-
Wiegevorrichtung für hängende Lasten Das Wiegen hängender schwerer
Lasten erfolgt im allgemeinen mittels sogenannter Kran-Zeigerwaagen. Derartige Waagen
werden in den Lasthaken des Krans eingehängt und weisen an ihrer Unterseite einen
dem Lasthaken des Krans ähnlichen Haken zur Aufnahme der Last auf. Das Gewicht der
Last wird nach dem Anheben derselben durch einen Zeiger auf einer entsprechend ausgebildeten
Skala angezeigt.
-
Die Verstellung des Zeigers erfolgt im allgemeinen über einen Zahnstangentrieb,
der über mehrere Lastreduzierhebel mit dem Lasthaken der Waage gekoppelt ist. Die
je nach dem Aufbau mehr oder weniger zahlreichen Lastreduzierhebel der Waage wirken
dabei in der Weise zusammen, daß die am Lasthaken angreifende hohe Zugbelastung
am Ende des letzten Hebels, welcher über den Zahnstangentrieb die Zeigerverstellung
bewirkt, durch eine oder mehrere verhältnismäßig schwache Federn ausgeglichen werden
kann.
-
Bei den bekannten Waagen dieser Art bestehen die gelenkigen Verbindungen
bzw. Lagerungen der Lastreduzierhebel aus Schneiden und Pfannen. Bei Waagen, die
zum Wiegen schwerer Last in der Größenordnung von einigen Tonnen vorgesehen sind,
sind besonders die Schneiden und Pfannen des ersten Lastreduzierhebels, an denen
die Last unmittelbar angreift, einer so hohen Belastung ausgesetzt, daß sich nach
einer gewissen Zeit unweigerlich Abnutzungserscheinungen einstellen, die zu einer
Anzeigeungenauigkeit führen. Zur Abnutzung durch hohe Beanspruchung der Anlegestellen
infolge der Lasteinwirkung kommt noch die Abnutzung infolge von Erschütterungen,
die sich bei dem rauhen Betrieb von Kränen ebenfalls nicht vermeiden lassen.
-
Die Reparatur einer abgenutzten Gelenkverbindung ist an sich schon
umständlich und zeitraubend.
-
Die präzise Einstellung der erneuerten Teile erfordert jedoch einen
weiteren beträchtlichen Arbeitsaufwand dadurch, daß die genaue Einstellung meist
nicht auf Anhieb erreicht wird, so daß ein mehrfaches Einregulieren mit dazwischenliegendem
Ausprobieren der Waage notwendig wird.
-
Man ist daher schon dazu übergegangen, die empfindlichen Pfannen
und Schneiden von Waagen durch sich kreuzende biegsame Bänder zu ersetzen. So sind
bei einer bekannten Tafelwaage in der Mitte sowie an den beiden Enden des Waagebalkens
Aufhängungen vorgesehen, die aus je einem Paar senkrecht zueinander angeordneter,
verhältnismäßig dünner biegsamer Bänder unveränderlicher Länge bestehen. Die Länge
und die Befestigungsebenen der Bänder sind
so gewählt, daß bei einer Kippbewegung
des Waagebalkens die Schnittlinie jeweils zweier, bei unbelasteter Waage rechtwinklig
zueinanderstehender Bänderpaare nicht wandert. Eine derartige Schnittlinie stellt
eine Achse dar, um welche die Teile der Waage bei einem Ausschlag des Waagebalkens
zueinander verschwenkt werden. Der beschriebene Aufbau eignet sich jedoch nur für
Tafelwaagen mit einem Waagebalken und zwei Wiegeschalen zum Wiegen verhältnismäßig
kleiner Lasten. Eine Anwendung des Prinzips der gekreuzten biegsamen Bänder als
Lagerstellen von Zeigerwaagen für schwere Lasten, die mit Lastreduzierhebeln arbeiten,
ist nicht möglich.
-
Es sind jedoch auch Zeiger-Federwaagen bekannt, bei denen als Zugglieder
biegsame Bänder zur Verwendung kommen. Eine bekannte Waage dieser Art für hängende
Lasten weist einen vertikal beweglichen Lastaufnehmer auf, dessen lastabhängige
Bewegungen über ein Lastübertragungszugglied in Form eines biegsamen Bandes einem
an einer starren Platte der Wiegevorrichtung befestigten Lastreduzierhebel eine
Drehbewegung erteilen und von diesem über ein gegenüber dem Lastübertragungszugglied
an dem Lastreduzierhebel versetzt angeordnetes weiteres Zugglied eine mit einer
Lastausgleichsfeder verbundene Anzeigevorrichtung beaufschlagen.
-
Als Kran-Zeigerwaage für schwere Lasten ist eine derartige Waage
jedoch ungeeignet, da die Zugglieder
verhältnismäßig dünn sein
müssen, um den am Lastreduzierhebel vorgesehenen Kurvenflächen folgen bzw. an diesen
abrollen zu können. Auch führt infolge des Aufbaues der bekannten Waage der Lastaufnehmer
eine verhältnismäßig große lastabhängige Bewegung aus, was im Fall einer Kran-Waage
ebenfalls von Nachteil ist.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wiegevorrichtung für schwere hängende
Lasten zu schafen, deren Bauteile auch bei rauhem Betrieb praktisch keiner Abnutzung
unterliegen und bei welcher die Lastreduzierhebel in der Weise aufgehängt sind,
daß der Lastaufnehmer nur eine sehr kleine lastabhängige Bewegung ausführt.
-
Die Erfindung betrifft somit eine Wiegevorrichtung für hängende Lasten
mit einem vertikal beweglichen Lastaufnehmer, dessen lastabhängige Bewegungen über
ein Lastübertragungszugglied in Form eines biegsamen Bandes einem an einer starren
Platte der Wiegevorrichtung befestigten Lastreduzierhebel eine Drehbewegung erteilen
und von diesem über ein gegegenüber dem Lastübertragungszugglied an dem Lastreduzierhebel
versetzt angeordnetes weiteres Zugglied eine mit einer Lastausgleichsfeder verbundene
Anzeigevorrichtung beaufschlagen. Diese Wiegevorrichtung wird nun so ausgebildet,
daß erfindungsgemäß der Lastreduzierhebel über ein in seiner wirksamen Länge unveränderbares,
biegsames Lastkopplungszugglied, welches gegenüber dem Lastübertragungszugglied
versetzt angeordnet ist, mit der starren Platte der Wiegevorrichtung fest verbunden
ist, derart, daß das Lastkopplungszugglied und das ebenfalls in seiner wirksamen
Länge unveränderbare Lastübertragungszugglied durch die lastabhängigen Bewegungen
des Lastreduzierhebels federnd verbogen werden.
-
Dadurch, daß der Lastreduzierhebel über ein in seiner wirksamen Länge
unveränderbares, biegsames Lastkopplungszugglied, welches gegenüber dem Lastübertragungszugglied
versetzt angeordnet ist, mit der starren Platte der Wiegevorrichtung fest verbunden
ist und beide Zugglieder zwar federnd verbogen werden, ohne dabei jedoch wie bei
den bekannten Waagen Kurvenflächen folgen zu müssen, können die Zugglieder bei verhältnismäßig
kleinem Aufbau der Wiegevorrichtung äußerst stabil ausgebildet sein. Bei diesem
Aufbau ist es auch möglich, die Zugglieder in dicht beieinanderliegenden Ebenen
am Lastreduzierhebel angreifen zu lassen. Dies wiederum hat zur Folge, daß auch
die lastabhängige Vertikalbewegung des Lastaufnehmers gering ist.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß Schultern an den
Enden der Zugglieder in entsprechend ausgebildete Gegenschultern am Lastaufnehmer,
am Basisteil des Lastreduzierhebels und an der oberen Platte eingreifen.
-
Durch diese Ausbildung wird eine große Festigkeit vor allem desjenigen
Teiles der Wiegevorrichtung erreicht, an welchem die Last unmittelbar angreift.
Die zusammengreifenden Schultern und Gegenschultern bilden Anlagestellen, deren
Abnutzungsfestigkeit nahezu unbegrenzt ist.
-
Um die Auflageflächen für die am Lastreduzierhebel angreifenden Teile
der Wiegevorrichtung in einer für die Funktion der Vorrichtung zweckmäßigen Weise
zu verteilen, wird weiter vorgesehen, daß der I-förmig ausgebildete Lastreduzierhebel
aus einem langen Basisteil für die Zugglieder, einem
Hebelarm als Mittelsteg und
einem kurzen Querschenkel als Kopfstück besteht.
-
Dabei liegen die am Basisteil ausgebildeten Auflageflächen für die
Zugglieder in gegeneinander versetzten Vertikalebenen, von welchen die Auflagefläche
für das aufwärts gerichtete Lastkopplungszugglied am unteren Randabschnitt und die
Auflagefläche für das abwärts gerichtete Lastübertragungszugglied am oberen Randabschnitt
liegt.
-
Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß der Lastreduzierhebel bei
angehängter Last die zur Zeigerverstellung notwendige Kippbewegung ausführt.
-
Um in jeder Lage der Wiegevorrichtung eine Parallelführung des Lastaufnehmers
zum Rahmen der Vorrichtung sicherzustellen, sind Führungssäulen des Lastaufnehmers
an beiden Enden durch zwei waagerechte und parallel zueinander angeordnete Blattfedern
mit Säulen der Wiegevorrichtung verbunden.
-
Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel
erläutert. Bei dem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Schwerlast-Wiegevorrichtung,
die von einem Kran getragen wird und das Gewicht der Last anzeigt, das in der Größenordnung
von einigen Tonnen liegen kann.
-
In den Zeichnungen stellt dar F i g. 1 einen senkrechten Schnitt
durch die Wiegevorrichtung, Fig.2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,
F i g. 3 die Wiegevorrichtung in der Rückansicht, Fig.4 die Wiegevorrichtung mit
einem Teil des Anzeigemechanismus in der Vorderansicht und F i g. 5 in perspektivischer
Darstellung die Lastreduzierhebel der Vorrichtung, die annähernd in ihrer wirklichen
Stellung zueinander dargestellt sind.
-
Wie aus den Figuren zu entnehmen ist, besteht die Vorrichtung aus
einem offenen kastenförmigen Rahmen, der mit einer oberen und unteren schweren Platte
versehen ist. Diese sind mit 1 bzw. 2 bezeichnet. Sie sind mit Abstand voneinander
starr durch die vorderen und rückwärtigen vertikalen Säulen oder Streben 3 a bzw.
3b verbunden. Die obere Platte 1 trägt auf ihrer Oberseite den aufwärts gerichteten
Bock mit einem Auge 4 zur Aufnahme des Bügels 50, der vom Kran getragen wird.
-
Die Last wird von dem lotrecht beweglichen Lastaufnehmer 5 aufgenommen,
der aus einem Gußstück mit dem zentrisch hervorstehenden Hals 6 besteht.
-
Dieser Hals, welcher in seiner VerIängerung den teilweise dargesteIlten
Haken7 zum Anhängen der Last trägt, greift durch eine in der unteren Rahmenplatte
2 vorgesehene Durchgangsbohrung. Das den Lastaufnehmer 5 biIdende Gußstück weist
an seinem Oberende eine bogenförmig ausgebildete aufrecht stehende Wandung 8 (Fig.
2) auf. Die zwei diametral ausgerichteten Endteile 9 dieser Wandung haben vertikale
Seitenflächen, die zur Bildung von Widerlagern oder Gegenschultern 10 stufenförmig
abgesetzt sind. An jedem dieser Endteile 9 ist mittels der Schrauben 11 ein aufwärts
gerichtetes flaches Lastübertragungszugglied 12 starr befestigt, dessen unteres,
verstärktes Ende die Schulter 13 aufweist, welche an der ihr zugeordneten Gegenschulter
10 anliegt, so daß die am LastaufnehmerS angreifende Last unmittelbar auf das Lastübertragungszugglied
12 einwirkt, ohne daß eine unerwünscht hohe Belastung der Schrauben 11 erfolgt.
-
Die oberen Enden des Lastübertragungszuggliedes 12 sind mittels der
Schrauben 18 an eine entsprechend ausgebildete Anlagefläche des starren, sich quer
erstreckenden I-förmigen Lastreduzierhebels 15, 16, 17 fest angezogen. Der Mittelsteg
16 dieses Hebels dient als Hebelarm 16, während an dem als Querschenkel ausgebildeten
Kopfstückl7 und dem Basisteil 15 weitere Bauelemente befestigt sind (Fig. 5). So
sind am Basisteil 15 des Lastreduzierhebels zwischen den oberen Enden der beiden
das Lastübertragungszugglied 12 bildenden Stangen mittels der Schrauben 19 die unteren
Enden zweier weiterer flacher Stangen befestigt, welche das Lastkopplungszugglied
20 bilden und mit ihrem Kopf an der oberen festen Plattel des Rahmens starr verankert
sind. Der Lastaufnehmer 5 ist demnach über das Lastübertragungszugglied 12, den
Lastreduzierhebel und das Lastkopplungszugglied 20 mit der oberen Platte 1 des Rahmens
verbunden.
-
Zur Vermeidung einer unerwünscht hohen Belastung der Befestigungsschrauben
18 und 19 sind die oberen und unteren Enden der Zugglieder 12 bzw. 20 verstärkt
und bilden die Schultern 21 und 22, welche an den Gegenschultern 23 und 24 anliegen,
die wiederum unmittelbar am Basisteil 15 des Lastreduzierhebels vorgesehen sind.
Dadurch ergibt sich eine Anbringungsart ähnlich der vorher beschriebenen Anbringung
des Lastübertragungszuggliedes 12 am Lastaufnehmer 5. In ähnlicher Weise weisen
die oberen Enden des Lastkopplungszuggliedes 20 die Schultern 33 auf, welche an
der Gegenschulter 34 der oberen Rahmenplatte 1 anliegen.
-
Wie F i g. 1 erkennen läßt, liegen die Anlageflächen des Basisteils
15 für das Lastübertragungszugglied 12 und das Lastkopplungszugglied 20 in verschiedenen
Vertikalebenen. Wird nun an den senkrecht beweglichen Lastaufnehmer5 eine Last angehängt,
so bildet der waagerechte Abstand der Anlageflächen des Lastübertragungszuggliedes
12 und des Lastkopplungszuggliedes 20 am Basisteil 15 den kurzen Hebelarm des Lastreduzierhebels,
so daß dieser eine Kippbewegung ausführt, wobei die Zugglieder 12 bzw. 20 eine geringfügige
Durchbiegung erfahren. Der Hebelarm 16 ist jedoch im Vergleich zu dem Abstand der
Anlageebenen der Zugglieder 12 bzw. 20 wesentlich länger. Die Drehkraft, die durch
die einwirkende Last auf den Lastreduzierhebel ausgeübt wird, kann somit durch eine
viel geringere Gegenkraft ausgeglichen werden, welche am Kopfstück 17 des Lastreduzierhebels
anzusetzen ist. Die versetzt zueinander angeordneten Zugglieder 12 und 20 sind daher
in Verbindung mit dem Lastreduzierhebel als erste Lastreduzieranordnung anzusehen.
-
Es sei darauf hingewiesen, daß das abwärts gerichtet Lastübertragungszugglied
12 oberhalb des aufwärts gerichteten Lastkopplungszuggliedes 20 am Basisteil 15
des Lastreduzierhebels angreift, so daß beim Winkelausschlag desselben beim Anhängen
einer Last der Versetzungsabstand der Zugglieder 12 und 20 größer wird. Infolge
konstanter Zugkräfte in den Zuggliedern wird die ausgeübte Drehkraft größer werden
und so der Steifheit der Zugglieder 12 und 20 entgegenwirken.
-
Zum Zwecke der weiteren Reduzierung der zum Auswiegen der Last erforderlichen
Gegenkraft ist das äußere Kopfstück 17 des Hebelarmes 16 des Lastreduzierhebels
mit einer zweiten Lastreduzieranordnung gekuppelt, welche im Prinzip der zuvor be-
schriebenen
ähnlich ist. So ist an der Endfläche des Kopfstückes 17 ein Satz aufwärts gerichteter
Blattfedern 25 befestigt, welche aus Federstahlstreifen gebildet sind. Zweckmäßigerweise
sind vier derartige Blattfedern vorgesehen, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Sie
erstrecken sich Seite an Seite in derselben, im wesentlichen vertikalen Ebene. Ihre
oberen Enden sind an der Endfläche eines Blockes 27 befestigt, welcher die Basis
eines zweiten Lastreduzierhebels bildet und mit welchem ein sich horizontal erstreckender
Betätigungshebelarm 28 verbunden ist, dessen freies Ende 30 mit einer Federauswiegevorrichtung
und einem eingebauten Anzeigemechanismus verbunden ist.
-
Der Betätigungshebelarm 28 und der Block 27 werden durch einen Satz
oberer Blattfedern 29 gehalten, welche ebenfalls die Form von Federstahlstreifen
aufweisen, wobei deren untere Enden an der Endfläche des Blockes 27 anliegend befestigt
und deren obere Enden am festen Rahmenteil 26 verankert sind. Letzteres ist wiederum
an der oberen Platte 1 befestigt. Die oberen Blattfedern 29 sind seitlich zueinander
ausgerichtet und paarweise zu beiden Seiten der unteren Blattfedern 25 angeordnet
(Fig. 3). Die Blattfedern 29 sind jedoch zu den unteren Blattfedern 25, mit denen
sie durch den Block 27 gelenkig verbunden sind, versetzt, so daß sie am Block 27
in einer Ebene angreifen, welche zu der Ebene, in welcher die unteren Blattfedern
25 wirken, parallel um einen vorbestimmten Abstand versetzt ist. Wenn diese unter
der Wirkung der Last auf Grund der ersten Lastreduzieranordnung abwärts gezogen
werden, wird eine Drehkraft auf den zweiten Lastreduzierhebel bzw. den Hebelarm
28 ausgeübt, die zu einem Winkelausschlag desselben im Uhrzeigersinn gemäß F i g.
1 führt. Auch hierbei ist der Abstand, um welchen die oberen Blattfedern 29 dieser
zweiten Lastreduzieranordnung zu den unteren Blattfedern 25 versetzt sind, klein
im Verhältnis zur Länge des Betätigungshebelarmes 28. Auf diese Weise kann die Drehkraft,
die durch die Zugkräfte in den Blattfedern 25 und 29 ausgeübt wird, durch eine verhältnismäßig
kleine Kraft ausgeglichen werden, die an dem Ende 30 des Hebels 28 angreift.
-
Wie aus F i g. 5 zu erkennen ist, hat der Hebelarm 28 einen Verbundaufbau,
wobei (vgl. Fig. 4) das gegabelte Außenende 30 unmittelbar mit den unteren Enden
der zwei hängenden Schraubenzugfedern 31 verbunden ist, welche die Federauswiegevorrichtung
bilden. Die oberen Enden der Federn 31 sind mittels einer Einstellvorrichtung 32
mit dem festen Rahmenteil 39 verbunden. Infolge des mittels der Lastreduzieranordnungen
erhaltenen Hebelübersetzungsverhältnisses kann die durch die Federn31 aufgebrachte
Ausgleichskraft verhältnimäßig schwach sein, beispielsweise zum Ausgleich einer
Last von mehreren Tonnen in der Größenordnung von einigen Kilogramm liegen.
-
Unter Berücksichtigung des Hebelübersetzungsverhältnisses der Lastreduzieranordnungen
ist die Bewegung des Außenendes 30 des Betätigungshebelarmes 28 wesentlich größer
als die des Lastaufnehmers 5. Bei dieser Ausführungsform genügt eine Bewegung des
Lastaufnehmers um einige Hundertstelmillimeter, um einen relativ großen Ausschlag
des Hebelarmes 28 zu erzielen. Die untere Fläche des den Lastaufnehmer 5 bildenden
Guß stückes mit dem Hals 6 braucht daher von der Fläche der unteren
Rahmenplatte
2 lediglich durch einen kleinen Spielraum getrennt zu sein. Gemäß Fig. 1 ist in
diesen Zwischenraum ein zusammendrückbarer Ring 35 eingelegt, welcher eine übermäßige
Verschiebung durch eine Überlast verhütet. Er sorgt somit dafür, daß an dem Wiegemechanismus
keine Schäden verursacht werden können.
-
Der Lastaufnehmer 5 ist parallel zum Rahmen der Wiegevorrichtung
geführt, und zwar mittels zweier mit vertikalem Abstand voneinander angeordneter
paralleler Blattfedern 36 gleicher Länge. Diese sind mit ihrem einen Ende an den
Rahmensäulen oder -streben 3 b und mit ihrem anderen Ende an den starren senkrechten
Führungssäulen 37 des Lastaufnehmers befestigt.
-
Der Anzeigemechanismus besteht aus dem drehbar angeordneten Zeiger
40, der sich über die kreisförmige, mit Gradeinteilung versehene Skala 41 bewegt
und durch eine Zahnstangengefriebeanordnung betätigt wird. Mit dem Außenende 30
des Betätigungshebelarmes 28 ist die aufrecht stehende, eine Verzahnung 43 aufweisende
Stange 42 gekuppelt, wobei die Verzahnung mit dem Ritzel 44 auf der den Zeiger 40
tragenden Welle 45 zusammenwirkt.
-
Wie aus F i g. 4 zu entnehmen ist, weist das untere Ende der Zahnstange
42 einen V-förmigen Schlitz 46 auf, in welchen ein Stift 47 eingreift. Dieser Stift
wird von einem Querträger 48 getragen, welcher an dem gegabelten Ende 30 des Hebelarmes
28 angebracht ist.
-
Eine am Querträger 48 verankerte und mit dem unteren Ende der Zahnstange
42 verbundene Feder 49 hält den Stift 47 normalerweise im Eingriff mit der Biegung
oder dem Knick des Schlitzes 46. Im normalen Betrieb bleibt die Stellung zwischen
Stift 47 und Schlitz46 unverändert, so daß die Zahnstange 42 ständig der Auf- und
Abbewegung des Endes des Hebelarmes 28 folgt. Im Fall einer plötzlichen Stoßbelastung
der Vorrichtung wird die Rückhaltewirkung der Feder 49 überwunden, und der Stift
47 gleitet an den geneigten Seiten des Schlitzes 46 auf oder ab, so daß eine Übertragung
von Stoßkräften auf den Anzeigemechanismus, die einen Schaden verursachen könnte,
verhindert wird.