PL205025B1 - Urządzenie do przejmowania obciążeń dla dźwigów linowych z wbudowanym miernikiem obciążenia - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do przejmowania obciążeń dla dźwigów linowych z wbudowanym miernikiem obciążenia.

Znana jest stosowanie mierników obciążenia do zamontowanych w dźwigach urządzeń do przejmowania obciążeń, które mają za zadanie zapobiegać jeździe dźwigu z niedopuszczalnie wysokim obciążeniem i przekazywać do układu sterowania dźwigiem informacje, które pozwalają, zależnie od chwilowego stanu obciążenia urządzenia do przejmowania obciążeń, reagować w odpowiedni sposób na polecenia użytkowników dźwigu.

Z europejskiego opisu patentowego nr EP 0 151 949 znany jest miernik obciążenia dla kabiny dźwigu, który działa na tej zasadzie, że cała kabina dźwigu jest wsparta na co najmniej czterech wspornikach, wystających poziomo z podłogowej ramy kabiny i pracujących na zginanie, przy czym ulegają one zginaniu proporcjonalnie do obciążenia. Wygięcie każdego ze wsporników mierzy się za pomocą tensometru. Wszystkie tensometry tworzą wspólnie mostek pomiarowy, który wysyła proporcjonalny do obciążenia sygnał analogowy do układu sterowania dźwigiem.

W tym znanym mierniku obciążenia zasada pomiaru wymaga użycia czterech, pracujących na zginanie wsporników, z których każdy jest zaopatrzony w jeden lub dwa tensometry, przy czym mechaniczne tolerancje wsporników oraz tolerancje oporności i zamocowania tensometrów muszą być tak ciasno ograniczone, by wszystkie cztery czujniki zginania wykazywały przy jednakowych obciążeniach jednakowe wartości oporności. Każdy z czterech lub ośmiu tensometrów jest połączony oddzielnie z centralnym układem przetwarzania wartości pomiarowych, co pociąga za sobą znaczne nakłady. Poza tym cztery miejsca wprowadzania sił pomiędzy podłogą kabiny dźwigu i wspornikami należy przy montażu tak wyregulować w pionie, aby uzyskać możliwy do zaakceptowania rozkład sił.

Urządzenie do przejmowania obciążeń dla dźwigów linowych z wbudowanym miernikiem obciążenia, według wynalazku, przy czym urządzenie w postaci podwieszonej jest ruchome w pionowych prowadnicach szynowych i zawieszone na linach nośnych, podnoszących i opuszczających je za pomocą krążków linowych, przy czym liny są umieszczone od wewnątrz, pod tym urządzeniem, a krążki linowe zamocowane do i poniżej urządzenia do przejmowania obciążeń są zamontowane w półosiach oraz są połączone razem za pomocą elementów podpierających, a ponadto urządzenie zawiera co najmniej jeden element sprężysty do wykrywania deformacji proporcjonalnej do siły ciężkości urządzenia i ciężaru użytkowego oraz co najmniej jeden miernik do wykrywania zniekształcenia i do wytwarzania sygnału wejściowego dla przenośnika sterującego, przy czym sygnał przedstawia wytrzymałość deformacji a przez to obciążenie, charakteryzuje się tym, że konstrukcja podpierająca ma postać elementu sprężystego, odkształcanego siłami naciągu, które są zależne od obciążenia działającego na konstrukcję podpierającą za pomocą krążków linowych i półosi.

Korzystnym jest gdy konstrukcja podpierająca ma postać poziomego U kształtnego profilu z taśmą i dwoma skierowanymi do dołu ramionami, przy czym na każdym z końców ramion profilu są zamocowane krążki linowe za pomocą półosi, zaś siły naciągu zależne od obciążenia działają na konstrukcję podpierającą, zginając ją w zależności od obciążenia taśmy konstrukcji podpierającej.

Na konstrukcji podpierającej jest zamontowany czujnik do wykrywania zginania zależnego od obciążenia.

Korzystnie konstrukcja podpierająca krążki linowe jest zamocowana do ramy nośnej (ramy wózka) elementów przenoszących obciążenie.

Konstrukcja podpierająca krążki linowe jest zamocowana do podstawy samonośnych elementów przenoszących obciążenie.

Połączenie pomiędzy konstrukcją podpierającą krążki linowe a ramą nośną lub podstawą elementów przenoszących obciążenie ma postać sprężystych elementów izolujących drgania.

Zaletą proponowanego rozwiązania jest jego prosta i tania konstrukcja. Ponadto pomiar całkowitego ciężaru urządzenia do przejmowania obciążeń, a zatem również udźwigu użytecznego, odbywa się za pomocą jednego czujnika, przy czym czujnik ten pozwala także na prawidłowy pomiar mimośrodowych udźwigów użytecznych. Pozwala to zaoszczędzić na kosztach następnych czujników, ich okablowania, a także skomplikowanego przetwarzania sygnału. Element elastyczny, którego odkształcenie wywołane przez ciężar urządzenia do przejmowania obciążeń mierzy się za pomocą czujnika, stanowi część konstrukcji nośnej, za pomocą której krążki linowe są zamocowane na urządzeniu do przejmowania obciążeń. Dzięki temu nie potrzeba w zasadzie żadnych dodatkowych mechanicznych elementów konstrukcyjnych i dodatkowego miejsca na montaż miernika obciążenia.

PL 205 025 B1

Element elastyczny, którego zależne od obciążenia odkształcenie mierzy się przy użyciu czujnika, można dostosować do różnych rodzajów obciążeń, to znaczy może on mieć postać na przykład wspornika pracującego na zginanie, pręta rozciąganego/ściskanego, pręta skręcanego lub, dla uzyskania dłuższej drogi odkształcenia, sprężyny ściskanej, rozciąganej lub skręcanej. W ten sposób można konstruować mierniki obciążeń, optymalnie dostosowane do różnych wariantów urządzenia do przejmowania obciążeń.

Korzystne, także pod względem ekonomicznym, postaci wykonania urządzenia według wynalazku do przejmowania obciążeń z wbudowanym miernikiem obciążeń można zrealizować poprzez użycie czujników, dostosowanych do parametrów geometrycznych, wpływu czynników zewnętrznych, zwłaszcza zaś wymagań w zakresie dokładności. Wynalazek umożliwia zastosowanie do pomiaru odkształcenia najróżniejszych czujników, jak na przykład tensometry, czujniki strunowe, optoelektryczne czujniki odległościowe lub kątowe, względnie indukcyjne lub pojemnościowe czujniki odległościowe.

Zależnie od wariantu urządzenia do przejmowania obciążeń korzystne może być, jeżeli oba krążki linowe, umieszczone poniżej urządzenia do przejmowania obciążeń, działają bezpośrednio na wspólny element elastyczny. Korzyści można upatrywać w symetrycznej, prostej budowie konstrukcji nośnej pomiędzy krążkami linowymi, a także w lepszych możliwościach odkształcania.

Przy ograniczonych parametrach geometrycznych w obszarze położonych na dole krążków linowych lub w przypadku wyboru określonych typów czujników korzystne może być, jeżeli tylko jeden z obu krążków linowych działa na element elastyczny. Konstrukcje nośne dla obu krążków linowych mogą przy tym mieć postać oddzielnych i różnie skonstruowanych zespołów, które nie muszą być ze sobą połączone. Takie warianty są możliwe dzięki temu, że w przypadku dolnego - według wynalazku - usytuowania lin nośnych oba krążki linowe podlegają stale jednakowemu obciążeniu.

W przypadku urządzeń do przejmowania mniejszych udźwigów użytecznych mogą one mieć postać jednostek samonośnych. Aby zredukować przenoszenie wibracji i fal dźwiękowych z lin nośnych na urządzenie do przejmowania obciążeń, korzystne jest, jeżeli pomiędzy urządzeniem do przejmowania obciążeń i jedną lub kilkoma konstrukcjami nośnymi znajdują się elementy izolacyjne dla krążków linowych.

Przedmiot wynalazku jest opisany w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie sposób montażu urządzenia do przejmowania obciążeń bez ramy nośnej, z pierwszym wariantem wbudowanego miernika obciążenia, fig. 2 - urządzenie do przejmowania obciążeń bez ramy nośnej, z drugim wariantem wbudowanego miernika obciążenia, oraz fig. 3 - urządzenie do przejmowania obciążeń bez ramy nośnej, z trzecim wariantem wbudowanego miernika obciążenia.

Na fig. 1 przedstawione jest urządzenie 1 według wynalazku do przejmowania obciążeń, bez ramy nośnej, natomiast z częściami składowymi, najważniejszymi z punktu widzenia funkcjonowania urządzenia. Odnośnikiem 2 oznaczone są dwie prowadnice szynowe, na których za pomocą trzewików ślizgowych lub rolek 3 prowadzone jest pionowo urządzenie do przejmowania obciążeń. Składa się ono z ramy podłogowej 4 z płytą podłogową 5, nasadzonej na nie kabiny 6, wspomnianych trzewików ślizgowych lub rolek 3 oraz dwóch krążków linowych 9, zamocowanych przy użyciu konstrukcji podpierającej 7 poprzez elastyczne elementy izolacyjne 8 na ramie podłogowej 4. Konstrukcja podpierająca 7 składa się z jednego wspornika zginanego 7.1 i dwóch podpór 7.2 krążków linowych. Widoczna jest także lina nośna 10, poprowadzona ze stałego punktu zamocowania 11 pionowo w dół, następnie poziomo pod krążkami linowymi 9 urządzenia 1 do przejmowania obciążeń, po czym pionowo w górę do tarczy napędowej 12 zespołu napędowego 13. Nie jest tutaj przedstawiony dalszy przebieg liny nośnej 10 od tarczy napędowej 12 w dół do umieszczonej na obciążniku wyrównawczym tarczy zwrotnej i stamtąd w górę do drugiego stałego punktu zamocowania.

Na każdy z obu krążków linowych 9 działa pionowa i pozioma, proporcjonalna do obciążenia, siła naciągu liny. Strzałki 14 symbolizują działające na krążki linowe 9, a zatem na konstrukcję podpierającą 7, wynikające z sił naciągu lin nośnych, obciążenia krążków linowych. Widać wyraźnie, że te siły wynikowe wytwarzają we wsporniku zginanym 7.1 konstrukcji podpierającej 7 moment zginający, powodując jego wygięcie. Wygięcie to mierzy się za pomocą nie opisanego tutaj bliżej czujnika 15 zginania, na przykład czujnika tensometrycznego, który wytwarza sygnał odpowiadający wielkości wygięcia, a zatem całkowitemu ciężarowi urządzenia 1 do przejmowania obciążeń, który to sygnał jest sygnałem wejściowym dla układu sterowania dźwigiem.

Na fig. 2 ukazany jest drugi wariant urządzenia według wynalazku do przejmowania obciążeń, zaopatrzony we wbudowany miernik obciążenia. Widoczne są tutaj, prowadzone za pomocą trzewików ślizgowych lub rolek 3 na prowadnicach szynowych 2, urządzenia 1 do przejmowania obciążeń,

PL 205 025 B1 z ramą podłogową 4, płytą podłogową 5 i kabiną 6. Konstrukcja podpierająca 7, na której wsparte są krążki linowe 9, składa się z jednego, zamocowanego za pośrednictwem elementów sprężystych 8 izolacyjnych na ramie podłogowej 4, wspornika mocującego 17 i dwóch podpór 18 krążków linowych 9. Nie przedstawiona tutaj, usytuowana z prawej strony, konstrukcja podpierająca krążka linowego odpowiada konstrukcji podpierającej 7 z fig. 1. Znajdująca się z lewej strony podpora 18 jest za pomocą elementu zginanego 19 osadzona przegubowo na wsporniku mocującym 17 i wsparta a nim za pośrednictwem czujnika ściskania 16. Przegubowe zamocowanie podpory 18 krążków linowych można oczywiście realizować również za pomocą osi przegubowej. Obciążenie 14 krążków linowych, wynikające z sił naciągu lin nośnych, powoduje proporcjonalne do obciążenia ściskanie czujnika 16, który także ma postać elastycznego elementu i który wytwarza sygnał odpowiadający całkowitemu ciężarowi urządzenia 1 do przejmowania obciążeń. Sygnał ten jest kierowany do układu sterowania dźwigiem. Czujnik ściskania może stanowić przykładowo element piezoelektryczny, czujnik pojemnościowy lub element tensometryczny.

Na fig. 3 ukazany jest trzeci wariant urządzenia według wynalazku do przejmowania obciążeń, z wbudowanym miernikiem obciążenia. Tutaj również widoczne są, prowadzone za pomocą trzewików ślizgowych lub rolek 3 na prowadnicach szynowych 2, urządzenia 1 do przejmowania obciążeń, z ramą podłogową 4, płytą podłogową 5 i kabiną 6. Konstrukcja podpierająca 7, na której wsparte są krążki linowe 9, składa się z jednego, zamocowanego za pośrednictwem sprężystych elementów 8 izolacyjnych na ramie podłogowej 4, wspornika mocującego 17 z położoną z lewej strony podporą łożyskową 20 i dwóch podpór krążków linowych. Nie przedstawiona tutaj, usytuowana z prawej strony, podpora krążka linowego odpowiada podporom z fig. 1. Pokazana zaś z lewej strony rysunku, mająca postać obrotowej dźwigni, podpora 21 krążka linowego jest zamocowana na pręcie skręcanym 22 i za jego pośrednictwem osadzona obrotowo w podporze łożyskowej 20, połączonej ze wspornikiem mocującym 17. Ogranicznik 23 zapobiega przeciążeniom pręta skręcanego 22. Pręt ten jest przedłużony poza podporę łożyskową 20 do tyłu (w płaszczyznę rysunku) i na swym tylnym końcu połączony sztywno ze wspornikiem mocującym 17. Wynikające z sił naciągu lin nośnych obciążenie 14 krążków linowych wytwarza poprzez podporę 21 w postaci dźwigni obrotowej proporcjonalny do obciążenia moment obrotowy, który powoduje skręcanie pręta 22 i wywołuje w nim odpowiednie, proporcjonalne do obciążenia, naprężenia skręcające. W swej wolnej części, to znaczy pomiędzy podporą łożyskową 20 i tylnym zamocowaniem, pręt jest zaopatrzony na powierzchni w czujnik naprężeń skręcających w postaci paska tensometrycznego, za pomocą którego mierzy się naprężenia skręcające, a co za tym idzie, moment obrotowy, i wytwarza sygnał, odpowiadający całkowitemu ciężarowi urządzenia 1 do przejmowania obciążeń i podawany jako sygnał wejściowy do układu sterowania dźwigiem. Jako czujniki momentu obrotowego można oczywiście zastosować również typowe mierniki, działające na innych zasadach.

Claims (7)

1. Urządzenie do przejmowania obciążeń dla dźwigów linowych z wbudowanym miernikiem obciążenia, przy czym urządzenie w postaci podwieszonej jest ruchome w pionowych prowadnicach szynowych i zawieszone na linach nośnych, podnoszących i opuszczających je za pomocą krążków linowych, przy czym liny są umieszczone od wewnątrz, pod tym urządzeniem, a krążki linowe zamocowane do i poniżej urządzenia do przejmowania obciążeń są zamontowane w półosiach oraz są połączone razem za pomocą elementów podpierających, a ponadto urządzenie zawiera co najmniej jeden element sprężysty do wykrywania deformacji proporcjonalnej do siły ciężkości urządzenia i ciężaru użytkowego oraz co najmniej jeden miernik do wykrywania zniekształcenia i do wytwarzania sygnału wejściowego dla przenośnika sterującego, przy czym sygnał przedstawia wytrzymałość deformacji a przez to obciążenie, znamienne tym, że konstrukcja podpierająca (7) ma postać elementu sprężystego, odkształcanego siłami naciągu, które są zależne od obciążenia (14) działającego na konstrukcję podpierającą (7) za pomocą krążków linowych (9) i półosi.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że konstrukcja podpierająca (7) ma postać poziomego U kształtnego profilu z taśmą i dwoma skierowanymi do dołu ramionami, przy czym na każdym z końców ramion profilu są zamocowane krążki linowe (9) za pomocą półosi, zaś siły naciągu zależne od obciążenia (14) działają na konstrukcję podpierającą (7), zginając ją w zależności od obciążenia taśmy konstrukcji podpierającej (7).

PL 205 025 B1

3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że na konstrukcji podpierającej (7) jest zamontowany czujnik (15) do wykrywania zginania zależnego od obciążenia.

4. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienne tym, że konstrukcja podpierająca (7) krążki linowe (9) jest zamocowana do ramy nośnej (ramy wózka) elementów przenoszących obciążenie.

5. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienne tym, że konstrukcja podpierająca (7) krążki linowe (9) jest zamocowana do podstawy samonośnych elementów przenoszących obciążenie.

6. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że połączenie pomiędzy konstrukcją podpierającą (7) krążki linowe (9) a ramą nośną lub podstawą elementów przenoszących obciążenie ma postać sprężystych elementów (8) izolujących drgania.

7. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że połączenie pomiędzy konstrukcją podpierającą (7) krążki linowe (9) a ramą nośną lub podstawą elementów przenoszących obciążenie ma postać sprężystych elementów (8) izolujących drgania.