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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung befasst sich mit Hakenflaschen, wie sie zum Heben von Lasten eingesetzt werden, insbesondere mit der Messung von Lasten, die an Hakenflaschen angehängt sind.
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Hakenflaschen bzw. Unterflaschen von Hebezeugen sind etwa aus
DD 243260 bekannt. Diese Hakenflasche umfasst neben dem eigentlichen Lasthaken einen Schaft, der an einer Traverse abgestützt ist. Zu diesem Zweck ist die Traverse quer zu ihrer Längserstreckung mit einer Bohrung versehen, durch welche der Schaft hindurchgesteckt und mittels einer Mutter gesichert ist.
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Zwischen der Mutter und der Traverse ist ein Axiallager angeordnet, welches eine Wellenscheibe, eine Gehäusescheibe und Wälzkörper aufweist, wobei die Wälzkörper im axialen Abstand zwischen den beiden Scheiben angeordnet sind. Dieses Axiallager stellt sicher, dass der Lasthaken um seine Längsachse drehbar ist.
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Die Traverse ist um ihre Längsachse drehbar in einem Gehäuse oder Gestell angeordnet. Das Gehäuse selbst steht mit dem Tragseil in einer Wirkverbindung, wobei in aller Regel im Gehäuse vorgesehene Seilscheiben verwendet werden.
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Wird nun eine Last an den Lasthaken gehängt, ist es wünschenswert zu wissen, wie groß diese Last ist. In diesem Zusammenhang wird in der bisher noch nicht veröffentlichen
DE 102011085920 angegeben, das Seilscheibenlager mit einem Messaufnehmer auszustatten, indem ein Messaufnehmer in eine Ausnehmung, welche in einen der Lagerringe eingebracht wird, eingesetzt wird. Wird das Tragseil, welches über eine mit dem Seilscheibenlager versehene Seilscheibe läuft, belastet, indem beispielsweise der Lasthaken der Hakenflasche mit einer Last beaufschlagt wird, wird diese Last von dem oder den am Seilscheibenlager vorgesehenen Messaufnehmern erfasst.
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Abgesehen davon, dass diese Art der Lastmessung sehr aufwendig ist, weil sehr viele Teile entweder bereitgestellt oder umgearbeitet werden müssen, ist die bekannte Messanordnung außerdem nicht sonderlich genau, weil sehr viele Bauteile an der Messung beteiligt sind.
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Aufgabe der Erfindung
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Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Messanordnung für Hakenflaschen anzugeben, welche die Nachteile im Stand der Technik überwindet.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind den Ansprüchen 2 bis 7 entnehmbar.
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Wird gemäß Anspruch 1 entweder eine Wellenscheibe oder die Gehäusescheibe, die die Lagerscheiben des Axiallagers bilden, mit mindestens einem Messaufnehmer versehen, mit welchem der axiale Abstand zur jeweils anderen Scheibe des Axiallagers oder den axialen Abstand einer Scheibe des Axiallagers zu einer weiteren Scheibe erfasst wird, ist eine sehr einfache und daher auch einfach zu realisierende Anordnung zur Ermittlung der Hakenlast geschaffen. Werden die beiden Lagerscheiben des Axiallagers zur Lastmessung herangezogen, liegt dem die Erkenntnis zugrunde, dass in Abhängigkeit von der jeweiligen Belastung der Hakenflasche die Wälzkörper des Axiallagers unterschiedlich tief in die Lagerscheiben einfedern. Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Werkstoffe von Wälzkörpern und Lagerscheiben so aufeinander abgestimmt sind, dass der bevorzugte Belastungsbereich der Hakenflasche eine proportionale Einfederung der Wälzkörper in die jeweiligen Lagerringe zur Folge hat.
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Auch ist die Ausführung der Erfindung nicht auf die Verwendung eines Typs von Messaufnehmern beschränkt. Vielmehr lassen sich gemäß Anspruch 2 alle Arten von berührenden und berührungsfreien Messaufnehmern einsetzen, sofern die jeweiligen Messaufnehmer geeignet sind, eine Abstandsveränderung zwischen den Lagerscheiben zu erfassen.
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Ist gemäß Anspruch 3 axial zu einer der beiden Scheiben, zwischen denen Wälzkörper abrollen, eine weitere Scheibe angeordnet und wird der Messaufnehmer von einem Piezoelement gebildet, ist man bei der Wahl der Werkstoffe für die Lagerringe und die Wälzkörper weitgehend frei, da keine Rücksicht auf das Einfedern der Wälzkörper in die Lagerringe genommen werden muss.
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Ist gemäß Anspruch 4 eine Kreisringfläche einer der Scheiben zumindest in Umfangsrichtung dieser Scheibe durchgängig mit einer Lage aus piezoelektrischem Material beschichtet und liegt die Lage aus piezoelektrischem Material an der Scheibe an, deren axialer Abstand zu der mit der Lage aus piezoelektrischem Material versehenen Scheibe ermittelt werden soll, werden durch die in Umfangsrichtung der Scheibe durchgängige Beschichtung besonders genaue Messergebnisse hervorgebracht.
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Sollen die vom Messaufnehmer erfassten Abstandsveränderungen nicht nur erfasst, sondern auch gespeichert oder übertragen werden, ist gemäß Anspruch 5 die Anordnung mit einem Energiespeicher versehen. Ein solcher Energiespeicher kann in einem sehr einfachen Ausführungsbeispiel eine Batterie sein, die nach ihrer Entladung nicht erneut geladen, sondern durch eine neue Batterie ersetzt wird.
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Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn der Energiespeicher gemäß Anspruch 5 eine Batterie oder ein Akku ist, der gemäß Anspruch 6 von einem Generator gespeist bzw. geladen wird, welcher mit einer im Gehäuse angeordneten Seilscheibe, über die ein Tragseil läuft, in Wirkverbindung steht.
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Eine problemlose Datenübertragung von Messdaten ist gemäß Anspruch 7 dann gegeben, wenn der Messaufnehmer mit einem Sender einer Kommunikationsanordnung verbunden ist und wenn von dem Sender die Messwerte an einen Empfänger der Kommunikationsanordnung übertragen werden. Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Kommunikation drahtlos erfolgt, da Hakenflaschen oftmals sehr rauen Einsatzbedingungen ausgesetzt sind, welche eine drahtgebundene Kommunikationseinrichtung vorzeitig verschleißen lassen würden.
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Nur der Vollständigkeit halber sei auch darauf hingewiesen, dass die für eine drahtgebundene Kommunikation gültigen Nachteile auch für die Stromversorgung des Messaufnehmers und des Senders Gültigkeit haben. Deshalb ist es auch besonders vorteilhaft, wenn gemäß Anspruch 6 keine Versorgungsleitungen bis zur Hakenflasche geführt werden müssen, sondern der den Messaufnehmer bzw. den Sender der Kommunikationsanordnung betreibende Versorgungsstrom in unmittelbarem Zusammenhang mit dem die Hakenflasche aufnehmenden Gehäuse erzeugt wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Es zeigen:
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1 eine Perspektive einer Hakenflasche;
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2 eine Hakenflasche gemäß 1;
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3 ein Detail Z gemäß 2;
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4 eine Kommunikationsanordnung für eine Hakenflasche (schematisch);
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5 eine weitere Ausführung gemäß 3.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
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Die Erfindung soll nun anhand der Figuren näher erläutert werden.
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In 1 ist eine Hakenflasche 1 gezeigt, deren Lasthaken 2 mit zwei Hakenmäulern 3 versehen ist. Jedes dieser Hakenmäuler 3 ist mit einem Sicherungsblech 4 verschließbar.
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Der Lasthaken 2 ist mit einem Schaft 5 versehen, der durch eine Bohrung 6 (2) einer Traverse 7 hindurchgesteckt ist, welche quer zur Längserstreckung der Traverse 7 verläuft.
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Die Traverse 7 ist drehbar zwischen zwei in gegenseitigem Abstand A1 zueinander angeordneten und im Wesentlichen das Gehäuse 8 der Hakenflasche 1 bildenden Platten 9 angeordnet. Ferner verlaufen im gegenseitigen Abstand A zwischen den beiden Platten 9 noch zwei Bolzen 10, die zur Aufnahme von Seilscheiben (in 1 und 2 nicht gezeigt) dienen.
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Wie der Darstellung gemäß 2 entnehmbar ist, ist der Schaft 5 des Lasthakens 2 nicht nur um die Längsachse der Traverse 7, sondern auch um die Schaftachse SA drehbar angeordnet. Zu diesem Zweck ist zwischen der Sicherungsmutter 11, welche auf das freie Ende 12 des Schaftes 5 aufgeschraubt ist, und der Traverse 7 ein Axiallager 13 vorgesehen.
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Dieses Axiallager 13 wird wie in 3 veranschaulicht von einer Wellenscheibe 14, die an der Sicherungsmutter 11 anliegt, von einer Gehäusescheibe 15, die an der Traverse 7 anliegt und einer Mehrzahl von Wälzkörpern 15 gebildet, die im axialen Abstand A2 zwischen den beiden Scheiben 14, 15 angeordnet sind und die zwischen den Scheiben 14, 15 abrollen.
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Schon in diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass eine oder beide Scheiben 14, 15 auch direkt von der Sicherungsmutter 11 bzw. Traverse 7 gebildet sein können. In einem solchen Fall rollen dann die Wälzkörper 16 direkt auf den von der Sicherungsmutter 11 und/oder der Traverse 7 bereitgestellten Laufbahn ab.
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Wie der 3 weiter zu entnehmen ist, sind zur Führung der Wälzkörper 16 diese in einem Käfig 17 geführt. Auch ist 3 entnehmbar, dass die Wellenscheibe 14 und die Gehäusescheibe 15 jeweils einen Vorsprung 18 aufweisen, der sich in radialer Richtung erstreckt. In den Vorsprung 18 an der Wellenscheibe 14 ist eine Gewindebohrung 19 eingebracht, in die ein Messaufnehmer 20a eingeschraubt ist. Dieser Messaufnehmer 20a ist mit einer federbelasteten Prüfspitze 21 versehen, welche sich auf dem Vorsprung 18 der Gehäusescheibe 15 abstützt. Wird der Schaft 5 durch Anhängen einer Last an den Lasthaken 2 in Pfeilrichtung P belastet, drücken sich die Wälzkörper 16 in die Scheiben 14, 15 ein, wodurch sich der Abstand A2 zwischen den Scheiben 14, 15 leicht verringert. Diese Verringerung des Abstandes A2, welche ein Maß für die angehängte Last ist, wird von dem Messaufnehmer 20a erfasst und über die Leitung 22 an eine in 3 nicht gezeigte Kommunikationseinrichtung übertragen.
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Auf der rechten Seite von 3 ist ein anderer Messaufnehmer 20b gezeigt. Dieser erfasst den Abstand A2 zwischen den Scheiben 14, 15 berührungslos, indem ein von Messaufnehmer 20b ausgesandter Messstrahl auf den Vorsprung 18 der Gehäusescheibe 14 gerichtet ist, von diesem reflektiert und anschließend vom Messaufnehmer 20b wieder erfasst wird.
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Nur der Vollständigkeit sei darauf hingewiesen, dass bei der Verwendung von zwei oder mehr Messaufnehmern 20a, 20b diese Messaufnehmer 20a, 20b – so wie in 3 gezeigt – in Umfangsrichtung des Axiallagers 13 symmetrisch angebracht werden. Auch wenn die Darstellung gemäß 3 eine Kombination aus einem berührend und einem berührungslos arbeitenden Messaufnehmer 20a, 20b zeigt, kann es aus Gründen der Logistik und/oder der Signalverarbeitung vorteilhafter sein, je Axiallager 13 nur berührend oder nur berührungslos arbeitende Messaufnehmer 20a, 20b zu verwenden.
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In 4 ist eine Draufsicht auf eine Hakenflasche 1 gemäß 2 gezeigt. Zwischen den beiden das Gehäuse 8 bildenden Platten 9 erstrecken sich die Traverse 7 und die beiden Bolzen 10. Jeder Bolzen 10 ist mit einer Seilscheibe 23 versehen, die um die Bolzenachse drehbar ist. Mit den Seilscheiben 23 ist die Hakenflasche 1 in die Tragseile 24 eingehängt.
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Ferner ist in 4 gezeigt, dass der Schaft 5 die Bohrung 6 in der Traverse 7 durchgreift und an seinem freien Ende 12 von einer Sicherungsmutter 11 gesichert ist.
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Die in 4 gezeigte Hakenflasche 1 ist mit einem Sender 25 versehen. Dieser Sender 25 steht mit einem Empfänger 26, der von der Hakenflasche 1 abgesetzt ist, im Datenaustausch. Sender 25 und Empfänger 26 bilden mithin die Kommunikationsanordnung.
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Die Daten, die von dem jeweiligen Messaufnehmer 20a, 20b detektiert werden, werden über die Leitung 22 an den Sender 25 übertragen.
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Ferner ist die Hakenflasche 1 gemäß 4 mit einem Energiespeicher 27 in der Form einer Batterie versehen, welcher den Sender 25 und den jeweiligen Messaufnehmer 20a , 20b mit Strom versorgt. Dieser Energiespeicher 27 wird von einem Generator 28 über die Leitung 22’ gespeist, der auf einem der Bolzen 10 angeordnet ist und dessen Läufer (nicht gezeigt) mit der Seilscheibe 23 verbunden ist. Wird die Länge der Tragseile 24 verändert, werden die Seilscheiben 23 in Rotation versetzt und der Generator 28 von der Seilscheibe 23, mit der er in Wirkverbindung steht, zur Ladung des Energiespeichers 27 angetrieben.
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Nur der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass anstatt des Generators 28 oder zusätzlich zum Generator 28 auch ein Sonnenkollektor 29 zur Ladung des Energiespeichers 27 vorgesehen sein kann. In 4 sind durch die gestrichelte Darstellung ein solcher Sonnenkollektor 29 und seine Verbindungsleitung 22’’ zum Energiespeicher 27 angedeutet.
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In
5 ist ein Axiallager
13 für eine Hakenflasche (in
5 nicht sichtbar) gezeigt. Im Unterschied zu den Ausführungen gemäß
3 wird in
5 der Abstand A2’, welcher als Maß für die am Lasthaken (in
5 nicht gezeigt) hängende Last herangezogen wird, zwischen der Wellenscheibe
14 und einer im axialen Abstand dazu angeordneten weiteren Scheibe
30 ermittelt. Zur Bildung des Meßaufnehmers
20c ist die Kreisringfläche
31 der weiteren Scheibe
30, die der Wellenscheibe
14 zugewandt ist, in Umfangsrichtung der Scheibe mit einer Lage
32 aus einem piezoelektrischen Material beschicht. Einzelheiten zu diesem Material und seiner Verarbeitung sind der
DE 102006021707 entnehmbar. Hängt nun eine Last am Lasthaken, wird über die Vermittlung des Schaftes
5, die Sicherungsmutter
11 und die weitere Scheibe
30 Druck auf die Lage
32 aus piezoelektrischem Material ausgeübt, können die mit der jeweiligen Last korrespondierenden Signale zur Bewertung der Last herangezogen werden. Nur der Vollständigkeit sei darauf hingewiesen, dass in
5 auf die Darstellung von Anschlußleitungen, über welche die piezoelektrische Lage
32 kontaktiert ist, verzichtet worden ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hakenflasche
- 2
- Lastenhaken
- 3
- Hakenmaul
- 4
- Sicherungsblech
- 5
- Schaft
- 6
- Bohrung
- 7
- Traverse
- 8
- Gehäuse
- 9
- Platten
- 10
- Bolzen
- 11
- Sicherungsmutter
- 12
- freies Ende
- 13
- Axiallager
- 14
- Wellenscheibe
- 15
- Gehäusescheibe
- 16
- Wälzkörper
- 17
- Käfig
- 18
- Vorsprung
- 19
- Gewindebohrung
- 20
- Messaufnehmer
- 21
- Prüfspitze
- 22
- Leitung
- 23
- Seilscheibe
- 24
- Tragseil
- 25
- Sender
- 26
- Empfänger
- 27
- Energiespeicher
- 28
- Generator
- 29
- Sonnenkollektor
- 30
- weitere Scheibe
- 31
- Kreisringfläche
- 32
- Lage
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DD 243260 [0002]
- DE 102011085920 [0005]
- DE 102006021707 [0039]
