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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lasterfassung an Hebezeugen und Elektrokettenzügen gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1, welche zumindest eine in Wirkverbindung mit einem Antriebsmotor und im Eingriff mit einem Tragmittel stehende Abtriebswelle umfasst, die innerhalb eines Gehäuses unter Verwendung mindestens eines Gehäuselagers drehbar gelagert ist.
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Eine elektronische Lasterfassung ist nach der Definition der EN 14492-2 ein indirekt wirkender Hubkraftbegrenzer. Sie stellt eine mögliche Lösung zur Erkennung von Über- und Unterlastzuständen eines Hubwerkes dar. Die elektronische Lasterfassung kann als Einzellösung oder als Ergänzung zu direkten Hubkraftbegrenzern, beispielsweise Rutschkupplungen, eingesetzt werden.
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Aus dem Stand der Technik sind ebenso direkt wirkende Hubkraftbegrenzer nach der EN 14492-2 in Gestalt von Rutschkupplungen vorbekannt, die bei angetriebenem Gerät im Kraftfluss liegen und bei auftretenden Überlastungen durch Überwinden der Haftreibung zwischen den Kupplungshälften eine Relativbewegung der Kupplungshälften zulassen und somit eine Überlastung des Antriebsstranges verhindern. Bei gebremstem Gerät können die Rutschkupplungen im Kraftfluss, bei Hebezeugen vorzugsweise aber auch außerhalb des Kraftflusses liegen. Durch die Rutschkupplung werden die Getriebeteile und der Antriebsmotor des Hebezeuges vor Überlastung durch Stöße und Überlast geschützt. Die Rutschkupplung ist ebenso geeignet im Einsatz als Hub- und Senkbegrenzer. Als Nachteil der direkt wirkenden Hubkraftbegrenzer ist zu nennen, dass die über Rutschkupplungen einstellbaren Auslösewerte für die Überlast aufgrund der physikalisch bedingten Streuung der Haft- und Gleitreibwerte ungenau sind. Dieser Effekt wird ggf. verstärkt durch die Streuung der Kräfte der verwendeten Federelemente. Zudem unterliegen Rutschkupplungen einem konstruktionsbedingten Verschleiß. Sie müssen im Gebrauch überwacht und ggf. nachgestellt werden.
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Die eingangs genannten indirekt wirkenden Hubkraftbegrenzer haben gemeinsam, dass die Überlast nicht direkt im Laststrang detektiert wird, sondern über mechanische, elektrische oder elektronische Hilfskonstruktionen erfasst und geeignet ausgewertet wird. Exemplarisch sind hierzu Seilkraftbegrenzer, gefederte Ausgleichs-Seilrollen, gefederte Drehmomentenstützen, gefederte Lasterfassungsrahmen bzw. Lasterfassungsbolzen, Wägezellen oder Zugkraftaufnehmer mit Auswerteeinheit zu nennen. Nachteilig an den bisher bekannten indirekt wirkenden Hubkraftbegrenzern ist, dass die zur Erfassung einer Überlast erforderlichen mechanischen Kenngrößen außerhalb des Gehäuses des Hebezeugs bzw. Elektrokettenzugs detektiert werden. Dazu ist stets eine mechanische Verbindung, z. B. ein Hebel oder eine Rolle, bzw. eine elektrische Verbindung in Gestalt eines Kabels zwischen Erfassungsort und Auswertegerät am Hebezeug zu schaffen. Durch Beschädigung der Signalverbindung kann die Lasterfassung wirkungslos werden.
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Ergänzend sei erwähnt, dass bei den bisher bekannten indirekten Hubkraftbegrenzern innere Überlastungen, die beispielsweise durch ein Verklemmen des Tragmittels im Gehäuse des Hebezeuges hervorgerufen werden, nicht detektiert werden können.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, eine Vorrichtung zur Lasterfassung an Hebezeugen und Elektrokettenzügen vorzuschlagen, welche sowohl äußere als auch innere Überlastungen detektiert, die nahezu wartungsfrei ist und mittels derer eine bessere Ausnutzung der Hubhöhe erzielt werden kann.
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Nach der Konzeption der Erfindung umfasst die Vorrichtung zur Lasterfassung an Hebezeugen und Elektrokettenzügen zumindest eine in Wirkverbindung mit einem Antriebsmotor und im Eingriff mit einem Tragmittel stehende Abtriebswelle, die innerhalb eines Gehäuses unter Verwendung mindestens eines Gehäuselagers drehbar gelagert ist. Erfindungsgemäß ist der Abtriebswelle zusätzlich ein Lagerträger mit Lager zugeordnet sowie zumindest ein mit einer Steuerung in Wirkverbindung stehender Sensor vorgesehen, wobei der Sensor entweder die auf den Lagerträger wirkenden Kräfte oder die Verformung des Lagerträgers erfassend ausgebildet ist, und das vom Sensor detektierte Signal in der Steuerung ausgewertet wird.
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Unter Tragmittel sind im Sinne der Erfindung Drahtseile, Ketten oder Stahlbänder zu verstehen, wobei bei der Verwendung von Ketten die Abtriebswelle als Kettenwelle ausgebildet ist. Das Gehäuse der Vorrichtung weist dazu eine Eingriffsstelle auf, an welcher das gewählte Tragmittel form- oder kraftschlüssig an der oder in die Abtriebswelle eingreift.
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In Abhängigkeit von einstellbaren bzw. definierten Lastgrenzwerten wird das Ausgangssignal der Steuerung entweder zur Steuerung des mit der Abtriebswelle in Wirkverbindung stehenden Antriebsmotors und/oder zur optischen, akustischen oder taktil wahrnehmbaren Anzeige eingesetzt. Als Anzeige kann demnach beispielsweise ein Monitor, eine Lampe, eine Hupe eine Vibrationseinrichtung oder jede andere Anzeige verwendet werden, welche dem Anwender den entsprechenden Zustand signalisiert. Im Ergebnis der Steuerung des Antriebsmotors kann beispielsweise bei Überlast oder Verklemmung des Tragmittels das Heben oder bei Unterlast das Senken abgeschaltet oder eben zumindest dieser kritischer Zustand dem Anwender zur individuellen Entscheidungsfindung angezeigt werden.
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Der Begriff Steuerung ist im Sinne der Erfindung als eine derartige Einrichtung zu verstehen, welcher Signale jeglicher Art zugeführt werden können und welche Ausgangssignale generiert. Diese Einrichtung kann jedoch auch zur Ausbildung einer Regelung mindestens einen Regler zur Bildung einer Regeldifferenz zwischen dem Eingangssignal und definierten Parametern, beispielsweise einstellbare Lastgrenzwerten, aufweisen.
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Der Sensor kann vorzugsweise am Lagerträger oder im Lagerträger platziert sein oder der Lagerträger als solcher ist als Sensor ausgebildet. Der unter Verwendung von Befestigungsmitteln im Gehäuse arretierte Lagerträger kann vorzugsweise als Stütze oder als Kragträger ausgebildet sein.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Sensor am Lager oder im Lager des Lagerträgers platziert oder das Lager des Lagerträgers ist als solches als Sensor ausgebildet.
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Es hat sich aus konstruktiven Gründen als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Lager des Lagerträgers als Wälzlager ausgebildet ist, wobei der Wälzlageraußenring selbst als Lagerträger ausgebildet ist.
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Optional ist in Signalflussrichtung ein dem Sensor nachgeordneter und der Steuerung vorgeschalteter Verstärker vorgesehen, dessen digitales oder analoges Ausgangssignal der Steuerung zuführbar ist.
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Zur Sicherstellung einer Notlaufeigenschaft weist das vollständig mit einer Abdichtung ausgebildete Gehäuselager eine Lagerpassung auf, die einerseits zur definierten Krafteinleitung in den Lagerträger ausgebildet und andererseits bei Bruch des Lagerträgers zur Aufnahme der Lagerkräfte und Einleitung in das Gehäuse ausgebildet ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung steht der Sensor so in Wirkverbindung zum Antriebsmotor der Vorrichtung, dass beim Anfahren eines Hub- und/oder Senkbegrenzers an das Gehäuse das vom Sensor detektierte Signal der Steuerung zugeführt und der Antriebsmotor abgeschaltet wird und/oder eine optische, akustische oder taktil wahrnehmbare Anzeige erfolgt. Beim Anfahren eines Hub- und/oder Senkbegrenzers an das Gehäuse kann somit besonders vorteilhaft eine Notendabschaltung der Vorrichtung realisiert werden.
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Zum Zwecke der optimalen Kraftübersetzung und Drehzahlanpassung ist als Wirkverbindung zwischen dem Antriebsmotor und der Abtriebswelle vorzugsweise ein ein- oder mehrstufiges Getriebe vorgesehen.
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Die signifikanten Vorteile und Merkmale der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik sind im Wesentlichen:
- • die auf die Abtriebswelle des Hebezeuges bzw. Elektrokettenzugs einwirkende Kraft wird direkt detektiert und ausgewertet,
- • die elektronische und/oder elektrische Lasterfassung kann genauer als eine Rutschkupplung eingestellt werden, unterliegt keinem Verschleiß und ist nahezu wartungsfrei,
- • die äußere Kabelführung im Sinne einer Signalleitungsführung eines außerhalb des Gehäuses platzierten Sensors in das Gehäuse hinein entfällt, da die Lasterfassung durch den zumindest einen innerhalb des Gehäuses platzierten Sensors erfolgt,
- • einfacher konstruktiver Aufbau mit hohem Vorfertigungsgrad ohne die Notwendigkeit, unmittelbar vor der Inbetriebnahme oder Inbetriebsetzung ergänzende Montageschritte, wie beispielsweise die externe Signalleitungsmontage vom Erfassungsort außerhalb des Gehäuses zur Steuerung bzw. Auswerteinheit durchführen zu müssen,
- • zu den bislang nur äußeren Überlastungen der Vorrichtung können nunmehr auch innere Überlastungen, beispielsweise hervorgerufen durch eine Verklemmung des Tragmittels an der Abtriebswelle im Bereich der Eingriffsstelle des Gehäuses, detektiert werden.
- • zur Erzielung einer diversitären Redendanz besteht die Möglichkeit, konventionelle Rutschkupplungen mit der erfindungsgemäßen Lasterfassung zu kombinieren,
- • es ist nur eine Baugruppe für eine jeweils eine Gehäusegröße zu konstruieren und vorzuhalten, was zu einer effizienten Serienfertigung führt und
- • die Möglichkeit der freien Kalibrierung der Lagerträger führt zu einem breiten Abschaltspektrum.
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Die Ziele und Vorteile dieser Erfindung sind nach sorgfältigem Studium der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der hier bevorzugten, nicht einschränkenden Beispielausgestaltung der Erfindung mit der zugehörigen Zeichnung besser zu verstehen und zu bewerten, welche zeigt:
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1: einen Querschnitt der Vorrichtung und
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2: eine Seitenansicht der Vorrichtung entlang des Schnitts A-A.
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Die 1 zeigt einen Querschnitt der Vorrichtung zur Lasterfassung von Hebezeugen und Elektrokettenzügen in Gestalt eines Elektrokettenzuges. Derartige Hebezeuge finden beispielsweise Anwendung in der Industrie und in der Bühnentechnik. Die gezeigte Vorrichtung umfasst eine in Wirkverbindung mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor und im Eingriff mit einem nicht dargestellten Tragmittel stehende Abtriebswelle 3, die innerhalb eines Gehäuses 1 unter Verwendung von zwei Gehäuselagern drehbar gelagert ist. Exemplarisch für beide Gehäuselager ist ein Gehäuselager mit dem Bezugszeichen 7 gekennzeichnet, welches im Bereich der nahezu zentrisch angeordneten Eingriffsstelle der Abtriebswelle 3 in das Gehäuse 1 angeordnet ist. Zwischen dem nicht gezeigten Antriebsmotor und der Abtriebswelle 3 wird üblicherweise ein Getriebe platziert, welches aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. Erfindungsgemäß ist der Abtriebswelle 3 zusätzlich ein Lagerträger 4 mit einem als Wälzlager ausgebildeten Lager 8 zugeordnet, auf welchem sich die Abtriebswelle 3 abstützt. Zudem ist ein mit einer nicht gezeigten Steuerung in Wirkverbindung stehender Sensor 5 vorgesehen, welcher unmittelbar am Lagerträger 4 angeordnet ist. Dieser demnach innerhalb des Gehäuses 1 angeordnete Sensor ist die auf den Lagerträger 4 wirkenden Kräfte oder die Verformung des Lagerträgers 4 erfassend ausgebildet. Das vom Sensor 5 vorzugsweise permanent detektierte Signal wird der Steuerung über nicht gezeigte Signalleitungen zugeführt und dort entsprechend ausgewertet und ggf. weiterverarbeitet. In Abhängigkeit von einstellbaren Lastgrenzwerten wird das Ausgangssignal der Steuerung entweder zur Steuerung des mit der Abtriebswelle 3 in Wirkverbindung stehenden Antriebsmotors und/oder zur optischen, akustischen oder taktil wahrnehmbaren Anzeige eingesetzt. Zur Sicherstellung einer Notlaufeigenschaft weist das vollständig mit einer Abdichtung 6 ausgebildete Gehäuselager 7 eine Lagerpassung auf, die einerseits zur definierten Krafteinleitung in den Lagerträger 4 ausgebildet und andererseits bei Bruch des Lagerträgers 4 zur Aufnahme der Lagerkräfte und Einleitung in das Gehäuse 1 ausgebildet ist.
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Die 2 illustriert eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Lasterfassung eines Elektrokettenzugs entlang des Schnitts A-A. Während auf der vom Betrachter aus rechten Seite der 2 die Aufnahme des Antriebsmotors angedeutet ist, lässt sich auf der linken Seite der 2 eine detaillierte Darstellung des Zusammenwirkens des Sensors 5 und des Lagerträgers 4 mit dem als Wälzlager ausgebildeten Lager 8 entnehmen. Der Lagerträger 4 mit seinem Lager 8 ist dabei im Bereich eines Endes der Abtriebswelle 3 angeordnet. Die konstruktive Ausbildung des Lagerträgers 4 erfolgt in Abhängigkeit von hier nicht näher zu erläuternden Kriterien. Vorzugsweise ist der Lagerträger jedoch als Kragträger oder wie hier dargestellt, als Träger auf zwei Stützen ausgebildet. Der Lagerträger 4 ist unter Verwendung von zwei Befestigungsmitteln 9 im Gehäuse 1 lösbar arretiert. Die vom Lager 8 aufgenommenen Lagerkräfte werden auf den das Lager 8 zumindest partiell kontaktierenden Lagerträger 4 übertragen und vom Sensor 5 erfasst. Zudem ist der Sensor 5 ebenso in der Lage, auch Verformungen des Lagerträgers 4 zu detektieren. Dem Fachmann ist selbstverständlich, dass als Sensor 5 jedweder Sensor unabhängig von seiner konstruktiven Gestaltung, seiner physikalischen Erfassungsmethode oder seiner Anordnung eingesetzt werden kann, welcher nur in der Lage ist, Kräfte, Wege oder ggf. Geschwindigkeiten zu detektieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Gehäuseraum
- 3
- Abtriebswelle
- 4
- Lagerträger
- 5
- Sensor
- 6
- Abdichtung
- 7
- Gehäuselager
- 8
- Lager
- 9
- Befestigungspunkte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- EN 14492-2 [0002]
- EN 14492-2 [0003]
