinrich-tungen in Betracht zu ziehen (DIN EN 50 178).Distanzierungseinrichtungen gibt es in zahlreichenAusfhrungen. Diese Richtlinie soll Hinweise zurz

14、weckmigen Auswahl geben.1ScopeThis guideline gives recommendations regardinganti-collision devices for rail-bound cranes and mate-rials handling equipment.2 Preliminary noteThe travelling paths of single cranes or items of ma-terials handling equipment are always limited bymeans of mechanical and, a

15、dditionally, if required,electromechanical devices which are fixed to theirtracks. Where several of such systems are operated,however, it is useful to protect them by ”travellingsafety clearances“.Anti-collision devices are systems consisting ofeither mechanical only, or mechanical and/or electri-ca

16、l components. Connected to evaluating units, theireffect is the observance of specified safety clear-ances. Designs and functions of their components aredescribed in detail in Tables 1 and 2 of guidelineVDI 3575 ”Path limiters“.Using anti-collision devices is recommended whereseveral cranes or items

17、 of materials handlingequipment travel on the same track or on tracks inthe same plane,their tracks cross, orthey are so arranged at several superimposed pla-nes that their working spaces overlap.They can also serve, e.g., to protect built-in compo-nents, or to monitor obstacles, in the working spac

18、eor in gateways where no fixed limit-switch systemsare to be used.Observing safety clearances is mandatory if, e.g.,with several systems running on the same track, spec-ified field loads on the railway carriers must not beexceeded for reasons of structural stability, or ifcranes or materials handlin

19、g equipment running onthe same track are to be program-controlled. In thiscase, the anti-collision feature must be taken into ac-count in the crane control program. For radio-control-led cranes, consider the application of anti-collisiondevices (DIN EN 50 178).Numerous designs of anti-collision devi

20、ces are avail-able. This guideline is intended to provide guidancein selecting the appropriate device.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2003 VDI 3651 3 3 Distanzierungssysteme3.1 Grundstzliche Anforderun

21、genDistanzierungseinrichtungen haben sicherheitstech-nische Bedeutung. Bei ihrem Versagen entstehenhohe Anprallkrfte, durch die transportierte Lastenbzw. Anlagenteile beschdigt und Personen verletztwerden knnen. An die Zuverlssigkeit und Funk-tionssicherheit von Distanzierungssystemen werdenhohe Ans

22、prche gestellt. Sie mssen bei den vorge-gebenen Umgebungsbedingungen (z.B. Grenztem-peraturen, Staub, elektromagnetische Wechselfelder)zuverlssig arbeiten. Hierbei wird darauf verwiesen,dass Notaus-Funktionen“ elektrischer Grenzschal-ter gem Tabelle 2 der Richtlinie VDI 3575 mit me-chanisch angetrie

23、benen Schaltern nach dem Zwangs-ffnungsprinzip realisiert werden knnen. Kontakt-bzw. berhrunglose Grenzschaltersysteme bieten nurin Verbindung mit einer sicheren Schaltung mitSelbstberwachung und Plausibilittskontrolle diegewnschte Betriebssicherheit (nach DIN EN50 178). Ist die Notaus-Funktion“ nic

24、ht erwnscht,sind berwachungseinrichtungen erforderlich, dieeine Strung deutlich und unmissverstndlich anzei-gen.3.2 SicherungsabstandDer Sicherungsabstand zwischen zwei zu schtzen-den Anlagen ergibt sich aus:den ungnstigsten Abmessungen bzw. Arbeits-stellungen der Anlagen, Anlagenteile oder Lastenei

25、nschlielich eines zustzlichen Sicherungsab-standes, soweit dieser erforderlich erscheintden mglichen Lagetoleranzen der beweglichenAnlagenteile unter Beachtung der Verschleizu-stndeden Pufferwegen bei rein mechanisch wirkendenDistanzierungssystemen3.3 AbschaltabstandDie Abschaltabstnde sind so festz

26、ulegen, dass nachStillstand der zu schtzenden Anlagen der Siche-rungsabstand mindestens eingehalten wird.Dabei sind zu bercksichtigen:die Nachlaufwege aus den systembedingtenSchalttoleranzen und den Schaltpunktverschie-bungendie aus den Endgeschwindigkeiten und den vorge-gebenen Verzgerungswerten er

27、mittelten Brems-wegebei Einsatz im Freien der WindeinflussSofern es aus Grnden des Materialflusses erforder-lich ist, dass zwei Krane nach Ansprechen der Dis-3 Anti-collision devices3.1 Basic requirementsAnti-collision devices are relevant to safety. Theirfailure will result in high impact forces, w

28、hich maycause damage to the loads transported or to systemcomponents, or personal injuries. Strict requirementsare to be met with respect to reliability and safe func-tioning of anti-collision devices. They shall be fail-safe under the specified environmental conditions(such as temperature limits, d

29、ust, alternating electro-magnetic fields). Note that ”emergency stop func-tions“ of electrical limit switches as per Table 2 ofguideline VDI 3575 can be realised using mechani-cally actuated switches which function according tothe positive-opening principle. Non-contact or prox-imity limit switch sy

30、stems only afford the desired op-erational reliability (according to DIN EN 50 178) ifcombined with a safe circuit including self-monitor-ing and plausibility check. Where the ”emergencystop function“ is undesirable, monitoring devices willbe required for clear and unambiguous indication ofany fault

31、.3.2 Safety clearanceThe safety clearance between two systems to be pro-tected results from:the most unfavourable dimensions or workingpositions of the systems, system components, orloads, plus an additional safety clearance, wherethis seems requiredthe possible positioning tolerances of the movable

32、system components, taking into account the stateof wearthe buffering distances for purely mechanical anti-collision devices3.3 Shut-down clearanceThe shut-down clearances shall be specified in such amanner that at least the safety clearance will be ob-served after standstill of the systems to be pro

33、tected.Take into account:the travel resulting from system-inherent switch-ing tolerances and switching-point shiftsthe braking distances as determined from the finalspeeds and specified deceleration valuesthe effect of wind in the case of outdoor operationIf, after actuation of the anti-collision de

34、vice, twocranes must be moved closer together for reasons ofB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2003 4 VDI 3651tanzierungseinrichtung nher aneinander fahren ms-sen, kann eine berbrckung der Einrichtung durchde

35、n Kranfhrer vorgenommen werden.3.4 Mechanische DistanzierungssystemeDie einfachsten mechanischen Distanzierungsein-richtungen sind Puffer, ggf. mit Verlngerungen(Stangenpuffer). Hierbei entsprechen die Bremswegeden maximalen Pufferwegen. Sie eignen sich nur zurDistanzierung von Anlagen, die auf eine

36、r gemein-samen Fahrbahn laufen, geringe Fahrgeschwindig-keiten aufweisen und bei denen Lastpendeln infolgevon Puffersten eine untergeordnete Bedeutung hat.Die so festgelegten Sicherungsabstnde sind nichtberbrckbar, sie knnen nur mit groem Aufwandverndert werden. Fr die Auswahl und Berechnungder mech

37、anischen Wegbegrenzer wird auf die Richt-linie VDI 3575 verwiesen.3.4.1 Distanzierungseinrichtungen mit mechanisch angetriebenen SchalternDiese Distanzierungseinrichtungen bestehen ausSchaltkurven, Schaltlinealen, festen Auslegern mitZugleinen, Teleskop- oder Knickauslegern in Verbin-dung mit mechan

38、isch angetriebenen Schaltern. Aus-fhrungsbeispiele sind in Tabelle 1 dargestellt undnher beschrieben. Der Vorteil derartig ausgebildeterDistanzierungseinrichtungen gegenber Systemenmit Pufferverlngerungen besteht darin, dass Puffer-berhrungen vermieden werden und bei entsprechen-der Verlngerung der

39、Ausleger auch Grenzschalterangeordnet werden knnen, die die Fahrgeschwin-digkeit auf eine vorgegebene Gre (soweit eineFeingeschwindigkeit mglich ist) reduzieren. Soknnen auch schnell laufende Anlagen wirksam ge-schtzt werden.Da ein Teil dieser Distanzierungseinrichtungen zu-stzliche An- bzw. Aufbaut

40、en im Bereich der Kopf-trger der Krane erfordert, ist in jedem Einzelfall zuprfen, ob der Freiraum gem der geltenden Unfall-verhtungsvorschrift eingehalten werden kann.Ebenfalls ist zu bedenken, dass im Bereich der Be-rhrungsstellen der mechanischen AuslsungQuetsch- und Scherstellen entstehen knnen.

41、material flow, the crane operator can override the de-vice.3.4 Mechanical anti-collision devicesBuffers, with extensions (rod buffers), if required, arethe most simple design of mechanical anti-collisiondevices. The braking distances here correspond to themaximum buffering distances. They are only s

42、uitablefor anti-collision protection of systems running onthe same track at low travelling speeds and wheresway of load due to buffer impacts are of minor rele-vance. The safety clearances thus specified do notallow overriding. They can only be modified at greatexpense. Regarding the selection and c

43、alculation ofmechanical path limiters, see guideline VDI 3575.3.4.1 Anti-collision devices with mechanically actuated switchesThese anti-collision devices consist of switchingcurves, switching straightedges, fixed jibs with pullcables, telescopic or buckling jibs used in conjunc-tion with mechanical

44、ly actuated switches. Design ex-amples are shown and described in greater detail inTable 1. The advantage of such anti-collision de-vices over systems with buffer extensions is given bythe fact that buffer contact is avoided and appropriateextension of the jib also allows to provide limitswitches wh

45、ich reduce the travelling speed to a spec-ified value (if slow down is possible). Even high-speed systems can thus be protected efficiently.Part of the anti-collision devices requires additionalbuilt-on accessories in the area of the crane end car-riages. Therefore always check whether the clearance

46、specified in the respective accident prevention regu-lation can be observed. Also bear in mind that crush-ing and shearing spots may occur at the contacts ofmechanical actuation.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, D

47、sseldorf 2003 VDI 3651 5 Tabelle 1. Ausfhrungsbeispiele von Distanzierungseinrichtungen mit mechanisch angetriebenen SchalternNr. Benennung Anordnung Wirkungs-weiseWirkungs-bereichZu beachtendeUmwelt-einflsseBesonder-heitenBemerkungen1Pufer-verlngerun-genGrenzschalter werden durch Eindrcken der Puff

48、er mittels Schaltkurven bettigtsehr kurzer An-sprechweg, nur fr Fahrbahnen in einer EbeneVereisung, Staub, Feuch-tigkeit, chemi-sche Atmo-sphre, Tempe-raturbereich der Schaltelemente 20 C bis +60 C, siehe VDI 3575 Tabelle 2nur fr geringe Fahrgeschwin-digkeit geeignet (v 20 m/min), Pufferauswahl nach

49、 VDI 3575 Tabelle 1, Knicklngen beachten2 Lineale Grenzschalter werden durch auskragende Lineale mit Schaltkurven bettigtabhngig von Lineallnge, nur fr Fahrbahnen in einer Ebenesiehe Nr. 1 Sicherheits-rume gem BGV D 6 bzw. VDI 2388 be-achten, Grenz-schalter-ber-brckung mg-lich3 Knicklineale Grenzschalter werden durch Hochschwen-ken der Schaltstangen ber Schaltkur-ven bettigtabhngig von mglicher Schaltstangen-lnge (B