DE3210047A1

DE3210047A1 - Elektronisches uebertragungselement

Info

Publication number: DE3210047A1
Application number: DE19823210047
Authority: DE
Inventors: Leif 65221 Karlstad Näslund
Original assignee: OEHRNELL TEKNIK HANDELSBOLAGET
Current assignee: OEHRNELL TEKNIK HANDELSBOLAGET
Priority date: 1981-03-20
Filing date: 1982-03-19
Publication date: 1982-09-30
Also published as: GB2099161A; DE3210047C2; SE8101790L

Description

Elektronisches Übertragungselement

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Übertragungselement für ein Hebezeug. Das Übertragungselement erzeugt jeweils ein die vom Hebezeug gehobene Last repräsentierendes elektrisches Signal und ist dazu mit Spannungsmeßelementen ausgestattet und wird mit einer Spannung belastet, die von der jeweiligen Last abhängt.

Das erfindungsgemäße Übertragungselement kann entweder ein integraler Teil eines elektronischen Wiegesystems sein oder als reine Überlastschutzeinrichtung dienen, die die Energieversorgung des Hebezeuges unterbricht, wenn eine maximale Überlastgrenze erreicht wird.

Übertragungselemente dieser Art sind bereits bekannt und werden in Verbindung mit unterschiedlichen Hebezeugen verwendet, wie Hängefördereinrichtungen, Kranen, Mobilkranen und dergl. Aus den schwedischen Patentanmeldungen 7310533-0 und 7502923-1 sowie der FE-iPS 2 234 557 und der US-PS 3 827 514- sind Anordnungen bekannt, in denen ebenfalls Übertragungselemente zum Wiegen oder als Überlastschutz eingesetzt sind. Ein solches Übertragungselement hat eine lenkerförmige Gestalt und kann als Spleiß-Element in einem Draht oder Kabel eingesetzt wer-

den, mit dem eine Umlenkscheibe oder Rolle abgestützt und dadurch Zugspannungen unterworfen wird, die der tatsächlichen Belastung entsprechen. Diese Übertragungsglieder müssen so ausgelegt sein, daß sie Zugspannungen mit einem beträchtlichen Übermaß in Bezug auf die maximal zulässige Last des Hebezeugs widerstehen. Es ist dabei üblich, mit Sicherheitsfaktoren zwischen 3 und 4- zu arbeiten. Dies bedeutet natürlich, daß die Werkst of fd eformat ion infolge der Zugspannungen in den Lenkern außerordentlich ungenau feststellbar und nicht nennenswert ist, insbesondere wenn die tatsächliche vom Hebezeug gehobene Last verhältnismäßig leicht ist,d.h.wenn das Hebezeug im unteren Bereich der Lastkapazität arbeitet. Wenn das Zugglied dann als ein Überlastschutz

¹⁵. fungieren muß, haben die zuvor geschilderten Umstände keinen größeren Einfluß. Wenn jedoch das Zugglied so ausgebildet ist, daß es ein integraler Teil einer Wiegeeinrichtung ist, bedeutet es natürlich einen bemerkenswerten Haenteil. Die lastabtastenden Elemente, die in den vorerwähnten schwedischen Anmeldungen erläutert werden, sind einfache Spannungsmeßelemente, die sich einfach in ein Hebezeug eingliedern lassen, und zwar in die Drähte oder Kabel, die zum Heben benutzt werden. Ein Spannungsmeßelement für ein Kabel wird auch in der US-PS 2 795 136 beschrieben, wobei dieses Element zwei Kabellagerglieder in Form von Hollen oder Kissen an seinen gegenüberliegenden Enden sowie einen Mittelabschnitt mit einer Spannvorrichtung aufweist, mit der das Kabel zwischen den Kissen oder Rollen gebogen oder verformt wird. Diese Spannvorrichtung enthält ein Teil, das dann Zugspannungen unterworfen wird, wenn auf das Kabel eine Last einwirkt. Diese vorerwähnten Übertragungselemente können für keine anderen Anwendungsfälle eingesetzt werden, als für eine reine

„_ Überlastschutzeinrichtung und/ oder für Wiegezwecke, 35

bei denen keine hohe Genauigkeit im Vordergrund steht.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung liegt in der Schaffung einer Struktur, welche in Mobilkrane oder andere Hebezeuge einfach an Ort und Stelle einbaubar ist.und die sich einfach und preiswert herstellen läßt, wobei sie gleichzeitig die Belastung exakt ermitteln soll.

Dieses Ziel wird mit einem Übertragungselement erreicht, das im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß es wenigstens ein Sicherheitselement aufweist, das mit dem ¹^ Zugglied parallel angeordnet und derart ausgelegt ist, daß es eine höhere Belastung verträgt, als das Zugglied selbst. Weiterhin ist das Zugglied bei normalen Betriebsbedingungen so angeordnet, daß es die gesamte auf das Übertragungselement einwirkende 'Last aufnimmt. Erst bei einem Bruch oder bei abnormalen Dehnungen des Zuggliedes kommt das Sicherheitselement zum Tragen, da es so angeordnet ist, daß es dann zumindest einen Teil der auf das Zugglied einwirkenden Last übernimmt.

Da hierbei keine Notwendigkeit besteht, das Zugglied für solche Lasten auszulegen, die die zu wiegenden oder transportierenden Lasten wesentlich übersteigen, kann die Materialverformung beträchtlich sein, wodurch die Spannungsmeßelemente die aufgebrachten Spannungen mit außerordentlich großer Genauigkeit abtasten.

Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, einen einfachen Einbau eines elektronischen Übertragungselementes in ein Hebezeug zu gestatten, das wenigstens eine Umlenkscheibe enthält, die durch einen Eahmen abgestützt wird, in dem die Scheibenwelle drehbar gelagert ist, wobei das Übertragungselement so angeordnet ist, daß es ein mit der auf die Scheibenwelle aufgebrachten Last korrespondierendes elektrisches Signal erzeugt. Dieses Ziel wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß ein Ende

der Scheibenwelle im Rahmen drehbar gelagert ist, während ihr gegenüberliegendes Ende in dem elektronischen Übertragungselement drehbar gelagert ist. Auch hier enthält das Übertragungselement wiederum ein Zugglied mit Spannungsmeßelementen, wobei das eine Ende des Zuggliedes drehbar am Rahmen angelenkt ist und sein gegenüberliegendes Ende die Scheibenwelle abstützt.

Andere Ziele und Vorteil der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen hervor, in denen gleiche Bezugszeichen für gleiche Teile in den verschiedenen Figuren gewählt sind.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Übertragungselement,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Übertragungselementes von Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines mobilen Kranes und ein vergrößertes Detail im Aufbau des Kranes, das einen gespleißten Teilabschnitt mit einem ■ erfindungsgemäßen Übertragungselement andeutet,

Fig. 4- einen Querschnitt durch eine andere Anwendungsart für das Übertragungselement, das hierbei ein

Ende einer Scheibenwelle abstützt, und 30

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Hängeforderers bzw. einer Laufkatze mit einer Seilumlenkscheibe, deren eines Ende in einer Anordnung gemäß Fig. 4 abgestützt ist, wie dies im Detail und vergrößert bei Fig. 5 hervorgehoben ist.

Ein Übertragungselement gemäß den Figuren 1 und 2 enthält ein Zugglied 1, an dem Spannungsmeßelemente 2 befestigt sind, die ein elektrisches Signal erzeugen, dao mit der Zugspannung korrespondiert, der das Zugglied unterworfen ist. Zwei Sicherheitsglieder 3 und 4 sind an beiden Seiten des Zuggliedes 1 angeordnet. Alle Glieder weisen an ihren Enden Bohrungen auf, die aufeinander ausgerichtet sind, um öffnungen 5 und 6 im Element zu bilden. Das Zugglied 1 ist in der oberen Öffnung 5 in· den beiden Sicherheitsgliedern 3» 4 schwenkbar mit einer Hülse 7 festgelegt, die die Bohrungen durchsetzt, Die beiden Sicherheitsglieder 3 und 4 sind miteinander starr verbunden,
und zwar durch eine Platte 12, die an den Außenseiten der Glieder angeschweißt ist. Distanzelemente 8 und 9 sind an

beiden Seiten des Zuggliedes 1 angeordnet, um eine korrekte Lage zwischen den Sicherheitsgliedern 3 und 4 und dem Zugglied herzusteltei. Ein Stützring 10 ist in der unteren
öffnung 6 in der Bohrung des Zuggliedes angeordnet und

so geformt, daß die innere .wirksame Länge d1 des Zug-

gliedes kleiner ist, als die korrespondierende innere

wirksame Länge d2 der beiden Zugglieder. Der Stützring
10 ist mit Sitzflächen für elastische Einlagen 11 ausgestattet, die an den Stirnflächen der beiden Sicherheitsglieder 3 und 4 anliegen, um hier das Eindringen von
Schmutz und Feuchtigkeit in Spannungsmeßelemente 2 zu
verhindern, die an das Zugglied 1 angeklebt sind. Da die innere wirksame Länge d1 des Zuggliedes kleiner ist, als die korrespondierende innere wirksame Länge d2 beider

Sicherheitsglieder 3, 4 muß der Stützring 10 unter normalen

Umständen die gesamte Zugbelastung auf das übertragungselement 1 aufnehmen. In Abhängigkeit von der Größe der
Last wird der Stützring 10 in Längsrichtung zwischen den beiden Sicherheitsgliedern verschoben. Nur wenn das Zug-

glied 1 bricht oder infolge einer Dehnung eine wirksame innere Länge d1 erhält, die gleich den wirksamen Längen

d2 der Sicherheitsglieder ist, können die Sicherheitsglieder wenigstens einen Teil der Last übernehmen, die auf das Zugglied einwirkt. Die wirksame Länge d1 des Zuggliedes und die wirksamen Längen d.2 der Sicherheitsglieder sind deshalb so aufeinander abgestimmt, daß sich nur eine maximal zulässige Dehnung im Zugglied ergeben kann, die ausreichend weit unter der Bruchgrenze des Materials liegt. Dies bedeutet, daß nach einer kurzzeitigen oder schlagartigen Überlast am Übertragungselement, wobei diese Überlast die zulässige Spannung des Zuggliedes mehrfach übersteigen kann, das Zugglied seine normale Punktion.weiterhin ausüben kann, ohne daß es dadurch zerstört worden wäre oder deshalb ersetzt werden müßte. Daraus ist auch der Unterschied der erfindungsgemäßen Losung gegenüber bekannte Strukturen erkennbar, bei denen eine zufällige Überlast über die Bruchgrenze des Materials einen Ersatz des gesamten Übertragungselements bedingte.

Bei der Ausführungsform von Pig. 1 ist die Hülse 7 mit einem von der Mitte zu beiden Enden hin graduell zu-' nehmenden Innendurchmesser ausgebildet. Die Berührangsfläche zwischen der die Hülse durchsetzenden Welle und der Hülse ist dadurch punktförmig, was bedeutet, daß

die Welle relativ zum Übertragungselement geringfügig gekippt werden kann, ohne daß in. das Zugglied Biegekräfte oder ein Biegemoment eingeleitet würden.

Es kann ferner zweckmäßig sein, das Zugglied 1 durch einen

Zapfen 28 relativ zu den Sicherheitsgliedern 3 und 4 festzulegen, um zu verhindern, daß sich das Zugglied um die Hülse 7 verdreht und in einer Stellung verklemmt, in der die Sicherheitsglieder unter normalen Belastungen bereits

einen Teil der Last übernehmen, die von dem Zugglied ge-35

messen werden sollte.

Das eine Sicherheitsglied 3 ist mit einer Bohrung für eine Tülle 13 für ein elektrisches Kabel ausgestattet, das an die Spannungsmeßelemente 2 angeschlossen ist. Das • Kabel 14- ist in üblicter Weise an einen elektronischen Schaltkreis angeschlossen, wie dies auch bei den bekannten und eingangs erwähnten Lösungen beschrieben wurde. In diesem Schaltkreis wird das von dem Übertragungselement abgegebene Signal in ein Signal umgewandelt, das entweder ein Relais steuert, das die Stromversorgung im. Hebezeug unterbricht, oder in ein Signal, das in einer Anzeigevorrichtung die vom Hebezeug aufgenommene tatsächliche Last anzeigt. In dem elektronischen Schaltkreis sind auch Potentiometer vorgesehen, die ein Ausbalancieren der Viegeeinrichtung sowie ein Einjustieren der Überlastschutzvorrichtung und/oder der Viegeeinrichtung gestatten.

Fig. 3 zeigt eine spezifische Anwendung des Übertragungselementes gemäß der Erfindung bei einer querverfahrbaren

Laufkatze eines Kranes. Ein Ende des mit 15 bezeichneten Übertragungselementes ist mit einem Ende eines Kabels verbunden, das am Rahmen der Laufkatze verankert ist, beispielsweise an der Quertraverse 1?· Das andere Ende des übertragungselementes 15 ist mit dem Teil des Kabels verbunden, das durch den Lasthakenblock 18 läuft. Da das Übertragungselement mit dem elektronischen Schaltkreis durch ein Übertragungskabel 14 gekoppelt ist, kann es an der Hebebewegung nicht teilnehmen. Wie aus der vergrößerten Detailansicht bei Fig. 3 erkennbar ist, ist 30

das Kabel 16 mit dem Übertragungselement 15 über Schäkel Λ6 in Schleifen 20 der Kabelenden verbunden. Bei dieser Ausführungsform wird infolge der mehrfachen Seilumlenkung das Übertragungselement nur mit einer Belastung beaufschlagt, die einem Viertel der tatsächlich vom Hebezeug gehobenen Last entspricht.

Fig. 4 zeigt eine wichtige Ausführungsform eines Hebezeuges, in dem das Übertragungselement gemäß der Erfindung dazu verwendet wird, ein Ende 25 einer Welle 22 einer Umlenkscheibe 21 abzustützen. Das gegenüberliegende Ende der Scheibenachse 22 ist drehbar in einem Rahmen 23 gelagert. Das im Übertragungselement abgestützte Ende 25 durchsetzt eine Bohrung des Rahmens 24 mit Spiel und wird in der unteren öffnung 6 des Übertragungselementes 15 aufgenommen. Das Übertragungselement 15 selbst ist schwenkbar durch eine Welle 27 in der oberen öffnung 5 mit einer Stützstruktur 26 gekoppelt, die im Rahmen 24 durch Verschweißung oder Vernietung starr festgelegt ist. Hierbei wird die Hälfte der auf der Umlenkscheibe 21 ruhenden Last von dem Übertragungselement 15 abgefühlt, so daß die gesamte und tatsächliche Last einfach ermittelbar ist.

5 zeigt die spezielle Verwendung der Anordnung von Fig. 4 in einer Hänge förd erb ahn bzw.bei einer einfachen Laufkatze, wobei die Anordnung des Übertragungselementes ■ 15 im Rahmen 24, der auch die Scheibe 21 lagert, aus der vergrößerten Detailansicht erkennbar ist. Diese spezielle Ausführungsform hat gegenüber der von Fig. 3 besondere Vorteile, da hierbei der Hubweg des Laethakenblocks nicht beschränkt ist. Ferner ist es hier einfacher, eine Überlastschutz- und/oder Lastmeß vorrichtung gemäß Fig. 4 bei diesem Kranaufbau anzubringen, da das einzige Teil, das hierfür in dem Kran ersetzt werden muß, die ursprüngliche Scheibenwelle ist. Dieser Austausch der Scheibenwelle kann durchgeführt werden, ohne daß die Umlenkscheibe aus dem Rahmen ausgebaut zu werden braucht. Die Stützstruktur mit dem Übertragungselement kann einfach an die Außenseite des Rahmens angeschweißt werden. Bei der Ausführungsform von Fig. 3 muß das Kabel gespleißt werden und müssen die Kabelenden mit Schleifen versehen wenden, damit das Übertragungselement dazwischen eingesetzt werden kann. Dies ist eine komplizierte und zeitaufwendige Tätigkeit.

1Z

Leerseite

Claims

GRÜNECKER. KINKELDEY. STOCKMAIR & PARTNER

PATENTANWÄLTE

A OHUNECKER i>« ·«. DR H KINKELDE/ in .. DP W STOC^MAlFi. t»f* DH K SCHUMANN c.« > P H JAKOB. UPt .·*. DW G QEZOLD on. i>«:u' W MEISTER. IX* ·<-. H HILGERS. op». ·Λ · D« H MEYEH-PLATH. cm

Handelsbolaget Öhrnell-Teknik Olovsgatan 7
S-652 21 KAELSTAD
Schweden

80OO MÜNCHEN 22 MAXiMtUANSTRASSE A3

PH 17 133-25/Ga 19. März 1982

Elektronisches Übertragungselement

Patentansprüche

30 1. Elektronisches Übertragungselement für ein Hebezeug, mit dem ein mit einer gehobenen Last korrespondierendes elektrisches Signal erzeugbar ist, mit einem mit
Spannungsmeßelementen ausgestatteten Glied, das in Abhängigkeit von der vom Hebezeug getragenen Last einer Zug- oder

35 Druckspannung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet , daß parallel zum Zugglied (1) wenigstens

ein Sicherheitselement (3, 4) angeordnet ist» das eine höhere Belastung aufzunehmen vermag, als das Glied (i), und daß das Glied (1) derart angeordnet ist, daß es unter normalen Betriebsbedingungen die gesamte auf das Übertragungselement wirkende Belastung aufnimmt, und daß das Sicherheitselement (3, 4-) derart angeordnet ist, daß es bei einem Bruch oder bei abnormalen Verformungen des Gliedes (1) wenigstens einen Teil der auf das Glied (1) einwirkenden Last übernimmt.
2. Übertragungselement nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Sicherheitselement (3,4·) aus zwei Sicherheitsgliedern besteht, die parallel zum Zugglied (1) und jeweils an einer Seite des Zuggliedes

(1) angeordnet sind, und daß alle Glieder in beiden Enden mit Bohrungen (5, 6) ausgestattet sind, die derart angeordnet sind, daß die innere wirksame Länge des Zuggliedes (1) kleiner ist, als die korrespondierenden, wirksamen inneren Längen der Sicherheitsglieder (3, 4·)·
3· Übertragungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Sicherheitsglieder (3, 4-) starr miteinander verbunden sind, und daß ein Ende des Zuggliedes (1) durch eine Hülse (7) an den beiden Sicherheitsgliedern (3, 4-) verdrehbar angelenkt ist, wobei sich die Hülse in einer der Bohrungen (5» 6) des Übertragungselementes befindet,
4·. übertragungselement nach Anspruch. 2, dadurch g e -

kennzeich net , daß die inneren wirksamen Längen (d1, d2) des Zuggliedes (1) und der Sicherheitsglieder (3, 4·) derart aufeinander abgestimmt sind, daß das Zugglied nur bis unterhalb seiner Bruchgrenze maximal verlängerbar ist.
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5· Übertragungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Zugglied (1) zwischen den Bohrungen (5, 6) mit einem Zwischenabschnitt versehen ist, an welchem die Spannungsmeßelemente (2) starr befestigt sind.
6. Hebezeug mit wenigstens einer Seilumlenkscheibe, die durch einen Rahmenteil abgestützt wird, in dem die Umlenkscheibenachse drehbar gelagert wird, und wobei ein elektronisches Übertragungselement mit der Scheibenwelle verbunden ist, um ein mit der auf die Welle einwirkenden Last korrespondierendes elektrisches Signal zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet , daß ein Ende (25) der Scheibenwelle (22) im Rahmen (23) drehbar abgestützt ist, während ihr gegenüberliegendes Ende drehbar in dem elektronischen Übertragungselement (1-5) abgestützt ist, daß das Übertragungselement (15) ein mit Spannungsmeßelementen (2) ausgestattetes Zugglied (1) aufweist, von dem ein Ende schwenkbar mit dem Rahmen (23) verbunden ist, während das gegenüberliegende Ende die Scheibenwelle (22) abstützt.
7. Hebezeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß zu- beiden Seiten des Zuggliedes

(1) zwei Sicherheitsglieder (2, 3) angeordnet sind, daß die Glieder in beiden Enden mit Bohrungen (5, 6) versehen sind, und daß die Bohrungen derart angeordnet sind, daß die innere wirksame Länge (d1) des Zuggliedes (1)

kleiner ist, als die inneren wirksamen Längen (d2) der 30

Sicherheitsglieder (2, 3)·
8. Hebezeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ^das Glied ein von der tatsächlichen Last auf Zug oder Druck belastbar ist.