DE3937760A1

DE3937760A1 - Force measurement arrangement for cranes with jibs - has measurement bolts with strain gauges in jib bearing etc. for stable operation and jib overload protection

Info

Publication number: DE3937760A1
Application number: DE19893937760
Authority: DE
Inventors: Horst Prof Dr Ing Bendix; Hans-Ulrich Dipl In Sommerfeld; Werner Dr Ing Knoebel
Original assignee: MAN Takraf Fordertechnik GmbH
Current assignee: Takraf GmbH
Priority date: 1988-12-28
Filing date: 1989-11-14
Publication date: 1990-07-05
Also published as: FR2640950A1; DD278766A1

Abstract

The force measuring arrangement has measurement bolts with strain gauges (11) for force measurement mounted in the crane's jib bearing. The signals of the strain gauges are delivered for further procsesing adn display via a Wheatstone bridge. At least one measurement element is mounted on the force transfer elements of the turning mechanism or on its attachments to the upper part of the crane. A force measurementm cell can be mounted between the frane's upper carriage frame (3) and the turning mechanism (1). A torque column (9) mounted on the turning mechanism can be in the form of a measurement bolt (10). USE/ADVANTAGE - For use with jibbed cranes for measurement of force to ensure stable operation and protection of jib against overload. Reliable, wear-free.

Description

Die Erfindung ist insbesondere an Auslegerkranen, bei denen es auf einen standsicheren Betrieb und einen Schutz des Auslegers vor Überlastung ankommt, anwendbar.The invention is particularly applicable to jib cranes in which it for stable operation and protection of the boom arrives before overload, applicable.

Es sind Überlastsicherungen für Teleskopkrane mit Gebern zum Erfassen der Ausladung und der Last und mit einem Analogrech ner bekannt, die ständig die vorgegebenen Sollwerte mit den Istwerten vergleichen und im gegebenen Fall ein Überlastsi gnal auslösen. Nachteilig ist dabei, daß die in der horizonta len Ebene auftretenden Kräfte nicht erfaßt werden.There are overload protection devices for telescopic cranes with encoders Detection of the throat and the load and with an analog rake ner known that constantly the predetermined setpoints with the Compare actual values and, if applicable, an overload si trigger gnal. The disadvantage here is that in the horizon len level occurring forces are not detected.

Informationsquelle:
DE-OS 21 05 641, IPK B 66 C, 23/90Information source:
DE-OS 21 05 641, IPK B 66 C, 23/90

Weiterhin ist eine Kraftmeßeinrichtung bekannt, durch die die Auslegerkraftkomponenten in der vertikalen als auch in der horizontalen Ebene gemessen werden. Die Messung der seitlichen Biegung des Auslegers, z. B. infolge einer Last aus Wind oder dem Abbremsen oder Beschleunigen der Drehbewegung des Aus legerkranes, erfolgt dabei durch die als Meßachse ausgebildete Auslegerachse, an der im wesentlichen in zwei Ebenen Dehnungs meßstreifen angeordnet sind, die als Wheatstonsche Brücke an geordnet sind. Nachteile ergeben sich durch den infolge der Drehbewegung auftretenden Verschleiß, durch die Verschmutzung und Ungenauigkeit infolge offener Lagerung, durch die aufwen dige Formgebung der Achsen und durch die erforderlichen be sonderen Maßnahmen bei der Anbringung der Meßleitungen infolge der beweglichen Achse.Furthermore, a force measuring device is known, through which the Boom force components in the vertical as well as in the horizontal plane can be measured. The measurement of the lateral Bend of the boom, e.g. B. due to a load from wind or braking or accelerating the rotation of the off legerkranes, takes place through the trained as a measuring axis Boom axis, on which expansion is essentially in two planes Measuring strips are arranged, the Wheatston Bridge are ordered. Disadvantages arise from the consequence of Rotational movement occurring wear, due to the pollution and inaccuracy as a result of open storage, by which expenditure The shape of the axles and the required be special measures when attaching the test leads as a result the moving axis.

Informationsquelle:
DE-OS 29 37 735, IPK B 66 C, 23/90Information source:
DE-OS 29 37 735, IPK B 66 C, 23/90

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer funktionssicheren, geschützt angelegten, verschleißarmen und die Standsicherheit des Auslegerkranes verbessernden Kraftmeßeinrichtung mit ge ringem Aufwand. The aim of the invention is to create a functionally reliable, protected, low-wear and stability of the jib crane improving force measuring device with ge effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, außer der vertikalen auch die horizontale Kraftkomponente der Auslegerbelastung zu erfassen. Dabei sollen zur Verschleißvermeidung die Meßglieder nicht an den eine hohe Belastung aufnehmenden Achsen der Aus legerlagerung angeordnet werden. Für die Kraftmeßeinrichtung sollen herkömmliche Bauteile, die keiner zusätzlichen Bearbei tung bedürfen, verwendet werden.The invention is based, except the vertical task also the horizontal force component of the boom load to capture. The measuring elements are intended to avoid wear not on the axles of the Aus, which absorb high loads layer storage can be arranged. For the force measuring device are conventional components that do not require additional machining tion need to be used.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Auslegerkran zwi schen dem drehbaren Kranoberteil und dem Drehwerk Meßeinrichtungen zur Ermittlung der horizontalen Kräfte, die auf den Auslegerkran von außen einwirken, angeordnet sind.The object is achieved in that between a jib crane the rotating crane head and the slewing gear measuring devices to determine the horizontal forces on the jib crane act from the outside, are arranged.

Erfindungsgemäß ist eine Kraftmeßdose zwischen dem Kranoberteil und dem Drehwerk eingebaut. Die Kraftmeßdose liegt horizontal und wird am Oberwagenrahmen des Kranoberteiles und dem Gehäuse des Drehwerkes mit Bolzen eingespannt. Die auf den Kranausleger wirkenden äußeren Kräfte und die aus Kranquerneigung und der Beschleunigung oder Verzögerung des drehbaren Kranoberteiles entstehenden horizontalen Kräfte wirken als Zug- oder Druck kraft auf die Kraftmeßdose. Mit nicht näher beschriebenen Aus wertungsmethoden werden die elektrischen Signale aus der Kraft meßdose zur Verarbeitung und/oder Anzeige weitergeleitet. In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Drehwerk und dem Kranoberwagen des drehbaren Kranoberteiles eine Drehmomentenstütze angeordnet, die als Meßbolzen mit Dehn meßstreifen ausgebildet ist. In bekannter Weise werden die Si gnale aus der Verformung der Dehnmeßstreifen zur weiteren Ver arbeitung verwertet. Die Meßbolzen sind nur auf einer Seite oder um 180° versetzt am Drehwerk angeordnet. Zur Reduzierung des Reibungswiderstandes kann das Drehwerk in einem Wälzlager gelagert sein.According to the invention, a load cell is between the upper crane part and installed the slewing gear. The load cell is horizontal and is on the upper frame of the upper crane part and the housing of the slewing gear clamped with bolts. The on the crane boom acting external forces and those from crane tendency and the Acceleration or deceleration of the rotating upper part of the crane The resulting horizontal forces act as a pull or push force on the load cell. With Aus not described in more detail Evaluation methods are the electrical signals from the force load cell forwarded for processing and / or display. In the further embodiment of the invention is between the Slewing gear and the superstructure of the rotating upper crane part a torque arm arranged as a measuring bolt with expansion measuring strip is formed. In a known manner, the Si gnale from the deformation of the strain gauge for further ver work exploited. The measuring pins are only on one side or 180 ° offset on the slewing gear. To reduce of the frictional resistance of the slewing gear in a rolling bearing be stored.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, am Wellenstumpf des Antriebsmotors vom Drehwerk oder Drehwerks getriebe die Dehnmeßstreifen in bekannter Weise als Wheatstonsche Brücke anzuordnen und aus der Verformung der Dehnmeßstreifen entsprechend der Momentenänderung Signale zur weiteren Auswertung zu gewinnen. Another embodiment of the invention consists in Stub shaft of the drive motor from the slewing gear or slewing gear gear the strain gauges in a known manner as Wheatston bridge to arrange and from the deformation of the Strain gauges according to the torque change signals win further evaluation.

Embodiment

In den Zeichnungen sind vier zweckmäßige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigtIn the drawings, there are four practical embodiments presented the invention. It shows

Fig. 1 eine Darstellung einer Kraftmeßdose am Drehwerk, Fig. 1 is a view of a load cell on the slewing gear,

Fig. 2 eine Darstellung der Anordnung der Drehmomenten stütze des Drehwerkes, Fig. 2 illustrates the arrangement of the torque support of the rotating mechanism,

Fig. 3 eine Darstellung der Dehnmeßstreifen am Wellen stumpf des Drehwerksmotors, Fig. 3 is a representation of the strain gauges on the shaft butt of the rotary engine,

Fig. 4 eine Meßbolzenanordnung am Drehwerk, um 180° versetzt. Fig. 4 shows a measuring pin arrangement on the slewing gear, offset by 180 °.

Die Einrichtung besteht nach Fig. 2 aus einem Drehwerk 1, das vertikal auf einem Kranoberteil 2 befestigt ist. Das Drehwerk 1 ragt durch den Kranoberwagenrahmen 3 hindurch und greift mit seinem Abtriebsritzel 4 in die Verzahnung der Kugeldrehverbin dung 5 ein. Über die Bremse 6 wird das Kranoberteil 2 gegen Verdrehen gehalten. Zwischen dem Kranoberwagenrahmen 3 und dem Drehwerk 1 ist erfindungsgemäß nach Fig. 1 eine Kraftmeßdose 7 horizontal eingebaut. Jede Krafteinwirkung aus äußeren Kräften am Ausleger, Kräften aus der Querneigung des gesamten Ausleger kranes, aus Beschleunigungs- oder Verzögerungskräften bilden an der Befestigung 8 des Drehwerkes 1 im Kranoberwagenrahmen 3 eine Reaktionskraft. Diese Reaktionskraft wird mit der Kraft meßdose 7 erfaßt und ausgewertet.According to FIG. 2, the device consists of a rotating mechanism 1 , which is fastened vertically on an upper crane part 2 . The slewing gear 1 protrudes through the crane superstructure frame 3 and engages with its output pinion 4 in the toothing of the Kugeldrehverbin extension 5 . The upper crane part 2 is held against rotation via the brake 6 . According to the invention, a load cell 7 is installed horizontally between the crane superstructure frame 3 and the slewing gear 1 according to FIG. 1. Any force from external forces on the boom, forces from the transverse inclination of the entire boom crane, from acceleration or deceleration forces form a reaction force on the attachment 8 of the slewing gear 1 in the crane superstructure frame 3 . This reaction force is detected and evaluated with the load cell 7 .

In der Fig. 2 ist die Seitenansicht des Drehwerkes 1 darge stellt. In dieser Ausführungsvariante ist eine Drehomenten stütze 9, die als Meßbolzen 10 ausgebildet ist, angegeben. Der Meßbolzen 10 ist mit Dehnmeßstreifen 11 bestückt, die in einer Wheatstonschen Brückenschaltung angeordnet sind. In FIG. 2, the side view of the rotating mechanism 1 is Darge provides. In this embodiment, a torque support 9 , which is designed as a measuring pin 10 , is specified. The measuring pin 10 is equipped with strain gauges 11 which are arranged in a Wheatston bridge circuit.

Die Fig. 3 zeigt die Anordnung der Dehnmeßstreifen 11 auf dem Wellenstumpf 12 des Drehwerksmotors 13. Fig. 3 shows the arrangement of the strain gages 11 on the stub shaft 12 of the rotary motor 13.

Nach der Fig. 4 ist eine Variante der Anordnung von Meßbolzen 10 angegeben. Sie sind um je 180° versetzt am Drehwerk 1 an geordnet.According to FIG. 4 is a variant of the arrangement is indicated by measuring pin 10th They are offset by 180 ° on the slewing gear 1 .

Der Vorteil der erfinderischen Lösung besteht darin, daß bei kippgefährdeten Auslegerkranen die auf den Auslegerkran ein wirkenden horizontalen Kräfte erfaßt werden.The advantage of the inventive solution is that jib cranes at risk of tipping onto the jib crane acting horizontal forces are detected.

Claims

1. Force measuring device for jib cranes, in which measuring bolts with strain gauges for force measurement are arranged in the jib bearing and the signals are derived via an arrangement as a Wheatston bridge for further processing and display, characterized in that on the force transmission elements of the slewing gear ( 1 ) or the elements fastening the rotating mechanism ( 1 ) with the upper crane part ( 2 ) at least one measuring element is arranged.

2. Force measuring device for jib cranes according to claim 1, characterized in that on the slewing gear ( 1 ) of the rotatable upper crane part ( 2 ) as a measuring element a load cell ( 7 ) is provided between the crane superstructure frame ( 3 ) and slewing gear ( 1 ).

3. Force measuring device for jib cranes according to claim 1, characterized in that a torque support ( 9 ) is arranged on the slewing gear ( 1 ) and the torque support ( 9 ) is designed as a measuring bolt ( 10 ).

4. force measuring device for jib cranes according to claim 1, characterized in that the stub shaft ( 12 ) of the slewing gear motor or gear ( 13 ) is formed as a measuring element.

5. force measuring device for jib cranes according to claims 3 and 4, characterized in that the measuring elements torque support ( 9 ) and stub shaft ( 12 ) with a Wheatston bridge strain gauges ( 11 ) are provided.

6. Force measuring device for jib cranes according to claims 1, 3 and 4, characterized in that two measuring bolts ( 10 ) are provided as a torque support ( 9 ) which form an angle of 180 ° with respect to the slewing gear ( 1 ).