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Einrichtung zum Erfassen von Lasten, die an einem in Seilhubwerk
aufweisenden Kran od. dgl. hängen Bei Lastmomentbegrenzungs-Einrichtungen für Krans
mit teleskopierbaren Auslegern werden im allgemeinen die Istwerte der Momente, dAe
von dem Eigengewicht des Auslegers und von der an diesem jeweils hängenden Last
herrühren und anf einen geeignaten Punkt, z.B. den Fußpunkt des Auslesers, bezogen
sind, in einem Vergleichegerät mit Sollwerten verglichen, welche den jeweils ftir
den betreffenden Rüstzustand des Kranes höchstzulässigen Momenten, bezogen auf denselben
Bezug, entsprechen. Wenn der jeweilige Istwert gleich dem betreffenden Sollwert
wird oder sich diesem nähert, liefert das Vergleichagerät einen Impuls für eine
Anzeige und/oder für die Betätigung einer Sicherheitseinrichtung, durch welche die
Kranantriebe abgeschaltet werden.
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Bei der bisherigen Art der Ermittelung der Momenten-Istwerte treten
Störeinflüsse auf, die zu Ungenauigkeiten führen, was auch durch kostspielige Korrekturmaßnahmen
nicht hundertprozentig ausgeglichen werden kann.
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Wenn nämlich der Istwertgeber durch Dehnmeßstreifen gebildet wird,
die an dem Grundkörper des teleskopierbaren Auslegers befestigt werden, müssen tor
allein starke Nullpunktdriften berücksichtigt werden, die insbesondere durch seitliche
Verbiegung des Auslegers
infolge einseitiger Erwärmung durch Bestrahlung
und/ oder Konvektion verursacht werden.
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Wenn die Istwerte mit Hilfe von Dehnmeßstreifen durch elastische Verformung
von Gelenkbolzen, z.B. in dem Gelenk zwischen der Kolbenstange eines hydraulischen
Wippgerätes und dem Grundkörper des Auslagers, ermittelt werden, treten Fohler infolge
der Flächenpressung zwischen dem Gelenkbolzen und der Lagerfläche auf.
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Bei Meßgebern, welche durch die Abstützung einer Ablenkrolle für das
Hubwerkseil beeinflußt werden, oder bei Anwendung von Kraftmeßdosen an Wippen von
Hub- und Wippwerken machen sich Fehler aus Rollen- oder Seilreibung bemerkbar.
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Demgegenüber liegt der in den Ansprüchen gekennzeichneten Erfindung
die Auf gabe zugrunde, derartige Fehler bei der Ermittelung der Istwerte von Lastmomentbegrenzungs-Einrichtungen
oder bei senstigen Einrichtungen zur Erfassung von Lasten an ein Seilhubwerk aufweisenden
Kranen oder dergl., z.b. bei Vingeoinrichtungen, in einfacher Weise zu vermeiden.
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Die Erfindung bringt den Vorteil, daß die genannten Stdreinflilsse
ausgeschaltet werden, ohne daß es umständlicher und empfindlicher zusätzlicher Einrichtungen
bedarf, wobei lediglich Temperatureinflüsse anf die aktiven Dehnmeßstreifen in bkannter
Weise durch passive Dehnmeßstreifen auszugleichen sind.
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Auf der Zeichmung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt; und zwar zeigen
Fig. 1 das äußere Ende eines teleskopierbaren
Kran-Auslagers mit einem an ihm hängenden Hakengeschirr und einer Einrichtung nach
der erfindung in Seitenansicht, Fig. 2 die Ansicht mit dem Blick nach dem Pfeil
A in Fig. 1, Fig. 3 einen Ausschnitt au Fig. 1 in größerem Maßstab, Fig. 4 ein Schaltbild
für die verwendete Binrichtung und Fig. 5 ein Schaubild.
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An da. Kopf t des äußersten Teleskopteiles des Auslagers ist oben
eine Umlenkrolle 2 für das Hubwerkseil 3 gelagert. Unterhalb von der Umlenkrolle
2 sind an dem Kopf 1 vier obere Flaschenrollen 4 nebeneinander gelagert. Das Hubwerkseil
3 ist in mehrfacher Flaschung über die oberen Flaschenrollen 4 und drei untere Flaschenrollen
5 in einem Hakengeschirr 6 geschlungen. Das von einer der oberen Flaschenrollen
4 ablaufande Ende des Hubwerkseiles 3 ist mit einer Schleife 7 in einer Hülse 8
befestigt, die am oberen Ende des Hakengeschirres 6 mittels eines Bolzens 9 gelagert
ist. ton der Hülse 8 setzt sich das Hubwerkseil 3 in einem unbelasten Strang 10
fort, dessen Ende mittels einer Schelle 11 auf einer Seite des Hakengeschirres 6
unterhalb des Bolzens 9 befestigt ist. Von der Umlenkrolle 2 ist das Hubwerkseil
3 zu der Hubwerktrommel 12 (Fig. 4) geführt, die z.B. auf der Plattform des Kranoberbaues
gelagert ist.
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Das Hubwerkseil 3 hat eine Seele 13, die aus einem elektrisch gut
leitenden Werkstoff besteht und gegenüber den sie umschließenden Drähtem des Hubwerkseiles
isoliert ist.
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Beispielsweise kann das Hubwerkseil 3 ein die Seele bildendes Kabel
enthalten.
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Aus dem von der Schelle 11 gehaltenen Ende des Stranges 10 des Hubwerkseiles
ist die Seele 13 herausgeführt. Sie ist in eine Hälfte einer Steckkupplung 14 eingesetzt,
deren andere Hälfte durch.
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eine isolierte Leitung 15 an einen Meßgeber 16 angeschlossen ist.
Dieser enthält Dehnmeßstreifen, die an dem Bolzen 17, der zur Befestigung des Eranhakens
18 an dem Hakengescbirr 6 dient, angebracht sind.
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Die Anordnung ist so getroffen1 daß eine elastische Verformung des
Bolzens 17 unter der Belastung durch einen an den Haken 18 gehängten Lastkörpers
eine entsprechende Dehnung oder Stauchung der Dshnmeßstreifen bewirkt und infolgedessen
von dem Meßgeber 16 ein elektrischer Impuls ausgeht, welcher ein Maß filr das Gewicht
des angehängten Lastk8rpers bildet.
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Die Dehnmeßstreifen des Meßgebers können auch an irgendeiner anderen
geeigneten Stelle des Hakengeschirrs 6 befestigt sein. Die Anordnung muß aber So
getroffen werden, daß der Meßgeber auf die durch angehängte Lastkörper jeweils bewirkten
Verformungen des Hakengeschirres oder eines andersartigen Lastaufnahmemittels, s.B.
eines Greifers, eines Tragmagneten, oder auf die Verformungen von Befestigungsgliedern
des Laustaufnahmemittels
unmittelbar anspricht, also unebhlngig
von de Subwerkteil. Es kann auch ein Meßgeber verwendet werden, der keine Dehnmeßstreifen
enthält, z. B. eine Druckmeßdose. Ferner ist es möglich, daß das Hubwerkseil von
der zur Befestigung dienenden Hülse 7 aus in einem unbelasteten Strang bis dicht
an den Meßgeber herangeführt ist, so daß eine Verbindungsleitung, die bei dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel als Leitung 13 vorgesehen ist, entfällt.
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Das Schaltbild nach Fig. 4 betrifft den Fall, daß der Meßgeber zwei
aktive Dehnmeßstreifen enthält, deren Widerstandswerte mit R1 und R3 bezeichnet
und die in einer Brtickenschaltunr diagonal einander gegenüber angeordnet sind.
Sie sind an dem Bolzen 9 oder unmittelbar an dem Hakengeschirr 6 ilo angeordnet,
daß sie bei Belastung des Hakens und des Hakengeschirres gedehnt oder gestaucht
werden. Ferner enthält der Meßgeber zwei passive den Dehnmeßstreifen, deren Widerstandswerte
mit R2 und R4 bezeichnet und in Reihe mit den Widerständen R1 und R3 diagonal zueinander
angeordnet sind. Die passiven Dehmeßstreifen sind so angeordnet, daß sie nicht auf
Dehnungen und Stauchungen des Bolzens 9 bzw. des Hakengeschirres 6 unter der Belastung
eines angehängsten Lastkörpers ansprechen, sondern nur einen Temperaturausgleich
bei unterschiedlicher Erwärmung oder Abkühlung der die Widerstände R1 und R3 aufweisenden
Dehmeßstreifen ausgleichen. Die parallel zueinander liegenden Brücken-Zweige mit
den Widerständen R1 und R2 bzw. R4 und R3 sind in einem Punkt C an den Pluspol einer
am Hakengeschirr angebrachten Batterie 19 und in einem Punkt D an den Minuspol dieser
Batterie angeschlossen.
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Ein Punkt A zwischen den widerständen R1 und R2 ist durch eine Leitung
20 mit einem am Hakengeschirr
6 befindlichen integrierten Versträrker
21 verbunden. Von diesem geht die Seele 13 aus, die innerhalb des Hubwerkseiles
3 liegt. Dieses ist über die in Fig. 4 nicht dargestellten Rollen 2, 4, 3 und weiterer
nrn Ausleger gelagerte Rollen zu der Windentrommel 12 geführt und mehr oder weniger
auf diese aufgewickelt. Aus dem an der Trommel 12 z.B. in einem Lagerzapfen befestigten
Ende 22 tritt die Seele 13 heraus. Dies t,t an einen Istwert-Empfänger 23 angeschlossen,
und zwar unter Vermittlung eines Zwischengliedes 24, das die Drehbewegung der Hubwerktrommel
12 gegenüber dem Empfänger 23 berücksichtigt.
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Ein Punkt B zwischen den Widerständen R4 und R3 ist an die Masse 24
des Kranauslegern angeschlossen. Das gilt auch für den Empfänger 23.
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Wenn die Vi deratande R1 nnd R3 infolge von Dehnungen oder Stauchungen
der aktiven Dehnmeßstreifen nach Maßgabe der Belastung des Kranhakens 18 und des
Hakengeschirres 6 geändert werden, entsteht zwischen den Punkten A und B der Brücken-Diagonale
eine Spannung, so daß durch die Seele 13 ein den Meßimpuls bildender Strom zu den
Empfänger 23 fließt, wobei der Rfickfluß durch die Verbindung des Punktes B mit
dem Empfänger 23 iiber die Nasse 2e des Kranauslegers erfolgt. Der integrierte Verstärker
21 hat die Sinkt ion eines Stromkonstanthalters. Er bewirkt, daß der durch die Seele
13 fließende Strom unabhängig von Änderungen des Widerstandswertes der Seele 13
etwa infolge von Zugbeanspruchungen bei Belastung des Hubwerkseiles 3 denjenigen
Wert behält, welcher ob der an der Brücken. Diagonale auftretenden elektrischen
Spannung entspricht.
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Fig. 5 zeigt den Verlauf der für den Kran tulässigen Tragkraft, d.h.
des größten Gewichtes, das an den Kran-Haken gehängt werden kann, über der Ausladung
des Auslegers, vorzugsweise bzogen auf die lotrechte Drehachse des Kranoberbaues.
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Die Traglastkurve besteht aus einem hyperbolförmigen Ast H und aus
mehreren waagerechten Ästen W1, W2, W3, W4. Der hyperbolförmige Ast H ist maßgebend
für die Standsicherheit des Kranes.
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Is ist angenommen, daß dieser tat - innerhalb der gegebenen Toleranzen
- für alls torkommenden Teleskopier-Zustände des Kranauslegers gilt, also unabhängig
davon, wie viele Auslegerteile aus den vorhergehenden Auslegerteilen ausgefahren
sind und wie weit. Die Äste W1 bis W4 sind maßgebend für die Belastbarkeit des Kranauslegers
im Bereich kleiner Ausladungen, wenn also der Ausleger steil steht und die vorzugsweise
hydraulischen Schubbvorrichtungen für das Teleskopieren des Auslegers am stärksten
belastet sind. Der Ast W4 mit der kleinsten Ordinate entspricht der größten Länge
des Teleskop-Auslegers, während die Äste W3, W2, W1 umso höher liegen, je mehr der
Ausleger durch Einteleskopieren gekürzt ist. Die Traglastkurve H mit einem der Äste
W bis V4 wird in einem Sollwertgenerator verwertet, der für die jeweilige Ausladung
A die höchstzulässige Tragkraft an ein Vergleichsgerät liefert, dem andererseits
der jeweilige Istwert der Traglast, d.h. das Gewicht der an dem Haken 18 hängenden
Last, von dem Empfänger 23 zugeführt wird und der einen Impuls ffir eine Sicherheitseinrichtung
auslöst, wenn der Istwert den höchszulässigen Wert erreicht.
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Besonders vorteilhaft ist es, daß hierbei nicht den Momenten entsprechende
Signale miteinander verglichen werden, sondern Signale, die den Dollwerten
und
Istwerten der Traglast entsprechen.
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Hierdurch wird es in vielen Fällen möglich, daß für die verschiedenen
Teleskop-Längen des Aus gers nur ein hyperbolförmiger Ast H der Traglast-Sollwertkuve
gilt. Andererseits werden die Istwerte an den Bmpfängor 23 mit einer bisher nicht
erreichbaren Genauigkeit geliefert, da infolge der Beeinflussung des Meßgebers 16
unmittelbar durch die Beanspruchung des Lastaufnahmemittels 6 alle Störeinflüsse
augeschaltet werden, die, wie eingangs erwähnt, bei bisherigen Arten der Istwert-Ermittlung
aufgetreten sind.
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Die Äste W1 bis W4 der Traglastkurve nach Fig. 5 werden für die verschiedenen
Teleskopier-Zustände des Auslegers in dem Sollwert-Generator verwirklicht. Die entsprechenden
Istwerte werden beispielsweise von einem weiteren Meßgeber geliefert, der etwa auf
den Flüssigkeitsdruck in den hydraulischen Schubvorrichtungen für das Teleskopieren
des Auslegers entspricht. In ist aber auch möglich, daß die den Xsten W1 bis W4
entsprechenden Istwerte ebenfalls von dem Empfänger 23 geliefert werden, der auf
den Meßgeber unmittelbar am Lastaufnahmemittel unter Vermittlung einer Soole des
Hubwerkseiles anspricht.