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Vakuumhebevorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Vakuumhebevorrichtung, die an Lastaufnahmeorganen von Kränen o. dgl. einhängbar ist und aus einem hohlen, als Vakuumvorratsbehälter ausgebildeten, waagrechten Träger besteht, an dem ein oder mehrere Vakuumteller sowie eine Vakuumpumpe mit Antriebsmotor vorgesehen sind.
Die bisher bekanntgewordenen Vakuumanschlaggeräte bestehen im wesentlichen aus einem meist ebenerdig aufgestellten Zellenverdichter zur Erzeugung des Luftunterdruckes in einem mit einer Öse versehenen Saugteller oder mehreren derartigen Saugtellern, die an einer an den Haken eines Hebezeuges anzubringenden Traverse befestigt sind, wobei eine lange Schlauchleitung den Verdichter mit den Vakuumtellern verbindet.
Diese Art von Vakuumhebegeräten arbeitet nur dann störungsfrei, wenn es sich darum handelt, Körper mit dichter, glatter und ebener Oberfläche, wie z. B. Stahlplatten, anzuheben und umzusetzen, weil hiebei das Vakuum fast unverändert bleibt. Der Schlauch der Vakuumleitung bildet schon bei stationären Anlagen eine Unfallquelle, aber in noch viel höherem Masse bei auf Schienen laufenden Kränen insoferne, als bei Unterbrechung des Vakuums infolge von Schlauchverklemmungen die Last sich sofort vom Vakuumteller löst.
Zur Vermeidung dieser Nachteile hat man bereits eine Vakuumhebevorrichtung entwickelt, bei der an einer Rohrtraverse, die gleichzeitig den Vakuumvorratsbehälter bildet, die Vakuumteller angeordnet sind, die mit dem Vakuumvorratsbehälter über kurze Saugleitungen verbunden sind. Auf der Traverse sind dabei der Motor, der Vakuumerzeuger, ein Vakuummeter, eine Warnsignaleinrichtung und ein Rückschlagventil angeordnet, wobei das Vakuummeter so an den Vakuumraum angeschlossen ist und mit einer ein elektrisches Lichtsignal auslösenden Schaltvorrichtung verbunden ist, dass es den Gefahrenbereich anzeigt. Das Gerät ist weiterhin erstt nach Einschalten des Motors durch die Einstellung eines am Saugteller befindlichen Dreiweghahnes auf Ansaugen oder Entlüften von Hand zu betätigen, wobei parallel dazu in einem bestimmten Druckbereich, z.
B. bei 190 bis 180 Torr, der über ein Rückschlagventil elektrisch gesteuerte Motor mit Hilfe einer korrespondierenden elektrischen Schaltvorrichtung selbsttätig abgeschaltet und bei abfallendem Unterdruck z. B. bei 500 Torr, wieder eingeschaltet wird.
Es sind weiterhin Vakuumhebevorrichtungen bekanntgeworden, die aus einem langen Rohr als Traverse bestehen, an dem eine grosse Anzahl von Saugtellern angehängt ist. Die Hebevorrichtung dient hauptsächlich zur Montage von Schalen und Hallendächern mit Hilfe eines Autokranes.
Gleichfalls zur Montage von Hallen dient ein ebenfalls an Mobilkränen anhängbares Vakuumgerät, das aus einem Rohrrahmen mit mehreren querverlaufenden Holmen besteht. Hiedurch ist es infolge der verhältnismässig grossen Anzahl der angeordneten Vakuumsaugteller möglich, auch Elemente mit einem grossen Gewicht und mit grossen Abmessungen zu heben.
Man hat diese bekannten Vakuumhebegeräte ebenfalls schon für eine Reihe von Spezialarbeiten
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entwickelt. So z. B. für das Verlegen von Böschungsplatten, das Transportieren und Heben von
Betonrohren, das Abheben von schrägstehenden Betonplatten von einem Stapel, das Abheben von zweifach gekrümmten Schalen usw.
Bei dem Vakuumhebegerät zum Verladen von Betonplatten für Böschungen sind die Traversen mit den Saugtellern einzeln an der Traverse durch Ketten, entsprechend der Neigung der Böschung, schräg aufgehängt. Eine ähnliche schräge Aufhängung eines Rahmens, der an seinen Eckpunkten
Vakuumteller aufweist, ist bei dem Hebegerät zum Anheben von schrägstehenden Betonplatten vorgesehen.
Um mit Vakuumhebevorrichtungen auch Lasten heben zu können, die keine ebene, sondern eine zylindrische oder gekrümmte Oberfläche besitzen, hat man die Vakuumteller in einer dieser Krümmung entsprechend gebogenen Form ausgebildet oder sie gelenkig an der Traverse aufgehängt, so dass die
Teller der verschieden verlaufenden Oberfläche des zu hebenden Gegenstandes angepasst werden können.
Ebenfalls ist in diesem Zusammenhang bekannt, die Vakuumteller an allseitig beweglichen
Traversen zu befestigen oder an Traversen, die profilartig ausgebildet sind, in Längsrichtung zu verschieben.
Bei allen diesen Vakuumhebevorrichtungen hat sich als nachteilig herausgestellt, dass alle Schaltund Steuerelemente voneinander getrennt an verschiedenen Stellen angeordnet sind, und demzufolge den äusseren störenden Einflüssen, wie Staub, Regen usw. ausgesetzt sind. Es ergibt sich dadurch eine aufwendige Wartung und Reparatur dieser Elemente.
Weiterhin weisen die bekannten Vakuumhebevorrichtungen ein verhältnismässig hohes Gewicht bei beträchtlichem Platzbedarf auf.
Der entscheidende Nachteil dieser Geräte besteht jedoch darin, dass sie trotz Anordnung eines Magnetsicherheitsventiles, dessen Einbau bei einigen Geräten bereits erfolgte, kein vollkommen unfallfreies Arbeiten gewährleisten können. Ausserdem ist der Einsatz der bisher bekannten Hebevorrichtungen dieser Art nur innerhalb eines äusserst eng begrenzten Abmessungs- und Tragbereiches möglich. Schon bei geringer Überschreitung dieses Bereiches ist die Anwendung eines grösseren Gerätes notwendig, da keine baukastenförmige Aneinanderreihung von Tragelementen und schalt-, steuer- und vakuumerzeugenden Elementen möglich ist.
Auch sind Geräte bekannt, bei denen die Traverse gleichzeitig als Vakuumvorratsbehälter ausgebildet ist. Hiebei sind alle zur Vakuumerzeugung, Schaltung und Überwachung dienenden Einrichtungen auf dieser Traverse angeordnet und somit allen Witterungseinflüssen ausgesetzt. Auch diese Geräte sind nicht baukastenförmig zusammensetzbar.
Der Erfindung liegt danach die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumhebevorrichtung zu entwickeln, die bei geringem Gewicht, verhältnismässig wenig Platzbedarf und Gewährleistung einer äussersten Sicherheit die vielfältigsten Anwendungsmöglichkeiten und ein verhältnismässig grosses Einsatzgebiet bezüglich ihres Abmessungs- und Tragbereiches infolge baukastenförmig aneinanderreihbarer Elemente aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Träger als ein Gehäuse ausgebildet ist, das aus einer beheizbaren und mit abnehmbarer Haube versehenen Mittelkammer, in der sämtliche zur Vakuumerzeugung, Schaltung und Steuerung sowie zur Überwachung dienenden Einrichtungen austauschbar und staubgeschützt angeordnet sind, und aus zwei durch ein unterhalb der Mittelkammer verlaufendes Rohr miteinander verbundenen, den Vakuumvorratsbehälter bildende Seitenkammern besteht, dass die Endabschnitte des Rohres--2--zur Bildung von Einsteckstutzen gegen das Innere des Vakuumvorratsbehälters dicht abgeschlossen sind, wodurch bei Bedarf mehrere Gehäuse nach dem Baukastenprinzip zusammenschliessbar und bzw. oder Tragrohre einsteckbar sind und dass an der Unterseite des Rohres bzw.
des Gehäuses eine Profilschiene als Träger für die auf diesem verschiebbar gelagerten Vakuumteller vorgesehen ist.
Gemäss einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist jedes Tragrohr mit einer Profilschiene versehen, welche bei in den Einsteckstutzen eingestecktem Tragrohr eine Verlängerung der am Gehäuse angeordneten Profilschiene bildet, und dass die Vakuumteller an den Profilschienen direkt oder mittels Längs- oder Quertraversen angehängt sind.
In einer besonderen Ausbildung ist an der an der Unterseite des Gehäuses angeordneten Profilschiene ein verschiebbares Gelenk zur Aufnahme einer in einer Vertikalebene schwenkbaren mit den Vakuumtellern versehenen Traverse angeordnet, die durch eine am Gehäuse verschiebbar geführte Strebe in verschiedenen Winkelstellungen feststellbar ist.
Der Vakuumvorratsbehälter weist bei allen Ausführungen ein solches Volumen auf, dass beim
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Anschlagen der Last der Druckanstieg am Vakuummeter höchstens 100 Torr beträgt, dass das Evakuieren des Arbeitsvakuums von 200 Torr auf 60 Torr entsprechend der Pumpenleistung nicht länger als 60 sec beträgt und entsprechend der Leckgrösse der Last bei dichten Stoffen die Zeit zwischen dem Arbeitsvakuum von 200 Torr und dem Abfall der Last bei Ausfall des Vakuumerzeugers mindestens 15 min und bei nicht völlig gasdichten Stoffen mindestens 5 min beträgt. Die Leistung der Vakuumpumpe kann entsprechend dem Volumen des Vorratsbehälters erhöht werden, indem zwei oder mehrere Pumpen parallelgeschaltet durch einen Motor, der entweder ein Elektromotor oder ein
Verbrennungsmotor sein kann, angetrieben werden.
Die Pumpen können dabei auch nach dem
Baukastenprinzip aneinandergereiht sein. Die Hebevorrichtung kann auch aus der Ferne von einem
Steuerstand aus bedienbar ausgebildet sein.
Bei dieser Ausbildung ist ein zweiter, im Steuerstand des Hebezeuges angeordneter Schaltkasten über ein Kabel oder über Funk mit der Vakuumhebevorrichtung verbunden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zeichnet sich infolge ihrer gedrängten und kompakten
Bauform durch eine geringe Eigenmasse und einen geringen Platzbedarf aus. Weiterhin weist sie den
Vorteil auf, dass alle Schalt-und Steuerelemente zusammengefasst in einem geschlossenen Gehäuse staubgeschützt untergebracht sind. Daraus ergibt sich einmal eine leichte Wartung und zum andern eine leichte Reparatur dieser Elemente, während eine Beschädigung derselben, wie sie bei den bisherigen Ausführungen noch möglich war, ausgeschlossen wird.
Durch die erfindungsgemässe Anordnung der Tragelemente in Baukastenform und eine auf diese abgestimmte Anordnung von Vakuumtellern wird der Einsatz der Vakuumhebevorrichtung über einen grossen Abmessungs- und Tragbereich ermöglicht. Dieser Anwendungsbereich kann dabei durch die in der Erfindung vorgesehene Möglichkeit der Kopplung von zwei oder mehreren Gehäusen und der Zuschaltung weiterer Tragelemente nach dem Baukastenprinzip noch erweitert werden.
Weiterhin weist die erfindungsgemässe Vakuumhebevorrichtung durch die Anordnung spezieller Tragglieder den Vorteil auf, dass die Lasten senkrecht oder schräg gehoben werden können.
Ebenfalls wird durch die Vakuumhebevorrichtung nach der Erfindung gegenüber den bisherigen Hebevorrichtungen dieser Art eine vollkommene Sicherheit erreicht, die insbesondere durch die Zuordnung einer den technologischen Ablauf nicht störenden, selbsttätig arbeitenden Fangvorrichtung ermöglicht wird. Hiedurch wird die Möglichkeit geschaffen, einen unfallsicheren Transport über grosse Höhen auch von Elementen durchzuführen, die nicht vollkommen gasdicht sind.
Diese Sicherheit wird dabei auch bei einer Fernbedienung der Vakuumhebevorrichtung gewährleistet.
Durch die Anwendung des Gehäuses als stationäre Baugruppe wird weiterhin der Vorteil erreicht, dass alle nötigen Aggregate auf geringstem Raum zur Bedienung von Vakuumtellern an Hebezeugen oder von Vakuumhilfsgeräten an beliebiger Stelle angeordnet werden können.
Die Ausbildung der Vakuumhebevorrichtung erfolgt unter Beachtung des richtigen Grössenverhältnisses von Vakuumtellerfläche, Vakuumvorratsbehälter und Pumpenleistung. Die Abstimmung dieser Grössen gibt erst die Gewähr, dass ein zügiges und unfallfreies Arbeiten mit Vakuumhebegeräten möglich ist. Des weiteren wird dadurch erst in Verbindung mit dem Schaltvakuummeter die Abgrenzung eines zulässigen Vakuumarbeitsbereiches geschaffen.
Die Parallelschaltung bzw. das baukastenförmige Aneinandersetzen der Vakuumpumpen bietet den Vorteil, dass auf geringstem Raum und mit der geringsten Antriebsenergie die grösstmögliche Pumpenleistung erzielt wird.
Durch Begrenzung des unteren Vakuumarbeitsbereiches durch einen elektrischen Kontakt am Vakuumschaltmanometer wird erreicht, dass bei Unterschreitung der zulässigen Sicherheit der Vakuumhebevorrichtung die Bedienungsperson aufmerksam gemacht wird.
Weiterhin bietet die Vakuumhebevorrichtung noch den Vorteil, dass infolge der Zusammenführung aller Schalt-und Steuervorgänge in einem einzigen Schaltkasten der Vorrichtung und der Zusammenfassung aller Schaltkontroll-und Sicherheitseinrichtungen und deren elektrische Betätigung eine direkte Fern-, Funk- oder Programmsteuerung möglich ist.
Die Erfindung wird an Hand der mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt : Fig. l eine Vorderansicht des Gehäuses der Vakuumhebevorrichtung bei geöffneter Mittelkammer, Fig. 2 eine Seitensicht des Gehäuses der Vakuumhebevorrichtung, Fig. 3 eine Vorderansicht des Gehäuses mit eingesteckten Tragrohren, Fig. 4 eine Vorderansicht zweier zusammengesteckter Gehäuse mit angehängten Traversen und Saugtellern, Fig. 5 eine Vorderansicht zweier miteinander verbundener Gehäuse mit eingesteckten Tragrohren, Fig. 6 eine Vorderansicht des Gehäuses mit angehängter senkrechter Traverse, Fig. 7 eine Vorderansicht des Gehäuses mit angehängter
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und durch eine Strebe in einer bestimmten Schräglage festgestellten Traverse, Fig.
8 eine Parallelschaltung zweier Vakuumpumpen, die durch einen gemeinsamen Motor angetrieben sind, in der Mittelkammer, Fig. 9 eine baukastenförmige Aneinanderreihung der Vakuumpumpen, die durch einen Motor betrieben sind, Fig. 10 eine Seitenansicht der Vakuumhebevorrichtung mit einer mechanischen Sicherheitseinrichtung, Fig. 11 eine Anordnung zweier Gehäuse auf einer Fachwerkstraverse, Fig. 12 einen Schnitt durch einen Vakuumteller mit selbstspannendem Dichtungsring.
Nach der Erfindung ist der Träger der Vakuumhebevorrichtung, wie in Fig. l und 2 dargestellt ist, als kompaktes Gehäuse --1-- ausgebildet, Das Gehäuse --1-- ist dabei in zwei Seitenkammern --3-- und eine Mittelkammer --5-- unterteilt, die durch eine abnehmbare Haube --4-- geöffnet
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die den Einsatz der Hebevorrichtung auch bei Temperaturen unter Null ermöglicht, ergibt sich dabei aus der Betriebstemperatur des Motorsound der Pumpen--7--. Diese zu Baugruppen zusammengefassten Elemente sind grössenmässig so aufeinander abgestimmt, dass eine Leistungserhöhung entsprechend der Anzahl der baukastenförmig aneinandergereihten Gehäuse und ein den Sicherheitsvorschriften völlig entsprechendes Heben und Transportieren der Last durchgeführt werden kann.
Diese Möglichkeit der Zusammensetzung der Elemente nach dem Baukastenprinzip ist in den Fig. 3 bis 5 dargestellt.
Die Fig. 3 zeigt dabei ein Vakuumhebegerät, bei dem in das Gehäuse --1-- beidseitig ein
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befestigten längsverstellbaren Seilen oder Streben ausgestattet ist.
An den Vakuumsaugtellern --15-- sind selbstspannende Dichtungsringe --29-- angeordnet.
Diese bieten den Vorteil, dass sie nicht mehr angeklebt, sondern in einfacher Weise nur über den Vakuumteller gezogen werden müssen (Fig. 12).
Eine weitere Möglichkeit des baukastenförmigen Aneinandersetzens der Elemente der Vakuumhebevorrichtung ist in Fig. 4 dargestellt.
Hiebei sind zwei Gehäuse --1-- mittels eines Zwischenstückes, das in die Einsteckstutzen
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derTraverse--17--erreicht.
Diese Ausführung kann ebenso wie nur ein Gehäuse als selbständiges Hebegerät dienen. Zu diesem Zweck ist an der Unterseite des Rohres --2-- ebenfalls eine Profilschiene --16-- angeordnet, an
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In Fig. 4 sind zwar nur zwei Gehäuse--l--miteinander verbunden, es ist jedoch möglich, noch weitere Gehäuse--l--auf diese Art miteinander zu koppeln.
Diese baukastenförmige Zusammenfassung kann, wenn es die Tragkraft erfordert, wie in Fig. 5 dargestellt ist, noch durch Einstecken weiterer Tragrohre --12-- beliebig fortgesetzt werden.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Vakuumhebevorrichtung auch für den vertikalen oder schrägen Transport von Lasten eingesetzt werden. Nach diesem Ausführungsbeispiel ist
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bestimmten Winkellage feststellbar ist. Durch diese Ausbildung ist es zum Beispiel möglich, unter einem bestimmten Winkel geneigte Böschungen mit Betonplatten zu belegen.
Zur Erhöhung der Pumpenleistung ist es möglich, zwei Vakuumpumpen --7-- in der Mittelkammer --5-- parallel zu schalten und durch einen Motor --7-- gemeinsam anzutreiben.
Diese Möglichkeit der Erhöhung der Pumpenleistung kann dabei auch durch baukastenförmiges Aneinandersetzen der Vakuumpumpe --7-- erfolgen, die ebenfalls nur durch einen Motor-6- angetrieben wird.
Der Vakuumvorratsbehälter ist so bemessen, dass beim Anschlagen der Last der Druckanstieg am Vakuumschaltmanometer-9-höchstens 100 Torr beträgt und das Evakuieren des Arbeitsvakuums von 200 Torr auf 60 Torr nicht länger als 60 sec dauert. Bei diesem für die Bemessung des Volumens des Vakuumvorratsbehälters einzuhaltenden Verhältnis beträgt dabei entsprechend der Leckgrösse der Last bei dichten Stoffen die Zeit zwischen dem Arbeitsvakuum von 200 Torr und dem Abfall der Last mindestens 15 min, wogegen sie bei nicht völlig gasdichten Stoffen mindestens 5 min beträgt.
Diese gegenüber den bisherigen Vakuumhebevorrichtungen grosse Sicherheit wird beim Erfindungsgegenstand weiterhin noch dadurch erreicht, dass in der Mittelkammer --5-- ein Magnetventil --8-- angeordnet ist, das während des Hebevorganges stromlos ist und bei Ausfall des Stromes keine Unterbrechung zwischen Vakuumvorratsbehälter und Vakuumteller-15-hervorruft.
Das Schaltvakuummeter--9--, das ständig auch bei geschlossenem Gehäuse--l--durch eine Öffnung in der Haube --4-- sichtbar ist, ist durch elektrische Kontakte mit der akustischen oder optischen Warnsignaleinrichtung--11--so verbunden, dass diese beim Unterschreiten eines bestimmten Unterdruckes betätigt werden. Eine zusätzliche Sicherung stellt dabei noch eine mechanische Fangvorrichtung dar, die von dem Schaltvakuummeter --9-- ebenfalls dann betätigt wird, wenn der Unterdruck ein bestimmtes Mindestmass unterschreitet. Diese Fangvorrichtung kann ebenfalls durch einen zusätzlichen Schalter über die Steuerleitung ausgelöst werden. Um zu verhindern, dass bei einem Totalstromausfall die Sicherheitseinrichtungen nicht mehr betätigt werden können, ist ein zweiter, batteriegespeister Stromkreis vorgesehen.
Die in Fig. 10 dargestellte Fangvorrichtung besteht aus je einem in einem kastenförmigen Träger - verschiebbar gelagerten Sicherheitshaken-25--, die beidseitig in einem hülsenförmigen,
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Endlage, die auf die jeweilige Breite der zu hebenden Lasten einstellbar ist, um und pressen sich an den Seiten der Last fest an. Die Last wird also hiebei durch Reibungsschluss festgehalten. Es ist deshalb nicht notwendig, die Haken so auszubilden, dass sie unter der Last angreifen, was zu einer verhältnismässig sperrigen und den Montageablauf störenden Konstruktion führen würde.
Um zu verhindern, dass bei eventuellem ungenauem Aufsetzen der Vakuumhebevorrichtung die Sicherheitshaken sich nicht beidseitig mit der erforderlichen Kraft an die Last anpressen, ist das Gehäuse --26-- der Antriebsvorrichtung im kastenförmigen Träger --21-- ebenfalls längsverschiebbar aufgehängt, so dass ein ständiger Ausgleich herbeigeführt wird.
Die Erfindung zeichnet sich auch weiterhin dadurch aus, dass das Gehäuse-l-mit den in der
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Steuer-,z. B. an Hebezeugen angehängten oder an vakuumbedienten Hilfsgeräten, wie Spannvorrichtungen etc. verwendeten Vakuumtellern angewendet werden kann. In Fig. 11 ist eine derartige Anwendung des Gehäuses --1-- dargestellt, u.zw. können, wie aus dieser Figur hervorgeht, zwei derartige Gehäuse - auf einer schweren Fachwerktraverse --28-- angeordnet sein. Es ist jedoch ebenso gut denkbar, ein derartiges Gehäuse-l-auf einen Mobilkran, Flurfördergerät etc. anzuordnen oder dieses als fahrbares Steuergerät einzusetzen.
Die Vakuumhebevorrichtung kann durch einen zweiten Schaltkasten-10-, der durch Kabel oder über Funk mit einem Steuerstand verbunden ist, aus der Ferne bedient werden. Dieses elektrische Wirkungsprinzip ergibt auch gegenüber den bisherigen Vakuumhebevorrichtungen den Vorteil, dass unter Einhaltung aller sicherheitstechnischen Bestimmungen auch eine Programmsteuerung möglich ist.