DE20210958U1

DE20210958U1 - Load detecting device

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Publication number: DE20210958U1
Application number: DE20210958U
Authority: DE
Original assignee: MOBA Mobile Automation GmbH
Current assignee: MOBA Mobile Automation GmbH
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2003-01-09
Anticipated expiration: 2012-07-20
Also published as: EP1382562B2; ATE295332T1; EP1382562A1; EP1382562B1; DE50300529D1

Abstract

The load grabbing device has a crane mechanism (100) for the moving of the working platform (108) and which is fastened on a base, and a load cell (110) is installed between the crane mechanism and working platform, whereby the crane mechanism and working platform are interconnected by the load cell, with the load cell being the single connection between the crane mechanism and working platform. The load cell is installed between a side face or a lower face of the working platform and a jib (102) of the crane mechanism. An Independent claim is included for a vehicle with a load-grabbing device, whereby the crane mechanism is fastened on the chassis of the vehicle.

Description

SCHOPPE, ZIMMERMANN, STÖCKELER & ZINKLERSCHOPPE, ZIMMERMANN, STÖCKELER & ZINKLER

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MOBA-Mobile Automation GmbH Vor den Eichen 4MOBA-Mobile Automation GmbH Vor den Eichen 4

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Tankred Zimmermann, Dipl.-Ing. Ferdinand Stöckeier, Dipl.-Ing.
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LasterfassungseinrichtungLoad detection device

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LasterfassungseinrichtungLoad detection device Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lasterfassungseinrichtung für eine Arbeitsbühne, um eine auf die Arbeitsbühne wirkende Last sicher und genau zu erfassen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Lasterfassungsvorrichtung für Hubarbeitsbühnen, z. B. hydraulische Hubarbeitsbühnen, die über einen Kran an einem LKW befestigt sind.The present invention relates to a load detecting device for a work platform for safely and accurately detecting a load acting on the work platform. In particular, the present invention relates to a load detecting device for aerial work platforms, e.g. hydraulic aerial work platforms, which are attached to a truck via a crane.

Arbeitsbühnen, insbesondere solche, die an LKWs befestigt sind, sind bekannt. Bei solchen Hubarbeitsbühnen ist im Betrieb sicherzustellen, dass eine bestimmte Last nicht überschritten wird. Diese Last kann z. B. durch einen Benutzer der Arbeitsbühne sowie durch Material, welches zusammen mit dem Benutzer bewegt werden muss, hervorgerufen werden. Die Arbeitsbühne ist im Regelfall über einen Auslegerkran bewegbar mit einem Chassis des LKW verbunden und kann, beispielsweise unter Steuerung der Bedienperson in der Arbeitsbühne, frei bewegt werden. Abhängig von einer Position der Arbeitsbühne bzw. des Arbeitskorbes bezüglich eines Schwerpunkts des LKWs unter Einbeziehung des Kranmechanismus dürfen bestimmte Lasten nicht überschritten werden, um ein Kippen des LKWs oder eine Überbelastung des Kranmechanismus zu vermeiden. Aus diesen Gründen ist es erforderlich, die auf die Arbeitsbühne wirkende Last zu jedem Zeitpunkt des Betriebs sicher und genau zu bestimmen.Work platforms, particularly those attached to trucks, are well known. With such lifting platforms, it must be ensured during operation that a certain load is not exceeded. This load can be caused, for example, by a user of the work platform or by material that has to be moved together with the user. The work platform is usually connected to a truck chassis via a jib crane and can be moved freely, for example under the control of the operator in the work platform. Depending on the position of the work platform or work basket in relation to the truck's center of gravity, including the crane mechanism, certain loads must not be exceeded in order to prevent the truck from tipping over or the crane mechanism from being overloaded. For these reasons, it is necessary to determine the load acting on the work platform safely and precisely at all times during operation.

Ein Problem bei der sicheren und genauen Bestimmung der auf die Arbeitsbühne/Arbeitskorb wirkenden Last besteht darin, dass diese auch dann sicher und genau zu erfassen ist, wenn die Last nicht im Schwerpunkt der Arbeitsbühne wirkt, sondern exzentrisch zu demselben, wie dies im Regelfall auftreten wird, wenn sich die Bedienperson auf der Arbeitsbüh-One problem with the safe and precise determination of the load acting on the work platform/work basket is that this must be recorded safely and accurately even if the load does not act at the centre of gravity of the work platform, but eccentrically to it, as will usually occur when the operator is on the work platform.

ne bewegt bzw. wenn Materialien in Randbereichen der Arbeitsbühne abgestellt werden.ne is moved or when materials are placed in the edge areas of the work platform.

Im Stand der Technik sind verschiedene Lösungen zu dieser Problematik bekannt. Zum einen wird vorgeschlagen, eine Wägezelle heranzuziehen, die mit einem mechanischen Parallelogramm verbunden ist, welches wiederum mit der Bühne verbunden ist. Ein anderer Ansatz besteht darin, die Arbeitsbühne auf einem speziellen Rahmen zu befestigen, wobei an den vier Ecken der Arbeitsbühne jeweils eine Wägezelle vorgesehen ist. Diese Ansätze ermöglichen zwar eine Erfassung der Last, sind jedoch mechanisch und bezüglich der Auswertung sehr aufwendig.Various solutions to this problem are known in the state of the art. One approach is to use a load cell that is connected to a mechanical parallelogram, which in turn is connected to the platform. Another approach is to attach the work platform to a special frame, with a load cell provided at each of the four corners of the work platform. Although these approaches make it possible to record the load, they are mechanically and very complex to evaluate.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Lasterfassungsvorrichtung für eine Arbeitsbühne zu schaffen, welche ohne aufwendigen mechanischen und konstruktiven Aufwand realisierbar ist und gleichzeitig die erforderliche Genauigkeit bei der Erfassung der Last sicherstellt.Based on this prior art, the present invention is based on the object of creating an improved load detection device for a work platform, which can be implemented without complex mechanical and structural effort and at the same time ensures the required accuracy in detecting the load.

Diese Aufgabe wird durch eine Lasterfassungseinrichtung gemäß Schutzanspruch 1 gelöst.This object is achieved by a load detection device according to claim 1.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Lasterfassungsvorrichtung für eine Arbeitsbühne, wobei die Lasterfassungsvorrichtung einen Kranmechanismus zum Bewegen der Arbeitsbühne umfasst. Der Kranmechanismus ist an einer Basis befestigbar. Eine Wägezelle ist zwischen dem Kranmechanismus und der Arbeitsbühne angeordnet, und der Kranmechanismus und die Arbeitsbühne sind über die Wägezelle miteinander verbunden, wobei dies vorzugsweise die einzige Verbindung zwischen dem Kranmechanismus und der Arbeitsbühne darstellt. The present invention provides a load sensing device for a work platform, the load sensing device comprising a crane mechanism for moving the work platform. The crane mechanism is attachable to a base. A load cell is arranged between the crane mechanism and the work platform, and the crane mechanism and the work platform are connected to one another via the load cell, this preferably representing the only connection between the crane mechanism and the work platform.

Vorzugsweise umfasst die Wägezelle eine erste Dehnungsmessstreifenvollbrücke und eine zweite Dehnungsmessstreifenvollbrücke, die bei Ausfall der ersten Brücke eine weiterePreferably, the load cell comprises a first strain gauge full bridge and a second strain gauge full bridge, which, in the event of failure of the first bridge, provides a further

Wiegung sicherstellt, v/obei die Wägezelle ferner vorzugsweise ausgebildet ist, um Seitenmomente und/oder Torsionsmomente zu eliminieren.Weighing, wherein the load cell is further preferably designed to eliminate lateral moments and/or torsional moments.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass hier ein neuartiger Ansatz verfolgt wird, der darin besteht, den Kran und den Arbeitskorb ausschließlich über die Wägezelle zu verbinden,, wobei die Wägezelle für eine exzentrische Lasteinleitung ausgelegt ist, welche mechanisch als Parallelogramm konstruiert ist. Hierdurch besitzt die Wägezelle die Fähigkeit, exakt das Gewicht von Lasten zu bestimmen, auch wenn der Schwerpunkt der Last außerhalb der Wägezelle liegt.The advantage of the present invention is that a new approach is pursued here, which consists in connecting the crane and the work basket exclusively via the load cell, whereby the load cell is designed for an eccentric load introduction, which is mechanically constructed as a parallelogram. This gives the load cell the ability to precisely determine the weight of loads, even if the center of gravity of the load is outside the load cell.

Bevorzugte Weiterbildungen der vorliegenden Anmeldung sind in den Unteransprüchen definiert.Preferred developments of the present application are defined in the subclaims.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen werden nachfolgend bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. They show:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung im nicht-zusammengebauten Zustand.
25Fig. 1 shows a first embodiment of the arrangement according to the invention in the unassembled state.
25

Fig. 2A eine vergrößerte Darstellung der Wägezelle aus Fig. 1,Fig. 2A is an enlarged view of the load cell from Fig. 1,

Fig. 2B schematisch die Verformung der in Fig. 2A dargestellten Wägezelle bei Beaufschlagung derselbenFig. 2B schematically shows the deformation of the load cell shown in Fig. 2A when subjected to

mit einer Last,with a load,

Fig. 3A die in Fig. 1 gezeigte Anordnung im zusammengebauten Zustand mit quer eingebauter Wägezelle,Fig. 3A the arrangement shown in Fig. 1 in the assembled state with the load cell installed transversely,

Fig. 3B eine vergrößerte Darstellung des Verbindungsabschnitts zwischen Kran und Arbeitsbühne,Fig. 3B is an enlarged view of the connecting section between the crane and the work platform,

Fig. 3C die in Fig. 1 gezeigte Anordnung im zusammengebauten Zustand mit längs eingebauter Wägezelle, undFig. 3C the arrangement shown in Fig. 1 in the assembled state with the load cell installed longitudinally, and

Fig. 4Fig.4

ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit unter dem Arbeitskorb eingebauter Wägezelle.another embodiment of the present invention with a load cell installed under the work basket.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher dargestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Kran 100, beispielsweise einen hydraulisch betätigbaren Kran herkömmlicher Bauart. Dieser Kran 100 umfasst eine Mehrzahl von Stufen, bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel sind drei Stufen &Igr;&Ogr;&Ogr;&khgr;, &Igr;&Ogr;&Ogr;2 und IOO3 vorgesehen. Ein Ende der dritten Stufe 10O₃ des Krans 100 ist mit einem Ausleger 102 versehen, der über ein in Fig. 1 nicht näher dargestelltes Gelenk 104 mit dem Ende der dritten Stufe IOO3 verbunden ist, um sicherzustellen, dass ein am Ausleger 102 befestigter Arbeitskorb 108 stets in der Horizontalen gehalten werden kann. Das dem Gelenk 104 abgewandte Ende des Auslegers 102 umfasst eine Abschlussplatte 106, an der auf die noch nachfolgend näher beschriebene Art und Weise der Arbeitskorb 108 befestigt ist. Zwischen dem Arbeitskorb 108 und der Abschlussplatte 106 ist eine Wägezelle 110 angeordnet. Ein erstes U-förmiges Winkelprofil 112 ist vorgesehen, welches an einer Seite der Wägezelle 110 mittels Schrauben 114 befestigbar ist. Ein zweites U-förmiges Winkelelement 116 ist an einer gegenüberliegenden Seite der Wägezelle 110 mittels Schrauben befestigbar. Das Winkelblech 112 ist mit der Abschlussplatte 106 verbindbar, und das Winkelblech 116 ist mit einer Seitenfläche des Arbeitskorbs 108 verbindbar, so dass über die Wägezelle eine Verbindung zwischen dem Arbeitskorb 108 und dem Kran 100 herstellbar ist.A first embodiment of the device according to the invention is shown in more detail in Fig. 1. The device according to the invention comprises a crane 100, for example a hydraulically operated crane of conventional design. This crane 100 comprises a plurality of stages; in the example shown in Fig. 1, three stages 100, 1002 and 1003 are provided. One end of the third stage ₁₀₀₃ of the crane 100 is provided with a boom 102 which is connected to the end of the third stage 1003 via a joint 104 (not shown in more detail in Fig. 1) in order to ensure that a work basket 108 attached to the boom 102 can always be held horizontal. The end of the boom 102 facing away from the joint 104 comprises an end plate 106 to which the work basket 108 is attached in the manner described in more detail below. A load cell 110 is arranged between the work basket 108 and the end plate 106. A first U-shaped angle profile 112 is provided, which can be attached to one side of the load cell 110 by means of screws 114. A second U-shaped angle element 116 can be attached to an opposite side of the load cell 110 by means of screws. The angle plate 112 can be connected to the end plate 106, and the angle plate 116 can be connected to a side surface of the work basket 108, so that a connection can be established between the work basket 108 and the crane 100 via the load cell.

In Fig. 2A ist beispielhaft die Wägezelle 110 gezeigt, an der die Winkelbleche 112 und 116 befestigt sind. Die Winkelbleche umfassen jeweils einen ersten Abschnitt 120 und ;··. ;··· ·· ·· ·· In Fig. 2A, the load cell 110 is shown as an example, to which the angle plates 112 and 116 are attached. The angle plates each comprise a first section 120 and ;··. ;··· ·· ·· ··

einen zweiten Abschnitt 122. Das Winkelblech 112 bzw. 116 wird mit der Wägezelle 110, wie oben beschrieben, verschraubt, unter Verwendung der Öffnungen 124. Die beispielhaft dargestellte Wägezelle 110 umfasst vier U-förmige Ausnehmungen 126 bis 132, die sich durch die Wägezelle erstrecken. Zwischen den Ausnehmungen 130 und 132 ist eine in Fig. 2B nicht zu erkennende Ausnehmung/Vertiefung gebildet, in der ein Dehnungsmessstreifen angeordnet ist. Zwischen den Ausnehmungen 126 und 128 ist eine weitere Ausnehmung 134 gebildet, in der alternativ oder zusätzlich ein Dehnungsmessstreifen aufgenommen ist.a second section 122. The angle plate 112 or 116 is screwed to the load cell 110, as described above, using the openings 124. The load cell 110 shown as an example comprises four U-shaped recesses 126 to 132 that extend through the load cell. Between the recesses 130 and 132, a recess/depression is formed, not visible in Fig. 2B, in which a strain gauge is arranged. Between the recesses 126 and 128, a further recess 134 is formed, in which a strain gauge is alternatively or additionally accommodated.

Über ein nicht näher gezeigtes Anschlusskabel werden elektrische Leitungen zum Herausführen der Erfassungssignale an eine Auswertungseinrichtung geleitet. Die Messwiderstände in der Wägezelle sind vorzugsweise in einer Brücke verschaltet. Die Wägezelle ist mechanisch als Parallelogramm konstruiert, welches sich bei einer Belastung nicht wie ein &ldquor;Biegestab" verformt, sondern einer in Fig. 2B schematisch gezeigten Verformung (S-Verformung) unterworfen ist, wodurch sich die Möglichkeit ergibt, ein Gewicht auch dann genau zu bestimmen, wenn sich der Schwerpunkt der Last außerhalb der Wägezelle befindet. Die Wägezelle eliminiert Seitenmomente und/oder Torsionsmomente.Electrical lines for outputting the detection signals are routed to an evaluation device via a connecting cable (not shown in detail). The measuring resistors in the load cell are preferably connected in a bridge. The load cell is mechanically constructed as a parallelogram, which does not deform like a "bending rod" when loaded, but is subject to a deformation (S-deformation) shown schematically in Fig. 2B, which makes it possible to determine a weight precisely even when the center of gravity of the load is outside the load cell. The load cell eliminates lateral moments and/or torsional moments.

In Fig. 3A ist die in Fig. 1 gezeigte Anordnung in dem zusammengebauten Zustand dargestellt. Wie zu erkennen ist, wird die Abschlussplatte 106 des Krans 100 an dem Winkelblech 112 befestigt, und der Korb 108 wird an dem Winkelblech 116 befestigt, wobei die Befestigung an den Abschnitten 122 (siehe Fig. 2A) der Winkelbleche erfolgt. Die Winkelbleche sind über die Schrauben 114 an der Wägezelle befestigt. Die Wägezelle ist in einer Richtung quer zu einer Längsachse 102' des Kranauslegers 102 angeordnet. 35In Fig. 3A, the arrangement shown in Fig. 1 is shown in the assembled state. As can be seen, the end plate 106 of the crane 100 is attached to the angle plate 112 and the basket 108 is attached to the angle plate 116, the attachment being made to the sections 122 (see Fig. 2A) of the angle plates. The angle plates are attached to the load cell via the screws 114. The load cell is arranged in a direction transverse to a longitudinal axis 102' of the crane boom 102. 35

Fig. 3B zeigt die Verbindungsstelle zwischen Arbeitskorb 108 und Kran 100 in vergrößerter Darstellung. Bei der in Fig. 3 dargestellten Befestigungsart ist die WägezelleFig. 3B shows the connection point between the work basket 108 and the crane 100 in an enlarged view. In the fastening method shown in Fig. 3, the load cell is

• ··

längs eingebaut, kann jedoch auch bei Platzproblemen quer eingebaut werden, wobei dann anstelle der in den Figuren gezeigten U-förmigen Winkelbleche lediglich L-förmige Winkelbleche verwendet werden, wobei der Arbeitskorb bzw. die Abschlussplatte 106 dann an den Abschnitten der L-förmigen Winkelbleche befestigt werden, welche nicht die Schrauben aufnehmen.installed lengthwise, but can also be installed crosswise if there are space problems, in which case only L-shaped angle plates are used instead of the U-shaped angle plates shown in the figures, with the work basket or the end plate 106 then being fastened to the sections of the L-shaped angle plates which do not accommodate the screws.

In Fig. 3C ist die in Fig. 1 gezeigte Anordnung in dem zusammengebauten Zustand dargestellt, wobei hier, anders als in Fig. 3A, die Wägezelle in einer Richtung längs zu der Längsachse des Kranauslegers 102 angeordnet ist. Ferner ist in Fig. 3C die an dem Korb 108 befestigte Abschlussplatte 106' zu erkennen. Zwischen den zwei Abschlussplatten 106 und 106' ist die Wägezelle 110 angeordnet.In Fig. 3C, the arrangement shown in Fig. 1 is shown in the assembled state, whereby here, unlike in Fig. 3A, the load cell is arranged in a direction along the longitudinal axis of the crane boom 102. Furthermore, in Fig. 3C, the end plate 106' attached to the basket 108 can be seen. The load cell 110 is arranged between the two end plates 106 and 106'.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das im wesentlichen dem anhand der Fig. 1 und der Fig. 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel entspricht. Gleiche Elemente sind hier mit gleichen Bezugszeichen versehen. Anders als in Fig. 1 und in Fig. 3 ist die Wägezelle 110 hier unter dem Arbeitskorb 108 eingebaut, also mit einer unteren Oberfläche 108' verbunden. Die Wägezelle 110 kann auf die in Fig. 4 gezeigte Art längs (paral-IeI) zu der Längsachse 102' des Kranauslegers 102 angeordnet sein. Alternativ kann die Wägezelle auch quer zu der Längsachse des Kranauslegers angeordnet sein.Fig. 4 shows a further embodiment of the present invention, which essentially corresponds to the embodiment described with reference to Fig. 1 and Fig. 3. Identical elements are provided with the same reference numerals here. Unlike in Fig. 1 and Fig. 3, the load cell 110 is installed here under the work basket 108, i.e. connected to a lower surface 108'. The load cell 110 can be arranged in the manner shown in Fig. 4, lengthwise (parallel) to the longitudinal axis 102' of the crane boom 102. Alternatively, the load cell can also be arranged transversely to the longitudinal axis of the crane boom.

Anders als bei den bekannten Lösungen, wie sie im Stand der Technik beschrieben sind, stellt die Wägezelle die einzige Verbindung zwischen Arbeitskorb und Kran her, so dass hier auf konstruktiv einfache Art und Weise eine Verbindung hergestellt werden kann, wobei gleichzeitig eine sichere und genaue Erfassung der auf die Arbeitsbühne 108 wirkende Last gewährt ist, aufgrund der verwendeten Wägezelle.Unlike the known solutions as described in the prior art, the load cell provides the only connection between the work basket and the crane, so that a connection can be established in a structurally simple manner, while at the same time ensuring safe and accurate detection of the load acting on the work platform 108 due to the load cell used.

Claims

1. Load detection device for a work platform ( 108 ), having the following features:
a crane mechanism ( 100 ) for moving the work platform ( 108 ), the crane mechanism ( 100 ) being attachable to a base; and
a load cell ( 110 ) arranged between the crane mechanism ( 100 ) and the work platform ( 108 ), wherein the crane mechanism ( 100 ) and the work platform ( 108 ) are connected to one another via the load cell ( 110 ).

2. Load sensing device according to claim 1, wherein the load cell ( 110 ) is the only connection between the crane mechanism ( 100 ) and the work platform ( 108 ).

3. Load sensing device according to claim 1 or 2, wherein the load cell ( 110 ) is arranged between a side surface of the work platform ( 108 ) and a boom ( 102 ) of the crane mechanism.

4. Load sensing device according to claim 1 or 2, wherein the load cell ( 110 ) is arranged between a lower surface ( 108 ') of the work platform ( 108 ) and a boom ( 102 ) of the crane mechanism ( 100 ).

5. Load sensing device according to claim 3 or 4, wherein the load cell ( 110 ) is arranged parallel to a longitudinal axis ( 102 ') of the boom ( 102 ) of the crane mechanism ( 100 ).

6. Load sensing device according to claim 3 or 4, wherein the load cell ( 110 ) is arranged transversely to a longitudinal axis ( 102 ') of the boom ( 102 ) of the crane mechanism ( 100 ).

7. Load sensing device according to one of claims 1 to 6, wherein the load cell ( 110 ) comprises a first full strain gauge bridge and a second full strain gauge bridge which ensures further weighing in the event of failure of the first bridge.

8. Load sensing device according to one of claims 1 to 7, wherein the load cell ( 110 ) is designed such that lateral moments and/or torsional moments are eliminated.

9. Load sensing device according to one of claims 1 to 8, wherein the work platform is a work basket.

10. A vehicle with a load sensing device according to one of claims 1 to 9, wherein the crane mechanism ( 100 ) is attached to a vehicle chassis.