Scherenhubvorrichtung Das Hauptpatent betrifft eine Scherenhubvorrichtung mit mindestens zwei gelenkig verbundenen, paarweise angeordneten Scheren in der Art einer Nürnberger Schere, mit schwenkbaren und längsbeweglichen Lagern, sowie einer Antriebsvorrichtung zur Betätigung der Sche renhubvorrichtung, bei welcher der Schwenkbereich der Scherenarme mit umgreifenden Gelenkträgern beim Zu sammenziehen vom positiven in den negativen Scheren- Winkelbereich übergeht, bei mindestens teilweise ge schlossenen Scherenarmen mit gleichen Mitteln die Sche renkonstruktion soweit zusammenziehbar ist, dass die Endgelenkkörper, in Achsrichtung gesehen, einander mindestens teilweise überdecken und,
bei ungleich langen Scherenradien die Scherenwinkel sehr klein - bis Null - werden.
Solche Scherenhubvorrichtungen werden für vielerlei Zwecke eingesetzt: zum Be- und Entladen von Fahrzeu gen, zur Überbrückung von Höhenunterschieden, für den innerbetrieblichen Transport, zur Maschinenbeschickung <B>USW.</B>
In vielen Einsatzfällen besteht der Wunsch, bei gegebener Plattformgrösse und Tragkraft eine möglichst geringe Einbauhöhe der Scherenhubvorrichtung zu errei chen und einen möglichst grossen Hub. Die Einbauhöhe von Scherenhubvorrichtungen von der Bauart nach dem Hauptpatent beträgt daher üblicherweise 20% des Hubes. Die Antriebsmittel werden zweckmässigerweise zwischen den Scherenarmen angeordnet, wodurch die Scherenarm- endlager lediglich von der Last herrührende, senkrecht wirksame Kräfte zu übertragen haben.
Bei den oben beschriebenen Dimensionen und dieser Bauweise lässt sich ein Übersetzungsverhältnis (Kraft der Antriebsmit tel/Hubkraft der Scherenhubvorrichtung) von etwa 6 bis 7 erreichen. Das Übersetzungsverhältnis bleibt dabei immer etwas ungleichmässig, und zwar derart, dass in abgesenkter und in angehobener Stellung die erforderli che Antriebskraft grösser ist als im mittleren Bereich des Hubes. Das rührt daher, dass sich der Lasthebelarm der Scherenarme sinusförmig mit dem Drehwinkel der Sche renarme verkleinert, wohingegen der Krafthebelarm (Länge des Lotes vom Scherenmittellager auf die Wirkli- nie der Antriebselemente) mit dem Scherenarm-Drehwin kel nicht sinusförmig verändert wird.
Die Querverbindun gen der Scherenarme, an denen die Antriebsmittel angrei fen, werden durch die Kraft der Antriebsmittel auf Biegung beansprucht. Ihre Dimensionen müssen daher relativ gross gewählt werden und die zur Verfügung stehende Hublänge der Antriebsmittel ist dadurch klein. Die Einbaulänge eines Hydraulikzylinders bestimmt aber bei gegebenem Totmass den möglichen Hub oder bei gegegebenem Hub das zur Verfügung stehende Totmass und damit das Führungsverhältnis des Hydraulikzylin ders. Das gilt sowohl für einen oder mehrere einseitig wirksame Zylinder als auch für 2 oder mehrere gegenläu fig wirksame Zylinder.
Die im Hauptpatent beschriebene Unterschneidung und die dadurch erreichte Hubvergrösserung bringt zwangsläufig eine Vergrösserung des Scherenarm-Dreh winkels mit sich. Von dem Drehwinkel der Scherenarme ist der zu erreichende Gleichförmigkeitsgrad des Überset zungsverhältnisses abhängig und damit die maximal auftretende Antriebskraft. Durch eine Vergrösserung der Bauhöhe kann zwar auch ein Übersetzungsverhältnis von ca. 7 erreicht werden - die Einbaulänge der Antriebs mittel muss aber dann bei unterschnittenen Bühnen wegen des grösseren Hubes grösser sein als bei nicht unterschnittenen Bühnen.
Das Profil, das die inneren Scherenarme in der Nähe des Scherenmittelgelenkes verbindet und an dem die Antriebsmittel angreifen, muss Torsionskräfte aufneh men und - bei einseitig wirskamen Antriebselementen - auch Biegekräfte. Es muss daher hinreichend gross dimensioniert sein.
Der Angrifsspunkt der Antriebsmittel wird aufgrund des vorgesehenen maximalen Übersetzungsverhältnisses in zusammengefahrener Stellung festgelegt. Der Kolben des Antriebszylinders kann dann nur soweit ausfahren, bis die Länge des Lotes vom Mittelpunkt des Torsions- rohres auf die Wirklinie des Antriebszylinders gleich dem Halbmesser des Torsionsrohres plus dem Halbmesser des Kolbens plus Spiel ist. Dadurch ist der maximal erreich bare Drehwinkel der Scherenarme begrenzt.
Aufgrund dieser Zusammenhänge treten bei nicht unterschnittenen Scherenhubvorrichtungen geringerer Plattformlängen, insbesondere aber bei unterschnittenen Scherenhubvorrichtungen häufig Schwierigkeiten dabei auf, die Antriebsmittel anzuordnen, ein günstiges über setzungsverhältnis oder einen grossen Scherendrehwinkel zu erreichen.
Die Scherenhubvorrichtung nacb dem Hauptpatent kann vier, drei oder nur zwei Scherenarmprofile aufwei sen. Bei der Anordnung von nur zwei Scherenarmprofi len treten in der Hälfte eines Scherenarmprofils nicht nur die Kräfte der Antriebsmittel wie üblich als Zugkräf te auf, sondern das Scherenarmprofil wird hierdurch ausserdem noch auf Biegung um eine senkrechte Achse beansprucht.
Bei dieser Ausführungsart ist es sehr aufwendig und schwierig, diese Biegung in dem einen Scherenarmprofil abzufangen.
Bei der vorliegenden Zusatzerfindung werden diese Schwierigkeiten bei einer Scherenhubvorrichtung nach dem Hauptpatent dadurch überwunden, dass die auf die Scherenarme wirksamen Kräfte der Antriebsmittel durch lösbar oder unlösbar angebrachte Zugelemente abgefan gen sind.
Bei Scherenhubvorrichtungen mit Scherenarmrahmen kann die Stelle des Druck- und Biegebalkens, an dem die Antriebsmittel angreifen, über Zugelemente direkt mit den Mittellagerböcken der Scherenarme verbunden wer den. Die Querverbindung der Scherenarme wird dadurch praktisch überhaupt nicht mehr auf Biegung beansprucht. Sie kann schmal gehalten werden, wodurch sich die Einbaulänge der Antriebsmittel vergrössert. Die Scheren armprofile brauchen die Kräfte der Antriebsmittel nicht aufzunehmen.
Bei Scherenhubvorrichtungen mit Scherenarmrahmen mit gegenläufig wirksamen Druckzylindern können die einander gegenüberliegenden Druckblaken der äusseren Scherenarme über ein eventuell lösbares Zugelement di rekt miteinander verbunden werden.
Mit Vorteil stehen dabei, gemäss einer Ausführungs form der Erfindung die Zugelemente unter Vorsprung. Wenn die Antriebskräfte gleich null sind, werden dann die Scherenarme in Höhe der Vorspannung auf Druck belastet, die Druckbalken auf Biegung in entge gengesetzter Richtung. Die Gesamtbelastung der Sche renarme wird jedoch verkleinert, denn sobald die An triebskräfte gleich Null werden, sind die Scherenarme nicht mehr zusätzlich durch die Last beansprucht.
Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert: Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf die Scherenarme einer Scherenhubvorrichtung nach dem Hauptpatent ohne Un terschneidung; Fig.2 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine angehobene Scherenhubvorrichtung mit Unterschneidung und gegenläufig wirsamen Druckzylindern, und Fig. 3 zeigt die Draufsicht einer Scherenhubvorrich tung mit nur zwei Scherenarmprofilen.
Die Scherenarme der Fig. 1 und 2 werden aus zwei vollständig geschlossenen Scherenarmrahmen gebildet. Die äusseren Scherenarmprofile 3 werden durch die Querverbindungen 4 und 5 geschlossen, die inneren Scherenarmprofile 6 durch die Querverbindungen 7, 8 und 9 in Fig. 1.
An dem äusseren Scherenarmrahmen befinden sich die Gelenkträger 10 mit dem Bolzen 11, die sich über in Fig. 1 nicht dargestellte Rollen auf einer Schiene des Grundrahmens 1 abstützen, und die Gelenkträger 12, die über die Bolzen 13 die in Fig.1 nicht dargestellte Plattform 2 im Festgelenk tragen.
Der innere Scherenarmrahmen stützt sich an der Festlagerseite über die Gelenkträger 14 und die Bolzen 15- auf dem Grundrahmen 1 ab, während die Gelenkträ ger 16 über die Bolzen 17 und Rollen oder Rollenbock 26 die Plattform tragen. Beide Scherenarmrahmen sind in Fig. 1 im Mittelgelenk über die Gelenkträger 18 und 19 und über die Bolzen 20 miteinander verbunden.
In Fig. 2 werden die Scherenmittelbolzen direkt von den Scherenarmpröfilen 3 und 6 getragen. Das oder die Antriebsmittel 21 sind in Fig. 1 über die Gelenke 22, 23 mit dem Verbindungsbalken 5 der äusseren Scherenarme und mit dem Verbindungsbalken 9 des inneren Scheren armrahmens verbunden. Ohne die Zugelemente 24 des äusseren Scherenarmrahmens würde in dem Bereich 25 der äusseren Scherenarme eine Zugspannung - durch die Antriebsmittel hervorgerufen - entstehen und ausser- dem Biegung um zum Balken 5 parallele Achsen, da die Wirkungslinien der Antriebsmittel 21 nicht in der glei chen Ebene liegen wie die Mittellinien der Profile 3.
Eine Biegebeanspruchung des Verbindungsbalkens 5 der äusseren Scherenarme, hervorgerufen durch diejenige Komponente der Antriebskraft, welche in Richtung der Mittellinien der Profile 3 wirkt, wird durch die Anord nung der Zugelemente 24 weitgehend aufgehoben. Das Profil 5 braucht bei Anordnung der Zugelemente 24 in der dargestellten Draufsicht nur schmal zu sein, wodurch sich bei gegebener Scherenarmlänge die Einbausituation der Antriebsmittel - und damit das Übersetzungsver hältnis - verbessert.
In Fig. 2 sind gemäss Fig.7 des Hauptpatents zwei Antriebsmittel gegenläufig wirksam angeordnet. Die An triebsmittel 21 drücken mit einem Ende über die Gelenke 22 entweder direkt auf die Scherenarme 6 oder die Gelenke 22 sind an zwei Gelenkträgern 27 befestigt. Die beidseitig der Antriebsmittel 21 angeordneten Gelenkträ ger 27 werden über nicht dargestellte Torsionskörper (sie entsprechen der Querverbindung 9 der Fig. 1) mit den inneren Scherenarmprofilen 6 fest verbunden. Die An triebsmittel drücken mit ihrem anderen Ende gegen Querverbindungen 4 und 5 der äusseren Scherenarmpro file 3.
Bei dieser Anordnung der Antriebsmittel verbindet das Zugelement 24 die Querverbindungen 4 und 5 des äusseren Scherenarmrahmens. Es werden die gleichen Effekte erzielt wie oben beschrieben.
Die Fig. 3 stellt eine Variante dar insofern, als hierbei nicht vier Scherenarmprofile Verwendung finden, son dern nur die zwei Scherenarmprofile 28 und 29. Diese Profile 28 und 29 müssen dreh- und biegefest ausgebildet werden. Der Scherenarm 29 trägt wie in Fig. 1 und 2 die Querverbindungen 4 und 5 und der Scherenarm 28 die Querverbindungen 7 und B.
Der Scherenarmrahmen 4, 5, 29 stützt sich wie in Fig. 1 und 2 über Gelenkträger 10, Bolzen 11 und nicht dargestellte Roll- oder Gleitelemente auf Laufflächen des Grundrahmens ab und trägt über Gelenkträger 12 und Bolzen 13 die Plattform im Festgelenk. Der Scherenarm rahmen 7, 8, 28 stützt sich an der Festlagerseite über die Gelenkträger 14 und die Bolzen 15 auf dem nicht dargestellten Grundrahmen ab. Er trägt über die Gelenk träger 16, den Bolzen 17 und einen nicht dargestellten Rollenbock die Plattform an der Wandergelenkseite.
Auf dem Scherenarmprofil 29 ist der Gelenkträger 18 mit dem fest eingeschweissten Scherenmittelbolzen 20 befestigt. Das Scherenarmprofil 28 trägt den Gelenkträ ger 19 mit dem eingeschweissten Lagerrohr 35. Die Antriebsmittel 21 drücken über die Gelenke 23 auf die Scherenarmquerverbindung 5. Der Mittellagerbolzen 20 des Scherenarmes 29 ist bei dieser Anordnung über ein demontierbar angebrachtes Zugelement 24 mit der Sche renarmquerverbindung 5 verbunden.
Dieses Zugelement bewirkt, dass das Scherenarmpro fil 29 nicht ein durch die Antriebskräfte hervorgerufenes Biegemoment um eine senkrechte Achse zusätzlich zu den Last-Biegemomenten aufzunehmen braucht. Eine durch elastische Dehnung hervorgerufene Aufweitung des aus 20, 29 und 5 gebildeten einseitig offenen Rahmens und damit ein Vorzug des gesamten Scherenarmrahmens wird durch das Zugelement 24 verhindert.
Die Scherenhubvorrichtung nach Fig. 3 kann entwe der unterschnitten sein wie in Fig. 2 dargestellt oder der Scherenwinkel kann in abgesenkter Stellung Null sein wie bei der Scherenhubvorrichtung nach Fig.1 oder der Scherenwinkel erreicht in abgesenkter Stellung nur annä hernd den Winkel Null.
Scissor lifting device The main patent relates to a scissor lifting device with at least two articulated scissors arranged in pairs in the manner of Nuremberg scissors, with pivotable and longitudinally movable bearings, and a drive device for actuating the scissor lifting device, in which the pivoting range of the scissor arms with encompassing joint supports when pulling together from positive into the negative scissor angle range, with at least partially closed scissor arms the scissor construction can be contracted by the same means that the end joint bodies, viewed in the axial direction, at least partially overlap one another and,
If the scissor radii are of different length, the scissor angles become very small - to zero.
Such scissor lifting devices are used for a variety of purposes: for loading and unloading vehicles, for bridging height differences, for internal transport, for machine loading <B> ETC. </B>
In many applications there is a desire to achieve the lowest possible installation height of the scissor lift device and the largest possible stroke for a given platform size and load capacity. The installation height of scissor lifts of the type according to the main patent is therefore usually 20% of the stroke. The drive means are expediently arranged between the scissor arms, as a result of which the scissor arm end bearings only have to transmit vertically effective forces originating from the load.
With the dimensions described above and this type of construction, a transmission ratio (force of the Antriebsmit tel / lifting force of the scissor lift device) of about 6 to 7 can be achieved. The transmission ratio always remains somewhat uneven, in such a way that in the lowered and in the raised position, the required driving force is greater than in the middle of the stroke. This is due to the fact that the load lever arm of the scissor arms decreases sinusoidally with the angle of rotation of the scissor arms, whereas the force lever arm (length of the perpendicular from the scissor center bearing to the action of the drive elements) is not changed sinusoidally with the angle of rotation of the scissor arm.
The Querverbindun conditions of the scissor arms, where the drive means attack fen, are subjected to bending by the force of the drive means. Their dimensions must therefore be chosen to be relatively large and the available stroke length of the drive means is therefore small. The installation length of a hydraulic cylinder determines the possible stroke for a given dead dimension or the available dead dimension and thus the guide ratio of the hydraulic cylinder with a given dead dimension. This applies to one or more cylinders acting on one side as well as to 2 or more cylinders acting in opposite directions.
The undercut described in the main patent and the increase in stroke achieved thereby inevitably increases the angle of rotation of the scissor arm. The degree of uniformity of the transmission ratio to be achieved is dependent on the angle of rotation of the scissor arms and thus the maximum driving force that occurs. By increasing the overall height, a transmission ratio of approx. 7 can be achieved - but the installation length of the drive means must then be greater for undercut platforms because of the greater stroke than for non-undercut platforms.
The profile that connects the inner scissor arms in the vicinity of the scissor center joint and on which the drive means act, must absorb torsional forces and - in the case of one-sided drive elements - also bending forces. It must therefore be dimensioned sufficiently large.
The point of attack of the drive means is determined in the retracted position on the basis of the maximum transmission ratio provided. The piston of the drive cylinder can then only extend until the length of the perpendicular from the center of the torsion tube to the line of action of the drive cylinder is equal to the radius of the torsion tube plus the radius of the piston plus play. As a result, the maximum achievable angle of rotation of the scissor arms is limited.
Because of these relationships, difficulties often arise with non-undercut scissor lifts of shorter platform lengths, but especially with undercut scissor lifts, in arranging the drive means to achieve a favorable reduction ratio or a large scissor rotation angle.
The scissor lift according to the main patent can have four, three or only two scissor arm profiles aufwei sen. With the arrangement of only two Scherenarmprofi len occur in half of a Scherenarmprofils not only the forces of the drive means as usual as tensile forces, but the Scherenarmprofil is also claimed to bend about a vertical axis.
In this embodiment, it is very expensive and difficult to absorb this bend in the one scissor arm profile.
In the present additional invention, these difficulties are overcome in a scissor lifting device according to the main patent in that the forces of the drive means acting on the scissor arms are intercepted by detachable or non-detachable tension elements.
In scissor lifts with scissor arm frames, the location of the pressure and bending beam on which the drive means act can be connected directly to the central bearing blocks of the scissor arms via tension elements. As a result, the cross connection of the scissor arms is practically no longer subject to bending stress. It can be kept narrow, which increases the installation length of the drive means. The scissors arm profiles do not need to absorb the forces of the drive means.
In the case of scissor lifting devices with scissor arm frames with pressure cylinders acting in opposite directions, the opposing pressure plates of the outer scissor arms can be directly connected to one another via a possibly detachable tension element.
Advantageously, according to one embodiment of the invention, the tension elements are protruding. If the driving forces are equal to zero, the scissor arms are then loaded in pressure at the level of the prestress, and the pressure beams in bending in the opposite direction. However, the total load on the scissor arms is reduced, because as soon as the driving forces are equal to zero, the scissor arms are no longer additionally stressed by the load.
The object of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example: Fig. 1 shows a plan view of the scissor arms of a scissor lifting device according to the main patent without undercut; Fig. 2 shows a vertical section through a raised scissor lift device with undercut and counter-rotating pressure cylinders, and Fig. 3 shows the top view of a Scherenhubvorrich device with only two scissor arm profiles.
The scissor arms of FIGS. 1 and 2 are formed from two fully enclosed scissor arm frames. The outer scissor arm profiles 3 are closed by the cross connections 4 and 5, the inner scissor arm profiles 6 by the cross connections 7, 8 and 9 in FIG. 1.
On the outer scissor arm frame are the joint supports 10 with the bolt 11, which are supported on a rail of the base frame 1 via rollers not shown in FIG. 1, and the joint supports 12, which support the platform not shown in FIG 2 in the fixed joint.
The inner scissors arm frame is supported on the fixed bearing side via the hinge bracket 14 and the bolts 15- on the base frame 1, while the Gelenkrä ger 16 via the bolts 17 and rollers or roller block 26 carry the platform. Both scissor arm frames are connected to one another in the central joint in FIG. 1 via the joint supports 18 and 19 and via the bolts 20.
In FIG. 2, the scissor center bolts are carried directly by the scissor arm profiles 3 and 6. The one or more drive means 21 are connected in Fig. 1 via the joints 22, 23 with the connecting beam 5 of the outer scissor arms and with the connecting beam 9 of the inner scissors arm frame. Without the tension elements 24 of the outer scissor arm frame, tensile stress would arise in the area 25 of the outer scissor arms - caused by the drive means - and also bending around axes parallel to the beam 5, since the lines of action of the drive means 21 are not in the same plane as the center lines of the profiles 3.
A bending stress on the connecting beam 5 of the outer scissor arms, caused by that component of the driving force which acts in the direction of the center lines of the profiles 3, is largely eliminated by the arrangement of the tension elements 24. The profile 5 only needs to be narrow when the tension elements 24 are arranged in the top view shown, which improves the installation situation of the drive means - and thus the translation ratio - for a given length of the scissor arm.
In Fig. 2, according to Fig. 7 of the main patent, two drive means are arranged effectively in opposite directions. On the drive means 21 press with one end over the joints 22 either directly on the scissor arms 6 or the joints 22 are attached to two joint supports 27. The joint supports arranged on both sides of the drive means 21 are firmly connected to the inner scissor arm profiles 6 via torsion bodies (not shown) (they correspond to the cross connection 9 in FIG. 1). The other end of the drive means press against cross connections 4 and 5 of the outer scissor arm profiles 3.
With this arrangement of the drive means, the tension element 24 connects the cross connections 4 and 5 of the outer scissor arm frame. The same effects as described above are obtained.
3 shows a variant insofar as here not four scissor arm profiles are used, but only the two scissor arm profiles 28 and 29. These profiles 28 and 29 must be designed to be torsion and bending resistant. As in FIGS. 1 and 2, the scissor arm 29 carries the cross connections 4 and 5 and the scissor arm 28 carries the cross connections 7 and B.
The scissor arm frame 4, 5, 29 is supported as in FIGS. 1 and 2 via joint supports 10, bolts 11 and rolling or sliding elements (not shown) on running surfaces of the base frame and supports the platform in the fixed joint via joint supports 12 and bolts 13. The scissor arm frame 7, 8, 28 is supported on the fixed bearing side via the joint support 14 and the bolts 15 on the base frame, not shown. He carries over the joint carrier 16, the bolt 17 and a roller block, not shown, the platform on the traveling joint side.
The joint support 18 is fastened to the scissor arm profile 29 with the firmly welded-in scissor center bolt 20. The scissor arm profile 28 carries the joint carrier 19 with the welded-in bearing tube 35. The drive means 21 press via the joints 23 on the scissor arm cross connection 5.
This tension element has the effect that the Scherenarmpro fil 29 does not need to absorb a bending moment caused by the driving forces about a vertical axis in addition to the load bending moments. A widening of the frame formed from 20, 29 and 5, which is caused by elastic expansion, and which is open on one side, and thus a preference of the entire scissor arm frame, is prevented by the tension element 24.
3 can entwe the undercut as shown in Fig. 2 or the scissors angle can be zero in the lowered position as in the scissor lift device according to Fig.1 or the scissors angle only approximately approaches zero in the lowered position.