DE3210047C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hebezeug der im Oberbegriff von Anspruch 1 erläuterten Art.

Ein derartiges Hebezeug ist aus der US-PS 38 27 514 bekannt. Das bekannte Hebezeug weist einen zur Gewichtsmessung verwendeten Hakenblock auf. In einem ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 2) enthält dieser Hakenblock zwei im Abstand zueinander angeordnete Platten, an deren unterem Ende ein Bolzen befestigt ist, an dem der Lasthaken angreift. Die vom Lasthaken über den Bolzen in die seitlichen Platten eingeleiteten Gewichtskräfte werden auf eine Stange übertragen, die mit ihren beiden Enden in den Platten gehalten ist. Die Stange ist aus einem innerhalb des Bereiches der zu erwartenden Last elastisch verformbaren Material. Die Stange ist in gewissem Sinne als Scheibenwelle ausgebildet und trägt zu diesem Zweck eine Hülse, auf der Lager für Seilscheiben angeordnet sind.

Die Stange ist zwischen ihren Befestigungsstellen in den seitlichen Platten mit einem Flansch mit einem gegenüber der übrigen Stange vergrößerten Durchmesser versehen. Der Flansch kontaktiert die Hülse unter dem Lager der mittleren Seilrolle. Im Zwischenraum zwischen der Hülse und der Stange beidseitig des Flansches ist mindestens ein Spannungsmeßelement zum Messen von Stauchungen oder Dehnungen angeordnet und direkt mit der Stange verbunden. Der Zwischenraum zwischen der Stange und der Hülse ist an dieser Stelle mit einer elastischen Masse gefüllt.

Bei einem Zug am Haken können die durch Pfeile angedeuteten Kräfte auf die Stange einwirken. Diese Kräfte bewirken eine elastische Verformung der Stange, die durch die Spannungsmeßelemente abgegriffen wird. Bedingt durch die Art der Anordnung der Spannungsmeßelemente und die Verteilung der Lasteinleitungsstellen steht für die Verformung der Stange nur ein begrenzter Hebelarm zur Verfügung. Dadurch muß jedoch auch die Verformung relativ klein bleiben, was insbesondere in unteren Lastbereichen zu einem größeren Meßfehler der Spannungsmeßelemente führt. Die Hülse muß weiterhin relativ steif ausgebildet werden, da sie die Lager der Seilrollen trägt. Andererseits müßte die Hülse jedoch im Idealfall der elastischen Verformung der Stange folgen, da ansonsten das elastische Material, das die Spannungsmeßelemente umgibt, deformiert und im ungünstigsten Falle die Spannungsmeßelemente beschädigt werden.

Die CH-PS 4 33 648 beschreibt ein Hebezeug, das lediglich mit einer Überlastsicherung versehen ist. Die Überlastsicherung besteht aus einer im wesentlichen U-förmigen Feder, deren freie Enden jeweils ein Schaltteil eines Mikroschalters tragen. An den Schenkeln der U-förmigen Feder greift die Last an, wobei dann, wenn die Aufbiegung der Federschenkel ein gewisses, in Grenzen einstellbares Maß übersteigt, der Mikroschalter betätigt und gegebenenfalls der Lasthub unterbrochen wird. Es sind keine Spannungsmeßelemente vorgesehen, die ein zu jeder Last korrespondierendes elektrisches Signal liefern. Die Überlastsicherung kann somit nicht zum Wiegen eingesetzt werden, wodurch Probleme mit einer ungenügenden Meßgenauigkeit nicht auftreten.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Hebezeug der genannten Art derart auszugestalten, daß auf konstruktiv einfache Weise exakte Messungen auch im unteren Lastbereich möglich sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird das am Zugglied angeordnete Spannungsmeßelement in einer definierten Weise belastet. Die Scheibenwelle selbst muß nicht verformbar sein, so daß eine ungestörte Drehlagerung der Seilscheibe sichergestellt ist. Zum Einleiten der Kräfte in das Zugglied steht ein relativ langer Hebelarm zur Verfügung, so daß auch im unteren Lastbereich gut gemessen werden kann.

Durch die Verwendung des Übertragungselementes gemäß Anspruch 2 wird das Meßverhalten im unteren Lastbereich weiter verbessert, da die konstrukive Festigkeit des Zuggliedes ohne den sonst üblichen Sicherheitszuschlag für lastaufnehmende Teile kalkuliert werden kann. Damit ergibt sich jedoch eine größere Verformung unter der angelegten Last, die wiederum die Meßgenauigkeit verbessert. Durch die Anordnung der Sicherheitsglieder ist jedoch auch bei einem Bruch des Zuggliedes unter Überlast die erforderliche Sicherheit gegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen 3 bis 5 zu entnehmen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein im erfindungsgemäßen Hebezeug verwendbares Übertragungselement,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Übertragungselementes aus Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgerüstetes Hebezeug, und

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Auführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Hebezeuges.

Ein Übertragungselement 15 gemäß den Fig. 1 und 2 ent­ hält ein Zugglied 1, an dem Spannungselemente 2 be­ festigt sind, die ein elektrisches Signal erzeugen, das mit der Zugspannung korrespondiert, der das Zugglied unter­ worfen ist. Zwei Sicherheitsglieder 3 und 4 sind an bei­ den Seiten des Zuggliedes 1 angeordnet. Alle Glieder wei­ sen an ihren Enden Bohrungen auf, die aufeinander ausge­ richtet sind, um Öffnungen 5 und 6 im Element zu bilden. Das Zugglied 1 ist mit einer die Bohrungen durchsetzenden Hülse 7 in der oberen Öffnung 5 in den beiden Sicherheitsgliedern 3, 4 schwenkbar fest­ gelegt. Die beiden Sicher­ heitsglieder 3 und 4 sind durch eine Platte 12 starr miteinander verbunden, die an den Außenseiten der Glieder angeschweißt ist. Distanzelemente 8 und 9 sind an beiden Seiten des Zuggliedes 1 angeordnet, um eine korrekte Lage zwischen den Sicherheitsgliedern 3 und 4 und dem Zug­ glied herzustellen. Ein Stützring 10 ist in der unteren Öffnung 6 in der Bohrung des Zuggliedes angeordnet und so geformt, daß die innere wirksame Länge d 1 des Zug­ gliedes kleiner ist, als die korrespondierende innere wirksame Länge d 2 der beiden Sicherheitsglieder. Der Stützring 10 ist mit Sitzflächen für elastische Einlagen 11 ausge­ stattet, die an den Stirnflächen der beiden Sicherheits­ glieder 3 und 4 anliegen, um hier das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit zu den Spannungsmeßelementen 2 zu verhindern, die an das Zugglied 1 angeklebt sind. Da die innere wirksame Länge d 1 des Zuggliedes kleiner ist, als die korrespondierende innere wirksame Länge d 2 beider Sicherheitsglieder 3, 4, muß der Stützring 10 unter normalen Umständen die gesamte Zugbelastung auf das Übertragungs­ element 15 aufnehmen. In Abhängigkeit von der Größe der Last wird der Stützring 10 in Längsrichtung zwischen den beiden Sicherheitsgliedern verschoben. Nur wenn das Zug­ glied 1 bricht oder infolge einer Dehnung eine wirksame innere Länge d 1 erhält, die gleich den wirksamen Längen d 2 der Sicherheitsglieder ist, können die Sicherheits­ glieder wenigstens einen Teil der Last übernehmen, die auf das Zugglied einwirkt. Die wirksame Länge d 1 des Zuggliedes und die wirksamen Längen d 2 der Sicherheits­ glieder sind so aufeinander abgestimmt, daß sich nur eine maximal zulässige Dehnung im Zugglied ergeben kann, die ausreichend weit unter der Bruchgrenze des Materials liegt. Dies bedeutet, daß nach einer kurz­ zeitigen oder schlagartigen Überlast am Übertragungs­ element, wobei diese Überlast die zulässige Spannung des Zug­ gliedes mehrfach übersteigen kann, das Zugglied seine normale Funktion weiterhin ausüben kann, ohne daß es dadurch zerstört worden wäre oder deshalb ersetzt werden müßte. Daraus ist auch der Unterschied gegenüber bekannten Strukturen erkennbar, bei denen eine zufällige Überlast über die Bruchgrenze des Materials einen Ersatz des gesamte Übertragungs­ elements bedingt.

Bei der Ausführungsform von Fig. 1 ist die Hülse 7 mit einem von der Mitte zu beiden Enden hin graduell zu­ nehmenden Innendurchmesser ausgebildet. Die Berührungs­ fläche zwischen der die Hülse durchsetzenden Welle und der Hülse ist dadurch punktförmig, was bedeutet, daß die Welle relativ zum Übertragungselement geringfügig gekippt werden kann, ohne daß in das Zugglied Biege­ kräfte oder ein Biegemoment eingeleitet würden.

Es kann ferner zweckmäßig sein, das Zugglied 1 durch einen Zapfen 28 relativ zu den Sicherheitsgliedern 3 und 4 fest­ zulegen, um zu verhindern, daß sich das Zugglied um die Hülse 7 verdreht und in einer Stellung verklemmt, in der die Sicherheitsglieder unter normalen Belastungen bereits einen Teil der Last übernehmen, die von dem Zugglied ge­ messen werden sollte.

Das eine Sicherheitsglied 3 ist mit einer Bohrung für eine Tülle 13 für ein elektrisches Kabel ausgestattet, das an die Spannungselemente 2 angeschlossen ist. Das Kabel 14 ist in üblicher Weise an einen elektronischen Schaltkreis angeschlossen, wie dies auch bei den bekannten und eingangs erwähnten Lösungen beschrieben wurde. In diesem Schaltkreis wird das von dem Übertragungselement abgegebene Signal in ein Signal umgewandelt, das ent­ weder ein Relais steuert, das die Stromversorgung im Hebezeug unterbricht, oder in ein Signal, das in einer Anzeigevorrichtung die vom Hebezeug aufgenommene tat­ sächliche Last anzeigt. In dem elektronischen Schalt­ kreis sind auch Potentiometer vorgesehen, die ein Aus­ balancieren der Wiegeeinrichtung sowie ein Ein­ justieren der Überlastschutzvorrichtung und/oder der Wiegeeinrichtung gestatten.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform eines Hebe­ zeuges, in dem das Übertragungselement 15 dazu verwendet wird, ein Ende 25 einer Welle 22 einer Umlenkscheibe 21 abzustützen. Das gegenüberliegende Ende der Scheibenachse 22 ist drehbar in einem Rahmen 23 ge­ lagert. Das im Übertragungselement abgestützte Ende 25 durchsetzt eine Bohrung des Rahmens 24 mit Spiel und wird in der unteren Öffnung 6 des Übertragungselementes 15 aufgenommen. Das Übertragungselement 15 selbst ist schwenkbar durch eine Welle 27 in der oberen Öffnung 5 mit einer Stützstruktur 26 gekoppelt, die im Rahmen 24 durch Verschweißung oder Vernietung starr festgelegt ist. Hierbei wird die Hälfte der auf der Umlenkscheibe 21 ruhenden Last von dem Übertragungselement 15 abgefühlt, so daß die gesamte und tatsächliche Last einfach er­ mittelbar ist.

Fig. 4 zeigt die spezielle Verwendung der Anordnung von Fig. 3 in einer Hängeförderbahn bzw. bei einer einfachen Laufkatze, wobei die Anordnung des Übertragungselementes 15 im Rahmen 24, der auch die Scheibe 21 lagert, aus der vergrößerten Detailansicht erkennbar ist. Der Hubweg des Lasthakenblocks wird durch diese Anordnung nicht beschränkt. Ferner ist es relativ einfach, eine Über­ lastschutz- und/oder Lastmeßvorrichtung gemäß Fig. 3 anzubringen, da das einzige Teil, das hierfür in dem Kran ersetzt werden muß, die ursprüngliche Scheibenwelle ist. Dieser Austausch der Scheibenwelle kann durchgeführt werden, ohne daß die Umlenkscheibe aus dem Rahmen ausgebaut zu werden braucht. Die Stützstruktur mit dem Übertragungselement kann einfach an die Außen­ seite des Rahmens angeschweißt werden.

Claims (5)

1. Hebezeug mit wenigstens einer Seilumlenkscheibe, einer Scheibenwelle und mit mindestens einem Spannungs­ meßelement, das mit der Scheibenwelle zum Erzeugen eines zur auf die Scheibenwelle einwirkenden Last korrespon­ dierenden elektrischen Signals verbunden ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Spannungsmeßelement (2) mit einem Zugglied (1) eines Übertragungselementes (15) verbunden ist, daß ein Ende des Zuggliedes (1) schwenkbar mit einem Rahmen (23) verbunden ist, während das andere Ende des Zuggliedes (1) ein Ende (25) der Scheibenwelle (22) ab­ stützt, und daß das andere Ende der Scheibenwelle (22) drehbar im Rahmen (23) angeordnet ist.

2. Hebezeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des Zuggliedes (1) zwei Sicherheits­ glieder (3, 4) angeordnet sind, daß die Glieder (1, 3, 4) in beiden Enden mit Bohrungen (5, 6) versehen sind, und daß die Bohrungen (5, 6) derart angeordnet sind, daß die innere wirksame Länge (d 1) des Zuggliedes (1) kleiner ist als die inneren wirksamen Längen (d 2) der Sicher­ heitsglieder (2, 3).

3. Hebezeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsglieder (3, 4) starr miteinander verbunden sind, und daß ein Ende des Zuggliedes (1) durch eine Hülse (7) an den beiden Si­ herheitsgliedern (3, 4) verdrehbar angelenkt ist, wobei sich die Hülse (7) in einer der Bohrungen (5, 6) des Übertragungselementes (15) befindet.

4. Hebezeug nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren wirksamen Längen (d 1, d 2) des Zuggliedes (1) und der Sicherheitsglieder (3, 4) derart aufeinander abgestimmt sind, daß das Zug­ glied (1) nur bis unterhalb seiner Bruchgrenze maximal verlängerbar ist.

5. Hebezeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugglied (1) zwischen den Bohrungen (5, 6) mit einem Zwischenabschnitt versehen ist, an dem die Spannungsmeßelemente (2) starr befestigt sind.