CH645316A5

CH645316A5 - Pneumatic lifting and balancing device

Info

Publication number: CH645316A5
Application number: CH324380A
Authority: CH
Inventors: Theodor Haering
Original assignee: Benninger Ag Maschf
Priority date: 1979-05-04
Filing date: 1980-04-28
Publication date: 1984-09-28
Also published as: DE2918010A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein pneumatisches Hub-und Balanciergerät, das das Gewicht eines Gegenstandes durch den zuvor einregulierten Druck im pneumatischen Antrieb mindestens annähernd ausgleicht, so, dass er fast schwerelos gehandhabt werden kann. The invention relates to a pneumatic lifting and balancing device which at least approximately compensates for the weight of an object by means of the previously regulated pressure in the pneumatic drive, so that it can be handled almost weightlessly.

Geräte dieser Art in Form eines Kranes sind unter dem Namen «pneumatic balancer» oder «Manipulator» bekannt. Diese Geräte snd relativ gross und entsprechend teuer. Bei den bekannten Ausführungen wird die ausbalancierte Hub-und Senkbewegung von einem Arm eines Kranes ausgeführt, dessen Hubkraft zuvor durch Einregulieren des Druckes in der pneumatischen Antriebsvorrichtung dem Gewicht des zu manipulierenden Gegenstandes angepasst worden ist. Devices of this type in the form of a crane are known under the name "pneumatic balancer" or "manipulator". These devices are relatively large and accordingly expensive. In the known designs, the balanced lifting and lowering movement is carried out by an arm of a crane, the lifting force of which has previously been adjusted to the weight of the object to be manipulated by regulating the pressure in the pneumatic drive device.

Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, ein Hub- und Balanciergerät nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen, dessen Aufbau demjenigen eines Flaschen- oder Seilzuges entspricht. The invention has for its object to provide a lifting and balancing device according to the preamble of claim 1, the structure of which corresponds to that of a pulley or cable.

Erfindungsgemäss ist diese Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Kolben einer pneumatischen Antriebsvorrichtung mit einer Zahnstange verbunden ist, die mit einem Ritzel kämmt, das auf der Welle einer Seiltrommel befestigt ist, auf welch' letzterer ein Seil aufgewickelt ist, wobei der vertikale Arbeitsbereich einer Lastanhängevorrichtung durch die Kol- , benhubstrecke, den Teilkreisdurchmesser des Ritzels und den Trommeldurchmesser festgelegt ist. According to the invention, this object is achieved in that a piston of a pneumatic drive device is connected to a toothed rack which meshes with a pinion which is fastened on the shaft of a cable drum, on the latter of which a cable is wound, the vertical working range of a load coupling device being passed through the piston stroke distance, the pitch circle diameter of the pinion and the drum diameter are fixed.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt und an Hand davon nachstehend dessen Wirkungsweise erläutert. In the drawing, an embodiment of the object of the invention is shown and the mode of operation of which is explained below.

Fig. 1 zeigt ein pneumatisches Hub- und Balanciergerät von der Seite, 1 shows a pneumatic lifting and balancing device from the side,

Fig. 2 das Gerät von vorne, und Fig. 2 shows the device from the front, and

Fig. 3 ein Schema zur Erläuterung der Wirkungsweise. Fig. 3 is a diagram for explaining the mode of operation.

Die Hauptbestandteile des dargestellten Gerätes sind eine Montageplatte 10, eine an der Rückseite der Platte angeordnete, schmale Seiltrommel 20, eine auf der Vorderseite montierte, pneumatische Antriebsvorrichtung 30 und ein auf der Seiltrommel aufgewickeltes Seil 40. The main components of the device shown are a mounting plate 10, a narrow cable drum 20 arranged on the rear of the plate, a pneumatic drive device 30 mounted on the front and a cable 40 wound on the cable drum.

Die Montageplatte 10 stützt sich mittels Rol'en 11 auf einem Rohrträger 12 ab und kann auf dem Rohr hin- und hergefahren werden. In der Platte ist ein Lager 13 eingebaut, in dem eine hohle Welle 21 drehbar gelagert ist. An der Plattenrückseite ist die Seiltrommel 20 und an der Plattenvorderseite ist ein Zahnritzel 31 auf der Welle befestigt. The mounting plate 10 is supported by means of rollers 11 on a tube support 12 and can be moved back and forth on the tube. A bearing 13 is installed in the plate, in which a hollow shaft 21 is rotatably mounted. The cable drum 20 is fastened to the rear of the plate and a pinion 31 is fastened to the shaft on the front of the plate.

Das Ritzel 31 kämmt mit einer Zahnstange 32, die fest mit dem Kolben 33 der pneumatischen Antriebsvorrichtuhg 30 verbunden ist. Die Zahnstange 32 wird von einem drehbar auf der Platte 10 montiertem Stützrad 34 gestützt. Der Zylinder 35 der Antriebsvorrichtung ist mittels einer Stütze 36 an der Montageplatte 10 befestigt The pinion 31 meshes with a toothed rack 32 which is fixedly connected to the piston 33 of the pneumatic drive device 30. The rack 32 is supported by a support wheel 34 rotatably mounted on the plate 10. The cylinder 35 of the drive device is fastened to the mounting plate 10 by means of a support 36

Ein Ende des Seiles 40 ist fest mit der Seiltrommel 20 verbunden und timschlingt mindestens einmal die Seiltrommel. Im Seil sind elektrische Betätigungsleitungen untergebracht. Es kann als zugbelastbares Kabel ausgebildet sein. In der Seiltrommel sind die elektrischen Leitungen 60 (a, b in Fig. 3) herausgeführt und durch die hohle Welle 21 hindurchgeführt. Da die Seiltrommel im Betrieb nur wenige Umdrehungen macht, genügt es meist flexible elektrische Leitungen zu verwenden, die wendeiförmig auf- und abgewickelt werden. Am unteren Ende des Seiles befindet sich eine Lastanhängevorrichtung, die als einfacher Haken 41, als Bügel 42 oder sonstwie ausgebildet sein kann. Oberhalb dieser Anhängevorrichtung ist ein Betätigungsorgan mit einem Druckknopf 61 angebracht. Damit das Seil in der Mitte unter der Seiltrommel hängt, ist unten an der Montageplatte eine Umlenkrolle 44 angebracht. One end of the rope 40 is firmly connected to the rope drum 20 and loops the rope drum at least once. Electrical actuation lines are housed in the rope. It can be designed as a tensile cable. The electrical lines 60 (a, b in FIG. 3) are led out in the cable drum and passed through the hollow shaft 21. Since the rope drum only makes a few revolutions during operation, it is usually sufficient to use flexible electrical cables that are wound and unwound in a helical shape. At the lower end of the rope is a load hitch, which can be designed as a simple hook 41, as a bracket 42 or otherwise. An actuator with a push button 61 is attached above this hitch. So that the rope hangs in the middle under the rope drum, a deflection roller 44 is attached to the bottom of the mounting plate.

An der Rückseite des pneumatischen Antriebes ist ein elektro-pneumatisches Sicherheitsventil 70 angebracht, an dem ein Schlauch 71 für die Druckluftzufuhr angebracht ist. At the rear of the pneumatic drive, an electro-pneumatic safety valve 70 is attached, on which a hose 71 for the compressed air supply is attached.

Der Schlauch ist an mehreren Stellen girlandenförmig mittels Rollen 14 am Rohr 12 aufgehängt, an dem auch die parallel zum Schlauch geführten elektrischen Steuerleitungen 60 hängen. The hose is suspended in a garland shape at several points by means of rollers 14 on the pipe 12, on which the electrical control lines 60, which run parallel to the hose, also hang.

Wie bereits erwähnt, muss der Luftdruck auf das Gewicht des zu manipulierenden Gegenstandes einreguliert werden. Dazu dient ein Druckreduzierventil h (Fig. 3), das an eine Druckluft-Zufuhrleitung x angeschlossen ist. Ferner ist noch ein zweites Druckreduzierventil n vorhanden, in dem der Druck so einreguliert ist, dass es das Eigengewicht des Seiles und der Anhängevorrichtung 41, 42 ausbalanciert. Die aus den beiden Reduzierventilen h, n kommenden Leitungen % ^ führen zu einem elektropneumatischen Umschaltventil 72. Ist die Spule des Schaltmagneten 73 nicht erregt, ist die Leitung % mit dem Schlauch 71 verbunden. Wird der Kippschalter 61 betätigt, wird die Spule des Schaltmagneten 73 über die Leitungen a, b, c erregt. Das Ventil 72 wird dadurch umgeschaltet und der Schlauch 71 wird mit dem höher eingestellten Druck aus dem Reduzierventil h verbunden. As already mentioned, the air pressure must be adjusted to the weight of the object to be manipulated. For this purpose, a pressure reducing valve h (FIG. 3) is used, which is connected to a compressed air supply line x. Furthermore, a second pressure reducing valve n is also present, in which the pressure is regulated in such a way that it balances the dead weight of the rope and the hitching device 41, 42. The lines% ^ coming from the two reducing valves h, n lead to an electropneumatic changeover valve 72. If the coil of the switching magnet 73 is not energized, the line% is connected to the hose 71. If the toggle switch 61 is actuated, the coil of the switching magnet 73 is excited via the lines a, b, c. The valve 72 is thereby switched over and the hose 71 is connected to the higher pressure from the reducing valve h.

Das Sicherheitsventil 70 ist ein elektropneumatisches Ventil, das über die Leitungen d, e an das 24 V-Steuerspan-nungsnetz angeschlossen ist. Das Sicherheitsventil schaltet automatisch die pneumatische Antriebsvorrichtung ab, wenn entweder die Steuerspannung oder der Druck in dem Schlauch 71 bei einer Störung wegfällt. Dadurch wird ver5 The safety valve 70 is an electropneumatic valve which is connected to the 24 V control voltage network via the lines d, e. The safety valve automatically switches off the pneumatic drive device if either the control voltage or the pressure in the hose 71 is lost in the event of a fault. This ver5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

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hindert, dass bei einer solchen Störung ein angehobener Gegenstand herunterfällt. prevents a lifted object from falling in the event of such a disturbance.

Der Betrieb des Hub- und Balanciergerätes geht daher so vor sich, dass zuerst das Niederdruck-Reduzierventil n auf das Eigengewicht des Seiles mit der Anhängevorrichtung einreguliert wird. Die Anhängevorrichtung lässt sich dann von Hand fast schwerelos auf- und abwärtsbewegen. Danach wird das Hochdruck-Reduzierventil h so einreguliert, dass das Gerät den zu manipulierenden Gegenstand in der Schwebe halten kann. The operation of the lifting and balancing device therefore takes place in such a way that the low-pressure reducing valve n is first adjusted to the weight of the rope with the hitching device. The hitch can then be moved up and down almost weightlessly by hand. The high-pressure reducing valve h is then adjusted so that the device can hold the object to be manipulated in suspension.

Jetzt kann man mit dem Gerät arbeiten. Die Anhängevorrichtung wird heruntergezogen und an den Gegenstand angehängt. Jetzt betätigt die bedienende Person den Kippschalter 61, das Ventil 72 schaltet um und der höhere Druck aus dem Reduzierventil h gelangt hinter den Kolben 33. Dadurch kann jetzt der schwere, angehängte Gegenstand fast schwerelos gehoben oder gesenkt werden. Beim Heben tritt zusätzliche Luft in den Zylinder 35 ein, beim Senken muss Luft entweichen. Dies geschieht dadurch, dass die bedienende Person nach unten zieht, wodurch der Druck im Zylinder 35 über das im Reduzierventil eingestellte Mass ansteigt, was zur Folge hat, dass Luft aus der Ausblasöffnung ha ausgeblasen wird. Now you can work with the device. The hitch is pulled down and attached to the object. Now the operator actuates the toggle switch 61, the valve 72 switches over and the higher pressure from the reducing valve h comes behind the piston 33. As a result, the heavy, attached object can now be lifted or lowered almost weightlessly. Additional air enters cylinder 35 when lifting, and air must escape when lowering. This is done by the operator pulling downwards, as a result of which the pressure in the cylinder 35 rises above the level set in the reducing valve, with the result that air is blown out of the blow-out opening ha.

Schliesslich sei noch erwähnt, dass das Hub- und Balanciergerät in willkürlicher Höhe über dem Boden angebracht werden kann. Je nachdem wird die Länge des Seiles länger oder kürzer sein. Der vertikale Arbeitsbereich bleibt immer gleich. Die Länge der Zahnstange 32 ist so gewählt, dass das Zahnritzel 31 und damit auch die Seiltrommel eine oder s mehrere Umdrehungen macht. Damit entspricht der vertikale Arbeitsbereich auch der Länge des Seiltrommelumfanges, multipliziert mit der Anzahl Umdrehungen. Bei Verwendung eines kleinen Ritzels kann die Seiltrommel zwei bis drei Umdrehungen machen. In einem solchen Fall kann es von Vor-10 teil sein Schleifringe auf der Welle zu montieren und Stromabnehmerbürsten auf der Montageplatte anzubringen. Finally, it should be mentioned that the lifting and balancing device can be installed at an arbitrary height above the floor. Depending on the length of the rope will be longer or shorter. The vertical work area always remains the same. The length of the rack 32 is selected so that the pinion 31 and thus also the cable drum makes one or more turns. The vertical working area also corresponds to the length of the rope drum circumference, multiplied by the number of revolutions. When using a small sprocket, the rope drum can make two to three turns. In such a case it can be of advantage to mount slip rings on the shaft and to install current collector brushes on the mounting plate.

Da das Hub- und Balanciergerät von Hand bedient wird, braucht der vertikale Arbeitsbereich nicht grösser zu sein , •als die Reichweite der Bedienungsperson. Since the lifting and balancing device is operated by hand, the vertical working area need not be larger than • the reach of the operator.

15 Statt wie in der Zeichnung dargestellt, das Hub- und Balanciergerät fahrbar auf einem Rohr zu montieren, kann es natürlich auch an einem schwenkbaren an einer Wand oder Decke befestigten Ausleger oder an einem schwenkbaren Arm einer am Boden stehenden Säule befestigt wer-20 den. 15 Instead of mounting the lifting and balancing device on a tube, as shown in the drawing, it can of course also be attached to a swivel arm attached to a wall or ceiling or to a swivel arm of a column standing on the floor.

Sinnvoll ist die Verwendung dann, wenn oft oder immer schwere Gegenstände mit gleichem Gewicht manipuliert werden. Soll ein Gegenstand mit einem anderen Gewicht manipuliert werden, muss jedesmal das Hochdruck-Regulierventil 25 h neu eingestellt werden. It makes sense to use it if heavy objects with the same weight are manipulated often or always. If an object with a different weight is to be manipulated, the high-pressure regulating valve must be reset every 25 hours.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Pneumatic lifting and balancing device which at least approximately compensates for the weight of a lifted object by means of the previously regulated pressure in the pneumatic drive, so that it can be handled almost weightlessly, characterized in that a piston (33) of a penumatic drive device (30 ) is connected to a toothed rack (32) which meshes with a pinion (31) which is fixed on the shaft (21) of a cable drum (20), on the latter of which a cable (40) is wound, the vertical working area a load coupling device (41; 42) is determined by the piston stroke distance, the pitch circle diameter of the pinion and the drum diameter.

2. Pneumatic lifting and balancing device according to claim 1, characterized in that its actuating member (61) is attached in the region of the load coupling device (41; 42) and that electrical actuating lines

(a, b; 60) are accommodated in the rope (40).

2nd

PATENT CLAIMS

3. Pneumatic lifting and balancing device according to claim 2, characterized in that the shaft (21), which connects the cable drum (20) and the pinion (31) to each other, is hollow and that the electrical actuating lines (a, b; 60 ) are passed through this hollow shaft.

4. Pneumatic lifting and balancing device according to claim 1, characterized in that the rope drum (20) with rope (40) and the pneumatic drive device (30) are accommodated on a mounting plate (10), so

that it can be rolled (11) or fixedly attached to a wall bracket, a crane bracket or a horizontal beam (12) like a pulley or cable pull on a ceiling.

5. Pneumatic lifting and balancing device according to claim 2, characterized in that the electrical actuation lines are guided to slip rings which are attached to the cable drum shaft (21).