DD221720A1 - Selektive hakenlastmesseinrichtung fuer hebezeuge - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine selektive Hakenlastmesseinrichtung fuer Hebezeuge zur Ermittlung der tatsaechlichen Belastung. Sie ist insbesondere bei E-Zuegen, Hubwerken und Kranen zur stoerungsfreien Erfassung der angeschlagenen Last anwendbar. Mit der Erfindung soll eine robuste, zuverlaessige und weitgehend wartungsfreie Hakenlastmesseinrichtung geschaffen werden. Es liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lastmessglied nach festkoerpermechanischen Erkenntnissen so zu gestalten, dass definierte Belastungszonen entstehen, von denen durch Dehnungsmessstreifen Messgroessen hoher Genauigkeit abnehmbar sind. Dazu wird in der Mitte des Lastmessgliedes zwischen den beiden Befestigungen ein kreisrunder Durchbruch angeordnet, um den herum querschnittsverjuengende Ausnehmungen vorgesehen sind. Es entstehen Zonen maximaler positiver und negativer Dehnung, von denen die erforderlichen Belastungsgroessen abgenommen werden. Das Zugmessglied wird im unteren Bereich durch einen Selektor seitlich stabilisiert, der Freiheitsgrad in vertikaler Richtung bleibt jedoch bestehen. Der Einbau der erfindungsgemaessen Einrichtung erfolgt vorzugsweise in der Hebezeugtraverse. Fig. 2

Description

- 1 Anwendungsgebiet der Erfindung;

Die Erfindung betrifft eine selektive Hakenlastmeßeinrichtung für Hebezeuge zur Ermittlung der tatsächlichen BeIastung. Sie ist insbesondere bei Ε-Zügen, Hubwerken und Kranen zur störungsfreien Erfassung der angeschlagenen Last anwendbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Es ist eine Lastmeßeinrichtung (DE-OS 2823401) bekannt, bei der ein Zugmeßstab in der Traverse eines Hebezeuges angelenkt wird. Er weist mittig einen Durchbruch auf, der als Langloch ausgebildet ist und an dessen Wandung vier in Brücke geschaltete Dehnungsmeßstreifen angeordnet sind. Nachteilig wirkt sich dabei die unzweckmäßige Gestaltung des Zugmeßstabes aus, wodurch keine optimalen Meßwerte zu erwarten sind. Sie sind meist zu niedrig, weshalb die Meßverstärker empfindlicher eingestellt werden müssen. Als Folge dieser Maßnahme reagiert die Lastmeßeinrichtung stärker auf Drifterscheinungen der Meßschaltelemente, wodurch das Meßergebnis verfälscht wird.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Hubhöhe um den Abstand zwischen den beiden Bohrungen für die Anlenkpunkte des Zugmeßstabes reduziert wird.

Ziel der Erfindung:

Es ist Ziel der Erfindung, eine robuste und wartungsarme Hakenlastmeßeinrichtung zu schaffen, die Hebezeuge zuverlässig vor zu hohen Beanspruchungen schützt und im Zusammenwirken mit bereits bekannten elektronischen Bewertungsschaltungen die am Haken angeschlagene Last klassiert. Sie soll universell einsetzbar und zur Nachrüstung bestehender Anlagen geeignet sein. Die Hubhöhe darf nicht beeinträchtigt werden.

i^:U>-

" - 2 -

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hakenlastmeßeinrichtung für Hebezeuge zu entwickeln, bei der durch ein Lastmeßglied mittels Dehnungsmeßstreifen mit hoher Selektivität die zu messende Größe erfaßt wird und parasitäre Einflüsse auf den Meßwert unter der zulässigen Fehlergrenze bleiben. Das Lastmeßglied ist dabei so auszubilden, daß definierte Zonen maximaler positiver und negativer Dehnung mit deutlichen belastungsabhängigen Erscheinungen, die meßbar sind, entstehen. Die Anordnung des Lastmeßgliedes muß dabei so erfolgen, daß keine Hubhöheneinschränkung eintritt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Zugmeßglied an seiner oberen Bohrung in der Traverse des Hebezeuges aufgehangen und an seiner unteren Bohrung das Zugorgan angelenkt wird. Ein an der Traverse befestigter Selektor ist mit dem unteren Bereich des Zugmeßgliedes verbunden und fixiert ihn in der Traverse in einer horizontalen Zwangslage, während in vertikaler Richtung eine ungehinderte Längung möglich ist. Dabei wird das mit der oberen Bohrung im Zugmeßglied gebildete Gelenk ausgeschaltet, während das Gelenk zwischen unterer Bohrung und Zugorgan wirksam bleibt. Dadurch kann das Zugraeßglied zum Erreichen einer maximalen Hubhöhe in der Traverse so hoch angeordnet werden, daß sich die untere Bohrung mit ihrer Mittellinie in einem definierten Abstand unterhalb der Schwenkachse der Traverse befindet.

Die Form des Zugmeßgliedes wird nach festkörpermechanischen Gesichtspunkten optimal gestaltet. Ein Überschreiten der zulässigen Beanspruchungen des eingesetzten Werkstoffes darf in keinem Bereich erfolgen. Die Anordnung der Dehnungsmeßstreifen ist im Durchbruch des Zugmeßgliedes auf der Grundlage der auftretenden Spannungen bei den an die erforderliche Tragkraft angepaßten Zugmeßgliedern

- 3 -

in den Bereichen der maximalen positiven und negativen Dehnung vorgesehen« Um den Durchbruch werden Ausnehmungen definierter Größe zur Querschnittsverringerung so angeordnet, daß die Punkte der maximalen positiven Dehnung symmetrisch rechtwinklig zur Längsachse des Zügmeßgliedes in der Mittellinie des Durchbruchs entstehen. Die Punkte der maximalen negativen Dehnungen liegen ebenfalls symmetrisch zur Längsachse der Zugmeßlasche mit einem Winkel gegen die Längsachse geneigt. Der Winkel <c ist abhängig von der jeweiligen Form des Zugmeßgliedes und beträgt 0° bis 25°. Die vier Dehnungsmeßstreifen werden als volle Brücke geschaltet. Zur Kompensation der Temperatureinflüsse auf den elektrischen Widerstand der Dehnungsmeßstreifen ist es erforderlich, entsprechende Widerstände zwischenzuschalten. Die Symmetrierung des elektrischen Widerstandes auf den Wert Null erfolgt unter der Wirkung der Tara-Grundmasse. Die Meßgrößen werden einer elektronischen Auswerteeinheit zugeführt. Der Durchbruch wird beiderseitig durch Abdeckungen gegen störende Einflüsse geschützt. Die Dehnungsmeßstreifen stehen mit dem oberhalb des Meßgliedes außerhalb des sensitiven Bereiches befestigten Anschlußkasten leitungsmäßig in Verbindung.

Die erfindungsgemäße Einrichtung hat den Vorteil, daß eine hohe Meßgenauigkeit erzielt wird. Parasitäre Einflüsse aus Reibung oder schräger Krafteinleitung bleiben unwirksam. Die maximale Hubhöhe wird durch die besondere Anordnung des Zugmeßgliedes nicht reduziert.

Mit der optimalen Gestaltung des Zugmeßgliedes werden eindeutige Belastungsverhältnisse unterhalb der Proportionalitätsgrenze geschaffen, die verwertbare Meßgrößen liefern. Es ist möglich, bereits vorhandene Hebezeuge mit der erfindungsgemäßen Einrichtung nachzurüsten.

Ausführungsbeispielί

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: ein Zugmeßglied in der Gesamtansicht, Fig. 2: die Anordnung des Zugmeßgliedes in der Traverse des Hebezeuges, Fig. 3: das Schaltbild der Dehnungsmeßstreifen.

Das Zugmeßglied 1 weist nach Fig. 1 eine obere und eine untere Bohrung 2 und 3 auf. Dazwischen ist mittig der gleichfalls als Bohrung ausgebildete Durchbruch 4 vorgesehen. Die Bohrungen 2 und 3 sowie der Durchbruch 4 befinden sich gemeinsam auf einer flittelsenkrechten. Um den Durchbruch 4 sind an den beiden vertikalen Außenkanten des Zugmeßgliedes 1 je zwei Ausnehmungen 5 zur Querschnittsverringerung symmetrisch angeordnet. Abmessungen und Form des Zugmeßgliedes 1 werden nach festkörper-mechanischen Gesichtspunkten so gestaltet, daß in keinem Bereich eine Überschreitung der zulässigen Beanspruchungen des eingesetzten Werkstoffes erfolgen kann. Im Bereich der Ausnehmungen bestehen alternierend Zonen mit positiver und negativer Dehnung annähernd gleicher zahlenmäßiger Größe, Die Abmessungen werden in Abhängigkeit von der möglichen maximalen Belastung so gewählt, daß eine Auslastung des vergüteten Werkstoffes unterhalb der Proportionalitätsgrenze erfolgt.

Die Anordnung des Zugmeßgliedes 1 in einer Traverse 6 des Ε-Zuges ist nach Fig. 2 dargestellt. Durch einen · Bolzen 7 wird das Zugmeßglied 1 an seiner oberen Bohrung 2 mit der Traverse 6 verbunden. Ein Bolzen 8 verbindet das Zugmeßglied 1 an seiner unteren Bohrung 3 mit dem Keilseilschloß 9. Er hat gegenüber der Traverse 5 einen ausreichenden Spielraum, um Nebenwirkungen auszuschließen, die das Meßergebnis verfälschen könnten.

Das untere Ende des Zugmeßgliedes 1 wird durch den Selektor 10 über die an der Traverse 6 angebrachten Klemme tue Ice 11 so in seiner Lage fixiert, daß Schwenkbewegungen um den durch den oberen Bolzen 7 gebildeten Drehpunkt ausgeschlossen sind und die funktionsbedingte Längenänderung desrZugmeßgliedes 1 nicht behindert wird· Das untere, durch den Bolzen 8 gebildete Gelenk bleibt wirksam· Das hat zur Folge, daß das Zugmeßglied 1 mit seiner oberen Bohrung 2 in der Traverse 6 oberhalb der durch die Mittellinie der Drehzapfen gebildeten Schwenkachse angebracht werden kann· Dadurch befindet sich der durch den Bolzen 8 gebildete Aufhängepunkt für das Keilseilschloß 9 in einer solchen Position, die eine Gewährleistung der maximalen Hubhöhe sichert·

Der Selektor 10 besteht aus einem relativ dünnen Federstahl· Es ist jedoch auch möglich, beiderseits des parallele Außenkanten aufweisenden Zugmeßgliedes 1 je eine an der Traverse 6 befestigte Führungsrolle anzuordnen· | Die vier Dehnungsmeßstreifen 12 bis 15 werden an der IVandung des Durchbruches 4 in den Bereichen der maximalen positiven und negativen Dehnung angeordnet. Die Punkte der maximalen positiven Dehnung liegen infolge der Ausnehmungen 5 symmetrisch rechtwinklig zur Längsachse des Zugmeßgliedes 1 in der Mittellinie des Durchbruches 4, die Punkte der maximalen negativen Dehnung liegen ebenfalls symmetrisch zur Längsachse des Zugmeßgliedes 1, sie sind jedoch mit einem Winkel o£ gegen die Längsachse geneigt· Der Winkel c£ beträgt in Abhängigkeit von den spezifischen Bedingungen zwischen 0 und 25 · Die Anordnung der Dehnungsmeßstreifen 12 bis 15 in diesen Punkten gewährleistet das Erzielen eines hohen Meßeffektes bei der Einhaltung einer Werkstoffbeanspruchung ohne wesentliche Kriecheinflüsse. Die Schaltungsanordnung der Dehnungsmeßstreifen ist nach Fig· 3 dargestellt· Sie sind als volle Brücke geschaltet.

Im Anschlußkasten 16, der über den Tragstab 17 mit dem oberen Bereich des Zugmeßgliedes 1 verbunden ist, sind

Klemmplatte und Abgleichwiderstände zur elektrischen Symmetrierung und Empfindlichkeitsanpassung angeordnet. Zur Kompensation der Temperatureinflüsse werden entsprechende Kompensationsschaltungselemente unmittelbar neben den Dehnungsmeßstreifen 12 bis 15 im Durchbruch 4 vorgesehen. Der Durchbruch 4 wird beiderseitig durch die Deckel 18 und 19 abgeschlossen. Um eine möglichst hohe Schutzwirkung zu erzielen, ist es vorteilhaft, zusätzlich eine elastische Dichtmasse, wie beispielsweise Silikonkautschuk, zu verwenden. Der Deckel 18 weist eine öffnung mit einem zum Anschlußkasten 16 führenden Kabelkanal 20 auf.

Claims (5)

Erfindungsanspruch:

1. Selektive Hakenlastmeßeinrichtung für Hebezeuge mit einem Zugmeßglied, das jeweils eine Bohrung oberhalb zur Befestigung an einem Festpunkt der Traverse und unterhalb zur Verbindung mit einem Zugorgan für das Lastaufnahmemittel aufweist und zwischen der oberen und der unteren Bohrung ein Durchbruch angeordnet ist, an dessen Wandung vier in Brücke geschaltete Dehnungsmeßstreifen vorgesehen sind, die über Anpaßglieder mit einer elektronischen Auswerteeinheit in Verbindung stehen, von der aus eine Hubwerksbeeinflussung und eine Belastungsanzeige vorgesehen ist, gekennzeichnet dadurch, daß die Anordnung der Deh^ nungsmeßstreifen (12 bis 15) an der Wandung eines kreisrund ausgebildeten Durchbruchs (4) in den Bereichen der größten positiven und negativen Dehnung vorgesehen sind und das Zugmeßglied (1) im unteren Bereich durch einen an der Traverse (G) befestigten Selektor (10) gegenüber der Traverse (6) pendelsicher und in vertikaler Richtung reibungsfrei längbar angeordnet ist· Vi

2. Selektive Hakenlastmeßeinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Meßglied (1) um den Durchbruch (4) querschnittsdefinierende Ausnehmungen (5) belastungsabhängiger Größe und Form aufweist

3. Selektive Hakenlastmeßeinrichtung nach den Punkten und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die beiden Punkte der maximalen positiven Dehnungen symmetrisch rechtwinklig zur Längsachse des Zugmeßgliedes (1) in der Mittellinie des Durchbruchs (4) angeordnet und die beiden Punkte der maximalen negativen Dehnungen symmetrisch zur Längsachse des Zugmeßgliedes (1) um den Winkel oC gegen die Längsachse geneigt sind und der

Winkel«: belastungsabhängig zwischen 0° und 25° beträgt«

4» Selektive Hakenlastmeßeinrichtung nach den Punkten 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die mit dem oberen Bolzen (7) gegebene Aufhängung des Zugmeßgliedes (1) oberhalb und die mit dem unteren Bolzen (8) gegebene Aufhängung zur Aufnahme des Huborgans unterhalb der Schwenkachse der Traverse (6) angeordnet ist.

5. Selektive Hakerilastraeßeinrichtung nach den Punkten 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Anschlußkasten (16) für die Dehnungsmeßstreifen (12 bis 15) oberhalb des Zugmeßgliedes (1) im sensitiven Bereich angeordnet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen