EP0678473A2 - Lifting device - Google Patents
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- EP0678473A2 EP0678473A2 EP95105587A EP95105587A EP0678473A2 EP 0678473 A2 EP0678473 A2 EP 0678473A2 EP 95105587 A EP95105587 A EP 95105587A EP 95105587 A EP95105587 A EP 95105587A EP 0678473 A2 EP0678473 A2 EP 0678473A2
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- shaft
- magnetic field
- housing
- axis
- hoist
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
- B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
- B66D1/54—Safety gear
- B66D1/58—Safety gear responsive to excess of load
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- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
- B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
- B66D1/54—Safety gear
- B66D1/56—Adaptations of limit switches
Definitions
- slip clutch between the drive motor and the load handling device in the transmission, with the aid of which the torque transmitted from the motor to the load handling device is limited to harmless values.
- slip clutches have the advantage that they work loss-free below the limit load and cut the maximum torque to be transmitted on a relatively steep flank when the limit load is reached.
- Another way of dangerous operating conditions To prevent overload due to the use of force measuring devices that intervene in the motor control and interrupt the motor current if the hook load exceeds the permissible maximum limit load.
- a load measuring device which for this purpose evaluates the axial force which occurs on the axes of helical gear wheels.
- the known arrangement comprises a cable drum rotatably mounted in a frame, which is rotatably coupled to an output shaft of a gear transmission, which is driven by an electric motor. All gear wheels of the transmission including a countershaft are helically toothed. With the exception of the countershaft, all other shafts are axially immovable.
- the axially displaceable countershaft is biased into an end position by means of a plate spring assembly. Due to the axial force occurring when transmitting a torque in the sense of lifting the load, the countershaft is displaced against the action of the springs. The shift that occurs is detected with the aid of a measuring device in order to obtain a signal for switching off the engine.
- the magnetic field strength at the location of the permanent magnet is comparatively large compared to interference magnetic fields that arise solely because of the connected electric motor.
- the large useful field ensures a comparatively large sensitivity, even if there is only a slight relative movement between the magnets and the magnet-sensitive device.
- this makes it possible to make do with a small displaceability of the shaft in question, so that commercially available, axially displaceable cylindrical roller bearings can be used for its storage. There is no risk that the cylindrical rollers will partially free themselves from the corresponding running surface when the relevant axis or shaft is displaced.
- the rotationally symmetrical magnetization of the magnet also contributes to increasing the sensitivity or simplifying assembly, because no special installation position has to be taken into account. It is sufficient to fix the magnet with a corresponding surface on the pin.
- the rotationally symmetrical magnetization enables the use of a pin that rotates with the shaft itself, which means that additional mechanical transmission elements for transmitting the axis, a displacement of the axis or shaft on the pin can be saved.
- the transmission becomes particularly simple if the gear in question is in one piece with the axis or shaft in question.
- an axis or shaft can also be used, which also carries another gear.
- a single idler gear that does not represent a gear ratio can also be used for force measurement.
- the toroidal rotationally symmetrical magnetic field in the space is expediently coaxial with the axis of rotation of the shaft or axis in question.
- the magnetic field-sensitive device can be designed in two parts, the two parts being arranged diametrically with respect to the axis of rotation of the shaft or axis in question.
- the pin is expediently only guided in a longitudinally displaceable manner and is otherwise rotationally fixed. This can be achieved if the pin is formed on a plunger or plunger which is guided in the housing so as to be longitudinally displaceable but non-rotatable.
- the magnetic field-sensitive device is expediently located in an intermediate housing which is screwed into the housing of the lifting mechanism in the region of the relevant pin.
- the intermediate housing can be adjusted as desired via a worm which engages in the worm gear toothing and is fixedly mounted on the housing.
- the intermediate housing can be used to support the plunger, which provides a comparatively small component that can be easily machined with high accuracy so that the plunger can be guided largely without play.
- a transmission of the axial preload forces via the cylindrical roller or needle bearing is avoided if the preloading device has a shoulder bearing, the inner bearing ring of which is guided in a longitudinally displaceable manner on the axle or shaft and is clamped between a contact surface in the axle or shaft and spring members, while the outer bearing ring on one in the housing stationary stop is supported such that the bearing supporting the axle or shaft is free from axial forces caused by the pretensioning device.
- the evaluation of the electrical signals is particularly simple if, based on the power flow, the axis or shaft, the axial displacement of which is evaluated, is arranged as close as possible to the drive motor, because in this case the frequency caused by a radial runout is comparatively high and lighter can be filtered out.
- Fig. 1 shows a cable 1 as an example of a hoist; However, the hoist can also be a chain hoist, a cable winch or the like.
- the cable 1 has an elongated cable housing 3 which is open on its underside 2 and in which a drum 5 provided with cable grooves 4 is rotatably mounted. A steel cable 6 is wound on the cable drum 5.
- a gear housing 8 is flanged to an end face 7 of the cable housing 3, which carries a three-phase motor 11 serving as a drive motor on its end face 9 remote from the end face 7.
- a switch box 13 On a face 12 opposite the face 7 there is a switch box 13 in which terminals and control contactors for the drive motor 11 are accommodated.
- the gearbox located in the gearbox 8 is a helical-toothed spur gearbox and, as the section according to FIG. 2 shows, it contains at least two countershafts 14 and 15, the countershaft 15 being the countershaft which carries a gear 16 which does not directly engage one illustrated pinion combs.
- a pinion 17 which is integral with the countershaft 15 and is thus connected in a rotationally fixed manner to the gear 16 meshes with a gear 18 which is arranged in a rotationally fixed manner on the countershaft 14.
- the countershaft 14 is provided with a one-piece pinion 19, via which a gearwheel, which is rotatably fixed with the cable drum 5 and not shown, is driven.
- Helical toothed gears are known to generate an axial force which is dependent on the helix angle of the toothing and is proportional to the force which acts on the pitch circle diameter of the gear concerned. Therefore, this axial force can be used to measure the rope force, pulling on the rope 6. Although friction occurs on the tooth flanks of the gearwheels which are in engagement with one another, this does not, however, falsify the measurement result when the parts in engagement with one another rotate. In the rotating state, the measurement result can be assumed to be free of hysteresis within the permissible tolerances, ie it is not falsified beyond the permissible level by the friction that occurs.
- the axis or shaft of the gear unit used for the measurement is preferably as close as possible to the drive motor 11 from the point of view of the power flow. This is where the greatest speeds occur and the shaft in question can move fastest into a position proportional to the applied force.
- the countershaft 15 is therefore axially displaceable, as is explained in detail with reference to FIG. 3.
- the gear housing 8 contains two aligned bearing bores 19 and 21, in which cylindrical roller bearings 22 and 23 are seated, the inner bearing rings 24 and 25 of which are placed on corresponding journals and shaft sections 26 and 27.
- the cylindrical roller bearings 22 and 23 allow the countershaft 15 to have a slight axial stroke of approximately 1 to 2 mm. They are installed in such a way that their thrust collar located on the inner bearing ring 24 or 25 faces the pinion 17.
- the countershaft is prestressed to the right with reference to FIG. 3, so that the inner bearing ring 25 rests with its collar on the ring of cylindrical rollers 29, while a correspondingly large gap 31 is present at the relevant point of the cylindrical roller bearing 22 is.
- the axial movement of the countershaft 15 is with Detected by means of a fixed magnetic field sensitive device 32.
- the bearing bore 21 is a stepped bore with an enlarged section 33 which merges at a shoulder 34 into a cylindrical section 35 which leads to the outside through a corresponding housing wall 36.
- the countershaft 15 protrudes into the stepped bore 21 formed in this way with its section 27, a section 37 adjoining the section 27 to the outside, followed by a section 39 with a smaller diameter provided with an external thread 38.
- the last section on this side of the countershaft 15 finally forms a cylindrical section 41, which, however, still lies within the bore section 35.
- the inner bearing ring 25 is seated on the shaft section 27 in such a way that its collar can be supported on a shoulder 42 of the countershaft 15.
- the outer bearing ring of the cylindrical roller bearing 23 bears against a support disk 43 which is located between the outer bearing ring in question and the shoulder 34.
- the outer bearing ring of the cylindrical roller bearing 23 is secured axially almost free of play by means of a snap ring 44 inserted into a corresponding groove in the bore section 33.
- annular disk spring 45 On the side of the support disk 43 remote from the cylindrical roller bearing 23, an annular disk spring 45 abuts with its outer edge.
- the abutment for the thrust ball bearing 46 forms a nut 47 which is screwed onto the shaft section 39 provided with the thread 38.
- the nut 47 is smooth with a cylindrical Provided outer surface 48 on which a lip seal 49 rests sealingly.
- the plate spring 45 As a result of the plate spring 45, the countershaft 15 is shifted to the right until, as already mentioned, the shoulder of the inner bearing ring 25 abuts against the relevant end face of the cylindrical rollers 29.
- the biasing force is set with the aid of the plate spring 45 and the nut 47.
- the plate spring 45 stops and the relative movement between the plate spring 45 and the nut 48 is absorbed by the pressure ball bearing 46.
- a bushing 51 is inserted into the bore section 45 until its flange 52, which projects radially outward, lies flat on a corresponding surface on the outside of the wall 36.
- the bushing 51 is held in the bore section 35 by means of screws 53 which pass through the flange 52 and are screwed into threaded bores 54.
- the bushing 51 is sealed against the bore section 35 with the aid of seals.
- a stepped bore 55 having several sections passes through the bushing 51.
- the lip seal 49 already mentioned is arranged in a section of the stepped bore 55, while another section which is further out is provided with an internal thread 56.
- An essentially tubular intermediate housing 57 is screwed into this internal thread 56 and, as the enlarged illustration in FIG. 4 shows, is provided with an external thread 58 for this purpose.
- the section projecting to the right via the thread 58 and thus out of the bush 51 is provided on its cylindrical outer circumference with worm gear teeth 59, in which a worm 61 engages.
- the worm 61 is fixed on the bush 51 by means of pillow blocks 62 which are screwed onto the flange 52.
- the intermediate housing 57 contains a partition 60, as a result of which the intermediate housing 57 is divided into an internal cylindrical chamber 63 and an external chamber 64.
- a piston or plunger 65 which is approximately hat-shaped in cross section, is axially displaceable, which is formed by means of two cylindrical pins 66 inserted into the partition wall 60, which by corresponding grooves, not shown in the figure, in a radially outwardly projecting flange 67 is secured against rotation.
- a compression spring 68 is also supported on this flange, which acts between the flange 67 and the partition wall 60 in order to move the piston 65 to the left.
- the stroke of the piston 65 is limited by a snap ring 69 seated in a groove.
- the piston 65 is freely displaceable between the snap ring 69 and the partition 60.
- the cylindrical pins 66 which extend parallel to the axial direction and are inserted into bores in the partition 60, prevent the piston 65 from rotating.
- the piston 65 coaxially carries a pin 71, on the free end of which a magnet 72 is glued.
- the magnet 72 has the shape of a disk, the outer diameter of which corresponds approximately to the outer diameter of the pin 72. It is magnetized in such a way that one pole face is that face which is adjacent to the free end of the pin 71, while the other pole face is the opposite end face. This creates a toroidal magnetic field that is coaxial with the axis of the pin 71.
- the pin 71 is in turn largely coaxial with the axis of the countershaft 15, so that existing wobble leads to the least possible tilting movements of the pin 71.
- the pin 71 moves in a cup-shaped protuberance 73 of the partition 72.
- the protuberance 73 protrudes into the chamber 64 so that the magnetic field of the magnet 72 can reach the magnetic field-sensitive device 32 arranged next to the protuberance 73.
- the intermediate housing 57 which is integral with the partition 60 and the cup-shaped protuberance 73, is made of a material that hinders the passage of the magnetic field as little as possible, for example aluminum.
- the magnetic field-dependent device 32 is an integrated module in which, as can be seen in FIG. 5, a total of four field plates 76 are connected to form a bridge.
- a connection 77 of the bridge is connected to the positive supply voltage, while another connection 78 is connected to a circuit ground.
- the terminals 79 and 81 of the bridge branch are connected to inputs 82, 83 of a preamplifier 84, from which two floating lines 85 extend.
- the bridge from the field plates 76 and the preamplifier 84 are arranged on a printed circuit board 86 which is inserted in corresponding receiving grooves in the chamber 64. Via the lines 85, the preamplifier 84 is connected to a microprocessor device which serves to evaluate the signals coming from the magnetic field sensitive device 32.
- the countershaft 15 maintains its axial rest position when lifting loads that are significantly smaller than a predetermined limit load. It rotates in this operating position, in which the countershaft 15 is displaced the furthest in the direction of the intermediate housing 57.
- the preload force of the preloaded plate spring 45 and the axial force acting in the opposite direction are the same.
- the force between the cylindrical rollers 29 and the radially outwardly projecting collar of the inner bearing ring 25 disappears.
- the beginning overload situation is to be recognized even before the gap 31 in the opposite bearing 22 is completely closed.
- the position of the magnetic field-sensitive device 32 must be adjusted relative to the magnet 72. This is done by rotating the worm 61, whereby the intermediate housing 57 is rotated in the thread 56 to either bring it closer to the countershaft 15 or to move it away from the housing. Since the position of the magnet 72, which is firmly supported on the countershaft 15 via the pin 71 and the pin 74 and the ball 75, does not change with this setting, but on the other hand the magnetic field-sensitive device 32 moves with the intermediate housing 57 in the axial direction , the desired setting is made.
- FIG. 6 shows an alternative embodiment in which the pin 71 is an integral part of the countershaft 15.
- the piston 65 and the steel ball 75 can be omitted.
- the countershaft 15 thus protrudes with its integrally molded pin 71 directly into the cup-like protuberance 73. Because it cannot be guaranteed during assembly that the toroidal magnetic field of the magnet 72 is exactly coaxial with the axis of rotation of the countershaft 15, a more or less large radial shock of the magnetic field always occurs when the countershaft 15 rotates, which is at the location of the magnetic field-sensitive device 32 leads to a change in field strength, which could simulate an axial movement of the countershaft 15. In order to eliminate such effects, in the exemplary embodiment according to FIG.
- two magnetic field-sensitive devices 32 and 32 ′ are located on the circuit board 86, which are opposite one another with respect to the axis of rotation of the disk-shaped magnet 72.
- the prestressing force of the plate spring 45 takes up the cylindrical rollers 29, which are supported on the one hand on the collar of the inner bearing ring 25 and on the obliquely opposite collar of the outer bearing ring 23. The result is a tilting moment in the cylindrical rollers 29 about their transverse axis. If no shortening of the life of the cylindrical roller bearing 25 is to be accepted, the permissible preload force is determined by the plate spring 45 by the radial forces acting on the cylindrical roller bearing 23 attack.
- Fig. 7 shows an embodiment in which the cylindrical rollers 29 are free of tilting moment. This is achieved by using a shoulder bearing 91, the outer bearing ring 92 of which rests on the support disk 43.
- the inner bearing ring 93 is seated without play on a bearing bush 94, which is attached to the shaft section 37. In the idle state, the inner bearing ring 93 abuts a shoulder 95 at the transition point between the shaft section 27 and the shaft section 37.
- a package of several plate springs 96 lies between the nut 47 and a washer 97 which engages the inner bearing ring 93.
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Abstract
Description
Wenn an das Lastaufnahmemittel eines Hubwerks Kräfte angreifen, die größer sind als diejenigen Kräfte, für die das Hubwerk dimensioniert ist, können gefährliche Betriebszustände eintreten, die bis zu Unfällen führen können. Solche gefährlichen Zustände werden ausgelöst, wenn sich das Lastaufnahmemittel beispielsweise an ortsfesten Teilen verhakt oder versehentlich Lasten gehoben werden sollen, die größer sind als die zulässige Maximallast.If forces act on the load handler of a hoist that are greater than the forces for which the hoist is dimensioned, dangerous operating conditions can occur which can lead to accidents. Such dangerous conditions are triggered if the load handler hooks onto stationary parts, for example, or if loads are to be accidentally lifted that are greater than the permissible maximum load.
Eine Möglichkeit, solchen gefährlichen Zuständen zu begegnen, besteht darin, zwischen dem Antriebsmotor und dem Lastaufnahmemittel im Getriebe eine Rutschkupplung anzuordnen, mit deren Hilfe das vom Motor auf das Lastaufnahmemittel übertragene Drehmoment auf ungefährliche Werte begrenzt wird. Derartige Rutschkupplungen haben den Vorteil, daß sie unterhalb der Grenzlast verlustfrei arbeiten und verhältnismäßig steilflankig beim Erreichen der Grenzlast das maximal zu übertragende Drehmoment beschneiden. Eine andere Möglichkeit, gefährliche Betriebszustände wegen Überlastung zu verhindern, besteht in der Verwendung von Kraftmeßeinrichtungen, die in die Motorsteuerung eingreifen und den Motorstrom unterbrechen, wenn die Hakenlast die zulässige maximale Grenzlast überschreitet.One way to counter such dangerous conditions is to arrange a slip clutch between the drive motor and the load handling device in the transmission, with the aid of which the torque transmitted from the motor to the load handling device is limited to harmless values. Such slip clutches have the advantage that they work loss-free below the limit load and cut the maximum torque to be transmitted on a relatively steep flank when the limit load is reached. Another way of dangerous operating conditions To prevent overload due to the use of force measuring devices that intervene in the motor control and interrupt the motor current if the hook load exceeds the permissible maximum limit load.
Aus der EP-A-O 042801 ist eine Lastmeßeinrichtung bekannt, die hierzu die Axialkraft auswertet, die an den Achsen von schrägverzahnten Zahnrädern auftreten. Die bekannte Anordnung umfaßt eine in einem Rahmen drehbar gelagerte Seiltrommel, die drehfest mit einer Ausgangswelle eines Zahnradgetriebes gekuppelt ist, das über einen Elektromotor angetrieben wird. Sämtliche Zahnräder des Getriebes einschließlich einer Vorgelegewelle sind schrägverzahnt. Mit Ausnahme der Vorgelegewelle sind alle übrigen Wellen axial unverschieblich. Die axial verschiebliche Vorgelegewelle wird mittels eines Tellerfederpaketes in eine Endstellung vorgespannt. Aufgrund der beim Übertragen eines Drehmomentes im Sinne des Anhebens der Last auftretenden Axialkraft wird die Vorgelegewelle gegen die Wirkung der Federn verschoben. Die auftretende Verschiebung wird mit Hilfe einer Meßeinrichtung erfaßt, um daraus ein Signal zum Abschalten des Motors zu erhalten.From EP-A-O 042801 a load measuring device is known which for this purpose evaluates the axial force which occurs on the axes of helical gear wheels. The known arrangement comprises a cable drum rotatably mounted in a frame, which is rotatably coupled to an output shaft of a gear transmission, which is driven by an electric motor. All gear wheels of the transmission including a countershaft are helically toothed. With the exception of the countershaft, all other shafts are axially immovable. The axially displaceable countershaft is biased into an end position by means of a plate spring assembly. Due to the axial force occurring when transmitting a torque in the sense of lifting the load, the countershaft is displaced against the action of the springs. The shift that occurs is detected with the aid of a measuring device in order to obtain a signal for switching off the engine.
Bei dieser Anordnung sind außerhalb des Getriebegehäuses keine getrennten Kraftmeßmittel erforderlich, was die Verdrahtung des Seilzugs wesentlich vereinfacht. Der Seilzug kann an jeder beliebigen Stelle installiert werden und die Überlastsicherung bleibt unabhängig vom Aufstell- oder Befestigungsort funktionsfähig.In this arrangement, no separate force measuring means are required outside the gear housing, which considerably simplifies the wiring of the cable pull. The cable can be installed at any point and the overload protection remains functional regardless of the installation or attachment location.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Hebezeug zu schaffen, das nur einen sehr kleinen axialen Hub der betreffend axial verschieblichen Welle oder Achse erfordert.Proceeding from this, it is an object of the invention to provide a hoist that only requires a very small axial stroke of the axially displaceable shaft or axis.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Hubwerk mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved with the hoist with the features of
Da bei der neuen Lösung ein Permanentmagnet in Verbindung mit einer magnetfeldempfindlichen Einrichtung verwendet wird, ist die magnetische Feldstärke am Ort des Permanentmagneten verhältnismäßig groß verglichen mit Störmagnetfeldern, die schon allein wegen des angeschlossenen Elektromotors entstehen. Das große Nutzfeld gewährleistet eine vergleichsweise große Empfindlichkeit, selbst dann, wenn nur eine geringe Relativbewegung zwischen den Magneten und der magnetempfindlichen Einrichtung auftritt. Dadurch wird es andererseits möglich, mit einer geringen Verschiebbarkeit der betreffenden Welle auszukommen, so daß zu deren Lagerung handelsübliche, axial verschiebliche Zylinderrollenlager eingesetzt werden können. Es besteht nicht die Gefahr, daß bei der Verschiebung der betreffenden Achse oder Welle die Zylinderrollen von der entsprechenden Lauffläche teilweise freikommen.Since the new solution uses a permanent magnet in conjunction with a magnetic field-sensitive device, the magnetic field strength at the location of the permanent magnet is comparatively large compared to interference magnetic fields that arise solely because of the connected electric motor. The large useful field ensures a comparatively large sensitivity, even if there is only a slight relative movement between the magnets and the magnet-sensitive device. On the other hand, this makes it possible to make do with a small displaceability of the shaft in question, so that commercially available, axially displaceable cylindrical roller bearings can be used for its storage. There is no risk that the cylindrical rollers will partially free themselves from the corresponding running surface when the relevant axis or shaft is displaced.
Die rotationssymmetrische Magnetisierung des Magneten trägt ebenfalls zur Erhöhung der Empfindlichkeit bzw. der Vereinfachung der Montage bei, weil auf keine spezielle Einbaulage geachtet werden muß. Es genügt, den Magneten mit einer entsprechenden Fläche auf dem Zapfen zu befestigen. Andererseits ermöglicht die rotationssymmetrische Magnetisierung die Verwendung eines Zapfens, der mit der Welle selbst rotiert, wodurch zusätzliche mechanische Übertragungsglieder zum übertragen der Achse, eine Verschiebung der Achse oder Welle auf den Zapfen eingespart werden können.The rotationally symmetrical magnetization of the magnet also contributes to increasing the sensitivity or simplifying assembly, because no special installation position has to be taken into account. It is sufficient to fix the magnet with a corresponding surface on the pin. On the other hand, the rotationally symmetrical magnetization enables the use of a pin that rotates with the shaft itself, which means that additional mechanical transmission elements for transmitting the axis, a displacement of the axis or shaft on the pin can be saved.
Besonders einfach wird das Getriebe, wenn das betreffende Zahnrad mit der betreffenden Achse oder Welle einstückig ist.The transmission becomes particularly simple if the gear in question is in one piece with the axis or shaft in question.
Um die über das Getriebe übertragene Kraft zu erfassen, kann auch eine Achse oder Welle verwendet werden, die zusätzlich ein weiteres Zahnrad trägt. Auch ein einzelnes Losrad, das keine Übersetzungsstufe darstellt, kann zur Kraftmessung herangezogen werden.In order to record the force transmitted via the transmission, an axis or shaft can also be used, which also carries another gear. A single idler gear that does not represent a gear ratio can also be used for force measurement.
Wenn der Zapfen mit der Welle umläuft, ist zweckmäßigerweise das toroidförmige rotationssymmetrische Magnetfeld im Raum koaxial zu der Rotationsachse der betreffenden Welle oder Achse. Um Meßfehler zu eliminieren, die durch einen Seitenschlag des betreffenden Magnetfeldes hervorgerufen werden, kann die magnetfeldempfindliche Einrichtung zweiteilig ausgeführt sein, wobei die beiden Teile bezüglich der Rotationsachse der betreffenden Welle oder Achse diametral angeordnet sind.If the pin rotates with the shaft, the toroidal rotationally symmetrical magnetic field in the space is expediently coaxial with the axis of rotation of the shaft or axis in question. In order to eliminate measurement errors caused by a side impact of the magnetic field in question, the magnetic field-sensitive device can be designed in two parts, the two parts being arranged diametrically with respect to the axis of rotation of the shaft or axis in question.
Falls eine einseitig angeordnete magnetfeldempfindliche Einrichtung bevorzugt wird, ist der Zapfen zweckmäßigerweise nur längsverschieblich geführt und im übrigen drehfest. Dies kann erreicht werden, wenn der Zapfen an einem Plunger- oder Tauchkolben ausgebildet ist, der längsverschieblich, jedoch drehfest, in dem Gehäuse geführt ist.If a one-sided magnetic field-sensitive device is preferred, the pin is expediently only guided in a longitudinally displaceable manner and is otherwise rotationally fixed. This can be achieved if the pin is formed on a plunger or plunger which is guided in the housing so as to be longitudinally displaceable but non-rotatable.
Um auf einfache Weise den Arbeitspunkt einzustellen, befindet sich zweckmäßigerweise die magnetfeldempfindliche Einrichtung in einem Zwischengehäuse, das im Bereich des betreffenden Zapfens in das Gehäuse des Hubwerks eingeschraubt ist. Mittels einer an dem Zwischengehäuse vorgesehenen Schneckenradverzahnung läßt sich das Zwischengehäuse über eine in die Schneckenradverzahnung eingreifende Schnecke, die an dem Gehäuse ortsfest gelagert ist, beliebig verstellen. Außerdem kann das Zwischengehäuse zur Lagerung des Plungers dienen, womit ein vergleichsweise kleines Bauteil bereitsteht, das ohne weiteres mit hoher Genauigkeit bearbeitet werden kann, damit der Plunger weitgehend spielfrei geführt werden kann.In order to set the operating point in a simple manner, the magnetic field-sensitive device is expediently located in an intermediate housing which is screwed into the housing of the lifting mechanism in the region of the relevant pin. By means of a worm gear toothing provided on the intermediate housing, the intermediate housing can be adjusted as desired via a worm which engages in the worm gear toothing and is fixedly mounted on the housing. In addition, the intermediate housing can be used to support the plunger, which provides a comparatively small component that can be easily machined with high accuracy so that the plunger can be guided largely without play.
Abdichtungsprobleme werden vermieden, wenn die magnetfeldempfindliche Einrichtung und der Magnet durch eine Trennwand voneinander getrennt sind. Das Getriebegehäuse bleibt auf diese Weise hermetisch geschlossen und es werden keine zusätzlichen Dichtungen benötigt, die zu einer zusätzlichen Hysterese der Bewegung des Zapfens in Axialrichtung führen könnten.Sealing problems are avoided if the magnetic field-sensitive device and the magnet are separated from one another by a partition. In this way, the gear housing remains hermetically closed and no additional seals are required which lead to an additional hysteresis of the movement of the pin in Axial direction could lead.
Eine Übertragung der axialen Vorspannkräfte über das Zylinderrollen- oder Nadellager wird vermieden, wenn die Vorspanneinrichtung ein Hochschulterlager aufweist, dessen Innenlagerring auf der Achse oder Welle längsverschieblich geführt und zwischen einer Anlagefläche in der Achse oder Welle und Federgliedern eingespannt ist, während der Außenlagerring an einem in dem Gehäuse ortsfesten Anschlag abgestützt ist, derart, daß das die Achse oder Welle lagernde Lager frei von durch die Vorspanneinrichtung hervorgerufenen Axialkräfte ist.A transmission of the axial preload forces via the cylindrical roller or needle bearing is avoided if the preloading device has a shoulder bearing, the inner bearing ring of which is guided in a longitudinally displaceable manner on the axle or shaft and is clamped between a contact surface in the axle or shaft and spring members, while the outer bearing ring on one in the housing stationary stop is supported such that the bearing supporting the axle or shaft is free from axial forces caused by the pretensioning device.
Die Auswertung der elektrischen Signale wird besonders einfach, wenn, bezogen auf den Leistungsfluß, die Achse oder Welle, deren Axialverschiebung ausgewertet wird, möglichst dicht bei dem Antriebsmotor angeordnet ist, weil in diesem Falle die von einem Radialschlag hervorgerufene Frequenz vergleichsweise hoch ist und sich leichter ausfiltern läßt.The evaluation of the electrical signals is particularly simple if, based on the power flow, the axis or shaft, the axial displacement of which is evaluated, is arranged as close as possible to the drive motor, because in this case the frequency caused by a radial runout is comparatively high and lighter can be filtered out.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
- Fig. 1 einen Seilzug in einer perspektivischen Darstellung,
- Fig. 2 das Getriebegehäuse des Seilzugs nach Fig. 1 in einem Querschnitt,
- Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem Querschnitt nach Fig. 2 im Bereich der verschiebbaren Welle,
- Fig. 4 einen Ausschnitt aus der Darstellung nach Fig. 3 in einem größeren Maßstab,
- Fig. 5 ein elektrisches Prinzipschaltbild für die magnetfeldempfindliche Einrichtung,
- Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel zum Erfassen der axialen Verschiebung der verschiebbaren Getriebewelle in einer Darstellung entsprechend Fig. 3 und
- Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel zum Erzeugen der axialen Vorspannung für die verschiebbare Getriebewelle in einer Darstellung ähnlich Fig. 3.
- 1 shows a cable pull in a perspective view,
- 2 shows the transmission housing of the cable pull according to FIG. 1 in a cross section,
- 3 shows a detail from the cross section according to FIG. 2 in the region of the displaceable shaft,
- 4 shows a detail from the illustration according to FIG. 3 on a larger scale,
- 5 is an electrical block diagram for the magnetic field sensitive device,
- Fig. 6 shows another embodiment for detecting the axial displacement of the displaceable gear shaft in a representation corresponding to Fig. 3 and
- 7 shows a further exemplary embodiment for generating the axial preload for the displaceable transmission shaft in a representation similar to FIG. 3.
Fig. 1 zeigt einen Seilzug 1 als Beispiel für ein Hubwerk; bei dem Hubwerk kann es sich aber auch um einen Kettenzug, eine Seilwinde oder ähnliches handeln. Der Seilzug 1 weist ein an seiner Unterseite 2 offenes längliches Seilzuggehäuse 3 auf, in dem eine mit Seilrillen 4 versehene Trommel 5 drehbar gelagert ist. Auf der Seiltrommel 5 ist ein Stahlseil 6 aufgewickelt.Fig. 1 shows a
Zum Antrieb der Seiltrommel 5 ist an einer Stirnseite 7 des Seilzuggehäuses 3 ein Getriebegehäuse 8 angeflanscht, das auf seiner von der Stirnseite 7 abliegenden Stirnseite 9 einen als Antriebsmotor dienenden Drehstrommotor 11 trägt.To drive the
An einer der Stirnseite 7 gegenüberliegenden Stirnseite 12 befindet sich ein Schaltkasten 13, in dem Anschlußklemmen und Steuerschütze für den Antriebsmotor 11 untergebracht sind.On a
Das in dem Getriebegehäuse 8 befindliche Getriebe ist ein schrägverzahntes Stirnradgetriebe und es enthält, wie der Schnitt gemäß Fig. 2 zeigt, wenigstens zwei Vorgelegewellen 14 und 15, wobei die Vorgelegewelle 15 jene Vorgelegewelle ist, die ein Zahnrad 16 trägt, das unmittelbar mit einem nicht veranschaulichten Motorritzel kämmt. Ein mit der Vorgelegewelle 15 einstückiges und somit drehfest mit dem Zahnrad 16 verbundenes Ritzel 17 kämmt mit einem Zahnrad 18, das drehfest auf der Vorgelegewelle 14 angeordnet ist. Die Vorgelegewelle 14 ist mit einem einstückigen Ritzel 19 versehen, über das ein mit der Seiltrommel 5 drehfest und nicht dargestelltes Zahnrad angetrieben wird.The gearbox located in the
Schrägverzahnte Zahnräder erzeugen bekanntermaßen eine Axialkraft, die von dem Schrägungswinkel der Verzahnung abhängig und der Kraft proportional ist, die am Teilkreisdurchmesser des betreffenden Zahnrades angreift. Deswegen läßt sich diese Axialkraft zur Messung der Seilkraft, die an dem Seil 6 angreift, heranziehen. Es tritt zwar an den Zahnflanken der miteinander in Eingriff stehenden Zahnräder eine Reibung auf, die jedoch das Meßergebnis dann nicht verfälscht, wenn sich die miteinander in Eingriff befindlichen Teile drehen. Im rotierenden Zustand kann das Meßergebnis im Rahmen der zulässigen Toleranzen als hysteresefrei angenommen werden, d.h. es wird durch die auftretende Reibung nicht über das zulässige Maß verfälscht.Helical toothed gears are known to generate an axial force which is dependent on the helix angle of the toothing and is proportional to the force which acts on the pitch circle diameter of the gear concerned. Therefore, this axial force can be used to measure the rope force, pulling on the
Vorzugsweise liegt deswegen die zur Messung herangezogene Achse oder Welle des Getriebes aus der Sicht des Leistungsflusses so dicht wie möglich an dem Antriebsmotor 11. Hier treten die größten Drehzahlen auf und die betreffende Welle vermag sich am schnellsten in eine der angreifenden Kraft proportionale Position bewegen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist deswegen die Vorgelegewelle 15 axial verschieblich gelagert, wie dies im einzelnen anhand von Fig. 3 erläutert ist.For this reason, the axis or shaft of the gear unit used for the measurement is preferably as close as possible to the
Das Getriebegehäuse 8 enthält zwei miteinander fluchtende Lagerbohrungen 19 und 21, in denen Zylinderrollenlager 22 und 23 sitzen, deren Innenlagerring 24 bzw. 25 auf entsprechenden Zapfen und- Wellenabschnitten 26 bzw. 27 stecken. Die Zylinderrollenlager 22 und 23 gestatten der Vorgelegewelle 15 einen geringfügigen Axialhub von ca. 1 bis 2 mm. Sie sind so eingebaut, daß ihr an dem Innenlagerring 24 oder 25 befindlicher Anlaufbund dem Ritzel 17 zugekehrt ist.The
Mit Hilfe einer Vorspanneinrichtung 28 ist die Vorgelegewelle, bezogen auf Fig. 3, nach rechts zu vorgespannt, so daß der Innenlagerring 25 mit seinem Bund an den Kranz aus Zylinderrollen 29 anliegt, während an der betreffenden Stelle des Zylinderrollenlagers 22 ein entsprechend großer Spalt 31 vorhanden ist.3, the countershaft is prestressed to the right with reference to FIG. 3, so that the
Die Axialbewegung der Vorgelegewelle 15 wird mit Hilfe einer ortsfesten magnetfeldempfindlichen Einrichtung 32 erfaßt.The axial movement of the
Um die gewünschte Vorspannung zu erzeugen, ist folgender Aufbau vorgesehen:The following structure is provided to generate the desired preload:
Die Lagerbohrung 21 ist eine Stufenbohrung mit einem vergrößerten Abschnitt 33, der an einer Schulter 34 in einen zylindrischen Abschnitt 35 übergeht, der durch eine entsprechende Gehäusewand 36 nach außen führt. In die so ausgebildete Stufenbohrung 21 ragt die Vorgelegewelle 15 mit ihrem Abschnitt 27, einem an den Abschnitt 27 nach außen zu sich anschließenden Abschnitt 37, dem ein mit einem Außengewinde 38 versehener Abschnitt 39 mit kleinerem Durchmesser folgt. Den letzten Abschnitt auf dieser Seite der Vorgelegewelle 15 bildet schließlich ein zylindrischer Abschnitt 41, der jedoch noch innerhalb des Bohrungsabschnittes 35 liegt.The bearing bore 21 is a stepped bore with an
Wie bereits erwähnt, sitzt auf dem Wellenabschnitt 27 der Innenlagerring 25, und zwar so, daß er sich mit seinem Bund an einer Schulter 42 der Vorgelegewelle 15 abstützen kann. Der Außenlagerring des Zylinderrollenlagers 23 liegt an einer Stützscheibe 43 an, die sich zwischen dem betreffenden Außenlagerring und der Schulter 34 befindet. Mittels eines in eine entsprechende Nut in dem Bohrungsabschnitt 33 eingesetzten Sprengrings 44 ist der Außenlagerring des Zylinderrollenlagers 23 axial nahezu spielfrei gesichert.As already mentioned, the
An der von dem Zylinderrollenlager 23 abliegenden Seite der Stützscheibe 43 stößt eine ringförmige Tellerfeder 45 mit ihrem äußeren Rand an. Durch die Tellerfeder 45 führt der Wellenabschnitt 37 hindurch, auf dem ein Druckkugellager 46 angeordnet ist. Das Widerlager für das Druckkugellager 46 bildet eine Mutter 47, die auf den mit dem Gewinde 38 versehenen Wellenabschnitt 39 aufgeschraubt ist. Die Mutter 47 ist mit einer zylindrisch glatten Außenfläche 48 versehen, auf der eine Lippendichtung 49 dichtend aufliegt.On the side of the
Infolge der Tellerfeder 45 wird die Vorgelegewelle 15 nach rechts verschoben, soweit, bis, wie bereits erwähnt, die Schulter des Innenlagerringes 25 gegen die betreffende Stirnseite der Zylinderrollen 29 anstößt. Die Vorspannkraft wird mit Hilfe der Tellerfeder 45 und der Mutter 47 eingestellt. Wenn sich die Vorgelegewelle 15 in Umdrehungen befindet, bleibt die Tellerfeder 45 stehen und die Relativbewegung zwischen der Tellerfeder 45 und der Mutter 48 wird von dem Druckkugellager 46 aufgenommen.As a result of the
In dem Bohrungsabschnitt 45 ist eine Büchse 51 eingesteckt soweit, bis ihr nach außen radial wegstehender Flansch 52 flach auf einer entsprechenden Fläche an der Außenseite der Wand 36 aufliegt. Mittels Schrauben 53, die durch den Flansch 52 hindurchführen und in Gewindebohrungen 54 eingedreht sind, wird die Büchse 51 in dem Bohrungsabschnitt 35 festgehalten. Mit Hilfe von Dichtungen ist die Büchse 51 gegen den Bohrungsabschnitt 35 abgedichtet.A
Durch die Büchse 51 führt eine mehrere Abschnitte aufweisende Stufenbohrung 55 hindurch. In einem Abschnitt der Stufenbohrung 55 ist die bereits erwähnte Lippendichtung 49 angeordnet, während ein anderer Abschnitt, der weiter außen liegt, mit einem Innengewinde 56 versehen ist. In dieses Innengewinde 56 ist ein im wesentlichen rohrförmiges Zwischengehäuse 57 eingeschraubt, das, wie die vergrößerte Darstellung in Fig. 4 zeigt, zu diesem Zweck mit einem Außengewinde 58 versehen ist. Der über das Gewinde 58 nach rechts und somit aus der Büchse 51 vorstehende Abschnitt ist an seinem zylindrischen Außenumfang mit einer Schneckenradverzahnung 59 versehen, in die eine Schnecke 61 eingreift. Die Schnecke 61 ist mittels Stehlagern 62, die auf dem Flansch 52 aufgeschraubt sind, ortsfest auf der Büchse 51 gelagert.A stepped bore 55 having several sections passes through the
Wie die Fig. 4 weiter erkennen läßt, enthält das Zwischengehäuse 57 eine Trennwand 60, wodurch das Zwischengehäuse 57 in eine innenliegende zylindrische Kammer 63 und eine außenliegende Kammer 64 aufgeteilt ist. In der innenliegenden zylindrischen Kammer 63 ist ein im Querschnitt etwa hutförmiger Kolben oder Plunger 65 axial verschieblich, der mittels zweier in die Trennwand 60 eingesetzter zylindrischer Stifte 66, die durch entsprechende, in der Figur nicht weiter erkennbare Nuten in einem radial nach außen wegstehenden Flansch 67 drehfest gesichert ist. An diesem Flansch stützt sich außerdem eine Druckfeder 68 ab, die zwischen dem Flansch 67 und der Trennwand 60 wirkt, um den Kolben 65 nach links zu verschieben. Vor der Montage begrenzt den Hub des Kolbens 65 ein in einer Nut sitzender Sprengring 69. Der Kolben 65 ist zwischen dem Sprengring 69 und der Trennwand 60 frei verschiebbar. Die parallel zu der Achsrichtung sich erstreckenden und in Bohrungen in der Trennwand 60 eingesteckten Zylinderstifte 66 verhindern eine Drehbewegung des Kolbens 65.As can also be seen in FIG. 4, the
Der Kolben 65 trägt koaxial einen Zapfen 71, an dessen freiem Ende ein Magnet 72 aufgeklebt ist. Der Magnet 72 hat die Gestalt einer Scheibe, deren Außendurchmesser etwa dem Außendurchmesser des Zapfens 72 entspricht. Er ist so magnetisiert, daß die eine Polfläche jene Fläche ist, die dem freien Ende des Zapfens 71 benachbart ist, während die andere Polfläche die gegenüberliegende Stirnfläche ist. Hierdurch entsteht ein toroidförmiges Magnetfeld, das zu der Achse des Zapfens 71 koaxial ist.The piston 65 coaxially carries a
Der Zapfen 71 ist wiederum weitgehend koaxial zu der Achse der Vorgelegewelle 15, damit vorhandener Taumelschlag zu möglichst wenig Kippbewegungen des Zapfens 71 führt.The
Wie Fig. 4 erkennen läßt, bewegt sich der Zapfen 71 in einer becherförmigen Ausstülpung 73 der Trennwand 72. Die Ausstülpung 73 ragt in die Kammer 64 hinein, damit das Magnetfeld des Magneten 72 die neben der Ausstülpung 73 angeordnete magnetfeldempfindliche Einrichtung 32 erreichen kann. Hierzu besteht im übrigen das Zwischengehäuse 57, das mit dem Trennwand 60 und der becherförmigen Ausstülpung 73 einstückig ist, aus einem Material, das den Durchtritt des Magnetfeldes möglichst wenig behindert, beispielsweise Aluminium.4, the
Damit ausschließlich Axialbewegungen der Vorgelegewelle 15 und keine Radialbewegungen infolge von Lagerluft u.dgl. auf den Kolben 65 und damit den Kolben 71 übertragen werden, steckt in einer zu dem Zapfen 71 koaxialen und sich in Richtung auf die Vorgelegewelle 15 öffnenden Bohrung ein kleiner Zylinderzapfen 74 mit einer zu der Achse des Stiftes 74 exakt rechtwinklig geschliffenen Stirnfläche. Diese Stirnfläche liegt an einer Stahlkugel 75 an, die in eine Kegelsenkung in der freien Stirnseite des Wellenabschnittes 41 eingeklebt ist.So that only axial movements of the
Die magnetfeldabhängige Einrichtung 32 ist ein integrierter Baustein, in dem, wie Fig. 5 erkennen läßt, insgesamt vier Feldplatten 76 zu einer Brücke zusammengeschaltet sind. Ein Anschluß 77 der Brücke ist mit der positiven Versorgungsspannung verbunden, während ein anderer Anschluß 78 an einer Schaltungsmasse liegt. Der Brückenzweig ist mit seinen Anschlüssen 79 und 81 mit Eingängen 82, 83 eines Vorverstärkers 84 verbunden, von dem zwei erdfreie Leitungen 85 abgehen.The magnetic field-
Die Brücke aus den Feldplatten 76 sowie der Vorverstärker 84 sind auf einer Leiterplatte 86 angeordnet, die in entsprechenden Aufnahmenuten der Kammer 64 steckt. Über die Leitungen 85 ist der Vorverstärker 84 mit einer Mikroprozessoreinrichtung verbunden, die dazu dient, die von der magnetfeldempfindlichen Einrichtung 32 kommenden Signale auszuwerten.The bridge from the
Die insoweit beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt:
Wenn der Antriebsmotor 11 im Sinne eines Anhebens der Last in Gang gesetzt wird, entsteht bei der Vorgelegewelle 15 ein Drehmoment. Dieses Drehmoment führt an dem Ritzel 17 zu einer Umfangskraft, die infolge der schrägen Verzahnung des Ritzels 17 eine Kraft in Achsrichtung der Vorgelegewelle 15 hervorruft. Die Schrägung ist so gewählt, daß die Axialkraft, bezogen auf Fig. 3, nach links gerichtet ist, wenn die Last angehoben wird.The arrangement described so far works as follows:
When the
Da die Tellerfeder bereits in dem Ruhezustand gemäß den Fig. 3 und 4 vorgespannt ist, behält die Vorgelegewelle 15 beim Anheben von Lasten, die deutlich kleiner sind als eine vorgegebene Grenzlast, ihre axiale Ruhelage bei. Sie rotiert in dieser Betriebsstellung, in der die Vorgelegewelle 15 am weitesten in Richtung auf das Zwischengehäuse 57 verschoben ist. Beim Anheben von Lasten knapp unterhalb der Grenzlast sind die Vorspannkraft der vorgespannten Tellerfeder 45 und die in der entgegengesetzten Richtung wirkende Axialkraft gleich. Die Kraft zwischen den Zylinderrollen 29 und dem radial nach außen wegstehenden Bund des Innenlagerringes 25 verschwindet.3 and 4, the
Wird eine noch größere Last an das Seil 6 gehängt, wird die Kraft der Feder 45 überwunden und die an der Vorgelegewelie 15 entstehende Axialkraft verschiebt die Vorgelegewelle 15 nach links. In der Folge bewegt sich auch der Zapfen 71 nach links, weil mit Hilfe der Druckfeder 68 der Zylinderstift 74 ständig in Anlage an der Stahlkugel 75 gehalten wird. Wegen der Bewegung nach links entsteht eine Relativbewegung zwischen der magnetfeldempfindlichen Einrichtung 32 und dem von dem Magneten 72 erzeugten toroidförmigen Magnetfeld. Diese Magnetfeldänderung wird von den Feldplatten 76 erfaßt, in einen der Änderung entsprechendes Spannungs- oder Stromsignal umgewandelt, das von dem Verstärker 84 verstärkt wird. Über die Leitung 85 gelangt es zu einem nicht weiter gezeigten Mikroprozessor, der die Änderung der Amplitude dieses Analogsignales auswertet und einen Steuerbefehl zum Abschalten des Antriebsmotors 11 abgibt. Der Antriebsmotor 11 kann dann bei Überlast nur noch in der entgegengesetzten Richtung im Sinne eines Absenkens der Last eingeschaltet werden.If an even greater load is hung on the
Wegen des toroidförmigen Magnetfeldes brauchen keine besonderen Vorkehrungen beim Einbau des Magneten 72 beachtet werden. Es genügt, wenn der scheibenförmige Magnet 72 einigermaßen zentrisch auf das freie Ende des Zapfens 71 aufgeklebt wird. Außerdem ist keine besonders exakte Bearbeitung oder ein besonders eng toleriertes Spiel des Zapfens 71 in der becherartigen Ausstülpung 73 erforderlich. Selbst bei nicht exakter Bearbeitung der freien Stirnfläche des Wellenabschnittes 41 können praktisch keine Kippkräfte in den Zapfen 71 eingeleitet werden, die zu einer Änderung der Magnetfeldstärlae am Ort der magnetfeldempfindlichen Einrichtung 32 führen könnten. Lediglich axiale Verschiebungen der Welle 15 rufen solche Feldstärkeänderungen hervor.Because of the toroidal magnetic field, no special precautions need to be taken when installing the
Die beginnende Überlastsituation soll bereits erkannt werden, noch bevor der Spalt 31 bei dem gegenüberliegenden Lager 22 vollständig geschlossen ist. Um dies sicherzustellen, muß die Lage der magnetfeldempfindlichen Einrichtung 32 relativ zu dem Magneten 72 einjustiert werden. Dies geschieht durch Drehen der Schnecke 61, wodurch das Zwischengehäuse 57 in dem Gewinde 56 gedreht wird, um es entweder näher zu der Vorgelegewelle 15 hinzubringen oder es von dem Gehäuse wegzubringen. Da sich bei dieser Einstellung die Lage des Magneten 72, der über den Zapfen 71 und den Stift 74 sowie die Kugel 75 fest an der Vorgelegewelle 15 abgestützt ist, nicht ändert, andererseits aber die magnetfeldempfindliche Einrichtung 32 sich mit dem Zwischengehäuse 57 in axialer Richtung bewegt, kommt die gewünschte Einstellung zustande.The beginning overload situation is to be recognized even before the
Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der der Zapfen 71 integraler Bestandteil der Vorgelegewelle 15 ist. Hierdurch können der Kolben 65 und die Stahlkugel 75 entfallen. Die Vorgelegewelle 15 ragt somit mit ihrem einstückig angeformten Zapfen 71 unmittelbar in die becherartige Ausstülpung 73 hinein. Weil bei der Montage nicht gewährleistet werden kann, daß das toroidförmige Magnetfeld des Magneten 72 exakt koaxial zu der Drehachse der Vorgelegewelle 15 ist, entsteht bei der Drehung der Vorgelegewelle 15 immer auch ein mehr oder weniger großer Radialschlag des Magnetfeldes, was am Ort der magnetfeldempfindlichen Einrichtung 32 zu einer Feldstärkeänderung führt, die eine Axialbewegung der Vorgelegewelle 15 vortäuschen könnte. Um solche Auswirkungen zu beseitigen, sitzen bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 auf der Leiterplatte 86 zwei magnetfeldempfindliche Einrichtungen 32 und 32', die sich bezüglich der Rotationsachse des scheibenförmigen Magneten 72 gegenüberliegen. Bei entsprechender Addition der von beiden magnetfeldempfindlichen Einrichtungen 32 und 32' abgegebenen Signale kann der durch den Radialschlag des Magnetfeldes hervorgerufene Fehler weitgehend auf elektrische Weise eliminiert werden.FIG. 6 shows an alternative embodiment in which the
Im übrigen ist der Aufbau des Ausführungsbeispiels nach Fig. 6 derselbe wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4, weshalb insoweit dieselben Bezugszeichen eingetragen sind.6 is the same as in the embodiment of FIGS. 3 and 4, which is why the same reference numerals are entered.
Bei den vorherigen Ausführungsbeispielen nehmen die Vorspannkraft der Tellerfeder 45 die Zylinderrollen 29 auf, die sich hierzu einerseits an dem Bund des Innenlagerringes 25 und an dem schräg gegenüberliegenden Bund des Außenlagerringes 23 abstützen. Die Folge ist ein Kippmoment bei den Zylinderrollen 29 um deren Querachse. Wenn keine Verkürzung der Lebensdauer des Zylinderrollenlagers 25 in Kauf genommen werden soll, wird die zulässige Vorspannkraft durch die Tellerfeder 45 durch die Radialkräfte festgelegt, die an dem Zylinderrollenlager 23 angreifen.In the previous exemplary embodiments, the prestressing force of the
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Zylinderrollen 29 kippmomentfrei sind. Erreicht wird dies durch die Verwendung eines Hochschulterlagers 91, dessen Außenlagerring 92 an der Stützscheibe 43 anliegt. Der Innenlagerring 93 sitzt spielfrei auf einer Lagerbüchse 94, die auf dem Wellenabschnitt 37 aufgesteckt ist. Der Innenlagerring 93 stößt im Ruhezustand an eine Schulter 95 an der Übergangsstelle zwischen dem Wellenabschnitt 27 und dem Wellenabschnitt 37 an. Ein Paket aus mehreren Tellerfedern 96 liegt zwischen der Mutter 47 und einer Beilagscheibe 97, die an dem Innenlagerring 93 angreift.Fig. 7 shows an embodiment in which the
Im Ruhezustand liegt der Bund des Innenlagerringes 25 praktisch kräftefrei an der benachbarten Stirnseite der Zylinderrollen 29 an. Die Vorspannkraft des Paketes aus den Tellerfedern 96 wird von dem Innenlagerring 93 aufgenommen, der sich unmittelbar an der Schulter 95 abstützt. Diese Schulter 95 liegt in der Ebene, in der der Außenlagerring 92 an der Stützscheibe 43 anliegt, womit die von dem Paket aus den Tellerfedern 96 erzeugte Vorspannkraft über den Innenlagerring 93 unmittelbar in die Schulter 95 und von dort in den Wellenabschnitt 37 eingeleitet wird. Das Paket aus den Tellerfedern 96 erzeugt in der Ruhestellung keine nach außen auf das Zylinderrollenlager 23 wirkende Kraft.In the idle state, the collar of the
Erst, wenn eine nach links, bezogen auf Fig. 7, wirkende Axialkraft bestrebt ist, die Vorgelegewelle 15 nach links zu bewegen, wird die Vorspannkraft der Tellerfedern 96 nach außen sichtbar, weil nun der Innenlagerring 93 von der Schulter 95 abgehoben wird. Der Kraftfluß wird quasi von der Schulter 95 auf die Stützscheibe 43 umgeschaltet, und zwar ab dem Augenblick, ab dem der Innenlagerring 93 von der Schulter 95 abhebt.
Im übrigen eignet sich die gezeigte Anordnung auch zur Messung des Lastkollektivs, wenn die Vorspannung durch die Tellerfedern 45 oder 96 so gering gewählt wird, daß auch kleine Lasten am Hakengeschirr zu einer Verschiebung der Vorgelegewelle 15 führen, d.h. die durch das Gewicht des Hakengeschirrs in die Vorgelgewelle eingeleiteten Axialkräfte werden gerade eben durch die Vorspannkraft kompensiert.Only when an axial force acting to the left, with reference to FIG. 7, strives to move the
Otherwise, the arrangement shown is also suitable for Measurement of the load spectrum when the preload is selected to be so low by the plate springs 45 or 96 that even small loads on the hook tackle lead to a displacement of the
Claims (31)
mit einem Gehäuse (3),
mit einem in dem Gehäuse (3) untergebrachten Getriebe, das wenigstens zwei miteinander in Eingriff stehende schräg verzahnte Zahnräder (17,18) aufweist, von denen wenigstens eines auf einer Achse/Welle (15) axial gesichert sitzt, die zwischen zwei Endstellungen in dem Gehäuse (3) längsverschieblich gelagert ist,
mit einer Vorspanneinrichtung (28), um die längsverschiebliche Achse/Welle (15) in eine Endstellung vorzuspannen,
mit einem mit der Achse/Welle (15) verschieblichen Zapfen (71), der auf seinem freien Ende einen rotationssymmetrisch magnetisierten Magneten (72) trägt, und
mit einer ortsfesten magnetfeldempfindlichen Einrichtung (32), die im Magnetfeld des Magneten (72) angeordnet ist, um eine Verschiebung des Magneten (72) und damit eine Verschiebung des auf der längsverschieblichen Achse/Welle (15) sitzenden Zahnrades (17) zu erfassen.Hoist
with a housing (3),
with a gearbox housed in the housing (3), which has at least two mutually engaging helical toothed gears (17, 18), of which at least one is axially secured on an axis / shaft (15) which is located between two end positions in the Housing (3) is mounted to be longitudinally displaceable,
with a pretensioning device (28) to pretension the longitudinally displaceable axis / shaft (15) into an end position,
with a pin (71) which is displaceable with the axis / shaft (15) and which carries a rotationally symmetrically magnetized magnet (72) on its free end, and
with a stationary magnetic field sensitive device (32) which is arranged in the magnetic field of the magnet (72) in order to detect a displacement of the magnet (72) and thus a displacement of the gear wheel (17) seated on the longitudinally displaceable axis / shaft (15).
mit einem Gehäuse (3),
mit einem in dem Gehäuse (3) untergebrachten Getriebe, das wenigstens zwei miteinander in Eingriff stehende schräg verzahnte Zahnräder (17,18) aufweist, von denen wenigstens eines auf einer Achse/Welle (15) axial gesichert sitzt, die zwischen zwei Endstellungen in dem Gehäuse (3) längsverschieblich gelagert ist,
mit einer Vorspanneinrichtung (28), um die längsverschiebliche Achse/Welle (15) in eine Endstellung vorzuspannen,
mit einem mit der Achse/Welle (15) verschieblichen Zapfen (71), der gegenüber der Achse/Welle (15) frei drehbar ist und der in dem Gehäuse (3) längsverschieblich unverdrehbar geführt ist sowie an seinem von der Welle/Achse (15) wegweisenden freien Ende einen Magneten (72) trägt, und
mit einer ortsfesten magnetfeldempfindlichen Einrichtung (32), die im Magnetfeld des Magneten (72) angeordnet ist, um eine Verschiebung des Magneten (72) und damit eine Verschiebung des auf der längsverschieblichen Achse/Welle (15) sitzenden Zahnrades (17) zu erfassen.Hoist
with a housing (3),
with a gearbox housed in the housing (3), which has at least two mutually engaging helical toothed gears (17, 18), of which at least one is axially secured on an axis / shaft (15) which between two end positions in the Housing (3) is mounted to be longitudinally displaceable,
with a pretensioning device (28) to pretension the longitudinally displaceable axis / shaft (15) into an end position,
with a pin (71) which is displaceable with the axle / shaft (15), which is freely rotatable with respect to the axle / shaft (15) and which is guided in the housing (3) so as to be non-rotatably longitudinally and on its side from the shaft / axle (15 ) bearing the free end of a magnet (72), and
with a stationary magnetic field sensitive device (32) which is arranged in the magnetic field of the magnet (72) in order to detect a displacement of the magnet (72) and thus a displacement of the gearwheel (17) seated on the longitudinally displaceable axis / shaft (15).
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