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Überlästsicherung für Krane, Hebezeuge oder dergleichen Sei der dachfolgend
beschriebenen Erfindung handelt es sich um eine direkt messende Vorrichtung einen
Lastmomentes, im einzelnen auch um eine direkte Kraft- bzwa Gewichtsmessung, die
in geeigneter Verbindung mit elektrischen, optischen oder akustischen Einrichtungen
zur Begrenzung von Lastmomenten und Lastgewichten bei Kranen insbesondere mit veränderlicher
Ausladung und Auslegerlänge oder dergl. Anwendung finden-kann. Das tatsächliche
Lastmoment ergibt sich nicht allein aus der Grösse der Last und dem Abstand dieser
Last vom Kipp-Punkt oder auch Drehmittelpunkt einer Krananlage. Vielmehr spielt
z,B, auch die Länge des Auslegers wegen seines Gewichtes und der Windangriffsfläche
eine Rolle. Häufig kann die Auslegerlänge dem jeweiligen Verwendungszweck durch
Hinzufügen oder Wegnehmen von Zwischenstücken bzw. teleskopartige Verschiebung verändert
werden, Dadurch .ändert sich auch das "zulässige Lastmoment°', unter dem im allgemeinen
lediglich das Produkt aus Last und Hebelarm verstanden wird, Eine Krananlage soll
möglichst optimal ausgenutzt werden können, ohne dass für die verschiedenen Betriebszustände
(Änderung von Ausladung, Auslegerlänge und Gegengewicht) die Betriebssicherheit
eingeschränkt wird, indem etwa der Kranführen dadurch überfordert wird, weil er
während der Arbeit auf zu viele technische Einzelheiten achten muse. Andererseits
ist in vielen Fällen das Gewicht der zu hebenden Last nicht genau bekennt.
Es
sind Überlastsicheruugen bekannt, bei denen beispielsweise ._
sogenannte Kurvenscheiben verwendet werden, die die zu jeder
Ausladung
zugeordnete maximal zulässige Last anzeigen, die aber
bei Änderung
der Auslegerlänge oder des Gegengewichtes ausge-
tauscht werden müssen.
Hier besteht die Gefahr des Verwechselns oder Vergessens, ausserdem wird
der Betriebsablauf gestört.
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Die Messung
des Lastmomentes erfolgt meist über das Hub-
oder
Auslegerseil. Es ist auch bekannt, dass das Lastmoment durch
Messeinrichtungen
ermittelt wird, die zwischen dem Kranober-
wagen und dem an ihm befestigten
drehbaren Teil eines Dreh-
| kranzes angeordnet siv.ä. Hier sind zusätzliche konstruktive |
| Massnahmen erforderlich, die bei Neuanlagen einen erheblichen |
| A;3.fwari erfordern, be# `:>estehenden Anlagen im allgemeinen
nicht |
| nachtgäglici !.=Iagehaub werden können. |
Es können auch Überlastungen
einzelner Konstruktionsteile da-
durch
eintreten, dass das Gewicht einer angehängten Last zu
gross ist, ohne dass
jedoch das zulässige Lastmoment überschrit-
ten wird. Neben der Begrenzung
des Lastmomentes ist daher zur
vollständigen Sicherung einer Kran- oder sonstigen
Hubanlage
auch eine Lastbegrenzung erforderlich. Die bisher bekannten
Überlastsicherungen
beschränken sich-aber
überwiegend auf die
Begrenzung
des Lastmoments. Des
weiteren setzen die meisten
bisher bekannten Überlastsicherungen
den theoretischen Fall
einer horizontalen Unterlage des Kranes voraus.
Der Hebelarm
für Eigengewicht und Last ändert sich aber bei geneigtem Unter-
grund
oder wenn dieser etwa auf der Lastseite durch die Bela-
stung nachgibt, ohne
dass die Ausladung des Auslegers geändert
wird. Selbst eine geringe Abweichung
von der Horizontalen spielt
aber besonders bei grossen Auslegerlängen und
gleichzeitig ge-
ringer Abstützbasis
eine u.U.
entscheidende
Bolle. Dieser Nach-
teil wird durch die hier beschriebene Erfindung vermieden,
indem
die Schwerpunktsveränderungen
unabhängig von der Ursache der
Lageveränderung
(Änderung
der Ausladung oder geneigte Stellung
der Krananlage gemessen
und auf die Instrumente übertragen werden.
Die meisten, bereits bekannten
Überlastsicherungen
lassen auch
den Einfluss der Windbelastung
unberücksichtigt,
was sich -
ins-,
besondere bei sehr grossen Auslegerlängen,
- nachteilig auswirken
kann, Auch dieser Nachteil wird durch
die Erfindung
behoben.
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Bei der Erfindung handelt es sich um eine, direkt im Drehkranz eingebaute
Messeinrichtung, wobei die Meerwerte auf elektrischem Wege auf-Anzeigegeräte
übertragen werden, die bei Erreichen des
zulässigen Lastmomentes bzw. des
zulässigen Lastgewichte entsprechende Warneinrichtungen und Schalter auslösep,wodurch
ein Überschreiten der zulässigen Werte verhindert wird. Weiterhin
können
erfindungsgemäss die Warn- und Schaltpunkte des Anzeigegerätes durch
einfaches Umschalten deni meist veränderbaren zulässigen Lastmoment- und
Lastgewichtewerten, z.B, bei Änderung der Aus-
legerlänge, des Gegengewichte,
zusätzliche Abstützungen usw., angepasst werden.
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Figur 1 zeigt den Schnitt durch einen üblichen Kugeldrehkranz, , wobei
mit den Schrauben 1 der eine Drehring am Unterwagen, mit den Schrauben 2 der-andere
Drehring am drehbaren Oberwagen befestigt ist. Erfindungsgemäss
sind einzelne Schrauben 2 etwa
mit Dehnnesetreifen 9 versehen, die
in an sich bekannter Weise
die Belastung der Schrauben
in elektrische Werte umwandeln. Da
die Laatmomentenebene
die durch die Auslegerspitze 7 und den Dreh-
kranzmittelpunkt 8
gelegte Ebene darstellt,: genügt es praktisch,
nur die beiden Schrauben
3 und 4 mit DMS 9 zu versehen, die sich auf dem durch diese Ebene gekennzeichneten-Durchmesser
des Drehkranzea befinden, s.Fig, 2,
Die durch Eigengewicht des Oberwagens,
Last und Winddruck hervor-
gerufenen Kräfte. F3 und F4 in den beiden
Schrauben 3 und 4 lassen sich errechnen, aber auch am Objekt experimentell
ohne grö-ßeren Aufwand ermitteln und - was bei der hier erläuterten Erfindung
ein weiterer Vorteil ist - die Meas- und Warnanlage kann ebenfalls auf einfache
Weise geeicht bzw. nachgeeicht und somit
jederzeit, etwa täglich, auf ihre Betriebssicherheit
überprüft werden.
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Die bei der Montage des Drehringes erzeugten Vorspannungen in den
zur Messung vorgesehenen Schrauben (3 und 4) können im Mess-und Anzeigegerät durch
eine veränderliche "Nullpunktstellung" ausgeglichen werden.
Die
den Kräften F3 und F4 analogen Messwerte werden beispiels-
weise
über eine Wheatetonesche Messbrücke auf ein Anzeigegerät
übertragen,
das dem Kranführer den jeweiligen Belastungszustand
anzeigt
und das bei Erreichen des (der) zulässigen Grenzwertes
entsprechende elektrische
Impulse auslöst, die in an sich be-
kannter Weise das Hub- bzw. Auslegereinziehwerk
im Hubsinne der
Last bzw. Senksinne des Auslegers (Vergrösserung
der Ausladung)
abschalten.
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Erfindungsgemäss können anstelle der an den Schrauben
3 und 4
angebrachten DMS gleiche oder ähnliche Messeinrichtungen
im Be-
reich dieser Schrauben eingebaut werden, die die Kräfte zwischen
Drehring
und Aufbau messen,
Erfindungsgemäss können auch die den Befestigungsschrauben
3 und 4
jeweils benachbarten Schrauben in die Messung mit einbezogen wer-
den,
wobei durch entsprechende elektrische Schaltung ein Mittel-
wert auf
das Anzeigegerät übertragen wird.
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Erfindungsgemäss können auch die in den um 9o o versetzt angeord- neten
Schrauben 5 und 6 auftretenden Kräfte auf ein Anzeigegerät
mit
Abschalteeinrichtungen,übertragen werden, sofern die Einsatz-
und Arbeitsverhältnisse
der Krananlage dies sinnvoll erscheinen
lassen.
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Der Erfindungsgegenstand kann ohne wesentliche Urbauarbeiten
auch
nachträglich in bestehende Anlagen eingebaut werden.
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Schliesslich lassen sich die DMS erfindungsgemäss in Krananlagen
einbauen,
bei denen sich der Oberwagen nicht auf einer Kugeldreh-
kranz dreht, sondern
sich auf Rollen auf den Untervagen abstützt, indem die DMS
auf Ober- und Unterseite der Rollenbolzen angebracht
werden und damit das
Biegmoment der Bolzen messen, das ein Mass
für die Druckbelastung der Rollen
und damit das Lastmoment er-
gibt, Sind die Rollenböcke am Oberwagen angeschraubt,
so werden
zweckmässigerweise diese Schrauben zur Kraftmessung mit
DMS oder
ähnl, ausgestattet,
Der Erfindungsgegenstand ist auch geeignet,
das Gewicht einer an-
gehängten Last, auch bei veränderlicher Ausladung direkt
zu messen. Zu diesem Zweck werden an den Schrauben 3 und 4 die bereits ange-
brachten
oder zusätzliche Dehnmeßstreifen oder ähnle ange-
brachte die zweckmässiger-Weise
auf ein 2. Messgerät die Diff erenzbelastungen F%4 - F$3 übertragen. Dieses
Messgerät wird
derart justiert, dann es in unbelastetem
Zustand der Hubanlage
den Wert Null anzeigt wodurch das Gewicht einer angehängten
Last
unabhängig von der Auslegerstellung und - was besonders wesent-
lich
ist - auch unabhängig vom Winddruck direkt gemessen wird.
Bei Erreichen
der zulässigen Höchstlast kann das Hub-' gegebenen-
falls auch das Auslegereinziehwerk
in gleicher Weise abgeschal-
tet werden, wie dies zuvor beschrieben wurde.
Damit kann sowohl
das Gewicht einer Last gemessen also gewogen worden,-als
auch
eine Überlastung durch das Gewicht einer Last vermieden werden.
Gerade
diesem fetzten Punkt tragen fast alle bisher bekannten Überlastsicherungen nicht
Rechnung, da diese vorwiegend das Last-moment, nicht aber gleichzeitig die Last
selbst berücksichtigen.