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Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement für eine Lasthakenaufhängung zum Verbinden eines Lasthakens mit einer Lastaufnahmeeinrichtung für Hebezeuge, aufweisend eine Aussparung zum Einführen und Befestigen des Lasthakens.
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Herkömmliche Lastensysteme eines Hebezeuges, insbesondere einer Krananlage, bestehen aus einer Lastaufnahmeeinrichtung, der sogenannten Unterflasche, einer Lasthakenaufhängung und einem Lasthaken. Der Lasthaken wird mit der Unterflasche über die Lasthakenaufhängung verbunden. Die Lasthakenaufhängung umfasst ein Verbindungselement, eine Lasthakenmutter sowie ein Lager zwischen Verbindungselement und Lasthakenmutter. Der Lasthaken wird in das Verbindungselement eingeführt und mit der Lasthakenmutter gesichert. Dabei können je nach Bedarf unterschiedliche Hakengrößen mittels passender Verbindungselemente mit derselben Unterflasche verbunden und beliebig ausgetauscht werden.
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Bei dem Betreiben von Hebezeugen, insbesondere beim Betreiben von Krananlagen, ist es regelmäßig erforderlich, die an einem Lasthaken hängende Last zu wiegen. Dazu sind im Stand der Technik unterschiedliche Möglichkeiten bekannt.
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Zum einen werden die Unterflaschen, mit denen der Lasthaken verbunden wird, als Sonderlastgeräte mit integrierter Wiegetechnik angeboten. Das führt dazu, dass zum Wiegen einer an dem Lasthaken hängende Last die komplette Unterflasche während des Betriebs ausgetauscht werden muss. Dieser Austausch bzw. Einbau in bestehende Systeme, insbesondere während des Betriebs, ist mit einem erheblichen zeitlichen Aufwand und körperlicher Anstrengung verbunden.
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Zum anderen werden separat einzuhängende Wiegesysteme angeboten, die zwischen Lasthaken und Last eingehängt werden. Dies führt jedoch dazu, dass sich die Hubhöhe sowie die Hakenposition, an der die Last eingehängt wird, erheblich verändern.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen erlauben es bisher noch nicht, eine Wiegeeinheit in ein bestehendes System aus Lastaufnahmeeinrichtung und Lasthaken ohne erheblichen Aufwand und ohne Verlust von Hubhöhe zu integrieren.
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Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit bereitzustellen, ein herkömmliches Lastensystem eines Hebezeuges bei Bedarf um eine Wiegeeinheit einfach, schnell und ohne den Verlust von Hubhöhe erweitern zu können.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß ist somit ein Verbindungselement für eine Lasthakenaufhängung zum Verbinden eines Lasthakens mit einer Lastaufnahmeeinrichtung eines Hebezeuges vorgesehen, aufweisend eine Aussparung zum Einführen und Befestigen des Lasthakens, wobei das Verbindungselement eine Wiegeeinheit zum Wiegen einer an dem Lasthaken anhängbare Last umfasst.
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Ist vorliegend die Rede von einem „Lasthaken“, ist damit ein geschwungenes bzw. gekrümmtes Bauteil zum Aufhängen von Lasten für Hebezeuge gemeint. Der Lasthaken ist vorzugsweise gemäß der Norm DIN 15401 und/oder DIN 15402 ausgestaltet. Als Hebezeug wird vorzugsweise ein Hebezeug einer Krananlage verstanden.
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Ist vorliegend die Rede von einer „Aussparung“, ist damit ein materialfreies Loch gemeint, in das ein Lasthaken eingeführt bzw. durchgeführt werden kann.
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Es ist somit ein maßgeblicher Punkt der Erfindung, dass das Verbindungselement, das den Lasthaken mit der Lasthakenaufhängung einer Lastaufnahmeeinrichtung verbindet, eine Wiegeeinheit umfasst. Die Wiegeeinheit muss weder an den Lasthaken eingehängt werden noch muss die Wiegeeinheit durch einen aufwendigen Umbau des gesamten Lastensystems bzw. Austausch der Lastaufnahmeeinrichtung integriert werden. Ein herkömmliches Verbindungselement ist ohnehin in dem Lastensystem verbaut, um den Lasthaken mit der Lasthakenaufhängung zu verbinden. Dieses herkömmliche Verbindungselement kann mittels weniger Handgriffe durch ein erfindungsgemäßes Verbindungselement mit integrierter Wiegeeinheit ausgetauscht werden. Auf diese Weise kann ein herkömmliches Lastensystem bei Bedarf um eine Wiegeeinheit erweitert werden, ohne dass die äußere Geometrie verändert werden muss. Dadurch bleibt die Hubhöhe konstant.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst das Verbindungselement eine Traverse, bevorzugt eine Traverse mit geometrischen Abmessungen einer Normtraverse nach DIN 15412. Das Verbindungselement ist dadurch dazu geeignet, herkömmliche Traversen eins zu eins zu ersetzen, da die genormten geometrischen Abmessungen identisch mit den herkömmlichen Verbindungselementen sind. Vorzugweise umfasst auch die Lasthakenaufhängung eine Normlasthakenaufhängung nach DIN 15411 und/oder die Lastaufnahmeeinrichtung eine Unterflasche, bevorzugt nach einer der Normen DIN 15408, DIN 15409 oder DIN 15410 und/oder in Anlehnung an eine dieser Normen. Dadurch kann gewährleistet werden, dass das Verbindungselement für herkömmliches Lastensystem bestehend aus genormten Bauteilen geeignet ist und das Verbindungselement mit integrierter Wiegeeinheit in besonders einfacher Weise in bestehenden Lastensystemen ausgetauscht werden kann.
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Grundsätzlich ist es möglich, dass die Wiegeeinheit unterschiedliche Wiegetechniken aufweist. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Wiegeeinheit wenigstens einen Dehnungssensor. Ein Dehnungssensor bzw. ein Dehnungsmessstreifen ist eine Messeinrichtung zur Erfassung von dehnenden und stauchenden Verformungen. Er ändert schon bei geringen Verformungen seinen elektrischen Widerstand. Auf diese Weise werden Verformungen des Verbindungselementes, die durch das Anhängen einer Last an den mit dem Verbindungselement gekoppelten Lasthaken und der senkrecht nach unten wirkenden Gewichtskraft entstehen, detektiert. Das Maß der Verformung bestimmt die Änderung des elektrischen Widerstandes. Dadurch können Rückschlüsse auf die Gewichtskraft bzw. das angehängte Gewicht gezogen werden. Das Ergebnis der Messung wird dann vorzugsweise über eine externe Anzeigeeinheit ausgegeben, sodass das Gewicht der Last direkt an dem Verbindungselement und Lasthaken abgelesen werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Verbindungselement wenigstens einen Hohlraum auf, in dem der wenigstens eine Dehnungssensor angeordnet ist. Der Dehnungssensor wird demnach nicht, wie normalerweise üblich, auf das zu untersuchende Bauteil aufgeklebt. Vielmehr wird durch eine Bohrung in das Verbindungselement ein Hohlraum geschaffen, in dem der Dehnungssensor angeordnet ist. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass die geometrische Außenkontur des Verbindungselementes nicht durch Aufkleben eines Dehnungssensoren verändert wird.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Wiegeeinheit wenigstens zwei Dehnungssensoren auf, die jeweils in einem Hohlraum angeordnet sind. Dabei ist die Anordnung der Dehnungssensoren derart gewählt, dass sie zu einem Zentrum der Aussparung punktsymmetrisch angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass wenigstens zwei oder mehr Dehnungssensoren um den Mittelpunkt der Aussparung, also um den Punkt, an dem die Gewichtskraft über den Lasthaken wirkt, punktsymmetrisch angeordnet sind und die sich radial ausbreitende Verformung des Verbindungselementes optimal gemessen werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Hohlraum von außen zugänglich und mittels einer Verschlusskappe verschließbar. Auf diese Weise weist der Hohlraum gleichzeitig einen Zuführkanal auf, der es ermöglicht, von außen den Dehnungssensor in das Innere des Verbindungselements bzw. in das Innere des Hohlraums einzuführen. Vorzugsweise ist der Dehnungssensor über einen weiteren Servicekanal für Servicearbeiten oder Reparaturen zugänglich. Sowohl der Zuführkanal als auch der Servicekanal können während des Betriebes verschlossen und vor Dreck, Nässe oder Verunreinigungen geschützt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Wiegeeinheit mit einer wiederaufladbaren Stromversorgung koppelbar. Bei dem Einbau des Verbindungselementes müssen somit keine Vorsichtsmaßnahmen wegen möglicher Stromkabel getroffen werden. Vorzugsweise ist die Wiegeeinheit mit einer die wiederaufladbare Stromversorgung umfassende externe Anzeigeeinheit zum Anzeigen der Messergebnisse koppelbar. Das Verbindungselement kann dann mit der akkubetriebenen Anzeigeeinheit gekoppelt werden. Die von der Anzeigeeinheit umfasste wiederaufladbare Stromversorgung bzw. der Akku versorgt sowohl die Anzeigeeinheit als auch die Wiegeeinheit mit dem benötigten Strom. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass zum Aufladen der wiederaufladbaren Stromversorgung das Verbindungselement nicht ausgebaut werden muss. Es ist lediglich erforderlich, die wiederaufladbare Stromversorgung bzw. die Anzeigeeinheit zu entkoppeln, während das Verbindungselement verbaut bleiben kann.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Wiegeeinheit pro Dehnungssensor einen mit dem Dehnungssensor gekoppelten Verstärkersensor. Als Verstärkersensor wird vorliegend ein Spannungsverstärker verstanden, der es ermöglicht, kleinste Spannungen und somit Änderungen des elektrischen Widerstandes auf Grund von Verformungen detektieren zu können. Auf diese Weise erreicht die Wiegeeinheit eine erhöhte Messgenauigkeit, sodass die Qualität der Gewichtsmessung insgesamt erhöht werden kann. Bevorzugt umfasst der Verstärkersensor eine Wheatstonesche Brückenschaltung, mit der die relative Widerstandsänderung bedingt durch die Verformung mit einer hohen Genauigkeit erfasst werden kann.
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Erfindungsgemäß ist weiterhin die Verwendung eines oben beschriebenen Verbindungselementes zum Verbinden eines Lasthakens mit einer Lastaufnahmeeinrichtung eines Hebezeuges vorgesehen. Das erfindungsgemäße Verbindungselement mit integrierter Wiegeeinheit wird gezielt zum Austausch von vorhandenen Verbindungselementen ohne Wiegeeinheit eingesetzt, sodass auch bestehende Systeme aus Unterflasche und Lasthaken ohne großen Aufwand und Änderung der Hubhöhe durch eine Wiegeeinheit ergänzt werden können.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter im Detail erläutert.
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In den Zeichnungen zeigen
- 1 schematisch ein Lastensystem gemäß dem Stand der Technik,
- 2a schematisch eine Verbindungseinheit gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Seitenansicht,
- 2b schematisch eine Verbindungseinheit gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Draufsicht.
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Aus 1 ist schematisch ein Lastensystem eines Krans gemäß dem Stand der Technik ersichtlich. Das Lastensystem besteht aus einer Lastaufnahmeeinrichtung 4 in Form einer Unterflasche, einer daran befestigten Lasthakenaufhängung 3 und einem damit verbundenen Lasthaken 2. Der Lasthaken 2 ist mittels eines herkömmlichen Verbindungselementes 1' in Form einer herkömmlichen Traverse mit der Lasthakenaufhängung 3 verbunden. An den Lasthaken 2 kann eine Last eingehängt werden.
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Für den Fall, dass die eingehängte Last gewogen werden muss, kann entweder die komplette Unterflasche 4 durch eine Unterflasche mit integrierter Waage ausgetauscht werden, oder es kann an den Lasthaken eine Waage eingehängt werden, an der wiederum die Last eingehängt wird, sodass die Waage zwischen Lasthaken und Last eingehängt wird. Die erste Möglichkeit, also den kompletten Umbau der Unterflasche 4 hat den Nachteil, dass diese Vorgehensweise sehr aufwendig und zeitintensiv ist. Das zusätzliche Einhängen einer Waage verändert jedoch die Hubhöhe. Dies führt zu Problemen, da insbesondere die ursprünglich vorgesehene bzw. geplante Hubhöhe nicht eingehalten werden kann und ggf. umgerechnet werden muss.
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Zur Lösung dieses Problems bzw. zur Vermeidung dieser Nachteile ist in den 2a und 2b ein Verbindungselement 1 mit integrierter Wiegeeinheit 6 gezeigt. Die 2a zeigt dabei eine vereinfachte schematische Seitenansicht, während die 2b eine schematische Draufsicht zeigt. Das Verbindungselement 1 ist dazu geeignet, das herkömmliche Verbindungselement 1' aus 1 eins zu eins zu ersetzen. Dadurch kann nahezu jedes bestehende Lastensystem in besonders einfacher Weise mit dem erfindungsgemäßen Verbindungselement 1 mit integrierter Wiegeeinheit 6 erweitert werden.
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Das Verbindungselement 1 ist als Traverse ausgestaltet. Die Traverse weist dabei die geometrischen Maße einer Normtraverse nach DIN 15412-1 und DIN 15412-2 auf. Um einen Lasthaken 2 mit dem Verbindungselement 1 zu verbinden, weist das Verbindungselement 1 eine Aussparung 5 auf, in die der Lasthaken 2 eingeführt werden kann. Links und rechts neben der Aussparung 5 ist jeweils ein Hohlraum 8 im Verbindungselement 1 vorgesehen, in dem ein Dehnungssensor 7 angeordnet ist. Der Dehnungssensor 7 ist innerhalb des Hohlraums 8 auf dem Verbindungselement 1 aufgebracht, beispielsweise durch eine Verklebung, sodass dieser kleinste Verformungen des Verbindungselementes 1 detektieren kann.
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Die Dehnungssensoren 7 sind punktsymmetrisch zum Zentrum 9 der Aussparung 5 angeordnet. Beim Anhängen einer Last an den Lasthaken ist dieses Zentrum 9 der Hauptangriffspunkt der Gewichtskraft, sodass sich die Verformung des Verbindungselementes 1 ausgehend von dem Zentrum 9 radial ausbreitet. Durch die punktsymmetrische Anordnung der Dehnungssensoren 7 kann diese Verformung gleichmäßig erfasst werden. Die Dehnungssensoren sind sowohl über einen Zuführkanal 13 als auch über einen Servicekanal 12 zugänglich, die jeweils mittels einer Verschlusskappe 10 verschlossen werden können. Im eingebauten Zustand befinden sich die Servicekanäle 12 auf der Frontalseite, sodass sie weiterhin leicht zugänglich sind.
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Die Dehnungssensoren 7 sind mit Verstärkersensoren 11 gekoppelt, die kleinste Spannungen bzw. Änderungen des elektrischen Widerstandes erfassen und verstärken. Auf diese Weise können auch geringe Verformungen detektiert werden, sodass die Qualität der Wiegeeinheit auch bei einem Verbindungselement 1 mit einer relativ hohen Steifigkeit insgesamt erhöht werden kann.
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Bei einem herkömmlichen Lastensystem, wie in 1 gezeigt, kann demnach die herkömmliche Normtraverse 1' durch die erfindungsgemäßen Normtraverse 1 ersetzt werden. Ein vollständiger Umbau des Lastensystems ist nicht mehr erforderlich. Einzig die Lasthakenaufhängung muss umgebaut werden. Dazu ist es jedoch ausreichend, den Lasthaken zu entfernen. Danach kann das Verbindungselement ausgetauscht werden, sodass ein herkömmliches Lastensystem mit einer Wiegeeinheit 6 erweitert werden kann, ohne dass sich die äußeren Abmessungen, insbesondere die Bauhöhe, verändern oder die Umbaumaßnahmen mit einem erhöhten Aufwand einher gehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verbindungselement
- 1'
- herkömmliches Verbindungselement
- 2
- Lasthaken
- 3
- Lasthakenaufhängung
- 4
- Lastaufnahmeeinrichtung
- 5
- Aussparung
- 6
- Wiegeeinheit
- 7
- Dehnungssensor
- 8
- Hohlraum
- 9
- Zentrum
- 10
- Verschlusskappe
- 11
- Verstärkersensor
- 12
- Servicekanal
- 13
- Zuführkanal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN 15401 [0010]
- DIN 15402 [0010]
- DIN 15411 [0013]
- DIN 15408 [0013]
- DIN 15409 [0013]
- DIN 15410 [0013]
