DE2639762A1 - Lastmesseinrichtung fuer hebezeuge mit hilfe von dehnungsmesstreifen - Google Patents
Lastmesseinrichtung fuer hebezeuge mit hilfe von dehnungsmesstreifenInfo
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Description
DEMAG Aktiengesellschaft . ^ 31. August "1976
Wolfgang-Reuter-Platz DI1T 861 Ko/We
4-1 D u i s b u r g-
Lastmeßeinrichtung für Hebezeuge mit Hilfe von
Dehnungsmeßstreifen
Die Erfindung betrifft eine Lastmeßeinrichtung für Hebezeuge
mit Hilfe von Dehnungsmeßstreifen, bei der der Meßwert eine Schalteinrichtung eines Hubwerksmotors beeinflußt.
Durch die DT-AS 2 301 186 ist bereits eine mit Dehnungsmeßstreifen
versehene Lastmeßeinrichtung bekannt, die als Istwertgeber die Biegebeanspruchung eines Kranauslegers mißt. Bei
dieser Lastmeßeinrichtung sind die Dehnungsmeßstreifen oberhalb und unterhalb eines Steges angeordnet, der die Verbindung
zwischen zwei Blechen bildet. Die Biegebeanspruchung des Kranauslegers
wird über die Bleche auf den Steg übertragen und dort als Durchbiegung von den Dehnungsmeßstreifen festgestellt.
Dieser vorbekannte Istwertgeber ist schwierig herzustellen und gibt viele Möglichkeiten für Fehlmessungen. Auch kann die Einrichtung
im Bereich der Dehnungsmeßstreifen nur mit großem Aufwand von einem dichten Gehäuse umgeben werden, das die Dehnungsmeßstreifen
vor Feuchtigkeit und Beschädigungen schützt.
Man hat bei Hebezeugen auch bereits Druckmeßdosen verwendet, welche z.B. einen Abschaltkontakt schließen, wenn die Druckfeder
in der Dose unter der Lasteinwirkung um ein bestimmtes
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DFT 861 - Ko/We - 4Γ - 31. August 1976
Maß zusammengedrückt worden ist.\> Nachteilig an diesen
Druckmeßdosen ist ihr verhältnismäßig großer Platzbedarf und Aufwand bei der Fertigung.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache, in größeren
Stückzahlen leicht herstellbare, sicher anzeigende und langlebige Lastmeß einrichtung für Hebezeuge zu schaffen. Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens ein Dehnungsmeßstreifen direkt an einem zwischen dem Ende des Huborgans und
einem Festpunkt am Hebezeug angeordneten, unter der Wirkung der Last auf Dehnung beanspruchten Meßstück befestigt ist.
Das vorgeschlagene Meßstück bildet ein kleines, einfaches Bauteil,
das in großen Stückzahlen zu niedrigen Kosten hergestellt werden kann. Dabei wird der Dehnungsmeßstreifen zweckmäßig aufgeklebt,
wobei das Werkstück zum Aushärten des Klebers in einen Ofen gelegt wird.
Das. Huborgan ist am Meß stück und das Meß stück am Hebezeug jeweils
mittels Bolzen gehaltert, die Bohrungen im Meßstück durchdringen, wobei der zwischen den Bohrungen befindliche Abschnitt
des Meß stückes zur Anbringung der Dehnungsmeßstreifen
eine Querschnittsverjüngung hat.
Das Meßstück ist vorzugsweise ein Flachprofil aus hochfestem
Werkzeugstahl und kann ohne großen Aufwand im Meßbereich mit der Querschnittsverjüngung zum Aufkleben der Dehnungsmeßstreifen
versehen werden.
Das Meßstück kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
zwischen den Bohrungen einen Längsschlitz haben. Die Dehnungsmeßstreifen
sind dann seitlich des Längsschlitzes auf beiden Seitenstreifen, vorzugsweise auf der Vor- und Rückseite des
Meßstückes angeordnet. Da die Krafteinleitung in das Meßstück
jeweils am einander abgekehrten Rand der Bohrung erfolgt und die Kraftlinien neben der Bohrung entlang zur anderen Bohrung verlaufen,
bewirkt der Längsschlitz, daß sich die Kraftlinien
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zwischen den Bohrungen nicht über die Gesamtbreite des Meßstücks
erstrecken, wobei sie sich im Bereich zwischen den Bohrungen Undefiniert verteilen würden. Die Kraftlinien
verteilen sich wegen des Längsschlitzes gleichmäßig über die beiden Seitenstreifen, die sich als exakter Meßbereich
anbieten. Auf jeder Meßfläche ist vorzugsweise ein Meßstreifen-Paar angeordnet, so daß insgesamt vier Meßstreifen-Paare
vorhanden und zum Bilden einer Brückenschaltung über Meßleitungen unter Zwischenschaltung von Widerständen miteinander verbunden sind.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Meßstück
im Bereich der Dehnungsmeßstreifen von einem dichten Gehäuse
umgeben, das die Dehnungsmeßstreifen mit den Leitungen und
Widerständen vor Feuchtigkeit und mechanischer Beanspruchung schützt. Das Gehäuse ist vorzugsweise aus zwei Schalenhälften
gebildet, die aneinander anliegende und im Bereich des Meßstückes an diesen anliegende Flansche haben. Die Schalenhälften
des Gehäuses sind gleich und umfassen das Meßstück jeweils von einer Flachseite und einer Schmalseite mit ihrem
Flansch und gehen von der Schmalseite über einen schrägen Vorsprung auf die gesamte Gehäusetiefe und von der Flachseite
über einen schrägen Rücksprung auf einen ebenen Teil des
Gehäuses über, wobei der schräge Vorsprung der einen Gehäusehälfte mit seinem Flansch am Flansch des schrägen Rücksprunges
der anderen Gehäusehälfte anliegt. Die beiden Gehäusehälften
lassen sich leicht aufeinanderlegen und umfassen dabei das Meßstück mit ihren Flanschen. Die Flansche der Gehäusehälften
werden miteinander und mit.dem Meßstück durch Löten oder Kleben befestigt. Da sich das Meßstück im Bereich der Querschnittsverjüngung dehnt und die Dehnung auf das dicht daran
anliegende Gehäuse übertragen werden muß, hat das Gehäuse in seinem flachen Teil quer zum Meßstück verlaufende membranartige
Dehnungssicken. Durch die Wand einer Gehäusehälfte ist ein abgedichteter Steckanschluß für Meßleitungen geführt.
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Durch die Bohrungen des Meßstückes sind Bolzen geführt, die auf beiden Seiten des Meßstückes mit Distanzscheiben
versehen sind und in Bohrungen von Huborgan-Tragstücken hineinragen. Die untere Bohrung des Huborgan-Tragstückes
ist größer als der Durchmesser des Bolzens oder ein Langloch, damit sich das Meßstück bei Belastung ungehindert dehnen kann.
Das Huborgan-Tragstück ist vorzugsweise eine am Hebezeug angeordnete Seilkeiltraverse, zwischen deren Seitenblechen
das Meßstück angeordnet ist. Die Distanzscheiben führen,
das von dem Gehäuse umschlossene Meßstück zwischen den Seitenblechen der Seilkeiltraverse und lassen eine begrenzte
Drehung des Meßstückes zu.. Die Drehmöglichkeit kann im Bereich des
unteren Bolzens kleiner gehalten sein als im Bereich des oberen Bolzens, damit die von dem Huborgan, zumeist einem Stahlseil,
ausgehende Drehung im Bereich des unteren Bolzens begrenzt wird und nicht zu einer Verdrehung des Meßstückes führt, was
eine Verfälschung der"Meßergebnisse bewirken würde.
Der in den unteren Bohrungen des Huborgan-Tragstückes geführte Bolzen des Meßstückes bildet gleichzeitig eine Absturzsicherung
für den Fall, daß das Meßstück im Bereich der Verjüngung brechen würde. Zum Verhindern von Biegebeanspruchungen beim
Pendeln des Meßstückes sind die Bohrungen für die Bolzen ballig abgerundet. Dadurch wird erreicht, daß das Meßstück
im Meßbereich lediglich Zugkräfte übertragen muß und frei von allen anderen Beanspruchungen ist. Die für Hebezeuge verlangte
große Meßgenauigkeit ist damit auch beim Pendeln der Last ermöglicht.
Ein Äusführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen
dargestellt und im folgenden erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seilkeiltraverse mit Meßstück in der Seitenansicht, Fig. 2 die Draufsicht auf Fig. 1,
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DFT 861 - Ko/We
Fig. 3 den Schnitt III-ITI durch die Fig. 1,
Fig. 4 das Meßstück in der Seitenansicht,
Fig. 5 den Schnitt V-V durch die Fig. 4,
Fig. 6 die Draufsicht auf Fig. 4,
Fig. 7 die-Ansicht "X" von Fig. 4,
Fig. 8 die elektrische Schaltung der Lastmeßeinrichtung.
Fig. 1 zeigt die Seilkeiltraverse 1 in der Seitenansicht
mit einem Ausbruch der vorderen Seitenplatte für die Darstellung des in einem Gehäuse 13 angeordneten Meßstückes
Die obere Bohrung 1a für den Bolzen 2 entspricht dem
Bolzendurchmesser, während die untere Bohrung 1a als Langloch ausgebildet ist, um das Absenken des unteren Bolzens
um etwa 2 mm zu ermöglichen. Am unteren Bolzen 2 ist ein
Huborgan-Arihängestück 4 in Form einer Seilkausche für das
aus einem Seil gebildete Huborgan 5 angeordnet. Das Meßstück hängt bei einem' Hebezeug mit zwei Seilsträngen entsprechend
der Zeichnung in der rechten Bohrung 1 a und bei vier Seilsträngen
in der linken Bohrung. Dadurch verringert sich die Typenzahl
der Seilkeiltraversen.
Fig. 3 zeigt, daß das Meßstück 3 über Distanzbüchsen 6
zwischen den Seitenteilen der Seilkeiltraverse 1 bzw. dem Huborgan-Anhängestück 4 geführt ist. Außerdem ist unterhalb
des unteren Bolzens 2 ein durch das Langloch gebildeter Luftspalt
zu erkennen, der ein Absenken des unteren Bolzens 2 um ca. 2 mm zuläßt, einen Absturz des Bolzens beim Bruch
des Meßstückes 3 im Meßbereich jedoch verhindert.
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DFT 861 - Ko/We -Jf- 31-
-IO
Die Figuren 4 und 5 zeigen das aus einem Flachstahl bestehende Meßstück 3 mit den ballig ausgeführten Bohrungen 3a
und dem Längsschlitz 3c im Bereich der in Fig. 5 erkennbaren Querschnittsverjüngung 3b. Neben dem Längsschlitz 3c sind
zwei Seitenstreifen 3d zum Aufkleben der Dehnungsmeßstreifen 7 bis 10a vorhanden. Fig. 4 und 6 zeigen, daß
jeweils ein Dehnungsmeßstreifen-Paar aufgeklebt ist, wobei die jeweils äußeren Dehnungsmeßstreifen 7, 7a, 9 und 9a
eine Längsdehnung erfahren und die Dehnungsmeßstreifen 8,
8a, 10 und 10a beim Dehnen des Meßbereiches im geringen Umfang gestaucht werden. Die für die Messung erforderlichen
Widerstände 11 sind im Bereich des Längsschlitzes 3c angeordnet.
Die zu den Dehnungsmeßstreifen führenden Meßleitungen 12 sind durch einen Steckanschluß.14 des Gehäuses 13 geführt.
Fig. 4 zeigt ferner das Gehäuse 13 für die Dehnungsmeßstreifen, Meßleitungen und Widerstände in der Seitenansicht.. Die am
Meßstück 3 anliegenden Flansche 13a des Gehäuses 13 und die Dehnungssicken 13d sind in Fig. 5 zu erkennen. Fig. 6 zeigt,
daß jeweils eine Gehäusehälfte mit seinem Flansch 13a an. einer Flachseite und einer Schmalseite des Meßstückes 3
anliegt und über einen abgeschrägten Vorsprung 13b bis zum
flachen Teil der anderen Gehäusehälfte reicht, das mit einem Rücksprung 13c am Vorsprung 13b anliegt. In Fig.'6 ist ferner
zu sehen, daß die Dehnungssicken 13d nicht ganz bis zur Dicke
des Meßstückes eingepreßt sind.
Fig. 8 zeigt die schaltungsmäßige Anordnung der Dehnungsmeßstreifen
und Widerstände. Es sind jeweils die Dehnungsmeßstreifen 7 und 9 · zum Messen der Längendehnung, deren
räumliche Anordnung in den Figuren 4 und 6 zu erkennen ist, hintereinander geschaltet. Diagonal gegenüber liegen die
anderen Dehnungsmeßstreifen 7a und 9a zum Messen der Längendehnung. Die Dehnungsmeßstreifen 8 und 10 sowie 8a und 10a
zum Messen der Stauchung der querschnittsverjüngten Meßstreifen liegen in den anderen Strängen der Brückenschaltung.
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DFT 861 - Ko/We _ ' - Jf - 31. August 1976
ΛΛ
Beim Dehnen der Seitenstreifen des Meßstückes werden die Dehnungsmeßstreifen 7» 9 sowie 7a und 9a gedehnt und ihre
elektrischen Widerstände vergrößern sich, während die Dehnungsmeßstreifen 8 und 10 sowie 8a und 10a etwas gestaucht
werden und ihre elektrischen Widerstände sich verringern. Zwischen den Punkten A und B entsteht eine
Spannungsdifferenz, deren Größe durch den Widerstand 11a "
"beeinflußt wird.
Zum Ausgleich der Eigenwiderstände der Dehnungsmeßstreifen
sind in Serie zu ihnen Abgleichwiderstände 11b oder 11c angeordnet. Weitere Abgleichwiderstände 11c oder 11d können
parallel zu den Dehnungsmeßstreifen 8a und 10a oder 7a und
9a angeordnet sein.
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ΛΧ
Leerseite
Claims (1)
- DFT 861 - KoATe - # - 31. August 1976Ί. Lastmeßeinrichtung für Hebezeuge mit;. Hilfe von Dehnungsv^_y meß streifen, bei der der'Meßwert eine Sch.alteinricb.tung eines Hubwerksmotors beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Dehnungsmeßstreifen direkt an einem zwischen dem Ende des Huborgans (5) und einem Festpunkt am Hebezeug angeordneten, unter der Wirkung der Last auf Dehnung beanspruchten Meßstück (3) befestigt ist.2. Lastmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,- t. daß das Huborgan (5) am Meßstiick (3) und das Meßstück (3) ' -am Hebezeug jeweils mittels Bolzen (2) gehaltert ist, die Bohrungen (3a) im Meßstiick (3) durchdringen, wobei der zwischen den Bohrungen 03a) befindliche Abschnitt des Meßstückes zur Anbringung der Dehnungsmeßstreifen eine Querschnitt sverjüngung (3b) hat.3. Lastmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßstück (3) ein Flachprofil ist.A-. Lastmeß einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßstück (3) zwischen den Bohrungen (3a) einen Längsschlitz (3c) hat und daß die Dehnungsmeßstreifen (7, 7a, 8, 8a, 9» 9a, 10, 10a) seitlich des Längsschlitzes (3c) auf beiden Seitenstreifen (3d) auf der Vor- und Rückseite des Meßstückes (3) angeordnet sind.809810/0299DFT 861 - Kö/We - if - 31. August 19765. Lastmeßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Meßfläche jeweils ein Meßstreifen-Paar angeordnet ist und daß alle Meßstreifen-Paare über Meßleitungen (12) einer Brückenschaltung miteinander verbunden sind.6. Lastmeßexnrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Brückenschaltung Widerstände (11) angeordnet sind.7. Lastmeßexnrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßstück (3) im Bereich der Dehnungsmeßstreifen von einem dichten Gehäuse (13) umgeben ist.8. Lastmeßexnrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) aus zwei Schalenhälften gebildet ist, die aneinander und im Bereich des Huborgan-Meßstückes (3) an diesen anliegende Flansche (13a) haben.9. Lastmeßexnrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalenhälften des Gehäuses (13) im wesentlichen gleich sind und das Meßstück (3) jeweils von einer Flachseite und einer Schmalseite mit dem Flansch umfassen und von der Schmalseite über einen schrägen Vorsprung (13b) auf die gesamte Gehäusetiefe und an der Flachseite über einen schrägen Rücksprung (13c) auf einen ebenen Teil des Gehäuses übergehen,809810/0299DFT 861 - Ko/We - IC - 31." August 1976wobei der schrage Vorsprung (13b) der einen Gehäusehälfte mit seinem Flansch (13a) am Flansch des schrägen Rücksprunges (13c) der anderen Gehäusehälfte anliegt.10. Lastmeßeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,daß die Flansche (13a) der Gehäuse-Hälften aneinander und an das Meßstück (3) gelötet sind.11. Lastmeßeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,daß die Flansche (13a) der Gehäuse-Hälften aneinander und an das Meßstück (3) geklebt sind.12. Lastmeßeinrichtung nach einem oder-mehreren der Ansprüche 6 bis 10,dadurch gekennzeichnet,daß im flachen Teil des Gehäuses (13) quer zum Meßstück (3) verlaufende Dehnungssicken (13d) vorhanden sind. ■13. Lastmeßeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, .daß durch die Wand, einer Gehäusehälfte ein abgedichteter Steckanschluß (14) für Meßleitungen.(12) geführt ist.14. Lastmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß durch die Bohrungen (3a) Bolzen (2) geführt sind, die auf beiden Seiten des Meßstückes (3) mit Distanzscheiben (6) versehen sind und in Bohrungen (la) von Huborgan-Tragstücken (1) hineinragen.809810/0299DFT 861 - KoATe - >f - 31- -August 197615. Lastmeßeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,daß die jeweils unteren Bohrungen (1a) des Huborgan-Tragstückes (1), vom oberen bis zum unteren Rand gemessen, größer ist als der Durchmesser des Bolzens (2).16. Lastmeßeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,daß das Huborgan-Tragstück (1) eine Seilkeiltraverse ist, zwischen deren Seitenblechen das Meßstück (3) angeordnet ist.17. Lastmeßeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,daß die Bohrungen (3a) des Meßstückes (3) für den Bolzen (2) ballig abgerundet sind.809810/0299
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