DE3421844C2

DE3421844C2 - Lastmeßeinrichtung für Hebezeuge

Info

Publication number: DE3421844C2
Application number: DE19843421844
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-Ing. 5840 Schwerte Zacharias
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Demag Cranes and Components GmbH
Priority date: 1983-07-01
Filing date: 1984-06-13
Publication date: 1987-05-14
Also published as: DE3421844A1

Abstract

Das ovale Meßstück (1) ist mittels eines angedeuteten Aufhängebolzens (2) an einem nicht gezeichneten Hebezeug befestigt und stellt die Verbindung zu einem angedeuteten Huborgan (3) dar, über das die Last gehoben wird. Das Meßstück (1) hat im Anschluß an Endbögen (1c) Längsseiten (1a) und (1b) und zwischen diesen in einem Gehäuse (9, 13) ein Schaltelement (4) in Form eines Mikroschalters, dessen Schaltstößel (5) bei Belastung des Meßstückes (1) durch Zug am Huborgan (3) gegen die Längsseite (1b) stößt, die an dieser Stelle einen Vorsprung aufweist. Das Gehäuse (9, 13) ist mittels Schrauben (11) an der Längsseite (1a) des Meßstückes (1) befestigt und hat Muttern (8) für Justierschrauben (7), mit denen das Schaltelement (4) zum Einstellen des richtigen Abstandes zwischen Schaltstößel (5) und Vorsprung (6) justiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lastmeßeinrichtung für Hebezeuge mit Hilfe eines Meßstückes, an dem ein Huborgan zum Aufnehmen der Last befestigt ist, wobei Verformungsermittler zwischen den Längsseiten des Meßstückes angeordnet sind.

Bei einer Lastmeßeinrichtung nach der US-PS 42 83 942 schließen sich an die gebogenen Endbereiche fast gerade Längsbereiche an, die sich bei Belastung kaum gerade biegen. Als Verformungsermittler sind daher nur Dehnungsmeßstreifen verwendbar. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß nur bei relativ großen Kettengliedern von ca. ab 25 mm Durchmesser genügend Einbauraum für den vorgesehenen Verformungsermittler vorhanden ist. Derartig starke Gliederketten verformen sich aber erst bei Belastungen von über ca. 20 t, d. h. daß sie bei den meisten Hebezeugen nicht einsetzbar sind.

Bei der Lastmeßeinrichtung nach dem CH-Patent 3 70 936 wird ein kreisrunder Ring verformt, in dem sechs Schaltelemente angeordnet sind. Bei nicht exakter Krafteinleitung verformt sich der Ring ungleichmäßig und führt zu ungenauen Meßergebnissen. Der Materialeinsatz ist sehr groß. Bei Zugbeanspruchung des Meßstückes entstehen im Bereich neben der Aufhängung starke Biegebeanspruchungen. Bei der Zugmeßeinrichtung nach der DE-OS 20 14 624 ist das Meßergebnis wegen der ungünstigen Form des Flachprofils zwischen seinen Bohrungen und dem Randbereich sehr ungenau. Zum genauen Messen müßte das Meßstück wesentlich länger sein. Als Faustformel gilt: Länge des Meßbereiches = 5 × Breite des Meßbereiches. Erst wenn die Verhältnisse eingehalten werden, kann man ein gutes Meßergebnis erwarten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine preiswerte, auch kleine Lasten sicher anzeigende Lastmeßeinrichtung mit niedriger Bauhöhe zu schaffen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Meßstück ein ovaler Ring ist, dessen gekrümmte Längsseiten über Platten ( Gehäusehälften, Steg) miteinander verbunden sind, an denen bzw. dem der Verformungsermittler angeordnet ist. Das Meßstück ist nicht länger als ein übliches Kettenglied und mit geringem Aufwand herstellbar. Es wird auf dem ganzen ovalen Meßbereich gleichmäßig verformt, wobei das Verhältnis der inneren Meßstückbreite zur inneren Meßstückhöhe etwa 1 : 1,8 bis 1 : 2,5 beträgt. Der Federweg zwischen den Längsseiten des Meßstückes beträgt bei Nennlast ca. 0,8 mm. Dieser relativ große Federweg gestattet es, einen Verformungsermittler in Form eines Schaltelements direkt, d. h. ohne eine den Federweg vergrößernde Hebelanordnung zu betätigen. Dieses Prinzip begründet die erreichte große Wiederholgenauigkeit des einjustierten Schaltpunktes auch nach 4 Millionen Schaltspielen. Das Schaltelement ist am Gehäuse einer Längsseite des Meßstückes befestigt; sein Schaltstößel wird von der anderen Längsseite betätigt, die vorzugsweise an dieser Stelle einen Vorsprung aufweist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Verformungsermittler bzw. das Schaltelement mit einer Einstellvorrichtung versehen, wobei das Schaltelement zwischen Justierschrauben gehalten sein kann, für die in einem durch eine Trenn-Dichtleiste in zwei Hälften unterteilten Gehäuse Muttern angeordnet sind. Es können mehrere Schaltelemente mit unterschiedlichen Schaltpunkten vorhanden sein, wobei als Schaltelemente Mikroschalter verwendet werden können. Das Gehäuse kann mittels Schrauben an einer der Längsseiten befestigt sein.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können an dem Steg Dehnungsmeßstreifen angeordnet sein. Der Steg erfährt dann bei Belastung des Meßstückes eine Spannung, die von den Dehnungsmeßstreifen in bekannter Weise festgestellt wird und über eine Auswerteeinrichtung die Steuerung des Hebezeuges beeinflußt.

Der Steg kann zwischen den Befestigungsstellen an den Längsseiten in den Innenraum des Meßstückes gerichtete Abbiegungen und zwischen diesen einen Meßbereich haben, auf dem die Dehnungsmeßstreifen auf beiden Seiten angeordnet und zur Voll-Brücke verschaltet sind.

Es können auch zwei Schaltelemente mit unterschiedlichen Schaltpunkten sich gegenüberliegend an den Gehäusehälften befestigt sein. Ein Gehäuse kann an einer der Längsseiten befestigt und an der anderen Längsseite mit Langlöchern an den Schrauben geführt sein. Das andere Gehäuse ist umgekehrt angeordnet. Die Schaltelemente sind jeweils an dem Gehäuse der gegenüberliegenden Seite befestigt. Die Schaltanschläge sind senkrecht im Meßstück angeordnete Stäbe, die je mit einem Ende mit einer Platte an dem Gehäuse befestigt und deren anderes Ende federnd an der Stellschraube anliegt, die durch eine an dem Gehäuse befestigte Mutter geführt ist, wobei die Mutter eine selbsthemmende Federmutter ist. Jedes Gehäuse hat auf einer Seite der Längsebene des Meßstückes den Schaltanschlag und auf der anderen Seite der Längsebene eine Aufsetzfläche für das Schaltelement des anderen Gehäuse-Teils.

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Meßstück mit einem Schaltelement in der Seitenansicht,
Fig. 2 den Schnitt II-II durch die Fig. 1,
Fig. 3 den Schnitt III-III durch die Fig. 1,
Fig. 4 ein Meßstück mit zwei Schaltelementen in der Seitenansicht,
Fig. 5 den Schnitt V-V durch die Fig. 4,
Fig. 6 den Schnitt VI-VI durch die Fig. 4,
Fig. 7 ein Gehäuse von Fig. 4 in größerem Maßstab,
Fig. 8 den Schnitt VIII-VIII durch die Fig. 7,
Fig. 9 das Meßstück nach Fig. 4 in Einbaulage,
Fig. 10 ein weiteres Meßstück in der Seitenansicht,
Fig. 11 den Schnitt XI-XI durch die Fig. 10.
Das ovale Meßstück 1 ist mittels eines angedeuteten Aufhängebolzens 2 an einem nicht gezeichneten Hebezeug befestigt und stellt die Verbindung zu einem angedeuteten Huborgan 3 dar, über das die Last gehoben wird. Das Meßstück 1 hat im Anschluß an Endbögen 1 c Längsseiten 1 a und 1 b und zwischen diesen in einem aus zwei Hälften 9, 13 gebildeten Gehäuse ein Schaltelement 4 in Form eines Mikroschalters, dessen Schaltstößel 5 bei Belastung des Meßstückes 1 durch Zug am Huborgan 3 gegen einen Vorsprung 6 der Längsseite 1 b stößt. Das Gehäuse 9, 13 ist mittels Schrauben 11 an der Längsseite 1 a des Meßstückes 1 befestigt und hat Muttern 8 für Justierschrauben 7, mit denen das Schaltelement 4 zum Einstellen des richtigen Abstandes zwischen Schaltstößel 5 und Vorsprung 6 justiert ist. Das aus zwei Hälften 9 und 13 gebildete Gehäuse ist mittels einer Trenn-Dichtleiste 10 nach dem Zusammenbau abgeschlossen, wie Fig. 2 zeigt. Von dem Schaltelement 4 führt eine Anschlußleitung 12 zu einem nicht gezeichneten Schaltschütz für den Hubwerksmotor.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind zwei Schaltelemente 4 a und 4 b im Meßstück 1 angeordnet. Das Schaltelement 4 a liegt an einem stabförmigen Schaltanschlag 6 a an. Das Meßstück 1 hat sich bei 20% der Nennlast in der Breite um 0,2 mm verformt und das Schaltelement 4 a schaltet den nicht gezeichneten Hubwerksmotor von Schnellgang auf Feingang. Wenn sich dann eine Überlast von 110% ergibt, verformt sich das Meßstück um insgesamt 0,9 mm und das Schaltelement 4 b stößt gegen den Schaltanschlag 6 b und veranlaßt das Abschalten des Hubwerksmotors. Zum genauen Einstellen der Schaltpunkte liegen die Schaltanschläge 6 a und 6 b federnd an Justierschrauben 7 a an, die über eine als selbsthemmende Federmutter 8 a ausgebildete Mutter an der Wand des Gehäuses (9, 13) befestigt ist. Die Federmutter 8 a ist, wie Fig. 7 und 8 zeigen, aus einem Flachprofil hergestellt und mit einem Befestigungsschenkel 8 b mit dem Gehäuse 9, 13 verbunden. Das mit Gewinde versehene Ende ist so U-förmig gebogen, daß der Bogen durch das Gewinde der Justierschraube 7 a in eine Zwangsform gebracht wird und wie ein Federring wirkt, wie die Fig. 8 erkennen läßt. Diese Fig. 8 zeigt auch eine Aufsetzfläche 17 für das mit dem Schaltanschlag des anderen Gehäuse-Teils zusammenwirkenden Schaltelementes 4 sowie die Langlöcher 16, die ein Dehnen des Meßstückes 1 in seiner Längsrichtung 1 a und 1 b ermöglichen. Wird der Schalt-Nachlaufweg des Stößels des Schaltelementes 4 a oder 4 b überschritten, gibt der Schaltanschlag 6 a oder 6 b federnd nach und nimmt nach der Belastung seine ursprüngliche Lage wieder ein.
Sollte das Meßstück 1 einmal brechen, verhindert seine Anordnung in einer Seilkeiltraverse das Abstürzen der Last, wie Fig. 9 zeigt. Das Meßstück 1 liegt über dem Bolzen 2 auf dem unteren Rand der Bohrungen 18 in Seitenblechen 19 der Seilkeiltraverse. Am unteren durch das Meßstück 1 führenden Bolzen 2 a hängt eine Seiltasche 20, an der das Huborgan 3 in Form eines Seiles befestigt ist. Der untere Bolzen 2 a führt durch Langlöcher 21 der Seitenbleche 19. Die Langlöcher 21 ermöglichen die freie Dehnung des Meßstückes und der durch die Seiltasche 20 und die Langlöcher 21 der Seitenbleche 19 geführte Bolzen 2 a verhindert das Abstürzen der Last beim Bruch des Meßstückes 1.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 10 und 11 sind die Längsseiten 1 a und 1 b des Meßstückes 1 über einen Verformungsermittler in Form eines Steges 14 miteinander verbunden, der zwischen den Längsseiten 1 a und 1 b in den Innenraum des Meßstückes 1 gerichtete Abbiegungen 14 a hat. Auf dem zwischen diesen liegenden Meßbereich 14 b sind auf beiden Seiten Dehnungsmeßstreifen 15 befestigt. Beim Zusammendrücken der Längsseiten 1 a und 1 b verformt sich der Meßbereich 14 b in die gestrichelt gezeichnete Lage und die Dehnungsmeßstreifen bewirken über eine nicht gezeichnete Voll-Brückenschaltung die Steuerung des Hebezeugs sowie das Anzeigen der gehobenen Last.

Claims

1. Lastmeßeinrichtung für Hebezeuge mit Hilfe eines Meßstückes, an dem ein Huborgan zum Aufnehmen der Last befestigt ist, wobei Verformungsermittler zwischen den Längsseiten des Meßstückes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßstück (1) ein ovaler Ring ist, dessen gekrümmte Längsseiten (1 a, 1 b) über Platten (Gehäusehälften 9, 13; Steg 14) miteinander verbunden sind, an denen bzw. dem der Verformungsermittler angeordnet ist.

2. Lastmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der inneren Meßstückbreite zur inneren Meßstückhöhe 1 : 1,8 bis 1 : 2,5 beträgt.

3. Lastmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verformungsermittler ein Schaltelement (4) ist, das am Gehäuse einer Längsseite (1 a) des Meßstückes (1) befestigt ist und dessen Schaltstößel (5) gegen einen Vorsprung (6) der anderen Längsseite (1 b) drückbar ist.

4. Lastmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verformungsermittler bzw. das Schaltelement (4) mit einer Einstellvorrichtung versehen ist.

5. Lastmeßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung mindestens eine Schraube (7) ist.

6. Lastmeßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (4) zwischen Justierschrauben (7) gehalten ist, für die in einem Gehäuse (13) Muttern (8) vorhanden sind.

7. Lastmeßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus zwei durch eine Trenn-Dichtleiste (10) miteinander verbundenen Gehäusehälften (9, 13) gebildet ist.

8. Lastmeßeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (9, 13) mittels Schrauben (11) an einer der Längsseiten (1 a) befestigt ist.

9. Lastmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schaltelemente (4) mit unterschiedlichen Schaltpunkten vorhanden sind.

10. Lastmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (4) ein Mikroschalter ist.

11. Lastmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Steg (14) Dehnungsmeßstreifen (15) angeordnet sind.

12. Lastmeßeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (14) zwischen den Befestigungsstellen an den Längsseiten (1 a, 1 b) in den Innenraum des Meßstückes (1) gerichtete Abbiegungen (14 a) und zwischen diesen einen Meßbereich (14 b) hat, auf dem die Dehnungsmeßstreifen (15) angeordnet sind.

13. Lastmeßeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsmeßstreifen (15) jeder Seite des Meßbereiches (14) zu einer Voll-Brückenschaltung miteinander verbunden sind.

14. Lastmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schaltelemente (4 a, 4 b) mit unterschiedlichen Schaltpunkten sich gegenüberliegend an den Gehäusehälften (9, 13) befestigt sind, daß das Gehäuse (9) an einer der Längsseiten (1 b) befestigt und an der anderen Längsseite (1 a) mit Langlöchern (16) an den Schrauben (11) geführt ist, daß das andere Gehäuse (13) an der Längsseite (1 a) befestigt und an der Längsseite (1 b) mit Längsschlitzen an Schrauben geführt ist und daß Schaltanschläge (6) für die Schaltelemente (4) jeweils an dem Gehäuse (9, 13) der gegenüberliegenden Seite befestigt sind.

15. Lastmeßeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltanschläge (6) senkrecht im Meßstück (1) angeordnete Stäbe (6 a) sind, die je mit einem Ende mit einer Platte (6 b) an dem Gehäuse (9, 13) befestigt sind und deren anderes Ende federnd an der Stellschraube (7) anliegt, die durch eine an dem Gehäuse (9, 13) befestigte Mutter (8) geführt ist.

16. Lastmeßeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (8) eine selbsthemmende Federmutter ist.

17. Lastmeßeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gehäuse (9, 13) auf einer Seite der Längsebene des Meßstückes (1) den Schaltanschlag (Stab 6 a) und auf der anderen Seite der Längsebene eine Aufsetzfläche (17) für das Schaltelement (4) des anderen Gehäuse-Teils hat.