DE19832756A1 - Überwachungs- und/oder Überlastungseinrichtung - Google Patents
Überwachungs- und/oder ÜberlastungseinrichtungInfo
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- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
- B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
- B66D1/54—Safety gear
- B66D1/58—Safety gear responsive to excess of load
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
- Jib Cranes (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft das Überwachen und die Verhinderung
der Überlast, wie beispielsweise von Seiltrommeln an Hebe
zeugen und Kränen oder von Antriebsrollen an Fördersyste
men.
Sowohl die Hebezeuge/Kräne als auch die Fördermittel sind
so konstruiert, daß sie die von den British and Interna
tional Standards festgelegten strengen Standards erfüllen,
die die Anforderungen bezüglich der zulässigen Gebrauchs
last beinhalten, die an das in Frage stehenden Gerät ange
legt werden muß. Wird die zulässige Gebrauchslast oder
zulässige Tragkraft überschritten und insbesondere bei wie
derholtem Überschreiten, bedeutet es für das in der Nähe
arbeitende Betriebspersonal nicht nur eine Gefahr an sich,
sondern ist zum Ärger für den Betreiber auch eine häufige
Ursache für größere Betriebsausfälle, die sich in den
Kosten niederschlagen.
Bereits früher wurden viele Versuche unternommen zu gewähr
leisten, daß das Gerät der oben erwähnten Art seine zuläs
sige Gebrauchslast oder Tragkraft nicht überschreitet, und
es wurde eine breite Vielzahl von theoretischen Tragkraft
begrenzungseinrichtungen (häufiger als Überlasteinrichtung
bezeichnet) vorgeschlagen. Bei Hebezeugen/Kränen waren es
meistens dem Hebezeug-/Kran-Seil beigefügte mechanische
Vorrichtungen, die so ausgelegt waren, daß sie auf die Last
am Seil ansprachen.
Weitere Vorschläge bestanden darin, Lastmeßgeräte vorzuse
hen, indem eine Meßdose direkt mit der Last oder mit einem
an eine Seilscheibe des Hebezeugs/Krans oder an die Räder
z. B. einer Laufkatze für die Bewegung des Hebezeugs/Krans
auf Hängeschienen angepaßten Lastbolzen gekoppelt wird.
Bisher waren solche Vorrichtungen überwiegend zur Überwa
chung der zulässigen Gebrauchslasten vorgesehen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine wirksame Ein
richtung zur Gewährleistung dafür vorzusehen, daß die
zulässige Gebrauchslast eines Hebezeugs/Krans, einer För
dereinrichtung oder dergleichen nicht überschritten wird,
was bedeutet, daß sie leicht umstellbar ist, um weitere
wichtige Funktionen zu erfüllen.
Erfindungsgemäß umfaßt eine Antriebsrolle oder -trommel, an
dessen Antriebswelle direkt oder indirekt ein Getriebe
befestigt ist, eine von einem Mittel zum Widerstehen der
Drehbewegung des Getriebes gebildete Überwachungseinrich
tung, die zwischen dem Getriebe und einer daneben liegenden
starren Struktur liegt, wobei das Mittel zwischen dem
Getriebe und/oder der daneben liegenden starren Struktur
beispielsweise so ist, daß ein begrenzter Bewegungsgrad des
Getriebes möglich ist, und wobei eine Einrichtung vorhanden
ist, um auf die Bewegung des mit dem Mittel zum Widerstehen
der Drehbewegung gekoppelten Getriebes zu reagieren.
Das Mittel zur Reaktion auf die Drehbewegung des Getriebes
können ein oder mehrere Mikroschalter sein, die durch die
Drehbewegung des Getriebes betätigt werden, oder es kann
ein Lastmeßgerät an oder in der Einrichtung zum Widerstehen
der Drehbewegung des Getriebes sein. Je nach Wahl des
Betreibers können sowohl Mikroschalter als auch ein
Lastmeßgeräte vorgesehen sein.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Einrichtung
zum Widerstehen der Drehbewegung des Getriebes eine mit
einem Ende an einer daneben liegenden starren Struktur und
mit dem anderen Ende am Getriebe an einem Punkt befestigte
Schubstange, die von der Achse der Antriebswelle der Trom
mel oder Rolle beabstandet ist. Beigefügt sein können der
Verbindung zwischen Getriebe und Schubstange und/oder zwi
schen Schubstange und daneben liegender starrer Struktur
ein oder mehrere Mikroschalter, die geeicht sind, um auf
die an sie durch die Drehung des Getriebes angelegte Last
zu reagieren. Somit ist zu Beginn des Betriebes eines Hebe
zeugs/Krans oder einer Fördereinrichtung der Grad, um den
sich das Getriebe dreht, eine direkte Funktion der Last am
Hebezeug/Kran oder auf der Fördereinrichtung und wird
direkt in eine Drehkraft am Getriebe übersetzt. Sind eine
Reihe von Mikroschaltern vorhanden, so können sie jeweils
unterschiedlich geeicht sein, um Warnungen abzugeben, daß
man sich der zulässigen Gebrauchslast der Anlage nähert, so
daß die Anlage vor dem Auftreten eines Schadens oder über
mäßigen Verschleißes ausgeschaltet und der Strom zum Motor
unterbrochen werden kann, wenn die zulässige Gebrauchslast
überschritten wird.
Bei einer zweiten Ausführungsform, bei der wiederum eine
Schubstange zwischen Getriebe und einer daneben liegenden
starren Struktur vorgesehen ist, ist ein auf der Schub
stange angeordnetes Lastmeßgerät oder eine Lastanzeige vor
gesehen, oder die Schubstange kann als Lastmeßgerät oder
Lastanzeige konstruiert sein, und der Hauptzweck, einen
begrenzten Drehbewegungsgrad des Getriebes zu ergeben,
besteht darin zu gewährleisten, daß die Vorderseite der
Last auf dem Meßgerät oder der Anzeige einen 90°-Winkel mit
der Wirkungslinie vom Antriebswellenmittelpunkt zum Getrie
bedrehpunkt bildet. Hier wird das Anbringen der Last an das
Hebezeug/den Kran oder an die Fördereinrichtung permanent
überwacht, damit sich geeignete Signale ausgeben lassen,
wenn man sich der zulässigen Gebrauchslast nähert, und
damit sich der Strom zum Motor abschalten läßt, wenn die
zulässige Gebrauchslast überschritten wird.
Vorzugsweise bilden die Mikroschalter Teil einer Lastanzei
geeinheit, die aus einem rundlichen Graphiteisengußkörper
mit einem Mittel für seine drehbare Befestigung an einem
angrenzenden Rahmen bestehen kann, in dessen Inneren sich
eine mit PTFE überzogene Bürste befindet, in der ein Stahl
kolben entlanggleiten gelassen wird, wobei der Kolben mit
einer Platte verbunden ist, die über Einstellschrauben mit
einer Anzahl von Begrenzungsschaltern verbunden ist und die
diese auszulösen vermag. Vorzugsweise befindet sich hinter
dem Kolben eine Anzahl von Scheibenfedern, die dazu dienen,
der an die Einheit angelegten Kraft Widerstand entgegenzu
setzen. Außerdem ist der Kolben vorzugsweise noch über eine
Schraube mit einem Stabendanschluß verbunden, der Teil des
mit dem Getriebe verbundenen Drehpunktes bildet. Es ist
offensichtlich, daß das Vorladen der Einheit durch Vorladen
der Schraube erreicht werden kann und daß die Lastanzeige
in Betrieb ist, wenn die an die Federn angelegte Last zu
ihrer Kompression führt, mit einer resultierenden Auslösung
der Mikroschalter zur Signalisierung, daß man sich der
zulässigen Gebrauchslast nähert oder daß sie überschritten
worden ist.
Bei der Ausführungsform mit einem Lastmeßgerät ist es
bevorzugt, daß es aus einer theoretisch flachen Stange aus
geeignetem Metall besteht, ausgestattet mit Drehpunkt bil
denden Löchern an jedem Ende, und daß entlang der Länge der
Stange ein oder mehrere Lastmeßelemente befestigt sind. Es
ist selbstverständlich, daß eine an die Stange angelegte
Last (Zug oder Druck) die Stange belastet, damit es zu
einer Stromausgabe aus dem Meßgerät kommt, um ein wirksames
Ausgangssignal bereitzustellen, das von einem geeigneten
Verstärker in geeigneter Weise verstärkt wird. Das Ausga
besignal aus dem Lastmeßgerät kann eine Anzahl von Mikro
schaltern passieren, die sich ihrerseits in dem Verstärker
befinden können, um Alarm- oder Anzeigesignale bereit zu
stellen oder um ein Abschaltsignal aus zugeben, um den Strom
beim Eintreten eines Überlastzustandes von der Anlage weg
zunehmen.
Werden entweder mechanisch ausgelöste Mikroschalter oder
Lastmeßgeräte/Lastanzeigen eingesetzt, so kann eine Daten
speichervorrichtung vorgesehen sein, um die Signale von
ihnen zu empfangen, um eine Aufzeichnung darüber zu lie
fern, wie viele Male eine Annäherung an die zulässige
Gebrauchslast erfolgte oder wie viele Male sie überschrit
ten wurde. Ist eine Datenspeichervorrichtung vorgesehen, so
kann noch weitere wertvolle Information gespeichert werden,
wie beispielsweise Motortemperatur, Bremsenverschleiß,
Anzahl der Startphasen, Betriebsdauerzeiten und (bei Hebe
zeugen/Kränen) Hubhöhe.
In ihrer optimalen Form, beim Einsatz von Lastmeßgeräten
und Mikroschaltern, wobei eine Datenspeichervorrichtung zum
direkten Laden ihrer Information auf einen geeigneten Aus
wertungscomputer beigefügt ist, sieht die erfindungsgemäße
Vorrichtung nicht nur eine Signalgebung an dem Punkt vor,
an dem man sich der zulässigen Gebrauchslast nähert und sie
überschritten wurde, sondern ermöglicht auch die Speiche
rung und Auswertung weiterer Daten, wie Motortemperatur,
Bremsenverschleiß und Betriebszeiten, wie bereits zuvor
erwähnt. Dies liefert darum die Möglichkeit, daß sofort
eine Vollast-Spektrumsauswertung zusammen mit einer genauen
Information darüber verfügbar ist, ob die Anlage zur War
tung und Reparatur abgeschaltet werden muß, bevor ein Scha
den eintritt, mit dem eine erzwungene und potentiell län
gere Ausfallzeit einhergeht.
Es werden nun zwei Ausführungsformen der Erfindung unter
Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in
denen:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht der
Antriebsrolle/-trommel eines Hebezeugs oder Krans
mit einer beigefügten erfindungsgemäßen Lastüberwa
chungsvorrichtung ist;
Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht eines
Lastmeßgerätes ist, das beim Aufbau von Fig. 1
verwendet werden kann;
Fig. 3 eine Querschnittansicht einer erfindungsgemäßen
Lastanzeigeeinheit ist.
In Fig. 1 ist eine Antriebsrolle oder -trommel 1 eines
Hebezeugs oder Krans auf einer Montageplatte 2 befestigt,
auf der ein beigefügtes Getriebe 3 angeordnet ist, wobei
Getriebe 3 eine Antriebswelle 4 aufweist, die zur
Rolle/Trommel 1 verläuft. Wie angedeutet, weist Getriebe 3
einen beigefügten Antriebsmotor 5 auf.
Am Getriebe ist an dessen einer Seite ein Paar von paralle
len Hebelarmen 6 befestigt, zwischen deren Enden eine
Schubstange 7 drehbar angeordnet ist. Das gegenüberliegende
Ende der Schubstange 7 ist drehbar mit einer daneben lie
genden starren Struktur 8 verbunden, die ein auf der Fuß
platte 2 befestigter Pfosten sein kann.
An der Schubstange ist eine Einrichtung 9 angeordnet, die
in der Lage ist, den Grad zu ertasten, um den sich das
Getriebe unter Last bewegt.
In Betrieb treibt der Motor 5 die Welle 4 und daher die
Rolle/Trommel 1 an, um ein auf der Rolle/Trommel aufge
wickeltes Seil oder eine Kette auf- oder abzuwickeln. Die
Last an dem Seil/der Kette und der vom Motor verliehene
Antrieb führen zu einer Reaktion am Getriebe, bei der ver
sucht wird, das Getriebe zum Drehen zu bringen, wobei eine
solche Neigung zur Rotation in eine Bewegung der Hebelarme
6 übersetzt wird, der von der zwischen Hebelarmen 6 und
starrer Struktur 8 angeordneten Schubstange 7 Widerstand
entgegengesetzt wird. Je größer die Last an der
Rolle/Trommel 1 ist, desto größer ist die Neigung des
Getriebes um die Welle 4 zu rotieren und um so größer ist
die Last auf der Schubstange 7.
Durch Bereitstellen einer Sensoreinrichtung an der Schub
stange, kann ein Mittel zur Signalgebung bereitgestellt
werden, um darüber zu informieren, daß die zulässige
Gebrauchslast oder Tragkraft des Hebezeugs oder Krans über
schritten wurde.
Wie in Fig. 2 angedeutet, kann die Schubstange als ebene
Platte mit Drehlagern an jedem Ende zur Befestigung der
flachen Stange zwischen den Hebelarmen 6 und der starren
Struktur 8 von Fig. 1 geformt sein. Die ebene Platte ist
mit einem Lastmeßgerät oder einer Lastanzeige 10 ausgestat
tet, die ein Signal bereitzustellen vermag, das eine direk
te Funktion der durch die Bewegung des Getriebes an die
ebene Platte angelegten Last ist.
Vorzugsweise und wie in Fig. 3 gezeigt, ist das der Schub
stange beigefügte Mittel eine Lastanzeigeeinheit 11. Die
Einheit umfaßt ein Mittelstück 12 aus rundlichem Graphit
gußeisen mit einem Fortsatz 13 mit einer Drehverbindung 14
zum Anbringen an eine starre Struktur. Zur axialen Bewegung
in Relation zu Mittelteil 12 und 13 ist eine Querplatte 15
angeordnet, die durch ein Loch in dem Fortsatz verläuft,
wobei die Querplatte 15 durch die hochverschleißfesten
Schrauben 16 an einem im Mittelstück liegenden Stahlkolben
17 befestigt ist und das Mittelstück eine Auskleidung 18
aus einem Material mit einem niedrigen Reibungskoeffizien
ten, wie beispielsweise PTFE, aufweist. Der Kolben 17 liegt
auf einer Stange 18, wobei die Stange einen Kopf 19 zum
Eingreifen in den Kolben aufweist und sich durch und über
die Druckfedern 20 im Mittelstück hinaus ausdehnt und aus
dem Mittelstück austritt und in einer Drehverbindung 21 zur
Befestigung am Getriebe eines Hebezeugs/Krans endet.
Die Stange 18 besitzt eine Gewindeverbindung 22 zu dem End
abschnitt, der den Drehpunkt 21 trägt, wodurch mittels der
Einstellmuttern 23 eine Einstellung der Spannung in den
Federn 20 möglich ist.
Auf dem Mittelteil 12 ist eine Anzahl von Mikroschrauben 24
(zwei abgebildet) montiert, und auf der Querplatte 15
befindet sich eine entsprechende Anzahl von einstellbaren
Kontakten 25.
In Betrieb und wie es oben erläutert wurde, verursacht eine
Last auf einer Antriebsrolle oder -trommel eines Hebezeugs
oder Krans eine versuchte Drehbewegung des Getriebes, wenn
die Einheit zwischen einem Getriebe und einer daneben lie
genden starren Struktur angeschlossen ist. Als Folge wird
die Vorbelastung der Federn 20 durch eine anschließende
Bewegung des Kolbens überwunden, um die Kontakte 25 zu
einem Eingreifen in ihre entsprechenden Mikroschalter 24 zu
bringen. Mittels geeignetem Vorspannen der Federn 20 und
unterschiedlicher Einstellungen der Kontakte 25 kann eine
anschließende Auslösung der Mikroschalter 24 erfolgen, um
den Aufbau einer Last auf der Antriebsrolle oder -trommel
zu ertasten und um eine Annäherung an und eine Überschrei
tung der zulässigen Gebrauchslast oder Tragkraft des Hebe
zeugs oder Krans anzuzeigen.
Wünschenswerterweise wird die Ausgabe z. B. des Lastmeßgerä
tes oder der Lastanzeige 10 oder der Mikroschalter 24 an
eine Informationsspeichereinheit oder einen Mikroprozessor
26 weitergeleitet, wie es schematisch in Fig. 3 angedeutet
ist.
Eine solche Speichereinheit oder ein solcher Mikroprozessor
kann dem Zweck dienen, ein hörbares oder sichtbares Signal
auszugeben oder zu warnen, wenn man sich der zulässigen
Gebrauchslast nähert oder sie überschritten wird, und kann
automatische Abschalteinrichtungen einschließen, um das
Überladen des Hebezeuges oder Krans zu verhindern. Glei
chermaßen kann eine solche Einheit Information speichern,
um eine genaue Aufzeichnung darüber bereitzustellen, wie
viele Male während einer zuvor festgelegten Zeit man sich
der zulässigen Gebrauchslast angenähert hat oder wie viele
Male sie überschritten wurde. Gleichermaßen können auch
weitere wichtige Parameter wie Motortemperatur, Bremsenver
schleiß und Betriebsstunden aufgezeichnet und gespeichert
werden, um einen sofortigen Zugriff auf die Vollast und die
Arbeitsparameter einer Last oder eines Hebezeugs bereit zu
stellen, wovon eine genaue Information darüber verfügbar
ist, ob ein Kran oder Hebezeug abgeschaltet werden muß, um
eine wichtige Wartung und Reparatur eines Krans oder Hebe
zeugs zu ermöglichen, bevor irgendein Schaden verursacht
wird, der zu einer ungeplanten, erzwungenen und möglicher
weise längeren Abschaltzeit führt.
Claims (12)
1. Überwachungsvorrichtung, beispielsweise für einen Kran
oder ein Hebezeug mit einer Antriebsrolle oder -trommel
1 und einem Getriebe 3, das direkt oder indirekt mit
seiner Antriebswelle 4 verbunden ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung
durch ein Mittel 7 gebildet ist, das der Drehbewegung
des zwischen Getriebe 3 und einer daneben liegenden
starren Struktur 8 liegenden Getriebes Widerstand ent
gegensetzt, wobei das Mittel 7 zwischen Getriebe und
daneben liegender starrer Struktur so ist, daß ein
begrenzter Bewegungsgrad des Getriebes möglich ist, und
daß ein Mittel 9 zur Reaktion auf die Bewegung des
Getriebes vorhanden ist, das dem Mittel zum Widerstand
Leisten gegen die Drehbewegung beigefügt ist.
2. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Mittel zur Reaktion auf
die Drehbewegung des Getriebes 3 aus einem oder mehre
ren Mikroschaltern 24 besteht, die durch die Bewegung
des Getriebes betätigt werden.
3. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Mittel zur Reaktion auf
die Drehbewegung des Getriebes ein Lastmeßgerät 10 auf
oder in dem Mittel 7 zum Widerstand Leisten gegen die
Drehbewegung ist.
4. Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum
Widerstand Leisten gegen die Drehbewegung des Getriebes
eine Schubstange 7 ist, die an einem Ende mit einer
daneben liegenden starren Struktur 8 und am anderen
Ende mit dem Getriebe 3 an einem Punkt verbunden ist,
der von der Achse der Antriebswelle der Trommel oder
Rolle beabstandet ist.
5. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Verbindung zwischen
Getriebe 3 und Schubstange 7 und/oder zwischen Schub
stange 7 und daneben liegender starrer Struktur 8 ein
oder mehrere Mikroschalter 24 beigefügt sind, die zur
Reaktion auf die auf sie durch die Bewegung des Getrie
bes angelegte Last geeicht sind.
6. Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur
Reaktion auf die Bewegung des Getriebes mit einem Mit
tel 26 zur Ausgabe eines Warnsignals verbunden ist.
7. Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur
Reaktion auf die Bewegung des Getriebes mit einer
Informationsspeichereinheit oder einem Mikroprozessor
26 verbunden ist.
8. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Speichereinheit oder der
Mikroprozessor 26 mit anderen Signalgebungseinrichtun
gen verbunden ist, wodurch weitere, mit dem sicheren
Funktionieren der Kräne oder Hebezeuge in Beziehung
stehende Parameter zur Auswertung aufgezeichnet und
gespeichert werden.
9. Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lastanzeige
einheit 11 zwischen Getriebe 3 und daneben liegender
starrer Struktur 8 vorgesehen ist, wobei die Einheit
ein rundliches Graphitgußeisen-Mittelstück 12 umfaßt,
das ein Mittel 13, 14 für seine drehbare Befestigung an
einem angrenzenden Rahmen 5 aufweist, in dessen Innerem
sich eine PTFE überzogene Bürste 18 befindet, in der
ein Stahlkolben 17 gleiten gelassen wird, wobei der
Kolben 17 mit einer Platte 15 verbunden ist, die über
die Einstellschrauben 25 an eine Anzahl von Begren
zungsschaltern 24 angefügt ist und sie zu auszulösen
vermag.
10. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß sich hinter dem Kolben 17 eine
Anzahl von Scheibenfedern 20 befindet, die dazu dienen,
der an die Einheit angelegten Kraft Widerstand entge
genzusetzen.
11. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 9 oder Anspruch
10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben 17
über eine Schraube 22 mit einem Stabendanschluß verbun
den ist, das Teil des mit dem Getriebe verbundenen
Drehpunktes bildet.
12. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange 7
durch eine theoretisch flache Stange aus einem geeigne
ten Metall geformt ist, die an jedem Ende mit Dreh
punkt-bildenden Löchern versehen ist, und daß entlang
der Länge der Stange ein oder mehrere Lastmeßelemente
10 montiert sind, deren Ausgabe eine Funktion der Last
auf der flachen Stange ist.
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