DE2138806C3

DE2138806C3 - Vorrichtung zum Messen der vom Moment um den Fußpunkt des Auslegers herrührenden Kraft am Wippzylinder eines Auslegerkrans

Info

Publication number: DE2138806C3
Application number: DE19712138806
Authority: DE
Inventors: Gerd 7501 Moersch Huehne; Helmut 7521 Unteroewisheim Thate
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-08-03
Filing date: 1971-08-03
Publication date: 1975-01-23
Also published as: DE2138806B2; DE2138806A1

Description

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil ein Ring (109) ist, der mit einer der beiden am Ausleger festen Laschen (HO) für die Anlenkung des Auges am Ende des Wippzylinders oder an dessen Kolbenstange (107) fest verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandsgeber (111) ein induktiver Weggeber ist, der in einer Bohrung in dem Bauteil (Ring 109) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 5" bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganker von Spannbändern gebildet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganker von Dehnschrauben (108) gebildet sind.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der vom Moment um den Fußpunkt des Auslegers herrührenden Kraft am Wippzylinder eines Auslegerkrans, insbesondere eines Teleskopkran, mit einem einen winkelabhängigen Meßeffekt aufweisenden Kraftmeßgeber, der einem der für die Anlenkune des Wippzylinders am Grundausleger oder Kranoberwagen vorgesehenen Anlenkbolzen zugeordnet und mit seiner Hauptmeßrichtung in einer Ebene ausgerichtet ist, die den betreffenden Anlenkpunkt enthält und auf der die Verbindungsstrecke zwischen den Mittelpunkten der Gelenke zur Anlenkung des Auslegers am Kranoberwagen und des Wippzyhnders am \uslegsr bzw. die Verbindungsstrecke zwischen den 'Mittelpunkten der Gelenke zur Anlenl-ung des Auslegers und des Wippzylinders am Kranoberwagen senkrecht steht, nach Patent 1810 641.

Mit dem Hauptpatent wurde dadurch eine Vorrichtung geschaffen, mit der in einfacher Weise unabhängig vom Auslegerschwenkwinkel stets eine dem Auslegermoment proportionale Kraft gemessen werden kann.

Βρϊ dem Hauptpatent werden als Kraftmeügeber Dehnungsmeßstreifen verwendet, die sm Umfang eines der den Gelenken zugehörigen, mit dem Ausleger bzw mit dem Kranoberwagen fest verbundenen Anlenkbolzen in gleichen Abständen von der genannten Ebene aufgeklebt sind. Mit dieser Anordnung wird in den Dehnungsmeßstreifen der größte Meßeffekt bei größtem Hebelarm der auf den Wippzylinder wirkenden Kraft bezüglich des Anlenkpunktes des Auslegers ar-i Kranoberwagen erzielt. Mit dem Herausschwenken des Auslegers aus dieser Lage wird der Hebelarm und in gleichem Maße der Meßeffekt in den Dehnungsmeßstreifen kleiner, weil die Anlenkbolzen relativ zum Wippzylinder gedreht werden, so daß sie 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 hei gleichbleibendem Auslegermoment in allen Schwenklagen stets die gleiche Kraftgröße an den Anlenkbolzen gemessen.

Der Erfindung nach dei vorliegenden Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, an Stelle der hinsichtlich Montage und Preis aufwendigen Dehnungsmeßstreifen, die nicht für alle Anwendungsfälle geeignet sind, eine konstruktiv andere Lösung zu finden, die jedoch ebenfalls von dem Meßprinzip nach dem Hauptpatent Gebrauch macht.

Zur Lösung der Aufgabe ist nach der Erfindung vorgesehen, daß der Anlenkbolzen in seiner Gelenkbohrung mit Spiel angeordnet und mit einem auslegerfesten Bauteil über mindestens einen in der genannten Ebene ausgerichteten Zuganker verbunden ist und daß an dem Bauteil an der Stelle des größten Spiels zwischen dem Anlenkbolzen und der Gelenkbohrung ein mit seiner Hauptmeßrichtung in Richtung der Längsachse des Zugankers weisender Abstandsgeber gegenüber dem freien Ende des Zugankers angeordnet ist.

Es ist zwar bereits eine Überlastsicherung für Hebezeuge bekannt (deutsche Offenlegungsschrift 1 481 728), bei der ein eine Seilscheibe für das Lastseil tragender Bolzen in seiner Bohrung in einem Gehäuseteil des Auslegers mit Spiel gegen die Kraft einer Feder bewegbar angeordnet ist, so daß er bei Überlastung einen Weg zurücklegt, der als Betätigungsweg für einen elektrischen Überlastschalter dient. Mit der bekannten Anordnung ist jedoch eine kontinuierliche Krafterfassung wie sie mit der Erfindung bezweckt ist, nicht möglich. Auch handelt es sich bei dem Bolzen nicht um den Anlenkbolzen eines Wippzylinders. Das Problem des Winkelfehleraus-

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kann bei der bekannten Anordnung gar nicht

SKsIeIi.

In Weiterbildung der Erfindung ist zur Verbindung wischen dem Anlenkbolzen und dem Bauteil quer zu dem Zuganker mindestens ein weiterer Zuganker vor-

sehen Bei einer weiteren Ausführung der Erfin-Hine ist das Bauteil ein Ring, der mit einer der beiden m Ausleger festen Laschen für die Anlenkung des Auees am Ende des Wippzylinders oder an dessen Kolbenstange fest verbunden ist.

Der Abstandsgeber ist in weiterer Ausgestaltung ein induktiver Weggeber, der in einer Bohrung in Tem Bauteil angeordnet ist. Konstruktiv können die Zuganker als Dehnschrauben oder als Spannbänder

«oebildet sein wie sie in bekannten Spannband- »5 Zungen verwendet werden.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand schema-.-crher Zeichnungen an mehreren Ausführunesbeiseien näher erläutert. Es zeigt ~

FiS 1 d^en Ausleger eines Teleskopkranes und ,,nc Abstützung mit einer Vorrichtung nach dem HiuDtnatent "

Fi e 2 ei'n Konstruktionsschema zum Ermitteln der Klebestellen für die Dehnungsmeßstreifen auf ripm Anlenkbolzen des Wippzvlinders bei dem TeIe-

VOTkrin nach F i g 1,

FiS 3 ein Konstruktionsschema gemäß Fig. 2 für einen Teleskopkran mit anders angelenktem Ausleger nach dem Hauptpatent.

Fig. 4 in einer Seitenansicht in größerem Maßstab _JO einen Teilausschnitt der Anlenkstelle der Kolbenstange des Wippzylinders am Grundauslcger nach der

die jeweils den Wippzylinder 4 symbolisierenden Strecken I₀, I₁, L eingezeichnet, die jeweils die Punkte C_n, C₁ und C₁ mit dem Punkt B verbinden.

Die Normalen /i₀, /i,, Iu vom Auslegerfußpunkt A, auf die Strecken /_u, /,, /_a repräsentieren den jeweiligen Hebelarm, an dem die "jeweils in Richtung der Strekken/ wirkende Kraft um den AuslegerfußpunktA dreht. Der größte Hebelarm ergibt sich, wenn die Wippzylinderlängsachse, d. h. die Strecke /₀, mit der Tangente g vom Punkt B aus an den Kreis mit dem Radius/·, der in diesem Fall gleich /i₀ wird, zusammenfällt. .

Wegen des Momentgleichgewichts ist hierbei die Kraft im Wippzylinder am kleinsten. Die Dehnungsmeßstreifen werden symmetrisch zu der Tangente g, d. h. der Normalen, auf die Verbindungsstrecke r, und gegenüberliegend auf die Zug- und Druckseite des Anlenkhr.izens 5 aufgeklebt. Bei Schwenken des Auslcgcrs aus der Stellung »0« (r = /·„) in eine beliebige Stellung, z.B. die Stellungen »1« '-.er «2«, wird oil Normale g um Winkel \, oder \., gegenüber der Strecke /, oder /.,. in der die Kraft wirkt, geschwenkt. Diese Winkel stellen sich auch jeweils zwisci.en den Hebelarmen/i, oder /1, und den Verbindungsstrekken r eil;.

Wenn M das aus der Last P und Auslegergewicht herrührende, als konstant angenommene Moment, K die Kraft im Wippzylinder. ^ ^der ^eßenekt in den Dehnungsmclistre.fen und * der Winkel zwischen Hebelarm Λ und der Verbindungsstrecke r ist. dann gilt

_{r cm x}

ψ\ g5eiien Schnitt nach der Linie V-V in F i g. 4.

In Fig. 1 ist mit 1 der Kranoberwagen eines TeIeskopkrans bezeichnet. Der teleskopierbare Ausleger 2 ist im Anlenkpunkt A an dem Kranoberwagen 1 angelenkt. Am Kopf des Auslegers 2 ist ein Flaschenzug 3 vorgesehen, an dem die Last P hängt. Die Last P und das Auslegergewicht erzeugen ein im Uhr- ♦< > zeigersinn drehendes Moment um den Anlenk-^PUZu^lm Schwenken des Auslegers 2 gegen dieses Moment ist der Wippzylinder 4 vorgesehen, der bei C M ---■ K · h konst.

_{Danus fo]}„_t

_κ ₌

_r _cos

Mit

IJ ~ K · cos

ergibt sich der gewünschte Zusammenhang y ^, ,\/.

Spannung umwandeln.

Aus dem Konstruktionsschema nach F ig. 2 laßt

β schwenkbar vorzustellen. Der Anlenk-

punk ^ sch wc ¹^ ^v0 _d . _{d Verbin}.

» »ur dil „«

::in. Die Dehnungsmeßstreifen sind also iihnlich, wie in dem Fall mit alr>\ symmetrisch zu der Tangente g auf den hier mit dem Drehtisch fest zu verbindenden Anlenkbolzen 6 aufzukleben, damit die oben beschriebene Wirkung (V ~M) eintritt.

Bei der Ausführung nach F i g. 4 und 5 ist der Anlenkbolzen 105 für das Anlenkauge 106 am oberen Ende der Kolbenstange 107 mittels Dehnschrauben

108 mit einem Ring 109 verbunden, der an einer mit dem Grundausleger 102 festen Lasche 110 angeschweißt ist. Der Anlenkbolzen durchsetzt den Ring

109 mit Spiel.

Insgesamt sind drei Dehnschrauben vorgesehen, von denen eine mit Hirer Achse in der zur Verbindungsstrecke r zum Anlenkpunkt des Grundauslcgers 102 am Kranoberwagen normal verlaufenden Ebene £ angeordnet ist, während auf beiden Seiten dieser Dehnschraube zwei quer dazu verlaufende Dchnschrauben angeordnet sind.

Die mittlere, in der Ebene g ausgerichtete Dehnschraube 108 durchsetzt den Anlenkbolzen völlig. Gegenüber ihrem Schraubende ist in Verlängerung der Achse dieser Dehnschraube eine Bohrung im Ring 109 vorgesehen, in der ein induktiver Weggeber 111 vorgesehen ist. Der bewegliche Taster 112 dieses Gebers liegt an der Mitte der Stirnfläche des Schraubendes 113 der mittleren Dehnschraube 108 an. Bei Belastung des Auslegers wird die Kolbenstange 107 auf Druck beansprucht und drückt daher den Anlenkbolzen in Richtung auf den induktiven Weggeber 111, der also auf der dem Ausleger zugewandten Seite des Rings 109 angeordnet sein muß. Die dabei auftretende definierte Dehnung der Dehnschraube 108

ίο ist ein Maß für die Beanspruchung der Kolbenstange. Der Meßwert ist auf Grund der Ausrichtung der Ebene g unabhängig von der Schwenklage des Auslegers, d. h. die durch die Messung erfaßte Kraftkomponente P_M ist stets proportional dem auf den Ausleger wirkenden Gesamtmoment M^₅. Dies wäre nicht der Fall, wenn beispielsweise der MeElgeber mit seiner Hauptrichtung in Richtung der resultierenden Kolbenstangenkraft P_w angeordnet wäre. Die Richtung, in der die beiden quer zur mittleren Dehnschraube verlaufenden Dehnschrauben angeordnei sind, fällt in die gleiche Richtung wie die Verbin dungsstrecke r und die bei einer Zerlegung der resul tierenden Kolbenstangenkrafl P_W/ entstehende zweit* Kraftkomponente P₀.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Messen der vom Moment um den Fußpunkt des Auslegers herrührenden Kraft am Wippzyiinder eines Auslegerkrans, insbesondere eines Teleskopkran, mit einem einen winkflabhängigen Meßeffekt aufweisenden Kraftmeßgeber, der einem der für die Anlenkung des Wippzylinders am Grundausleger oder Kranober- m wagen vorgesehenen Anlenkbolzen zugeordnet und mit seiner Hauptmeßrichtung in einer Ebene ausgerichtet ist, die den betreffenden Anlenkpunkt enthält und auf der die Verbindungsstrecke zwischen den Mittelpunkten der Gelenke zur Anlenkung des Auslegers am Kranoberwagen und des Wippzylinders am Ausleger bzw. die Verbindungsstrecke zwischen den Mittelpunkten der Gelenke zur AnIc jkung des Auslegers und des Wippzylinders am Kranoberwagen senkrecht steht, nach Patent 1810641, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlenkbolzen (105) in seiner Gelenkbohrung mit Spiel angeordnet und mit einem auslegerfesten Bauteil (Ring 109) über mindestens einen in der genannten Ebene (g) ausgerichteten Zuganker (Dehnschraube 108) verbunden ist und daß an dem Bauteil (109) an der Stelle des größten Spiels zwischen dem Anlenkbolzen und der Gelenkbohruri^ ein mit seiner Hauptmeßrichtung in Richtung der Längsachse des Zugankers weisender Abstandsgeber (Hv) geg nüber dem freien Ende des Zugankers angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung zwischen dem Anlenkbolzen (105) und dem Bauteil (Ring 109) quer zu dem Zuganker (Dehnschraube 108) mindestens ein weiterer Zuganker (108) vorgesehen ist.