绳索式或链式滑车组和用于确定其提升重量的方法技术

本发明专利技术涉及一种起重机，特别是绳索式或链式滑车组，包括一具有至少一个轴的提升传动装置和一提升重量测量装置。为了尽可能精确地和在必要时与绳索系绕无关并且不需要附加结构高度地确定提升重量，所述提升重量测量装置具有至少一个传感器，用以检测由提升重量引起的轴的变形，并且检测到的变形作为确定提升重量用的数值计入。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种起重机，特别是绳索式或链式滑车组，包括一具有至少一个轴的提升传动装置和一个提升重量测量装置。
技术介绍
起重机，例如绳索式或链式滑车组，具有一预定的使用寿命，其取决于载荷和载荷频率分布。并且起重机的经济应用要求其达到一高的负载饱满程度。为了在每年确定剩余使用寿命，至少需要关于工作小时数和载荷频率分布的数据。先前对用于确定工作小时数和载荷频率分布所需的数据是进行人工记录或估计。但这是耗费很大的和不精确的。因此为了自动计算工作小时数，开发了相应的方法和装置，即所谓工作小时记数器。用于监控起重机的相应的方法和装置例如由DE 195 14 050 C2、DE 196 17105C2、DE 199 23 824 C2、DE 199 56 265 A1和DE 40 38 981 A1是已知的。监控数据按该方法并且利用其装置自动地检测、在必要时存储并且经由显示再现，其中不仅装置本身而且显示器通常都设置在起重机中。为此已知，或者是人工肉眼读出显示值或者是借助所设的接口和相应的阅读机电子式读出数值。除工作小时数外还要记录载荷频率分布。为此必需确定提升重量。提升重量测量还有助于安全性，因为起重机按一最大提升重量设计，不允许其超过该最大提升重量。为了避免起重机的这样的超载，例如由DE 34 42 868 A1已知，采用极限开关，它在超过预定的对应于最大载荷的弹簧力以后使起重机停机。在这种情况下虽然确保了起重机的工作安全性，但不可能直接测量实际上的提升重量。因此为了对提升重量进行实际的测量，常常采用具有测量元件如电阻应变片的提升重量测量装置，其通过测量片的延伸可以确定实际的提升重量。并且通常还将其与极限开关相组合。但传统的装置具有一系列的缺点。它们耗费是很大的和昂贵的。电阻应变片通常并不直接受全部的提升重量的作用，而是其在机械上例如经由适当的杠杆被减小。而这会造成结构尺寸的加大、特别是结构高度。此外仅仅是测定作用在绳索股(或链条)上的力，这个力取决于绳索的系绕(Einscherung)，因而在提升重量的绝对测定中必须考虑到这一点。在该装置中，没有系绕绳索也不可能测量，因为是在受载股中进行测量的。因此总体上必须麻烦地进行提升重量测量的信号和情况的评价(分析)，这要求有一用于评价(分析)的专用电子系统，以便得到所要求的精度。由德国技术DE 203 00 942 U1已知一种力接收器(感受器)用以测量轴受力，其基本上横向作用到一轴上。一种这样的力接收器可以例如用于测量作用到一绳轮上的力，以便防止绳轮或所配置的装置超载。力接收器基本上具有一纵长延伸的轴体，它在称为力导入区的第一部分用于支承绳轮。在该第一力导入区上分别在两侧连接两个力测量区，力测量区具有一小于力导入区的直径以及连接到其上的支承区。在支承区的范围内轴被支承于相应构成的各颊板中。在力测量区设有横向于轴的纵向延伸构成的盲孔，在其中安装电阻应变片。这些盲孔分别向外那边用一盖密闭地焊上，因此力测量系统不受环境影响。由于冗余原因，在关于绳轮对置的各力测量区内分别设置一个包括电阻应变片的盲孔。经由各电阻应变片可以在力测量区的范围内测量轴体材料的拉力、延伸和剪切。然后求得的测量信号可以给予关于绳轮载荷的启示。此外，由德国专利DE 195 12 103 C2已知一种具有工作数据检测的钢绳(绳索)绞车。除转数测定/和转向测定外，经由转矩传感器也测量钢绳绞车的载荷。该钢绳绞车的基本特点是其具有单面的罐状支承座，用于容纳一液压马达并且伸进钢绳绞车的绳索卷筒内。液压马达的输出轴经由一传动装置作用到钢绳绞车的绳索卷筒上。在固定的罐状支承座的外圆周上设置电阻应变片形式的转矩传感器，借其可以根据支承座的变形测量钢绳绞车的载荷。此外，由德国专利DE 35 17 849已知一种用于汽车的一转向轴或一传动轴的转矩传感器。该轴由一铁磁材料或一覆有铁磁材料膜的非铁磁材料制成。转矩传感器通过探测轴的导磁率非接触式地测量施加到轴上的转矩。转矩传感器为此具有一励磁绕组装置，其包括两个励磁线圈和一具有两个传感器线圈的传感器绕组装置。由于以交变电流工作的励磁线圈的磁通量通过轴，在传感器线圈中产生的电信号取决于轴的导磁率并从而取决于施加到轴上的转矩。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是，提供一种具有提升重量测量装置的起重机和一种用于确定起重机提升重量的方法，其中尽可能精确地和结构上简单地实现提升重量的确定。并且结构设计应该不需要空间或只需要尽可能小的空间。提升重量测量装置也应该是可靠而便宜的。此外测量应该能够不需系绕绳索(Einscherung)或与系绕绳索无关地进行。该目的通过权利要求1中所描述的装置和权利要求16中所说明的方法来达到。提升重量测量装置具有至少一个传感器，用以检测由提升重量引起的轴变形，并且检测到的变形作为确定提升重量用的数值计入，从而，可以特别精确地测定提升重量。在其上进行测量的轴也可以设置在提升卷筒或其他的构件上，这些构件由于提升重量而变形。不过传动装置特别适合，因为在那里各轴具有小的材料强度，这有利于提高测量的精度和速度。并且由于是在传动装置内部进行测量，因此不需要用于测量装置的附加的占用空间并且还使其受到保护。此外，利用本专利技术的提升重量测量装置，测量直接通过在绳索上的吊钩进行也是可能的，亦即不需系绕绳索，因为测量不必布置在绳索固定点上。此外，本专利技术通过省去在其他情况下通常用的杠杆机构，而可以便宜地制造测量装置。并且该装置是无磨损的，因为各部件与运动的构件不必发生任何的接触。特别是本专利技术能够通过测量信号的解读很充分地了解起重机的静力学和动力学情况，并且能够广泛达到监控起重机的可能性。作为变形可以特别考虑轴的扭转，因为这种变形方式在轴受提升重量载荷时作为主分量出现。本专利技术基于这样的理解，即，轴在受载的状态下同时倾向于变形，亦即基本上倾向于扭转或扭绞。可以确定这种绕轴的纵向或轴向轴线的角偏移并且用作为作用力的量度。理想地，由各个传动轴传递的转矩除固定的几何尺寸外只取决于吊钩上悬挂的载荷。但只适用于静止的或均匀运动的情况。不同于此，在加速运动时，对于在绳索卷筒上转矩的产生必须对此加以考虑。同样必须考虑基于摩擦的效率(例如由于绳索刚度和支承摩擦)，其在不同的旋转方向分别具有相应的符号(如正、负)。传递的转矩使轴依其几何形状和材料特性发生变形。轴的变形和在此特别是扭转因此对应于被传递的扭矩。用于检测变形、特别是扭转的传感器可以直接或间接确定角偏移或扭转。测定轴的转矩的传感器是特别适用的，因为它们是已知的并且可大量供给使用。由转矩可以算出扭转时产生的角偏移。传感器宜磁致伸缩式工作。为此由传感器检测的轴的区域有一确定取向上的永久磁化。有利地，沿轴的纵向方向实现定位。这样的磁场由构成为磁场传感器的传感器检测。如果现在轴在载荷作用下被变形或扭绞，则轴的磁场由于其变形和/或扭转而改变。这种效应称为磁致伸缩。可以通过传感器检测这种变化并且由此经由检测到的变形确定提升重量。为此，轴有利地在对置于传感器的范围内具有至少一个永久磁化的区域，其中磁化基本上沿轴轴线方向纵向定向并且在该范围的外面产生磁场，该磁场在关于轴轴线的周向(外周方向)具有一磁场分量并且由传感器对其检测。轴中的永久磁化人为地产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
起重机（１）、特别是绳索式或链式滑车组，包括一具有至少一个轴（１７）的提升传动装置（４）和一个提升重量测量装置（９、１７、２３、２４、２５），其特征在于，所述提升重量测量装置具有至少一个传感器（９、２３），用以检测由提升重量引起的轴（１７）的变形，并且检测到的变形作为确定提升重量用的数值计入。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯科伦博格，弗朗茨舒尔特，
申请(专利权)人：德马格起重机及部件有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]