DE1810641A1 - Vorrichtung zum Messen der vom Lastmoment am Ausleger herruehrenden Kraft am Wippzylinder eines Teleskopkranes - Google Patents

Description

• Beschreibung zu der Patentanmeldung Vorrichtung zum Messen der vom Lastmoment am Ausleger herrührenden Kraft am Wippzylinder eines Teleskopkranes.
• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der vom Moment um den Fußpunkt des Auslegers herrührenden Kraft am Wippzylinder eines Teleskopkranes mit einem Kraftmeßgeber, wobei sich dieses Drehmoment (im folgenden Auslegermoment genannt) aus dem Lastmoment und dem Gewichtsmoment des Auslegers zusammensetzt.
• Bei eimer bekannten derartigen Vorrichtung wird die Kraft auf den Wippzylinder über eine Messung des Druckes im Druckmittel des Wippzylinders crfaßt. Bei gleichbleibendem Moment ändert sich Jedoch die Kraft im Wippzylinder mit einer änderung des Auslegerschwenkwinkels, so daß das Meßergebnis verfälscht wird.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine yorrichtung der oben genannten Art zu schaffen, mit der unabhängig vom Auslegerschwenkwinkol stets eine dem Auslegermoment proportionale Kraft gemessen werden kann.
• Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß sie an einem der für die Anlenkung des Wippzylinders vorgesehenen Gelenke angeordnet ist und daß der Kraftmeßgeber zum Messen der Kraft in einer Ebene ausgerichtet ist, die den betreffenden Anlenkpunkt enthält und auf der die Verbindungsstrecke zwischen den Mi:telpunkten der Gelenke, zur Anlenkung des Auslegers am Unterbau und des Wippzylinders am Ausleger bzw. die Verbindungsstrecke zwischen den Mittelpunkten der Gelenke zur Anlenkung des Auslegers und des Wippzylinders am Unterbau senkrecht steht.
• Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß als Kraftmeßgeber Dehnmeßstreifen vorgesehen sind, die am Umfang eines der den Gelenken zugehörigen mit dem Ausleger bzw. mit dem Unterbau festen Anlenkbolzens in gleichen Abständen von der Ebene aufgeklebt sind.
• Mit einer Vorrichtung nach der Erfindung wird in den Dehnmeßstreifen der größte Meßeffekt bei größtem Hebelarm der auf den Wippzylinder wirkenden Kraft bezüglich des Anlenkpunktes des Auslegers am Unterbau erzielt. Mit dem llerausschwenken des Auslegers aus dicser Lage wird der Hebelarm und in gleichem Maße der Mcßeffckt in dem Dehnmcßstreifen kleiner, weil die Anlenkbolzen relativ zum Wippzylinder gedreht werden, so daß sic nur noch eine Komponente der in Richtung der Wippzylinderlängsachse wirkenden Kraft erfassen. Da jedoch mit kleiner werdendem Hebelarm die Kraft auf den Wippzylinder größer wird, wird bei gleichbleibendem Auslegermoment in allen Schwenklagen stets die gleiche Kraftgröße an den Anlenkbolzen gemessen.
• Ob bei der Auslegerschwenkung der Schwenkwinkel des Auslegers größer oder kleiner als der Schwenkwinkel des Wippzylinders ist, hängt von dem durch die Geometrie des Teleskopkranes vorgegebenen Verhältnis a/r des Abstandes a zwischen den Anlenkpunkten von Ausleger und Wippzylinder am Drehtisch zum Abstand r zwischen dem Anlenkpunkt des Auslegers am Drehtisch und dem Anlenkpunkt des Wippzylinders am Ausleger ab. Ist a/r > 1, so ist der Schwenkwinkel des Auslegers größer , während bei a/r <1 der Schwenkwinkel des Wippzylinders größer ist. Um in jedem Fall einen möglichst großen Meßeffekt zu erzielen, ist bei vorteilhaften Ausführungen der Erfindung vorgesehen, daß bei einem Teleskopkran mit a/r > 1 die Dehnmeßstreifen an dem den Wippzylinder mit dem Ausleger verbindenden Anlenkbolzen und bei einemTeleskopkran mit a/r < 1 an dem den.Wipp-Zylinder mit dem Drehtisch verbindenden Anlenkbolzen vorgesehen sind.
• Dabei können die Dehnmeßstreifen paarweise gegenüber auf dcr.Zug- und Druckseite des Anlenkbolzens aufgeklebt und in einer Brückenschaltung geschaltet sein.
• Nachfolgend wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen im einzelnen beschricben. Es zeigen: Fig. 1 den Ausleger eines Tcleskopkranes und scine Abstützung mit einer Vorrichtung nach der Erfindung.
• Fig. 2 ein Konstruktionsschema zum Ermitteln der Klebestellen für die Dehnmeßstreifen auf dem Anlenkkolben des Wippzylinders, bei dem Teleskopkran nach Fig. 1, Fig. 3 ein Sonstruktionsschema gemäß Fig. 2 für einen Teleskopkran mit anders angelenktem Ausleger.
• In Fig. 1 ist mit 1 der Drehtisch eines Teleskopkranes bezeichnet. Der teleskopierbare Ausleger 2 ist im Anlenkpunkt A an dem Drehtisch 1 angelenkt. Am Kopf des Auslegers 2 ist ein Flaschenzug 3 vorgesehen, an dem die Last P hängt. Dic Last P und das Auslegergewicht erzeugen ein im Uhrzeigersinn drehendes Moment um den Anlenkpunkt A.
• Zum Schwenken des Auslegers 2 gegen dieses Moment ist der Wippzylinder 4 vorgesehen, der bei C am Ausleger und bei B am Drehtisch, mittels Anlenkbolzen 5 und 6 angelenkt ist. Im ippzylinder 4 wirkt eine Druckkraft in Richtung seiner Längsachse, die ein dem Last- und Gewichtsmoment Gleichgewicht haltendes Moment um den Auslegerfußpunkt A am Hebelarm h erzeugte Der Abstand zwischen den Anlenkpunkten A und B ist mit a und derjenige zwischen den Anlenkpunkten A und C mit r bezeichnet.
• Bei dem Teleskopkran nach Fig0 1 dient der Anlenkbolzen 5 als KraftmeßbolzenO Er ist dazu fest mit dem Ausleger 2 verbunden und mit Dehnmeßstreifen 7,8 Fig 2) beklebt welche seine Durchbiegung in eine der Druckkraft im Wipp zylinder 4 oder einer Komponenten dieser Kraft proportionale Spannung umwandeln.
• Aus dem Konstruktionsschema nach Fig0 2 läßt sich der Ort für die Klebung der Dchnmeßstreifen am Umfang des Anlemkbolzens 5 bestimmend Um den Fußpunkt A ist ein Kreis mit dem Radius r geschlagen. Auf diesen Kreis sind die jeweils einer gesonderten Schwenkstellung des Auslegers 2 entsprechen den Anlonkpunkte C0, C1 und C2 als Mittelpunkte des Anlenkbolzens 5 aufgetragen. Ferner sind die jeweils den Wippzylinder 4 symbolisierenden Strocken 10, 11 und 12. eingezeichnet, die jeweils die Punkte C0, C1, C2 mit dem Punkt B verbinden die Normalen h0, h1, h2 vom auslogerfußpunkt A, auf die Strecken lo, 11' 12 repräsentieren den jeweiligen Hebelarm, an dem die jeweils in Richtung der Strecken 1 wirkende Kraft um den Auslegerfußpunkt A dreht. Der größte Hebelarm h0 ergibt sich, wenn die wippzylinderlängsachse, d.h. die Strecke lo mit der Tangente g vom Punkt B aus an den Kreis mit dem Radius r, der in diesem Fall gleich h- wird, zusammenfällt.
• Wegen des Momentgleichgewichts ist hierbei die Kraft im Wippzylinder am kleinsten. Die Dehnmeßstreifen werden symmetrisch zu der Tangenten g, d.h der Normalen auf die Verbindungsstrecke r, und gegenüberliegend auf die Zug- und Druckseite des Anlenkbolzens 5 aufgeklebt. Bei Schwenken des Auslegers aus der Stellung "0" (r = h0) in eine beliebige Stellung, zum Beispiel die Stellungen "1" oder "2", wird-die Normale g um Winkel "1 oder e2 gegenüber der Strecke 11 oder l2, in der die Kraft wirkt, geschwenkt.
• Diese Winkel stellen sich auch jeweils zwischen den Hebelarmen h1 oder h2 und den Verbindungsstrecken r ein. M sei das auch der Last P und Auslegergewicht herrührende, als konstant angenommene Moment, K sei die Kraft im Wippzylinder, U sei der Meßeffekt in den Dehnmeßstreifen, und @ der Winkel zwischen Hebelarm h und der. Verbindungsstrecke r.
• Dann gilt: h - rcosa, M K . h t Konst.
• Daraus folgt M K = rcosα Mit U~K'cos@ ergibt sich der gewünsehte Zusammenhang U M Der Meßeffekt der Dehnmeßstreifen ist also bei der gewählten Anordnung stets proportional dem Gesamtmoment am Ausleger, unabhängig von der Schwenkstellung des Auslegers.
• Figur 3 zeigt ein ähnliches Konstruktionsschema für einen Teleskopkran, bei dem das Verhältnis a/r <1 1 ist und die Dehnmeßstreifen auf den Anlenkbolzen 6 am Fuß des Wippzylinders aufgeklebt werden sollen. Dort ist ein Kreis mit dem Radius a um den Anlenkpunkt A des Auslegers geschlagen.
• In drei Stellungen "O", "1" und "2" sind drei Anlenkpunkte, B0' B1 und B2 des Wippzylinders am Drehtisch auf dem Kreis jeweils mit dem Anlenkbolzen 6 eingezeichnet. In diesem Fall hat man sich also den Ausleger fest,und den Drehtisch um den Auslegerfußpunkt A schwenkbar, vorzustellen. Der Anlenkpunkt ist ist.der BerUhrpunkt der mit der Verbindungsstrecke lo zusammenfallenden Tangente an den Krcis mit dem Radius a.
• In diesem Fall ist mit h- = a der größte Hebelarm erreicht Bei einer gedachten Schwenkung des Drehtisches um einen Winkel a stellt sich der gleiche Winkel auch zwischen der Normalen h auf die betreffende Strecke 1 und der Strecke a ein.Die Dehnmeßstreifen sind also ähnlich, wie in dem Fall mit a/r @ 1 symmetrisch zu der Tangenten g auf den hier mit dem Drehtisch fest zu verbindenden Anlenkbolzen 6 aufzukleben, damit die oben beschriebene Wirkung. (U -M) eintritt.

Claims (5)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Messen der vom Moment um den Fußpunkt des Auslegers herrührenden Kraft am Wippzylinder eines Teleskopkranes mit-eincm Kraftgeber, dadurch gekennzeichnet, daß sic an einem der für die Anlenkung des Wippzylinders (4) vorgesehenen Gelenke (C, B) angcordnct ist und daß der Kraftmeßgeber (7, 8) zum Messen der Kraft in einer Ebene (g) ausgerichtet ist, die den betreffenden Anlenkpunkt enthält und auf der die Verbindungsstrecke (r) zwischen den Mittelpunkten der Gelenke (A, C) zur Anlenkung des Auslegers am Unterbau (1) und des Wippzylinders (4) am Ausleger (2) bzw. die Verbindungsstrecke (a) zwischen den ttlittclpunkten der Gelenke (A, B) zur Anlenkung des Auslegers und dtj iVippzylinders am Unterbau senkrecht steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Eraftmcßgcber Dehnmeßstreifen (7, 8) vorgesehen sind, die am Umfang eines der den Gelenken (C bzw. B) zugehörigen, mit dem Ausleger (2), bzw. mit dem Unterbau (1) festen Anlenkbolzens, in gleichen Abständen von der Ebene (g) aufgeklebt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 für einen Tcleskopkran, bei dem der Abstand zwischen den Anlenkpunkten von Ausleger und Wippzylinder am Drehtisch größer als der oder gleich dem Abstand zwischen dem Anlenkpunkt des Auslegers am Drehtisch und dem Anlenkpunkt des Wippzylinders am Ausleger ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnmeßstreifen (7,8) an dem den Wippzylinder (4) mit dem Ausleger (2) verbindenden Anlenkbolzen (5) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 für einen Teleskopkran, bei dem der Abstand zwischen den Anlenkpunkten von Ausleger und Wippzylinder am Drehtisch klainer als der Abstand zwischen dem Anlenkpunkt des Auslegers am Drehtisch und dem Anlenkpunkt des Wippzylinders am Ausleger ist, dadurch gekennzeichnct, daß die Dehnmcßstrcifen X7, 8) an dem den Wippzylinder (4) mit dem Drehtisch (1) verbindenden Anlenkbolzen (6) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnmeßstreifen (7, 8) paarweise gegenüber auf der Zug- und Druckseite des Anlenkbolzens (5 bzw. 6) aufgeklebt und in einer Brückenschaltung geschaltet sind.