DE10038013A1 - Steuergerät für eine Vakuum-Hebevorrichtung - Google Patents
Steuergerät für eine Vakuum-HebevorrichtungInfo
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Abstract
Es wird ein Steuergerät zur Steuerung der Luftzufuhr in den längenvariablen Saugschlauch einer Vakuum-Hebevorrichtung vorgeschlagen. Es verfügt über eine Einlassöffnung (26) mit zugeordnetem Ventilglied (27), das von einem Ventilgliedträger (33) gehalten ist, der ausgehend vom Ventilglied (27) zu der der Einlassöffnung (26) entgegengesetzten Seite wegragt. Der Ventilgliedträger (33) ist derart linear verschiebbar geführt, dass das Ventilglied (27) im Betätigungsfalle in Achsrichtung der Einlassöffnung (26) bewegt wird. Es ist ferner eine mit dem Ventilglied zusammenarbeitende Einstelleinrichtung (54) zur variablen Vorgabe einer Grundstellung des Ventilgliedes (27) vorgesehen. Diese Einstelleinrichtung (54) befindet sich ebenfalls auf der der Einlassöffnung (26) abgewandten Seite des Ventilgliedes (27) und verfügt über Federmittel (58, 59), die am Ventilgliedträger (33) angreifen.
Description
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät zur Steuerung der
Luftzufuhr in den längenvariablen Saugschlauch einer Vakuum-
Hebevorrichtung, mit einer mit dem Innenraum des Saugschlau
ches verbundenen oder zu verbindenden Einlassöffnung, der ein
bewegliches Ventilglied zugeordnet ist, das zur Vorgabe un
terschiedlicher Einlassquerschnitte mittels einer manuell ak
tivierbaren Betätigungseinrichtung im Rahmen einer Steuerbe
wegung in unterschiedlichen Relativpositionen bezüglich der
Einlassöffnung positionierbar ist, und mit einer mit dem Ven
tilglied zusammenarbeitenden Einstelleinrichtung zur variab
len Vorgabe einer vom Ventilglied im unbetätigten Zustand
eingenommenen, von der Schließstellung abweichenden Grund
stellung, die erste und zweite Federmittel enthält, welche in
Richtung der Steuerbewegung mit entgegengesetzten Wirkungs
richtungen auf das Ventilglied einwirken können.
Bei mit einem längenvariablen Saugschlauch ausgestatteten Va
kuum-Hebevorrichtungen, die auch als Schlauchheber bezeichnet
werden, sitzt an der Unterseite des vertikal hängenden Saug
schlauches ein beispielsweise von einer Saugplatte gebildeter
Sauggreifer, der sich an einen hochzuhebenden Gegenstand an
setzen lässt. Durch Absaugen des Innenraumes des Saugschlauches
lässt sich ein Unterdruck erzeugen, der bei gleichzeiti
gem Verkürzen des Saugschlauches ein Anheben des Sauggreifers
einschließlich des an ihm haftenden Gegenstandes bewirkt.
Durch Variation des im Innenraum des Saugschlauches herr
schenden Unterdruckes kann die Hubhöhe des Sauggreifers nach
Bedarf eingestellt werden. Die Variation des Unterdruckes er
folgt bei konstant wirksamer Unterdruckquelle durch Steuerung
der Zufuhr von atmosphärischer Fremdluft in den Saugschlauch,
zu welchem Zweck ein geeignetes Steuergerät vorhanden ist.
Bei einem der Anmelderin bekannten Steuergerät ist eine mit
dem Innenraum des Saugschlauches verbundene Einlassöffnung
vorgesehen, der ein schwenkbewegliches Ventilglied zugeordnet
ist, das sich im Rahmen einer Steuerbewegung in unterschied
lichen Schwenkstellungen positionieren lässt, um für die zu
strömende Luft stellungsabhängig unterschiedliche Einlass
querschnitte zur Verfügung stellen zu können. Eine zusätzlich
vorhandene Einstelleinrichtung ermöglicht variabel die Vorga
be einer vom nicht betätigten Ventilglied eingenommenen
Grundstellung, die einen gewissen Einlassquerschnitt defi
niert, der einem bestimmten Unterdruck im Saugschlauch ent
spricht. Der Anwender hat somit die Möglichkeit, für wieder
kehrende gleichartige Arbeiten eine Grundeinstellung zu tref
fen, die bei nicht aktivierter Betätigungseinrichtung zu ei
ner reproduzierbaren Hubhöhe des Sauggreifers führt. Zur Vor
gabe der Grundstellung ist ein Anschlag vorgesehen, der durch
über eine hohe Federrate verfügende erste Federmittel fixiert
ist, wobei das Ventilglied bei deaktivierter Betätigungsein
richtung durch im Schließsinne wirksame zweite Federmittel
gegen den Anschlag vorgespannt ist. Um die Einlassöffnung
weiter zu schließen, wird das Ventilglied in Richtung zur
Einlassöffnung verschwenkt, wobei es den Anschlag zurück
drückt und gleichzeitig die ersten Federmittel komprimiert.
Um im Vergleich zur Grundstellung einen größeren Einlassquer
schnitt zur Verfügung zu stellen, wird das Ventilglied von
der Einlassöffnung weggeschwenkt, wobei der vorgespannte An
schlag an Ort und Stelle verbleibt und lediglich die zweiten
Federmittel komprimiert werden. Um die Grundstellung zu vari
ieren, wird die Position des Anschlages verändert.
Das bekannte Steuergerät erweist sich als relativ platzrau
bend und hat einen komplizierten Aufbau, der auch die Handha
bung beeinträchtigt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerge
rät der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei einfachem
und platzsparendem Aufbau eine praxisgerechte Betriebsweise
ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß das Ventilglied
an einem Ventilgliedträger gehalten ist, der ausgehend vom
Ventilglied zu der der Einlassöffnung entgegengesetzten Seite
wegragt und derart linear verschiebbar geführt ist, dass die
Steuerbewegung des Ventilgliedes in Achsrichtung der Einlass
öffnung orientiert ist, wobei die Einstelleinrichtung auf der
der Einlassöffnung abgewandten Seite des Ventilgliedes ange
ordnet ist und die Federmittel der Einstelleinrichtung an dem
Ventilgliedträger angreifen.
Durch die lineare Verstellmöglichkeit des Ventilgliedes kann
erreicht werden, dass durch Aktivierung der Betätigungsein
richtung eine gleichmäßige Veränderung des Einlassquerschnit
tes auftritt, was die Steuerung der Luftzufuhr stark verein
facht. Durch die bei Bedarf realisierbare symmetrische Form
gebung der zur Verfügung gestellten Einlassquerschnitte wird
zudem das Strömungsgeräusch der in den Saugschlauch zuströ
menden Luft reduziert. Da die Einstelleinrichtung auf der von
der Einlassöffnung abgewandten Seite des Ventilgliedes ange
ordnet ist, ist sie für den Anwender gut zugänglich. Zudem
kann sie mit einer relativ geringen Anzahl von Bauteilen rea
lisiert werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Un
teransprüchen hervor.
Eine einfache Herstellung und Montage ist möglich, wenn das
Ventilglied auf das zugeordnete Ende des Ventilgliedträgers
vorzugsweise lösbar aufgeschraubt ist. Der Ventilgliedträger
selbst ist vorzugsweise schaftartig bzw. stößelartig ausge
bildet.
Eine besonders kompakte Anordnung mit verkantungsfreier
Krafteinleitung ergibt sich, wenn der Ventilgliedträger, das
Ventilglied und die Einlassöffnung koaxial zueinander ange
ordnet sind.
Zur linearen Führung des Ventilgliedträgers kann ein gehäuse
fester Lagerkörper vorhanden sein, der den Ventilgliedträger
entlang eines Teils seiner Länge führend umschließt, wobei
zweckmäßigerweise eine Gleitführung verwendet wird. Die Fe
dermittel sind dabei insbesondere so angeordnet, dass sie je
weils zwischen dem Ventilgliedträger und dem Lagerkörper
wirksam sind, so dass sie den Ventilgliedträger bei unbetä
tigtem Ventilglied mit Bezug zum Lagerkörper in einer Neut
ralstellung halten, in der gleichzeitig das Ventilglied eine
Grundstellung einnimmt.
Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausgestaltung, bei der
beide Federmittel ungeachtet der momentanen Position des Ven
tilgliedes ständig am Ventilgliedträger angreifen, so dass
dieser stets in beiden Richtungen unter dem Einfluß von Fe
derkräften steht. Wird der Ventilgliedträger zusammen mit dem
Ventilglied durch Aktivieren der Betätigungseinrichtung ver
stellt, werden somit stets die einen Federmittel beaufschlagt
und die anderen Federmittel gleichzeitig entlastet, wobei der
Ventilgliedträger nach Wegnahme der manuell aufgebrachten Be
tätigungskraft selbsttätig in die Neutralstellung zurück
kehrt, so dass das Ventilglied wieder die Grundstellung ein
nimmt.
Um je nach Anwendungsfall die Grundstellung des Ventilgliedes
variieren zu können, kann der Lagerkörper gleichgerichtet mit
der Steuerbewegung des Ventilgliedes relativ zur Einlassöff
nung verstellbar ausgeführt sein. Da der Ventilgliedträger
durch die Federmittel relativ zum Grundkörper in einer
Neutralstellung gehalten ist, wird er gemeinsam mit dem La
gerkörper verstellt, so dass sich die Grundstellung des Ven
tilgliedes ändert, die Neutralstellung des Ventilgliedträgers
jedoch zumindest im wesentlichen beibehalten wird. Auf diese
Weise liegen unabhängig von der getroffenen Einstellung die
gleichen Betätigungsverhältnisse bezüglich des Ventilgliedes
vor, was die Bedienung des Steuergerätes sehr vereinfacht.
Es kann auch von Vorteil sein, wenn die Neutralstellung des
Ventilgliedes durch Einstellung des Kompressionsgrades der
Federmittel vorgegeben werden kann.
Im Innern des Lagerkörpers befindet sich zweckmäßigerweise
ein Hohlraum, in den hinein sich der Ventilgliedträger er
streckt und der auch die Federmittel aufnimmt.
Eine besonders einfache Montage der Anordnung ergibt sich,
wenn der Lagerkörper mehrteilig ausgebildet ist und einen
Grundkörper sowie einen diesbezüglich separat ausgebildeten
Abstützkörper enthält, wobei die einen Federmittel zwischen
dem Ventilgliedträger und dem Grundkörper und die anderen Fe
dermittel zwischen dem Ventilgliedträger und dem Abstützkör
per wirksam sind. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der
Grundkörper zusammen mit dem Abstützkörper den oben erwähnten
Hohlraum definiert.
Soll die bezüglich dem Lagerkörper eingenommene Neutralstel
lung des Ventilgliedträgers variabel ausgeführt sein, kann
dies durch eine verstellbare Lagerung des Abstützgliedes am
Grundkörper realisiert werden. Es kann dann durch Verstellen
des Abstützgliedes der zur Verfügung gestellte Federweg der
Federmittel verändert werden, wodurch sich in Abhängigkeit
von den Federraten der Federmittel eine Veränderung der kräf
temäßig ausgeglichenen Neutralstellung des Ventilgliedträgers
einstellt. In Fällen, in denen der Grundkörper unverstellbar
ausgeführt ist, kann somit durch Verändern der Position des
Abstützkörpers auch die Grundstellung variiert werden.
Die Federmittel sind insbesondere von zum Ventilgliedträger
koaxialen Schraubendruckfedern gebildet, die den Ventilglied
träger entlang zumindest eines Teils ihrer Länge umschließen
können. Wird hier das Ventilglied betätigt, verändert sich
die am Ventilgliedträger angreifende Differenzkraft der Fe
dermittel, indem die Federkraft der einen Federmittel zu
nimmt, während gleichzeitig die Federkraft der anderen Feder
mittel nachlässt.
Die Betätigungseinrichtung für das Ventilglied enthält zweck
mäßigerweise einen am Gehäuse des Steuergerätes drehbar gela
gerten Betätigungshebel, der einen durch den Anwender manuell
verschwenkbaren Betätigungsarm sowie einen am Ventilgliedträ
ger angreifenden Aktivierungsarm aufweist. Dabei ist der Ak
tivierungsarm zweckmäßigerweise zur gleichen Seite des Steu
ergerätes hin orientiert wie eine manuell verstellbare Betä
tigungspartie der Einstelleinrichtung, so dass dem Anwender
alle betriebsrelevanten Komponenten griffgünstig zugewandt
sind.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeich
nung näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 in stark schematisierter Darstellungsweise die
teilweise aufgeschnittene Seitenansicht einer mit
dem erfindungsgemäßen Steuergerät ausgestatteten
Vakuum-Hebevorrichtung,
Fig. 2 das bei der Vakuum-Hebevorrichtung der Fig. 1 vor
gesehene Steuergerät in Einzeldarstellung in einer
Draufsicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil II aus
Fig. 1,
Fig. 3 eine mit der Fig. 2 vergleichbare Darstellung des
Steuergerätes, teilweise im Längsschnitt mit hori
zontaler Schnittebene und vergrößert, und
Fig. 4 das Steuergerät der Fig. 2 und 3 im Längsschnitt
mit einer vertikal verlaufenden Schnittebene.
Die Fig. 1 zeigt eine Vakuum-Hebevorrichtung 1, die an einer
beliebigen Tragstruktur 2 hängend fixiert ist. Sie verfügt
über einen vertikal ausgerichteten Saugschlauch 3, dessen
Wandung in Radialrichtung stabilisiert ist, gleichzeitig aber
axiale Längenänderungen zulässt, so daß insgesamt eine axiale
Kontraktion und Expansion des Saugschlauches 3 möglich ist.
Der Saugschlauch 3 ist am oberen Ende mittels einer ersten
Abschlusswand 4 abgeschlossen, am unteren Ende mittels einer
zweiten Abschlusswand 5. Letztere gehört zu einem Saugkopf 6,
der mit einem beispielsweise als Saugteller ausgebildeten
Sauggreifer 7 versehen ist, welcher einen zu einer in Fig. 1
nach unten orientierten Arbeitsseite hin offenen Saugraum 8
begrenzt.
Der Saugraum 8 steht über einen den Saugkopf 6 durchsetzenden
Saugkanal 12 mit dem Innenraum 9 des Saugschlauches 3 in
Strömungsverbindung, wobei dem Saugkanal 12 ein Steuerventil
13 zur Beeinflussung des Strömungsquerschnittes zugeordnet
ist. Außerdem ist der Innenraum 9 über eine geeignete
Saugleitung 14 mit einer Unterdruckquelle V verbunden, die
beispielsweise von einer Vakuumpumpe gebildet ist.
Das Steuerventil 13 verfügt über ein bewegliches Steuerglied
15, das durch eine Federeinrichtung 16 in eine Schließstel
lung vorgespannt ist. In dieser sperrt es den Durchgang durch
den Saugkanal 12 zumindest größtenteils ab und steht mit ei
nem Stößel 17 an der Arbeitsseite des Sauggreifers 7 ein
Stück weit über letzteren vor.
Im Betrieb des Vakuum-Hebegerätes 1 steht der Innenraum 9 des
Saugschlauches 3 vorzugsweise ständig unter dem Einfluss der
Unterdruckquelle V. Dabei verhindert das in der Schließstel
lung gehaltene Steuerglied 15 ein übermäßiges Nachströmen von
Luft aus dem offenen Saugraum 8 des Sauggreifers 7.
Sobald jedoch der Sauggreifer 7 mit seiner offenen Seite vor
aus an einen in Fig. 1 strichpunktiert angedeuteten Gegens
tand 18 angesetzt wird, der dabei den Saugraum 8 verschließt,
wird gleichzeitig das Steuerglied 15 mechanisch in eine Of
fenstellung verlagert, die den Fluiddurchgang durch den Saug
kanal 12 freigibt. Die Folge ist ein Absaugen des Saugraumes
8, so daß sich ein Unterdruck einstellt, der ein Anhaften des
Gegenstandes 18 bewirkt.
Die vom Saugkopf 6 bzw. vom Sauggreifer 7 eingenommene, als
Hubhöhe bezeichenbare Höhenposition hängt von der Größe des
im Innenraum 9 des Saugschlauches 3 anstehenden Unterdruckes
sowie vom Gewicht des angesaugten Gegenstandes 18 ab. Dement
sprechend kann durch Variation des Unterdruckes nach Bedarf
eine Höhenpositionierung des Saugkopfes 6 erfolgen, um den
angesaugten Gegenstand 18 beliebig weit hochzuheben und in
sonstiger beliebiger Weise handzuhaben.
Der im Innenraum 9 des Saugschlauches 3 herrschende Unter
druck wird nun zweckmäßigerweise nicht durch Beeinflussung
der Unterdruckquelle V variiert, sondern durch ein an dem
Saugkopf 6 installiertes Steuergerät 22, mit dem sich die
Luftzufuhr von atmosphärischer Außenluft in den längenvariab
len Saugschlauch 3 steuern läßt. Je größer die Luftmenge ist,
die in den unter einer Absaugwirkung stehenden Innenraum 9
von der Umgebung her zuströmen kann, desto geringer sind das
sich einstellende Vakuum und die damit zusammenhängende Hub
höhe des Saugkopfes 6. Die Bedienperson des Vakuum-Hebegerätes
1 hat mithin die Möglichkeit, durch Betätigung des
Steuergerätes den Hubvorgang zu kontrollieren und die Hubhöhe
auf ein gewünschtes Maß einzustellen.
Die Fig. 2 bis 4 zeigen einen besonders vorteilhaften Aufbau
des Steuergerätes 2, wobei linkerhand die beispielsweise
flanschartige Schnittstelle 23 zur Montage am Saugkopf 6 des
Vakuum-Hebegerätes 1 ersichtlich ist.
Das Steuergerät 22 hat ein Gehäuse 24 mit einem Einlasskanal
25, der im montierten Zustand mit dem Innenraum 9 des Saug
schlauches 3 verbunden ist. Dieser Einlasskanal 25 definiert
eine vorzugsweise rechtwinkelig zur Längsachse des Saug
schlauches 3 orientierte Einlassöffnung 26, der ein bewegli
ches Ventilglied 27 zugeordnet ist. Dieses bildet zusammen
mit der Einlassöffnung 26 eine Ventileinrichtung, insbesonde
re vergleichbar einem Sitzventil. Beim Ausführungsbeispiel
ist das Ventilglied 27 tellerartig ausgebildet und koaxial
zur Einlassöffnung angeordnet, wobei es der Einlassöffnung 26
zu der dem Einlasskanal 25 entgegengesetzten Seite vorgela
gert ist und über eine sich in Richtung zur Einlassöffnung 26
konisch verjüngende Dichtfläche 28 verfügt, die je nach Stel
lung mehr oder weniger weit in die Einlassöffnung 26 eintau
chen kann.
Das Ventilglied 27 ist in Achsrichtung der Einlassöffnung 26,
also insbesondere rechtwinkelig zu dem von der Einlassöffnung
umgrenzten Querschnitt, bewegbar, wobei die mögliche Steuer
bewegung in Fig. 3 und 4 durch Doppelpfeil 29 angedeutet ist.
Entsprechend der momentanen Relativposition zwischen dem Ven
tilglied 27 und der Einlassöffnung 26 werden unterschiedliche
Einlassquerschnitte 32 zur Verfügung gestellt, die der Außen
luft ein Zuströmen in den Einlasskanal 25 bzw. in den Saug
schlauch 3 ermöglichen. Dabei kann das Ventilglied 27 wahl
weise in einer Schließstellung, in der es die Einlassöffnung
26 komplett verschließt, in einer die Einlassöffnung 26
größtmöglich freigebenden Offenstellung, sowie stufenlos in
beliebigen dazwischenliegenden Zwischenstellungen positio
niert werden.
Auf Grund der mit der Achsrichtung der Einlassöffnung 26 zu
sammenfallenden linearen Steuerbewegung 29 wird erreicht,
dass das Ventilglied 27 zusammen mit der Einlassöffnung 26
unabhängig von der jeweiligen Stellung einen symmetrischen
Einlassquerschnitt 32 freigibt, bei dem es sich insbesondere
um einen Ringquerschnitt mit konstanter Breite handelt. Die
nachströmende Luft kann somit das Ventilglied 27 ringsum mit
gleicher Intensität umströmen, was Verwirbelungen reduziert
und zu einem sehr niedrigen Strömungsgeräusch führt. Das
Steuergerät 22 arbeitet daher unabhängig von der gewählten
Einstellung des Einlassquerschnittes verhältnismäßig leise.
Um die gewünschte Verstellbarkeit des Ventilgliedes 27 zu er
halten, ist das Ventilglied 27 am vorderen Ende eines bevor
zugt stangen- oder schaftartigen Ventilgliedträgers 33 ange
ordnet, der als Träger bzw. Halter für das Ventilglied 27
fungiert. Der Ventilgliedträger 33 ragt ausgehend vom Ventilglied
27 zu der der Einlassöffnung 26 entgegengesetzten Seite
hin weg, wobei er insbesondere koaxial zum Ventilglied 27 an
geordnet ist. Zur Vereinfachung der Montage und Demontage
empfiehlt sich eine lösbare Verbindung zwischen dem Ventil
gliedträger 33 und dem Ventilglied 27, beispielsweise durch
Verschrauben. Beim Ausführungsbeispiel ist das Ventilglied 27
auf das zugeordnete vordere Ende des Ventilgliedträgers 33
aufgeschraubt.
Das Ventilglied 27 wird vorzugsweise ausschließlich vom Ven
tilgliedträger 33 gehalten, über den auch die gewünschte li
neare Verschiebeführung realisiert wird. So ist am Gehäuse 24
des Steuergerätes 22 ein Lagerkörper 34 angeordnet, der somit
bezüglich der Eintrittsöffnung 26 - unter Ermöglichung einer
noch zu erläuternden Verstellbarkeit - ortsfest fixiert ist
und in den der Ventilgliedträger 33 mit seinem dem Ventil
glied 27 entgegengesetzten rückwärtigen Endbereich eintaucht.
Der Ventilgliedträger 33 ist relativ zu dem Lagerkörper 34
verschiebbar, wobei der Lagerkörper 34 mindestens eine den
Ventilgliedträger 33 mit Gleitspiel umschließende Führungs
fläche 35 aufweist. Vorzugsweise endet der rückwärtige Endbe
reich des Ventilgliedträgers 33 innerhalb eines im Lagerkör
per 34 vorgesehenen länglichen Hohlraumes 31.
Zum Verstellen des Ventilgliedes 27 ist eine manuell akti
vierbare Betätigungseinrichtung 36 vorgesehen. Sie verfügt
über einen auf Höhe des Ventilgliedträgers 33 am Gehäuse 24
des Steuergerätes 22 drehbar gelagerten Betätigungshebel 37.
Die Drehachse 38 verläuft hierbei mit seitlichem, radialem
Abstand zum Ventilgliedträger 33 rechtwinkelig zu dessen
Längsachse. Dabei befindet sich der Bereich der Drehlagerung
zweckmäßigerweise in der zwischen dem Lagerkörper 34 und der
Einlassöffnung 26 definierten Zone. Zur Drehlagerung können
beliebige geeignete Drehlagerungsmittel 42 verwendet werden.
Der Betätigungshebel 37 hat einen wellenartig ausgebildeten
Lagerungsabschnitt 43, dessen Längsachse mit der Drehachse 38
zusammenfällt und der bei durch Verschwenken gemäß Doppel
pfeil 39 erfolgender Aktivierung des Betätigungshebels 37 um
seine Längsachse verdreht wird. An ihm ist ein als Betäti
gungsarm 44 bezeichneter erster Hebelarm starr angeordnet,
der zu dem vorzugsweise als Schaftkörper ausgebildeter Ven
tilgliedträger 33 ragt und diesen mit einem insbesondere ga
belartigen Mitnahmeabschnitt 45 umgreift. Am Ventilgliedträ
ger 33 ist ein beispielsweise von einem Stift oder von einem
sonstigen Radialvorsprung gebildeter Mitnehmer 46 vorgesehen,
der mit dem Mitnahmeabschnitt 45 des Betätigungsarmes 44 in
Eingriff steht. Die Eingriffsmaßnahmen sind so ausgebildet,
daß zwischen dem Mitnehmer und dem Mitnahmeabschnitt 46, 45
ein Formschluss vorliegt, der eine Kraftübertragung in Rich
tung der Steuerbewegung 29 gewährleistet, während rechtwinke
lig zu dieser Steuerbewegung 29 eine Relativbewegung möglich
ist.
Das Gehäuse 24 des Steuergerätes 22 begrenzt einen Gehäuse-
Innenraum 47, in dem sich das Ventilglied 27, der Ventil
gliedträger 33, der größte Teil des Lagerkörpers 34 und der
Betätigungsarm 44 befinden. Der Lagerungsabschnitt 43 des Betätigungshebels
37 durchsetzt den Gehäuse-Innenraum 47 und
ragt an entgegengesetzten Seiten aus dem Gehäuse 24 hinaus.
Dort schließt sich an den Lagerungsabschnitt 43 ein den zwei
ten Hebelarm des Betätigungshebels 37 bildender Aktivierungs
arm 48 an, der zu einer Bedienungsseite 49 des Steuergerätes
22 wegragt. Diese Bedienungsseite 49 liegt außerhalb des Ge
häuses 24 etwa in axialer Verlängerung des rückwärtigen Endes
des Ventilgliedträgers 33. Der Aktivierungsarm 48 kann bügel
artig ausgebildet sein und über mehrere Handhabungsabschnitte
48a, 48b verfügen, die zum Ergreifen mit einer Hand gedacht
sind, um eine Aktivierungskraft in der Schwenkrichtung 39
aufbringen zu können.
Um die aktuelle Position des Ventilgliedes 27 zu verändern,
wird der Aktivierungsarm 48 manuell um die Drehachse 38 ver
schwenkt (Doppelpfeil 39), woraus eine gleichsinnige Schwenk
bewegung des Betätigungsarmes 44 resultiert, was durch den
Mitnahmeeingriff zwischen dem Mitnahmeabschnitt 45 und dem
Mitnehmer 46 die gewünschte lineare Verstellbewegung des Ven
tilgliedträgers 33 und des von diesem getragenen Ventilglie
des 27 zur Folge hat.
An dem Gehäuse 24 ist außen noch ein ebenfalls zur Bedie
nungsseite 49 ragender Handgriff 53 angeordnet, der zur Hand
habung des mit dem Steuergerät 22 ausgestatteten Saugkopfes 6
verwendbar ist (in Fig. 3 und 4 nicht dargestellt).
Das Sauggerät 22 ist mit einer Einstelleinrichtung 54 ausges
tattet, die es ermöglicht, auf veränderbare Weise eine Grundstellung
des Ventilgliedes 27 vorzugeben, die das Ventilglied
einnimmt, wenn die Betätigungseinrichtung 36 nicht aktiviert
ist, also von der Bedienperson keine Aktivierungskraft auf
den Betätigungshebel 37 ausgeübt wird. Die einstellbare
Grundstellung ist eine beliebige Offenstellung, die einem
vorbestimmten freigegebenen Einlassquerschnitt 32 der Ein
lassöffnung 26 entspricht, der so lange zur Verfügung steht,
bis durch Aktivierung der Betätigungseinrichtung 36 eine Ver
ringerung oder Vergrößerung erfolgt.
Durch die variable Einstellbarkeit der Grundstellung des Ven
tilgliedes 27 kann eine vom Gewicht der hochzuhebenden Ge
genstände abhängige Grundeinstellung getroffen werden, die
zur Folge hat, dass Gegenstände gleichen Gewichts beispiels
weise auf die gleiche Höhe angehoben und dort gehalten wer
den, solange die Betätigungseinrichtung 36 nicht aktiviert
wird.
Zugunsten kompakter Abmessungen des Steuergerätes 22 und ei
ner bequemen Bedienbarkeit ist die Einstelleinrichtung 54 auf
der der Einlassöffnung 26 abgewandten Seite des Ventilgliedes
27 angeordnet und zum größten Teil in dem Gehäuse-Innenraum
47 untergebracht. Sie ist vorzugsweise in koaxialer Ausrich
tung zu dem Ventilgliedträger 33 platziert und liegt zwischen
dem Ventilglied 27 und der Bedienungsseite 49.
Bei dem abgebildeten Ausführungsbeispiel ist der Lagerkörper
34 als Bestandteil der Einstelleinrichtung 54 ausgeführt und
verfügt über einen Grundkörper 55 sowie einen daran fixierten
Abstützkörper 52, die gemeinsam den Hohlraum 31 definieren in
den der Ventilgliedträger 33 wie schon erwähnt mit seinem
rückwärtigen Ende eintaucht. Der Grundkörper 55 ist ein be
züglich dem Gehäuse 24 separates Bauteil, das lösbar an der
dem Ventilglied 27 gegenüberliegenden Rückwand 56 des Gehäu
ses 24 festgelegt ist.
Der Grundkörper 55 hat eine längliche Gestalt und ist hülsen
ähnlich ausgebildet, wobei er sich koaxial zu dem Ventil
gliedträger 33 erstreckt. An der dem Ventilglied 27 zugewand
ten Vorderseite verfügt er über einen vom Ventilgliedträger
33 durchsetzten Boden 69, der im Umfangsbereich des Ventil
gliedträgers 33 die Führungsfläche 35 definiert. Der Abstütz
körper 52 ist bevorzugt als Verschlusselement und dabei ins
besondere stopfenartig ausgebildet und von der Bedienseite 49
her in den Grundkörper 55 eingeschraubt, so dass er an dessen
Rückseite gehalten ist.
Der Grundkörper 55 ist am Außenumfang mit einem Außengewinde
72 versehen, mit dem er in ein komplementäres gehäusefestes
Innengewinde 73 eingeschraubt ist, das sich in einer Durch
brechung der Rückwand 56 des Gehäuses 24 befindet. Das Innen
gewinde 73 kann hierbei unmittelbar an der Rückwand 56 oder
in einem an der Rückwand fixierten separaten Gewindeteil 74
vorgesehen sein.
Durch Verdrehen des Grundkörpers 55 um seine Längsachse wird
erreicht, dass der Lagerkörper 34 insgesamt eine durch Dop
pelpfeil angedeutete Einstellbewegung 75 relativ zum Gehäuse
24 und zur Einlassöffnung 26 ausführt, die mit der möglichen
Steuerbewegung 29 des Ventilgliedes 27 zusammenfällt, wobei
die Verstellrichtung von der Drehrichtung des Grundkörpers 55
abhängt.
Der Gewindeeingriff ist vorzugsweise als Feingewindeeingriff
ausgeführt und insbesondere derart, dass durch die auftreten
de Gewindereibung ein selbsttätiges Verstellen ausgeschlossen
ist, so dass der Lagerkörper in der eingestellten Position
selbsttätig gesichert wird. Es versteht sich allerdings, dass
bei Bedarf zusätzliche Sicherungsmittel vorgesehen sein kön
nen, beispielsweise eine Kontermutter oder eine Klemmschrau
be. Darüber hinaus besteht im Übrigen auch die Möglichkeit,
eine andere Ausgestaltung der Verstellmechanik zu wählen, wo
bei beispielsweise eine lineare Verschiebeverstellung des La
gerkörpers 34 vorgesehen sein könnte, dessen eingestellte Po
sition durch geeignete Sicherungsmittel lösbar fixiert wird.
Durch die getroffenen Gewindemaßnahmen lässt sich allerdings
eine besonders feinfühlige Einstellung vornehmen.
In dem im Innern des Lagerkörpers 34 vorgesehenen Hohlraum 31
sind erste und zweite Federmittel 58, 59 der Einstelleinrich
tung 54 koaxial aufeinanderfolgend angeordnet. Diese beauf
schlagen den Ventilgliedträger 33 ständig, also unabhängig
von der momentanen Axialposition des Ventilgliedträgers 33,
in Richtung der Steuerbewegung 29 mit axial entgegengesetzten
Wirkungsrichtungen.
Die beiden Federmittel 58, 59 sind bevorzugt als Druckfedern
in Schraubenfederbauart ausgebildet, die koaxial zum Ventil
gliedträger 33 ausgerichtet sind.
Die ersten Federmittel 58 greifen derart am Ventilgliedträger
33 an, dass dieser in der Öffnungsrichtung (Pfeil 76) des
Ventilgliedes 27 beaufschlagt wird. Sie sind in einem vorde
ren Raumabschnitt 62 des Hohlraumes 31 untergebracht, wobei
sie den Ventilgliedträger 33 koaxial umschließen und sich
zwischen einer am Ventilgliedträger 33 vorgesehenen, dem Ven
tilglied 27 zugewandten ersten Beaufschlagungsfläche 64a und
einer dieser mit Abstand gegenüberliegenden, am Grundkörper
55 vorgesehenen und vom Ventilglied 27 wegweisenden ersten
Gegenbeaufschlagungsfläche 65a abstützen. Letztere befindet
sich insbesondere am Boden 69 des Grundkörpers 55
Die zweiten Federmittel 59 befinden sich in einem rückwärti
gen Raumabschnitt 63 des Hohlraumes 31, wobei sie sich einer
seits an einer bezüglich der ersten Beaufschlagungsfläche 64a
entgegengesetzt orientierten zweiten Beaufschlagungsfläche
64b des Ventilgliedträgers 33 und andererseits an einer dem
Ventilglied 27 zugewandten zweiten Gegenbeaufschlagungsfläche
65b abstützen. Letztere befindet sich vorzugsweise an dem Ab
stützkörper 52. Die zweiten Federmittel 59 beaufschlagen den
Ventilgliedträger 33 in der Schließrichtung (Pfeil 77) des
Ventilgliedes 27.
Die beiden Beaufschlagungsflächen 64a, 64b befinden sich
zweckmäßigerweise an den axial voneinander wegweisenden Seiten
eines zwischen den beiden Federmitteln 58, 59 am Ventil
gliedträger 33 vorgesehenen Radialvorsprunges 36.
Wenn die Betätigungseinrichtung 36 nicht aktiviert ist, wird
der Ventilgliedträger 33 von den in entgegengesetzte Richtun
gen auf ihn einwirkenden Federmitteln 58, 59 mit Bezug zum
Lagerkörper 34 in einer Neutralstellung gehalten. Beim Aus
führungsbeispiel liegt hier ein Kräftegleichgewicht vor zwi
schen einerseits der Federkraft der in Schließrichtung 77
wirksamen zweiten Federmittel 59 und andererseits der gemein
sam in Öffnungsrichtung 76 wirksamen Federkraft der ersten
Federmittel 58 und einer Stellkraft, die vom Betätigungshebel
37 resultiert, der auch im unbetätigten Zustand auf Grund der
ungleichen Massenverteilung und des daraus resultierenden
Drehmoments geringfügig auf den Ventilgliedträger 33 ein
wirkt.
Um die Grundstellung des Ventilgliedes 27 zu variieren,
braucht lediglich der Lagerkörper 34 in der oben geschilder
ten Weise verstellt zu werden. Er ändert dann zusammen mit
dem Ventilgliedträger 33 und dem Ventilglied 27 seine bezüg
lich der Einlassöffnung 26 eingenommene Position, wobei die
Neutralstellung des Ventilgliedträgers 33 vorteilhafterweise
nicht oder nur geringfügig geändert wird. Die Kräfteverhält
nisse am Ventilgliedträger 33 bleiben auf diese Weise unab
hängig von der eingestellten Grundstellung zumindest im We
sentlichen konstant, was die Steuerung des Einlassquerschnit
tes 32 über die Betätigungseinrichtung 36 sehr vereinfacht.
Das Verstellen des Lagerkörpers 34 geschieht problemlos von
der Bedienseite 49 her, wo der Lagerkörper 34 mit einer bei
spielsweise einstückig mit dem Grundkörper 55 ausgebildeten
Betätigungspartie 67 aus dem Gehäuse 24 des Steuergerätes 22
herausragt. Die Betätigungspartie 67 ist somit zur gleichen
Seite hin orientiert wie der Aktivierungsarm 48 des Betäti
gungshebels 37.
Normalerweise muss die Neutralstellung des Ventilgliedträgers
33 nicht justiert werden. Sie wird ab Werk durch Verwendung
geeigneter Federmittelpaare fest vorgegeben. Man könnte je
doch durchaus eine Justierbarkeit der Neutralstellung vorse
hen, beispielsweise durch Gewährleistung einer Verstellbar
keit des die zweite Gegenbeaufschlagungsfläche 65b aufweisen
den Abstützkörpers 52 relativ zum Grundkörper 55 in Richtung
der Einstellbewegung 75. Dadurch könnten unterschiedliche Ab
stände zwischen den einander zugewandten ersten und zweiten
Gegenbeaufschlagungsflächen 65a, 65b vorgegeben werden. Da
die Federmittel 58, 59 zwischen den beiden Gegenbeaufschla
gungsflächen 65a, 65b angeordnet sind, ändert sich mithin
entsprechend der getroffenen Einstellung der Kompressionsgrad
der Federmittel. Dabei verteilt sich das Maß der Änderung des
Abstandes zwischen den beiden Gegenbeaufschlagungsflächen
65a, 65b entsprechend den gewählten Federraten auf die beiden
Federmittel 58, 59, bis die am Ventilgliedträger 33 angrei
fenden Federkräfte wieder ausgeglichen sind. Dies geschieht
in Verbindung mit einer axialen Verlagerung des Ventilgliedträgers
33, der mit den beiden Beaufschlagungsflächen 64a,
64b versehen ist, so dass sich dessen Neutralstellung ändert.
Da die Änderung der Neutralstellung gleichzeitig auch die
Grundstellung des Ventilgliedes 27 beeinflusst, könnte also
auch allein durch Veränderung der gemeinsamen Vorspannung der
beiden Federmittel 58, 59 die Grundstellung des Ventilgliedes
27 variiert werden.
Prinzipiell könnten erste und zweite Federmittel 58, 59 mit
identischer Federrate verwendet werden. Allerdings empfiehlt
sich eine Abstimmung derart, dass die in Schließrichtung 77
wirksamen zweiten Federmittel 59 eine geringere Federrate als
die in Öffnungsrichtung 76 wirksamen ersten Federmittel 58
besitzen, wobei sie zweckmäßigerweise gleichzeitig einen grö
ßeren Feder- bzw. Kompressionsweg zur Verfügung stellen als
die ersten Federmittel 58. Die Bedienung des Steuergerätes 22
wird dadurch vor allem insofern erleichtert, als der Öff
nungshub des Ventilgliedes ausgehend von der Grundstellung
üblicherweise wesentlich größer ist als der mögliche Schließ
hub, so dass der erforderliche Verstellweg zur Verfügung ge
stellt werden kann, ohne eine übermäßige Aktivierungskraft
auf den Betätigungshebel 37 ausüben zu müssen.
Ausgehend von einer eingestellten Grundstellung läßt sich der
freigegebene Einlassquerschnitt stufenlos vergrößern oder
verkleinern, indem der Betätigungshebel 37 in die eine oder
andere Richtung verschwenkt wird. Dabei werden dann jeweils
die einen Federmittel komprimiert, während die anderen Federmittel
sich ausdehnen können. Lässt man den Betätigungshebel
37 los, kehrt die Gesamtanordnung durch die federnde Beauf
schlagung selbsttätig in die Grundstellung zurück.
Beim Ausführungsbeispiel sind das Ventilglied 27, der Ventil
gliedträger 33, der Lagerkörper 34 und die Federmittel 58, 59
als bauliche Einheit ausgeführt, die ausschließlich über den
Lagerkörper 34 an der Rückwand 56 des Gehäuses 24 befestigt
ist. Zur Montage oder Demontage ist lediglich das Ventilglied
27 kurzzeitig zu entfernen, um die verbleibende Einheit von
der Bedienungsseite 49 her durch eine Öffnung 78 hindurch in
das Gehäuse 24 einführen zu können. Die Anordnung ist daher
sehr montage- und wartungsfreundlich. Bei ausreichend groß
bemessener Öffnung 78 kann die Montage und Demontage auch oh
ne Abnehmen des Ventilgliedes 27 erfolgen.
Claims (21)
1. Steuergerät zur Steuerung der Luftzufuhr in den längen
variablen Saugschlauch (3) einer Vakuum-Hebevorrichtung (1),
mit einer mit dem Innenraum (9) des Saugschlauches (3) ver
bundenen oder zu verbindenden Einlassöffnung (26), der ein
bewegliches Ventilglied (27) zugeordnet ist, das zur Vorgabe
unterschiedlicher Einlassquerschnitte mittels einer manuell
aktivierbaren Betätigungseinrichtung (36) im Rahmen einer
Steuerbewegung (29) in unterschiedlichen Relativpositionen
bezüglich der Einlassöffnung (26) positionierbar ist, und mit
einer mit dem Ventilglied (27) zusammenarbeitenden Einstell
einrichtung (54) zur variablen Vorgabe einer vom Ventilglied
(27) im unbetätigten Zustand eingenommenen, von der Schließ
stellung abweichenden Grundstellung, die erste und zweite Fe
dermittel (58, 59) enthält, welche in Richtung der Steuerbe
wegung (29) mit entgegengesetzten Wirkungsrichtungen auf das
Ventilglied (27) einwirken können, dadurch gekennzeichnet,
dass das Ventilglied (27) an einem Ventilgliedträger (33)
gehalten ist, der ausgehend vom Ventilglied (27) zu der der
Einlassöffnung (26) entgegengesetzten Seite wegragt und der
art linear verschiebbar geführt ist, dass die Steuerbewegung
(28) des Ventilgliedes (27) in Achsrichtung der Einlassöffnung
(26) orientiert ist, wobei die Einstelleinrichtung (54)
auf der der Einlassöffnung (26) abgewandten Seite des Ventil
gliedes (27) angeordnet ist und die Federmittel (58, 59) der
Einstelleinrichtung (54) an dem Ventilgliedträger (33) an
greifen.
2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das Ventilglied (27) auf das zugeordnete Ende des Ven
tilgliedträgers (33) vorzugsweise lösbar aufgeschraubt ist.
3. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, dass der Ventilgliedträger (33), das Ventilglied (27)
und die Einlassöffnung (26) koaxial zueinander angeordnet
sind.
4. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass das Ventilglied (27) tellerartig ausge
bildet ist und insbesondere eine sich in Richtung zur Ein
lassöffnung (26) verjüngende Dichtfläche (28) aufweist, die
in die Einlassöffnung (26) eintauchen kann.
5. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Einstelleinrichtung (54) einen be
züglich der Einlassöffnung ortsfest fixierten oder fixierba
ren Lagerkörper (34) aufweist, an dem der Ventilgliedträger
(33) linear verstellbar gelagert ist, wobei die Federmittel
(58, 59) jeweils zwischen dem Ventilgliedträger (33) und dem
Lagerkörper (34) wirksam sind und den Ventilgliedträger (33)
bei unbetätigtem Ventilglied (27) mit Bezug zum Lagerkörper
(34) in einer Neutralstellung halten, in der gleichzeitig das
Ventilglied (27) eine Grundstellung einnimmt.
6. Steuergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass der Lagerkörper (34) den Ventilgliedträger (33) entlang
eines Teils seiner Länge führend umschließt.
7. Steuergerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich
net, dass sich im Innern des Lagerkörpers (34) ein Hohlraum
(31) befindet, in den hinein sich der Ventilgliedträger (33)
erstreckt und der die Federmittel (58, 59) enthält, wobei der
Ventilgliedträger (33) zweckmäßigerweise mit seinem dem Ven
tilglied (27) entgegengesetzten rückwärtigen Endbereich in
nerhalb des Lagerkörpers (34) endet.
8. Steuergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass der Lagerkörper (34) zur Vorgabe der ge
wünschten Grundstellung des Ventilgliedes (27) im Rahmen ei
ner mit der Steuerbewegung (29) des Ventilgliedes (27)
gleichgerichteten Einstellbewegung (75) relativ zur Einlass
öffnung (26) verstellbar und positionierbar ist.
9. Steuergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass die bezüglich dem Lagerkörper (34) ein
genommene Grundstellung des Ventilgliedes durch Veränderung
der Vorspannung beziehungsweise des Kompressionsgrades der
Federmittel variabel vorgebbar ist.
10. Steuergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass der Lagerkörper (34) mehrteilig ausgebildet
ist und einen Grundkörper (55) sowie einen diesbezüg
lich separat ausgebildeten Abstützkörper (52) enthält, wobei
die einen Federmittel (58) zwischen dem Ventilgliedträger
(33) und dem Grundkörper (55) und die anderen Federmittel
(59) zwischen dem Ventilgliedträger (33) und dem Abstützkör
per wirksam sind.
11. Steuergerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
dass der Grundkörper (55) hülsenähnlich ausgebildet ist und
an der dem Ventilglied (27) zugewandten Vorderseite einen vom
Ventilgliedträger (33) durchsetzten Boden aufweist, an dem
sich die ersten Federmittel (58) abstützen, wobei der Ab
stützkörper (52) an der Rückseite des Grundkörpers (55) ins
besondere lösbar und/oder verstellbar gehalten ist und von
den zweiten Federmitteln (59) beaufschlagt wird.
12. Steuergerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Federmittel (58, 59) am Ventilgliedträger
(33) mit Beaufschlagungsflächen (64a, 64b) zusammenarbeiten,
die an entgegengesetzten Axialseiten eines Radialvorsprunges
(66) des Ventilgliedträgers (33) vorgesehen sind.
13. Steuergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, dass der Lagerkörper (55) lösbar am Gehäuse
(24) des Steuergerätes (22) fixiert ist.
14. Steuergerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
dass das Ventilglied (27), der Ventilgliedträger (33), der
Lagerkörper (34) und die Federmittel (58, 59) als bauliche
Einheit ausgeführt sind, die lediglich über den Lagerkörper
(34) am Gehäuse (24) des Steuergerätes (22) gehalten ist.
15. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, dass sowohl die in der Öffnungsrichtung des
Ventilgliedes (27) wirksamen ersten Federmittel (58) als auch
die in der Schließrichtung des Ventilgliedes (27) wirksamen
zweiten Federmittel (59) unabhängig von der momentanen Posi
tion des Ventilgliedes (27) ständig an dem Ventilgliedträger
(33) angreifen.
16. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Federmittel (58,
59) jeweils von mindestens einer zum Ventilgliedträger (33)
koaxialen Schraubenfeder gebildet sind.
17. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Federmittel (58,
59) jeweils von mindestens einer Druckfeder gebildet sind.
18. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, dass der Ventilgliedträger (33) als Schaft
körper ausgebildet ist.
19. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, dass die in der Schließrichtung des Ventil
gliedes (27) wirksamen zweiten Federmittel (59) eine geringe
re Federrate und vorzugsweise einen größeren Federweg aufwei
sen als die entgegengesetzt wirksamen ersten Federmittel
(58).
20. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (36) einen am
Gehäuse (24) des Steuergerätes (22) drehbar gelagerten Betä
tigungshebel (37) enthält, der einen durch die Bedienperson
manuell verschwenkbaren Aktivierungsarm (48) und einen am
Ventilgliedträger (33) angreifenden Betätigungsarm (44) auf
weist.
21. Steuergerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
dass der Aktivierungsarm (48) zur gleichen Seite des Steuer
gerätes (22) hin orientiert ist wie eine manuell verstellbare
Betätigungspartie (67) der Einstelleinrichtung (54).
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