DE1156211B - Device for measuring and monitoring the load torque on crane systems or the like. - Google Patents
Device for measuring and monitoring the load torque on crane systems or the like.Info
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- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
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- B66C23/88—Safety gear
- B66C23/90—Devices for indicating or limiting lifting moment
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Description
Vorrichtung zum Messen und Überwachen des Lastmomentes an Krananlagen od. dgl. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen und Überwachen des Lastmomentes an Krananlagen od. dgl., bei der die Auslegerkopfrolle an einem am Ausleger schwenkbar angeordneten Hebel gelagert ist der durch eine mit dem Ausleger verbundene, eine dem Lastmoment entsprechende Kraft aufnehmende Kraftmeßvorrichtung entgegen der Wirkung der resultierenden Seilkraft abgestützt ist.Device for measuring and monitoring the load torque on crane systems or the like. The invention relates to a device for measuring and monitoring the load torque on crane systems or the like, in which the boom head roller can be pivoted on one on the boom arranged lever is mounted by a connected to the boom, a the load moment corresponding force absorbing force measuring device against the Effect of the resulting rope force is supported.
Derartige Vorrichtungen haben die Aufgabe, die Sicherung solcher Krananlagen gegen Überlastung vorzunehmen, deren Ausleger durch Verschwenken in einer vertikalen Ebene unterschiedlich weit auskragen können und bei denen demgemäß die maximal zulässige Last von der Auslegerstellung und damit von dem jederzeit wirksamen Lastmoment abhängen. Die neueren Unfallverhütungsvorschriften stellen strenge Anforderungen an die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Robustheit derartiger Meß- und Überwachungsvorrichtungen.Such devices have the task of securing such crane systems to prevent overload, the boom by pivoting in a vertical Level can protrude differently and for which accordingly the maximum permissible The load depends on the boom position and thus on the load torque that is effective at all times. The newer accident prevention regulations place strict requirements on safety, Reliability and robustness of such measuring and monitoring devices.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lastmomentsicherung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die auf möglichst einfache und zuverlässige Weise allen den außerordentlich unterschiedlichen Anforderungen genügt, die von den vielen verschiedenen Krantypen an sie gestellt werden.The invention is therefore based on the object of securing the load torque to create the type described above, which is as simple and reliable as possible Way meets all of the extraordinarily different requirements made by the many different types of cranes are placed on them.
Bei den bisher bekannten Vorrichtungen erfolgte die Anbringung der Auslegerkopfrolle an dem einerseits am Ausleger, andererseits an einer Kraftmeßvorrichtung abgestützten Hebel in einem Punkt zwischen den beiden Abstützungen. Bei dieser Anordnung wird der Hebel in erheblichem Maße auf Biegung beansprucht und muß dementsprechend schwer ausgebildet sein, was eine unerwünschte Erhöhung des Gewichtes am Auslegerkopf mit sich bringt. Überdies muß eine solche Vorrichtung wegen der unübersichtlichen Kräfteverhältnisse jedes Krantyps auf umständliche Weise angepaßt werden; und ihre sichere Funktion wird durch die Vielzahl von reibungsbeeinflußten Lagerstellen erschwert.In the previously known devices, the attachment was made Boom head roller on the one hand on the boom, on the other hand on a force measuring device supported lever at a point between the two supports. With this arrangement the lever is stressed to a considerable extent on bending and must accordingly be heavy, which increases the weight of the boom head undesirably brings with it. In addition, such a device must because of the confusing The balance of power of each type of crane can be adjusted in a cumbersome manner; and your Safe functioning is made more difficult by the large number of bearing points affected by friction.
Demgegenüber ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die den Hebel abstützende Kraftmeßvorrichtung unmittelbar an der Kopfrollenachse angreift. Durch die Zusammenlegung der Kraftangriffspunkte am Lagerpunkt der Kopfrollenachse ergeben sich einerseits besonders übersichtliche Kräfteverhältnisse, andererseits verringerte Reibungseinflüsse. Die Vorrichtung ist darüber hinaus jedem Krantyp auf einfachste Weise anpaßbar, denn es kann nicht nur die aus Stützhebel und Kraftmeßvorrichtung bestehende Anordnung im ganzen relativ zu den angreifenden Seilkräften leicht verschwenkt werden, sondern auch eine Relativverschwenkung zwischen Stützhebel und Kraftmeßvorrichtung ist ohne Schwierigkeit - auch noch im Betrieb - möglich.In contrast, it is provided according to the invention that the lever supporting Force measuring device engages directly on the head roller axis. By merging the force application points at the bearing point of the head roller axis result on the one hand particularly clear balance of forces, on the other hand, reduced frictional influences. The device can also be easily adapted to any type of crane, because not only the arrangement consisting of the support lever and the force measuring device can do it on the whole are slightly pivoted relative to the acting rope forces, but there is also no relative pivoting between the support lever and the force measuring device Difficulty - even during operation - possible.
Es empfiehlt sich, am Ausleger in der Nähe der Kopfrolle eine Umlenkrolle für das Zugseil anzubringen, um dem Seilzug in jeder Auslegerstellung die gleiche Richtung relativ zur Kraftmeßvorrichtung zu geben.It is advisable to have a pulley on the boom near the head pulley for the pull rope to be attached to the rope pull in every boom position the same To give direction relative to the force measuring device.
Nach einer vorteilhaftenWeiterbildung der Erfindung sind auf jeder Seite der Seilrollenachse der Kopfrolle ein gelenkig am Ausleger und derSeilrollenachsebefestigter Hebel und eine in gleicher Weise doppelt gelenkig gelagerte, den Hebel abstützende Kraftmeßvorrichtung vorgesehen. Erfolgt bei dieser Anordnung die Meßwertübertragung auf hydraulischem Wege, so sind vorzugsweise die Rohrleitungen beider Kraftmeßvorrichtungen miteinander und mit einem gemeinsamen Meßzylinder verbunden, der somit in Abhängigkeit von einem Mittelwert der beiden Meßwerte die Meß-; Anzeige- und Regelvorgänge steuert.According to an advantageous development of the invention, each Side of the pulley axis of the head pulley an articulated on the boom and the pulley axis attached Lever and one in the same way double articulated, supporting the lever Force measuring device provided. With this arrangement, the measured value is transmitted by hydraulic means, the pipelines of both force measuring devices are preferably connected to each other and to a common measuring cylinder, which is thus dependent from an average of the two measured values the measured; Controls display and control processes.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher beschrieben, und zwar zeigen Fig. la bis 1d einen Auslegerkran in vier Auslegerstellungen, Fig. 2a bis 2d die Lage der Kraftmeßvorrichtung in bezug auf die angreifenden Kräfte, den Stützhebel und die Umlenkrolle für die gleichen Auslegerstellungen, Fig. 3 a bis 3 d Vektordiagramme für die gleichen Auslegerstellungen, Fig. 4 eine Seitenansicht der Befestigung der Kraftmeßvorrichtung am Ausleger, Fig. 5 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 4, Fig.6 eine Vorderansicht, auf die Auslegerspitze gesehen, der Anordnung nach Fig. 4.In the following an embodiment of the invention is based on the Drawings described in more detail, namely Fig. La to 1d show a jib crane in four boom positions, Fig. 2a to 2d, the position of the force measuring device in relation on the attacking forces, the support lever and the pulley for the same Boom positions, Fig. 3 a to 3 d vector diagrams for the same boom positions, Fig. 4 is a side view of the fastening of the force measuring device on the boom, Fig. 5 is a plan view of the arrangement according to FIG. 4, FIG. 6 is a front view of the Seen from the boom tip, the arrangement according to FIG. 4.
Die schematische Darstellung von vier möglichen Auslegerstellungen in den Fig. 1 a bis 1 d, die in den Fig. 2a bis 2d gezeigte jeweilige Lage der Kraftmeßvorrichtung in bezug auf die Angriffslinie der Last und die in Fig. 3 a bis 3 d gezeigten Kräfte sollen für die nachfolgende Erläuterung des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips herangezogen werden.The schematic representation of four possible boom positions in Figs. 1 a to 1 d, which in the Figures 2a to 2d, respectively, shown Position of the force measuring device in relation to the line of attack of the load and the in Fig. 3 a to 3 d shown forces are intended for the following explanation of the Invention underlying principle are used.
Ganz allgemein betrachtet greifen im Angriffspunkt der Last Q, d. h. an der für die Erläuterung als punktförmig angenommenen Seilrolle mit Seilrollenachse, folgende Kräfte an: a) die Last Q, b) der Seilzug S, c) die von der Zugstange aufgebrachte Zugkraft Z und d) die von der Meßvorrichtung aufgebrachte Federkraft F.Generally speaking, the point of application of the load Q takes effect, i. H. on the pulley with pulley axis assumed to be punctiform for the explanation, the following forces: a) the load Q, b) the cable pull S, c) the load applied by the pull rod Tensile force Z and d) the spring force F applied by the measuring device.
Dabei wirkt Q lotrecht nach unten (im Normalfall, d. h. ohne Schrägzug), S vom Angriffspunkt nach rechts, Z vom Angriffspunkt nach links und F in Richtung auf den Angriffspunkt.Here, Q acts vertically downwards (in the normal case, i.e. without diagonal pull), S from the point of attack to the right, Z from the point of attack to the left and F in the direction on the point of attack.
Das Kippmoment oder Lastmoment ist ML =Q-l-cosqq, wobei l die Auslegerlänge und p der Winkel ist, den die Last Q in der normierten Darstellung, die hier verwendet werden soll, mit der Lotrechten bildet. In dieser normierten Darstellung ist die Richtung der Kräfte S und Z immer in die Waagerechte gedreht, während die Federkraft F (in dem hier angenommenen Beispiel mit unmittelbar am Angriffspunkt angreifender Last Q) einen konstanten Winkel von a = 50° gegen die Waagerechte bildet. Wählt man die Auslegerlänge l = 1, so erhält man für ein konstantes Lastmoment, das nicht überschritten werden darf, die Beziehung MLmax=K=Q-coscp.The overturning moment or load moment is ML = Ql-cosqq, where l is the boom length and p is the angle that the load Q forms with the perpendicular in the standardized representation that is to be used here. In this standardized representation, the direction of the forces S and Z is always rotated to the horizontal, while the spring force F (in the example assumed here with the load Q acting directly at the point of application) forms a constant angle of a = 50 ° to the horizontal. If one chooses the boom length l = 1, the relationship MLmax = K = Q-coscp is obtained for a constant load torque that must not be exceeded.
Aus der Ausgangsdarstellung Fig. 1 a bis 3 a erkennt man, daß sich
die Kraft F zur Last Q verhält wie
Daraus erhält man die Federkraft F zu
und für a = const = 50°,
Für das maximale Lastmoment MLmax = const soll auch die Federkraft unabhängig
von der Auslegerstellung, d. h. unabhängig vom Winkel (p stets gleich groß sein,
d. h. für
Damit diese Bedingung erfüllt ist, kann und muß Q mit wachsendem Winkel (p zunehmen,
und zwar proportional
d. h. für Fmax und ML ",., beträgt die zulässige Last
für alle Winkel zwischen 0 und 90°. Setzt man ferner die in der untersten Auslegerstellung,
die in dem hier beschriebenen Beispiel bei dem Winkel 0° liegt, die jedoch auch
bei einem Winkel von 10 oder 20° liegen kann, die an dem Ausleger angreifende maximale
Last Qm.ax, die das maximale Lastmoment MLmax und die maximale Federbelastung Fm..
zur Folge hat, mit der Einheit 1, beispielsweise 1 t, an, so kann man sofort die
maximale Last Qmax für jede beliebige Auslegerstellung berechnen. Diese Belastungen
sind wie folgt:
Die neue Vorrichtung eignet sich zunächst in dieser einfachsten Ausführungsform tatsächlich nur zum Feststellen und Überwachen des Last- oder Kippmomentes von Krananlagen. Selbstverständlich kann bei geeigneter Auslegung der Skala und der Meßwertübertragung, beispielsweise unter Zwischenschaltung von Kurvenscheiben oder ähnlichen Vorrichtungen, auch über den ganzen Belastungsbereich eine Anzeige für die jeweilige Last gewonnen werden.The new device is initially suitable in this simplest embodiment actually only for determining and monitoring the load or overturning moment of crane systems. Of course, with a suitable design of the scale and the transfer of measured values, for example with the interposition of cams or similar devices, an indication of the respective load was also obtained over the entire load range will.
Die neue Vorrichtung zum Messen und Überwachen des Lastmomentes soll im folgenden an einer beispielsweisen Ausführungsform, die in den Fig. 1 bis 6 rein schematisch gezeigt ist, erläutert werden. An einem Kern 1 ist an dessen Ausleger 2 eine Seilrolle 3 auf einer Achse 4 befestigt. Diese Seilrolle kann an der Auslegerspitze oder aber auch an einem anderen Punkt zwischen Auslegerspitze und Auslegerlager angebracht sein. Das vom Kran ausgehende Zugseil 5 wird kurz vor Erreichen der Seilrolle 3 durch eine Umlenkrolle 6 abgefangen, die auf einer Achse 7 läuft. An der Seilrollenachse 4 ist eine Kraftmeßvorrichtung 8 gelenkig angebracht, die mit ihrem anderen Ende an einem entsprechenden Lager 9 gelenkig gelagert ist. Wie man insbesondere aus den Fig. 4 bis 6 erkennt, greifen an dem Achslager noch zwei Stützhebel 11 an, die mit Hilfe von Bolzen 13 an zwei Montageplatten 14 befestigt sind. Die Stützhebel 11 sind somit ebenfalls an ihren beiden Enden gelenkig gelagert. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein symmetrischer Aufbau bevorzugt, bei dem auf beiden Seiten der Achse je eine Kraftmeßvorrichtung und je ein Stützhebel angeordnet sind. Zwischen den Montageplatten und den Kraftmeßvorrichtungen 8 liegen Abstandsringe 10, während zwischen den Stützhebeln 11 und den Montageplatten 14 Abstandsringe 12 eingeschoben sind. Die Seilrollenachse 4 liegt dabei in einer Bohrung oder einem Lager 15, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Achse, wie dies im Zusammenhang mit der Wirkungsweise der neuen Vorrichtung noch näher erläutert wird. Zwischen der Montageplatte und den Stützhebeln sitzen ebenfalls noch Unterlegscheiben 16. Alle beweglich gelagerten Teile, d. h. die Seilrolle mit Seilrollenachse, die an beiden Enden gelenkig gelagerten Kraftmeßvorrichtungen 8 und die an beiden Enden gelenkig gelagerten Stützhebel 11, sind gegen Herausfallen beispielsweise durch Splinte 17 gesichert.The new device for measuring and monitoring the load torque is to be explained below using an exemplary embodiment which is shown purely schematically in FIGS. A rope pulley 3 is attached to an axis 4 on a core 1 on its boom 2. This pulley can be attached to the boom tip or at another point between the boom tip and the boom bearing. Shortly before reaching the pulley 3, the pull rope 5 going out from the crane is intercepted by a deflection pulley 6 which runs on an axle 7. A force measuring device 8 is attached in an articulated manner to the rope pulley axis 4, the other end of which is articulated on a corresponding bearing 9. As can be seen in particular from FIGS. 4 to 6, two support levers 11, which are fastened to two mounting plates 14 with the aid of bolts 13, also engage the axle bearing. The support levers 11 are thus also articulated at their two ends. In the embodiment shown here, a symmetrical structure is preferred, in which a force measuring device and a support lever are arranged on each side of the axle. Spacer rings 10 are located between the mounting plates and the force measuring devices 8, while spacer rings 12 are inserted between the support levers 11 and the mounting plates 14. The pulley axis 4 lies in a bore or a bearing 15, the diameter of which is greater than the diameter of the axis, as will be explained in more detail in connection with the mode of operation of the new device. Between the mounting board and the supporting levers likewise sitting or washers 16. All parts movably mounted, ie the pulley with pulley axis, the articulated at both ends force measuring devices 8 and the articulated on both ends support lever 11, are secured against falling out, for example by split pins 17th
Im Ruhezustand, d. h. ohne Belastung, wird die Seilrollenachse mit Seilrolle und darüberlaufendem Zugseil durch die Kraftmeßvorrichtung in einer bestimmten, in Fig. 4 gezeigten Stellung gehalten. Das Innere der Kraftmeßvorrichtungen, die hier mit hydraulischer Meßwertübertragung ausgestattet sind, obgleich die Meßwertabnahme an den Meßvorrichtungen auch mit Hilfe von elektrischen oder elektromechanischen Vorrichtungen durchgeführt werden kann, ist dabei mit einer geeigneten Meßflüssigkeit gefüllt.In the idle state, i. H. without load, the pulley axis is with Pulley and pulling rope running over it through the force measuring device in a certain, held in the position shown in FIG. The inside of the force measuring devices that are equipped here with hydraulic measured value transmission, although the measured value decrease on the measuring devices also with the help of electrical or electromechanical ones Devices can be carried out, is with a suitable measuring liquid filled.
Bei Belastung wirkt, wie dies schematisch beispielsweise aus Fig. 2a zu ersehen ist, die Last Q auf die Seilrolle und Seilrollenachse am Ausleger ein. Der Durchmesser des Seilrollenlagers ist so groß gewählt, daß bei maximaler Belastung die Kraftmeßvorrichtungen noch ungehindert ausgelenkt werden können. Da die Seilrollenachse mit Hilfe der gelenkig gelagerten, im übrigen aber als starr anzunehmenden Stützhebel 11 und durch die begrenzt zusammendrückbaren Meßvorrichtungen 8 abgestützt ist, wird bei wachsender Belastung der Punkt 4, d. h. die Seilrollenachse, einen kleinen Kreisbogen um den Befestigungspunkt der Stützhebel 11 mit dem Radius der Stützhebel beschreiben. Werden die Kraftmeßvorrichtungen belastet, dann wird die Meßflüssigkeit aus den beiden Kraftmeßvorrichtungen proportional zur Last herausgedrückt und löst über zwei Leitungen 31a und 31b, die an einem nicht dargestellten Punkt zur Bildung eines Mittelwertes der Meßwerte miteinander verbunden sind, bei Erreichen der maximal zulässigen Belastung, d. h. bei Erreichen des maximal zulässigen Last- oder Kippmomentes, die gewünschten oder geforderten Schaltvorgänge bzw. hörbare oder sichtbare Signale aus.When there is a load, as can be seen schematically, for example, in FIG. 2a, the load Q acts on the rope pulley and the rope pulley axis on the boom. The diameter of the rope roller bearing is chosen to be so large that the force measuring devices can still be deflected unhindered at maximum load. Since the rope pulley axis is supported with the help of the articulated support lever 11, which can otherwise be assumed to be rigid, and the limited compressible measuring devices 8, point 4, i.e. the rope pulley axis, becomes a small circular arc around the attachment point of the support lever 11 with the increasing load Describe the radius of the support lever. If the force measuring devices are loaded, the measuring fluid is pressed out of the two force measuring devices proportionally to the load and triggers via two lines 31 a and 31 b, which are connected to one another at a point (not shown) to form an average of the measured values, when the maximum permissible load is reached , ie when the maximum permissible load or overturning torque is reached, the desired or required switching processes or audible or visible signals are output.
Für den Fall, daß die Last nicht unmittelbar an einer Seilrolle, sondern über einen Mehrfach-Flaschenzug angreift, ändert sich die Richtung, in der die Kraftmeßvorrichtung 8 in bezug auf die Richtung der angreifenden Last und die Richtung der Seilkraft bzw. die Richtung des Stützhebels angebracht sein muß. In diesem Falle ist es zweckmäßig, die Montageplatten 14 nach unten (nicht dargestellt) etwas zu verlängern und noch eine Anzahl von Bohrungen, d. h. zusätzliche Befestigungsmöglichkeiten für die Kraftmeßvorrichtung zu schaffen, wobei der Winkel zwischen der Federkraft F und der Seilkraft S, der im vorliegenden Beispiel zu 50° gewählt worden war, entsprechend der Anzahl der verwendeten Rollen im Flaschenzug größer wird.In the event that the load is not directly on a pulley, but attacks via a multiple pulley, changes the direction in which the force measuring device 8 in relation to the direction of the applied load and the direction of the rope force or the direction of the support lever must be appropriate. In this case it is advisable to to extend the mounting plates 14 downwards (not shown) somewhat and still a number of bores, d. H. additional mounting options for the force measuring device to create, where the angle between the spring force F and the rope force S, the in the present example was chosen to be 50 °, corresponding to the number of The rollers used in the pulley block become larger.
Die Erfindung wurde zwar an Hand einer rein schematisch gezeigten beispielsweisen Ausführungsform beschrieben. Es leuchtet dem Fachmann jedoch ohne weiteres ein, daß die Erfindung im Rahmen der Ansprüche noch abgewandelt werden kann. Ferner muß darauf verwiesen werden, daß sich die erfindungsgemäße Vorrichtung praktisch für alle beliebigen Arten von Auslegerkrananlagen eignet und ohne große Mühe nachträglich in jeden Kran eingebaut werden kann. In diesem Falle ist es lediglich erforderlich, daß neben einer Umlenkrolle für das Zugseil, die sowohl oberhalb als auch unterhalb des Zugseils angebracht werden kann, die Stützhebel 11 und die Kraftmeßvorrichtungen 8 angebracht werden und daß der Durchmesser der Lager für die Seilrollenachse entsprechend der maximalen Auslenkung der Kraftmeßvorrichtung bemessen werden.The invention has been described on the basis of an exemplary embodiment shown purely schematically. However, it is readily apparent to a person skilled in the art that the invention can still be modified within the scope of the claims. It must also be pointed out that the device according to the invention is suitable for practically all types of jib crane systems and can be retrofitted in any crane without great effort. In this case it is only necessary that in addition to a pulley for the pull rope, which can be attached both above and below the pull rope, the support lever 11 and the force measuring devices 8 are attached and that the diameter of the bearings for the rope pulley axis according to the maximum deflection the force measuring device are measured.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DEH42064A DE1172021B (en) | 1961-03-18 | 1961-03-18 | Device for measuring and monitoring the load moment or overturning moment on crane systems or the like. |
Publications (1)
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| DE1156211B true DE1156211B (en) | 1963-10-24 |
Family
ID=7154736
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| DE1959P0022488 Pending DE1156211B (en) | 1961-03-18 | 1959-03-26 | Device for measuring and monitoring the load torque on crane systems or the like. |
| DEH42064A Pending DE1172021B (en) | 1961-03-18 | 1961-03-18 | Device for measuring and monitoring the load moment or overturning moment on crane systems or the like. |
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|---|---|---|---|
| DEH42064A Pending DE1172021B (en) | 1961-03-18 | 1961-03-18 | Device for measuring and monitoring the load moment or overturning moment on crane systems or the like. |
Country Status (1)
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-
1961
- 1961-03-18 DE DEH42064A patent/DE1172021B/en active Pending
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