DE2639762A1

DE2639762A1 - Lastmesseinrichtung fuer hebezeuge mit hilfe von dehnungsmesstreifen

Info

Publication number: DE2639762A1
Application number: DE19762639762
Authority: DE
Inventors: Robert Kuelpmann; Paul Mueller; Peter Ing Grad Stehr; Karl Ing Grad Zacharias
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1976-09-03
Filing date: 1976-09-03
Publication date: 1978-03-09
Also published as: GB1584815A; AT352346B; NL188279B; SE7709571L; NL188279C; US4140010A; FR2363788A1; NO772916L; SE413087B; NO144106C; FR2363788B1; CH619195A5; DE2639762C3; NO144106B; IT1087705B; ATA627877A; DE2639762B2; NL7709473A; BE858299A

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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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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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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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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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

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Ί. 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.

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5. 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,

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wobei 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.

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15. 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.

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