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Wiegevorrichtung, insbesondere für Gabelstapler, mit einem einseitig
abgestützten Lastträger Die Erfindung betrifft eine Wiegevorrichtung, insbesondere
für Gabelstapler, mit einem einseitig abgestützten, rechtwinkligen Lastträger, dessen
Formänderungen mit elektrischen Dehnungsmeßstreifen bestimmbar sind, und einem zum
horizontalen Teil des Lastträgers parallel verlaufenden, mit dem Lastträger nur
an dem nicht abgestützten Ende starr verbundenen Lastaufnehmer.
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Bei derartigen Vorrichtungen ist das Meßergebnis abhängig von dem
horizontalen Abstand des Lastangriffspunktes auf dem Lastträger von der Abstützungsstelle
bzw. dem Anbringungsort der Dehnungsmeßstreifen, da hierdurch die die Formänderung
hervorrufende Momentenwirkung beeinflußt wird. Bei bekannten Vorrichtungen wird
der Einfluß durch besondere konstruktive Führungsmaßnahmen ausgeschaltet, welche
jedoch - insbesondere, wenn hohe Meßgenauigkeit und Stabilität gefordert werden
-sehr aufwendig sind, und eine für viele Zwecke nicht geeignete Baugröße bedingen.
Die Erfindung bezweckt, eine die Nachteile der bekannten Vorrichtungen vermeidende
Wiegevorrichtung zu schaffen, die bei hoher Genauigkeit und Robustheit wirtschaftlich
hergestellt und unterhalten werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß
am Lastträger nahe der Verbindungsstelle mit dem Lastaufnehmer ein oder mehrere
Dehnungsmeßstreifen angeordnet sind, durch welche die infolge nicht mittig an dem
Lastaufnehmer angreifenden Lasten hervorgerufene Momente meßbar und zur Kompensation
für die an dem Lastträger in an sich bekannter Weise nahe der einseitigen Abstützung
angeordneten Dehnungsmeßstreifen heranziehbar sind.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Meßwert
der an der Verbindungsstelle an oder nahe der Ober- bzw. Unterseite des Lastträgers
befestigten Dehnungsmeßstreifen mit dem Meßwert der oben bzw. unten an dem Lastträger
an der Abstützstelle angeordneten Dehnungsmeßstreifen zusammensetzbar, derart, daß
dem in einem Zweig der Kompensationsmeßbrücke liegenden oberen Dehnungsmeßstreifen
in dem benachbarten Zweig der Meßbrücke der an der gleichen Meßstelle liegende untere
Dehnungsmeßstreifen entgegengeschaltet ist.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Meßwert
der an der Verbindungsstelle an oder nahe der Ober- bzw. Unterseite des Lastträgers
befestigten Dehnungsmeßstreifen mit dem Meßwert der oben bzw. unten an dem Lastträger
an der Abstützstelle angeordneten Dehnungsmeßstreifen zusammensetzbar, derart, daß
der in einem Zweig der Kompensationsmeßbrücke liegende obere Deh-
nungsmeßstreifen
mit dem an der anderen Meßstelle liegenden unteren Dehnungsmeßstreifen in dem gleichen
Zweig der Meßbrücke in Reihe schaltbar ist.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ragt der Lastaufnehmer
in eine Aussparung des Lastträgers berührungslos hinein, derart, daß die zu messende
Last nur auf der oberen Fläche des Lastaufnehmers über der oberen Fläche des Lastträgers
ruht.
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Schließlich ist es gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung
noch vorteilhaft, wenn der Lastträger seitliche, mit Verschlüssen versehene Aussparungen
besitzt, an deren Boden- und Deckenfläche die Dehnungsmeßstreifen angebracht sind.
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Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen
für Gabelstapler erläutert. In den Zeichnungen stellen dar Abb. 1 einen Seitenriß
eines Gabelstaplers mit der nachfolgend erläuterten Wägeanordnung, A b b. 2 in vergrößerter
Darstellung einen Zinken der Gabel nach Abb. 1, Ab b. 3 eine Schnittdarstellung
nach der Linie A-A gemäß Abb. 2, A b b. 4 eine Ausführungsform mit gegenüber dem
Beispiel der Abb. 1 bis 3 veränderter Anordnung der Meßstreifen, A b b. 5 ein Prinzipschema
der Anordnung.
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Eine bekannte, L-förmige Staplergabel 1 ist an einem Traggestell
2 gelagert, das auf bekannte Weise
an einem Ständer3 vertikal geführt
ist. Die Gabel besitzt ein Paar horizontale, zueinander parallele Zinken 4.
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Die Lasten auf den Zinken werden durch Messen der von ihnen in den
Zinken verursachten Materialbeanspruchung verzogen. Um dies zu erreichen, sind D
ehnungsmeßstre'ifen beliebiger Art vorgesehen, vorzugsweise elektrische Widerstands-Meßstreifen,
wie sie mit 5, 5' und 6,6' am Gabelzinken 4 in Abb. 2 bis 5 und mit 7, 7'- -am vertikalen
Schenkel8 der Gabel 1 beziffert sind.
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Jeder Zinken 4 besteht aus einem länglichen Lastträger 9, der frei
tragend vom vertikalen Schenkel 8 aus nach vorn ragt,sowie einem im wesentlichen
parallel zum Lastträger 9 verlaufenden, frei tragenden und die Last aufnehmenden
Teil 10, der bei 11 über die Nase 12 mit dem - Lastträger 9 starr verbunden ist.
Der Lastträger 9 besitzt eine Aussparung 13 (A b b. 3), die sich vom Schenkel 8
bis zu einem Punkt nahe der Nase-12 ausdehnt. Die obere Fläche des Lastaufnehmers
10 ist über dem Lastträger 9 angeordnet, so daß die gesamte Last auf den letzteren
nur über die starre Werbindung 11 übertragen wird.
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Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß die Belastung des Lastträgers
9 immer an derselben Stelle erfolgt und somit der Abstand des Lastangriffes vom
Ort der Dehnungsmeßstreifen 6, « nahe der Abstützstelle des Lastträgers 9 als konstant
berücksichtigt werden kann. Es bleibt lediglich noch der Einfluß des Moments zu
kompensieren, das durch Einwirken der Last auf den Lastaufnehmer 10 außerhalb der
Stelle 11 entsteht. Hierzu sind die Dehnungsmeßstreifen 5, 5' vorgesehen, die diesen
Einfluß auf die Dehnung bzw. Stauchung des Lastträgers 9 abhängig von der Größe
und Richtung des Moments ermitteln.
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Durch Einfügen dieser Dehnungsmeßstreifen in eine entsprechende Kompensationsschaltung
kann der Einfluß sodann eliminiert werden.
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Die Meßstreifenbefestigung an den Zinken 4 erfolgt derart, daß die
Streifen möglichst vollkommen gegen Beschädigung geschützt sind. Hierzu sind in
den Seitenwänden der Zinken - vorzugsweise zu beiden Seiten - Aussparungen 14 (A
b b. 2, 3) vorgesehen, deren Decken und Böden zur Erzielung eines guten Meßeffektes
verhältnismäßig dünn sind.
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An diesen Stellen sind die Meßstreifen befestigt und die Aussparungen
mit einem geeigneten Verschluß 15 verschlossen, der mit Dichtungsringen versehen
sein kann. Die Meßstreifen können aber auch - wie in Ab b. 4 dargestellt - direkt
auf den unteren und oberen Flächen des Lastträgers 9 angebracht sein und zweckmäßigerweise
mit einer geeigneten Abdekkung geschützt werden.
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Die vertikale Höhe der gesamten Einrichtung wird dadurch auf ein
Minimum beschränkt, daß der lastaufnehmende Teil 10 in einer Aussparung 13 des Lastträgers
9 angeordnet wird, wobei er jedoch genügend hoch über die obere Fläche des Teils
9 hinausragen muß, um zu verhüten, daß die Last mit diesem in Berührung kommt. Der
lastaufnehmende Teil 10 kann mit seiner oberen Fläche die gesamte Breite des Zinkens
4 einnehmen, um so einen weitgehenden Schutz für die Meßstreifen auf der oberen
Fläche des Lastträgers 9 zu bieten, wenn diese, wie in Ab b. 4 dargestellt, direkt
auf der oberen Fläche des Lastträgers 9 angebracht sind. Der lastaufnehmende Teil
10 kann weiterhin mit einem nach oben gebogenen inneren Ende 20 ausgebildet sein,
um zu
verhüten, daß die Last gegen den vertikalen Teil 8 der Gabel gedrückt wird
und sich infolge reibender Berührung zwischen dem Teil 8 und der Last Ungenauigkeiten
bei der Wägung ergeben.
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Zur Erläuterung der Kraftverhältnisse bei der beschriebenen Vorrichtung
dient A b b. 5. In dieser schematischen Darstellung ist der lastaufnehmende Teil
10 fest bei 11 am Lastträger 9 befestigt. Ganz gleich, wo die Last zwischen den
beiden Extremen L und L1 aufgebracht wird, wird sie immer auf denselben Punkt außerhalb
der Meßstellen der beiden Meßstreifensätze 5, 5' und 6, 6' übertragen, so daß eine
gleichbleibende maximale Empfindlichkeit der Meßstreifen, vollkommen unabhängig
von der Lage der Last, gewährleistet ist. Unter der Voraussetzung, daß der Abstand
der Dehnungsstreifen 5, 5' von der Stelle 11 klein gegenüber dem Abstand zwischen
den Dehnungsmeßstreifen 6, 6' und 5, 5' ist, gelten folgende Betrachtungen: Eine
bei 11 angreifende Last bewirkt eine Biegung des Lastträgers 9 nach unten.
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Demzufolge wird von den am Ort größter Biegung angeordneten Dehnungsmeßstreifen
6, 6' der unten liegende Dehnungsmeßstreifen 6' auf Stauchung, der oben liegende
6 auf Dehnung beansprucht. Die Dehnungsmeßstreifen 5, 5' werden praktisch nicht
beeinflußt. Unter Berücksichtigung des Abstandes der Dehnungsmeßstreifen 6, 6' vom
Punkt 11 ist die in diesen Dehnungsmeßstreifen erzeugte Meßgröße ein Maß für die
Größe der Last.
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Greift nun die Last bei L an, so entsteht durch den Abstand zwischen
L und Punkt 11 ein rechtsdrehendes, und im Falle eines Lastangriffs bei L1 ein linksdrehendes
Moment. Durch das erstgenannte Moment wird die Dehnung nahe der oberen und die Stauchung
nahe der unteren Fläche des Lastträgers 9 erhöht bzw. im Falle eines Lastangriffs
bei L1 vermindert. Das Moment verursacht jedoch auch ein Ansprechen der Dehnungsmeßstreifen
5,5', deren oberer, 5; auf Dehnung bzw. Stauchung und deren unterer, 5', auf Stauchung
bzw. Dehnung anspricht.
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Durch eine entsprechende Einfügung der Dehnungsmeßstreifen 5, 5' und
6, 6' in eine Kompensationsschaltung ist folglich der Einfluß des Momentes zu eliminieren.
Hierzu werden beispielsweise sowohl die unteren 5', 6' als auch die oberen Dehnungsmeßstreifen
5 und 6 gegeneinander oder aber der untere Dehnungsmeßstreifen 5' mit dem oberen
Dehnungsmeßstreifen 6 und der obere Dehnungsmeßstreifen 5 mit dem unteren Dehnungsmeßstreifen
6' in Reihe geschaltet. Bei beiden Schaltungen wird der an der Meßstelle der Dehnungsmeßstreifen
6, 6' in bekannter Weise ermittelte Wert um den an der Meßstelle der Dehnungsmeßstreifen
5, 5' ermittelten Wert vermindert bzw. erhöht.