-
-
Vorrichtung zur selbsttätigen ermittlung eines Grenzwertes oder mehrerer
Werte der Belastung eines Tragwerkes Beispielsweise im Kranbau ist es erforderlich,
daß die Belastung des betreffenden Tragwerkes überwacht wird, um den Bruch eines
Bauteiles zu verhlndern oder/ und die Standsicherheit des Gerätes einzuhalten. Zu
diesem Zweck verwendet man Meßeinrichtungen, welche die einzelnen in Betracht kommenden
Einflußgrößen ermitteln - z.B. die an einem Kranausleger hängende Last durch Messen
des Seilzuges, die Auslegerneigung, die Auslegerlänge - sowie Rechen- und Vergleichsgeräte,
die aus den gewonnenen Meßgrößen einen rur die Slcherheit maßgebenden Wert errechnen
und, wenn dieser einen höchstzulässigen Soll-Wert erreicht, einen Impuls für ein
Warnsignal oder fUr das Stilisetzen des Kranes auslösen. £5 ist aber schwierig,
alle fUr die Sicherheit des Gerätes zu berücksichtigenden Einflüsse, zu denen z.B.
auch der Winddruck, Fahrthindernisse, Bahnunebenheiten gehören können, richtig zu
erfassen und zu kombinieren. hierdurch wird u.U. die Zuverlässigkeit der Überwachung
in Frage gestellt sowie ein großer Aufwand an Präzisionsgeräten verursacht.
-
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit besonders
einfachen Mltteln die Gefährdung von hochbelasteten Geräten zuverlässig zu vermeiden.
-
Die Erfindung hat eine Vorrichtung zur selbsttätigen Ermittlung ein.s
Grenzwertes der mehrerer Werte der Be-
lastung eines Tragwerkes
zum Gegenstand und ist dadurch gekennzeichnet, daß ein 3ender und ein mpfänger fUr
einen Strahl, z.B. einen Laser-Strahl, an zwei verschiedenen Stellen des Tragwerkes
oder einer dieses enthaltenden Gruppe von Bauteilen so angebracht sind, daß dadurch
die Verformung des Tragwerkes beim Erreichen eines vorher bestimmten Wertes der
Belastung der Empfänger und der Sender in eine solche Stellung zueinander gebracht
werden, daß der Strahl auf den Empfänger wirkt in oder eine bis da### vorhandene
Wirkung des Strahles auf den Empfängers aufhört.
-
Da sonach gemäß der Erfindung die Sicherheitsvorrichtung nur auf der
Überwachung der an einer kritischen Stelle des Tragwerks auftretenden Verformungen
als Kennzeichen der Hochstbelastung beruht, ergibt sich der Vorteil, daß mit geringstem
Aufwand die Sicherheit des Gerätes in jeder Hinsicht gewährleistet ist. Denn die
Vorrichtung hach der Erfindung erfaßt nicht nur diejenigen Größen, die in erster
Linie fUr die Bruch-und standsicherheit des Gerätes maßgebend sind, d.h.
-
z.B. bei elnem Kran nicht nur die angehängte Last und die Neigung
und Länge des Auslegers, sondern auch alle sonstigen für die Sicherheit des Gerätes
maßgebenden Umstände, z.B. konstruktive Fehler oder die ein flUsse von Ermündungserscheinungen
im Dauerbetrieb, die Schwächung von Bauteilen infolge von Korrosion oder Folgeschäden
frUherer Beschädigungen. Wesentlich ist es hierbei, daß die einzelnen in Betracht
kommenden £influßgrößen nicht einzeln ermittelt und rechnerisch kombiniert werden,
sondern daß sie alle durch die mittels des Senders und Empfängers erfindungsSemäß
berUcksichtigte Verformung des Tragwerkes erfaßt werden.
-
Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt; und zwar zeigen Fig. 1 und 2 den oberen Teil eines Bockkrants mit einem
Sender und einem Empfänger in Seitenansicht bei zwei verschiedenen Belastungell
und Fig. 3 einer einseitig eingespannten Balken mit einem Sender und einem Empfänger
in Seitenansicht bei einer Biegebelastnng.
-
Der asokkran nach Fig. I und tiat eine Feststütze 1 und einc Pendelstütze
2, Uber welche der von der Feststütze 1 ausgehende Kranträger 3 hinausragt. Oben
auf der Feststütze 1 ist als Sender eine Laser-Strahlen-Quelle 4 angebracht. Der
Empfänger besteht aus einer Fotozelle 5, die auf dem Uber die PendelstUtte 2 auskragenden
Ende des Kranträgers 3 angebracht ist. Der empfindliche Teil 6 der Fotozelle 5 ist
durch eine Eingangsöffnung in Form eines lotrechten Schlitzes 7 inä der H(5henrichtung
so eingegrenzt, daß der von dem Sender 4 ausgehende Laser-Strahl auf den wirksamen
Teil 6 der Fotozelle trifft, solange sich die Belastung des Tragwerkes in zulässigen
arenzen hält.
-
Fig. 1 zeigt, daß der Kranträger durch eine an seinem außeren Ende
hängende Last Po unzulässig stark auf Biegung beanspruoht ist. Demzufolge trifft
der Laser-Strahl b oberhalb des Schlitzes 7 auf die fotozelle 5, so daß diese nicht
anspricht. Während vorher durch die Beeinflussung der Fotozelle durch den Laser-Strahl
in einer zu einer Alarm-Einrichtung gehörenden Schaltung ein Ruhe-Kontakt geschlossen
oder geöffnet gehalten
wurde derart, daß die Alarmeinrichtung nicht
wirksam wurde1 wird nunmehr die Ruhe-Schaltung gestört, so daß ein Alarm-Signal
gegeben wird. Es kann naturgemäsß auch eine 3telleinrichtung in Gang gesetzt werden,
durch welche die betrerrende Kran-Antriebswerke stillgesetzt werden.
-
Gemäß Fig. 2 ist der Kran-Träger 3 in der Mitte zwischen der Feststütze
1 und der Pondelstütze 2 durch ein Gcwicht P2 belastet. Infolgedessen biegt sich
der Trager zwischen den beiden Stützen nach unten durch und wird an dem Uber die
Pendelstütze 2 auskragenden Ende angehoben. Fig. 2 veranschaulicht den Fall, daß
die Belastung des Tragwerkes den zulässigen ert überschreitet.
-
Demgemäß trifft der von dem Sender 4 ausgehende Laser-Strahl 8 unterhalb
des Schlitzes 7 auf die Fotozelle auf, so daß der wirksame Teil 6 dieser Zelle nicht
vom Laser-Strahl getroffen wird. Demgemäß wird ebenso wie im Fall der Fig. 1 ein
Signal ausgeldst.
-
Gemäß Fig. 3 befindet sich ein Sender 4 fUr einen Laser-Strahl 8 Uber
dem Binspannend des Balkens 9, an dessen freiem Lnde die Fotozelle 5 angeordnet
ist. Diese enthält den wirksamen Teil 10 in solcher Anordnung, daß der Laser-Strahl
8 dann auf ihn auftrifft, wenn durch eine am Lnde des Balkens 9 hängende Last P3
die zulässige B(-lattung und eine entsprechende Durchbiegung des Balkens 9 erreicht
ist. Die Schaltung der Fotozelle ist in diesem Fall so eingerichtet, daß beim Auftreffen
des Laser-Strahles 8 auf den wirksamen Teil 10 das Alarm-Signal gegeben wird.
-
Naturgemäß kann das Prinip nach Fig. 3, gemäß welchem das Signal beim
Auftreffen des Laser-Strahles auf den
wirksamen Teil der Fotozelle
ausgelöst wird, sinngemäß bei einem Tragwerk nach Fis. 1 und 2 angewendet werden,
und umgekehrt ist das anhand von Fig. 1 und 2 erläuterte Prinzip, gemäß dem das
Signal dann ausgelöst wird, wenn der Laser-Strahl nicht mehr aur den wirksamen Teil
der Fotozelle wirkt, ### naturgemäß beispielsweise auch bei einem Tragwerk nach
Fig. 3 oder auch bei irgendeinem anderen Tragwerk anwendbar.
-
s ist auch möglich, daß man nicht nur die Jeweils höchstzulässigen
Belastungen eines Tragwerkes mit einer Vorrichtung nach der Erfindung ermittelt,
sondern da;3 man auch andere Stufen der Belastungen, die sich dem Grenzwert nähern,
feststellt. In Fig. 3 ist angedeutet, daß zu diesem Zweck die Fotozelle 5 unterhalb
des wirksamen Teiles 1D weitere wirksame Teile 11, 12 hat, aur welche der Laser-Strahl
8 nacheinander auftrifft, wenn die Belastung und damit die Durchbierung des Balkens
9 zunimmt. Die wirkaamen Teile 11, 12 der Fotozelle 5 mUssen sinngemäß so geschaltet
sein, daß sie Jeweils beim Auftreffen des Laser-Strahles Vorsignale auslösen. Dieskann
auch mit Fotozellen nach dem anhand von Fig. 1 und 2 erläuterten Prinzip sinngemäß
angewendet werden. Das ist schematisch in Fig. la veranschaulicht. Danach trifft
bei einer zunächst mäßigen Beanspruchung des Tragwerkes der Laser-Strahl 81 auf
einen wirksamen Teil 61 der Fotozelle von geringer Höhe.
-
Wenn bei zunehmender Belastung der Laser-Strahl Uber den Teil 61 hinaustritt,
löst dieser ein erstes Vorsignal aus. Der Laser-Strahl 82 trifft dann auf den wirksamen
Teil 62 der Fotozelle vJn größerer Höhe. Sobald bei zunehmender Belastung der Laser-Strahl
Uber diesen Teil hinaustritt, liefert diesser ein zweistes Vorsignal.
-
Darauf wirkt der Laser-Strahl 83 auf den wirksamen Tell 63 der Fotozelle
von noch größerer Höhe. Sobald die Belastung das zulässige Maß erreicht hat, trifft
der Laser-Strahl 83 nicht mehr auf den Teil 63 auf, so daß nunmehr das Warnsignal
ausgelöst wird.
-
Hierdurch kann man u.U. auch die Richtung der fortschreitenden Verformung
feststellen.
-
cs ist auch md glich, daß bei den beschriebenen AusfUhrungsbeispielen
der Sender 4 an die Stelle des Empfängers 5 und diesel an die Stelle des 3enders
4 tritt.
-
Hierdurch wUrde sich grundsätzlich nichts an der Wirkungsweiae der
Vorrichtung ändern.
-
F1g. 3 zeigt, daß sich der Sender 4 nicht unmittelbar auf dem zu Überwachenden
Tragwerk 9 befindet, sondern auf einem Fundament 1), in welchem der Balken 9 eingespannt
ist. Es ist jedenfalls grundsätzlich möglich, daß der Sender und/oder der Empfänger
nicht unmittelbar an dem zu Uberwachenden Tragwerk angebracht sind, sondern an Körpern,
die so mit dem Tragwerk in Verbindung stehen, daß sie sich relativ zueinander in
dem Sinne bewegen, wie es der jeweiligen Verformung des Tragwerkes entspricht.
-
Vorzugsweise wird bei einer Vorrichtung nach der Erfindung ein scharf
gebündelte Strahl einer Lasar-Strahl-Quelle verwendet. Es ist aber auch möglich,
daß irgendein anderer Strahl optischer, elektrischer oder akustischer Art verwendet
wird.
-
Patentanspruch: