DE10040621A1

DE10040621A1 - Vorrichtung zum erleichterten Handhaben von Lasten

Info

Publication number: DE10040621A1
Application number: DE2000140621
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Braun
Original assignee: SCHMIDT HANDLING GmbH
Current assignee: SCHMIDT HANDLING GmbH
Priority date: 2000-08-16
Filing date: 2000-08-16
Publication date: 2002-02-28
Also published as: DE10139203A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum erleichterten Handhaben von Lasten (5) vorgeschlagen, die eine Hubvorrichtung (1, 2) mit einer daran befestigten Messzellenanordnung (4) aufweist, an der die Lasten (5) befestigbar sind, und in der ein Hebel (19) mit einem Handgriff (22) zum erleichterten Bedienen der Vorrichtung angeordnet ist.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum erleichterten Handhaben von Lasten nach der Gattung des Hauptanspruches.

Eine derartige Vorrichtung, die für den Gewichtsausgleich eines vertikal beweglichen Spindelkastens einer Werkzeugmaschine, bspw. einer Bohr- oder Fräsmaschine, vorgesehen ist, ist aus der DE-OS 34 22 586 bekannt. Die Vorrichtung besteht aus einem Gleichstrommotor zum Antrieb eines Seilzuges, an dem der Spindelkasten aufgehängt ist, dessen Gewicht von einem Kraftaufnehmer ermittelt und dem negierenden Eingang eines Differenzgliedes zuführt wird, an dessem positiven Eingang ein dem aktuellen Gewicht des Spindelkastens entsprechendes Soll-Signal angelegt ist. Mit dem hierdurch gebildeten Differenzsignal wird ein Steuerglied des Gleichstrommotors angesteuert. Der Zweck der bekannten Vorrichtung besteht darin, durch den Gewichtsausgleich einen regelmäßigen horizontalen Vorschub und eine genaue vertikale Positionierung des Spindelkastens bei Bohr- oder Fräsarbeiten zu gewährleisten. Dazu, eine Hilfe beim Anheben schwerer Lasten zu bieten, um deren Handhabung zu erleichtern, eignet sich die bekannte Vorrichtung nicht.

Die Erfindung und ihre Vorteile

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum erleichterten Handhaben von Lasten mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, mit einfachen technische Mitteln einen Gewichtsausgleich herbeizuführen, der die Handhabung unterschiedlichster, auch sperriger Lasten ermöglicht.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Messzelle als Verformungskörper ausgebildet, dessen erste Seite mit dem Gehäuse und dessen zweite Seite mit der Last mechanisch fest verbunden sind. Derartige Messzellen sind wegen ihres einfachen Aufbaus sehr robust und liefern auch nach längerem Gebrauch genaue Messwerte.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist im Gehäuse ein Hebel über eine Halterung schwenkbar gelagert, die den Hebel in zwei Arme aufteilt, von denen ein erster Arm über seine Stirnfläche mit der zweiten Seite des Verformungskörpers verbunden ist, und von denen ein zweiter Arm aus dem Gehäuse austritt. Wird hierbei zum Handhaben an der Messzelle hängender Lasten der aus dem Gehäuse ragende zweite Arm nach oben ausgelenkt, wird durch die dadurch bewirkte bewusste Verfälschung des Gewichtsmessergebnisses vom Hubkolben der Hubvorrichtung eine zusätzliche Auftriebkraft erzeugt, die eine erhebliche Reduzierung des Kraftaufwandes beim Handhaben schwerer Lasten unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bewirkt.

Dies ist insb. dann der Fall, wenn nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung der erste Arm kürzer als der zweite Arm ist, bzw. wenn der zweite Arm mehr als doppelt so lang ist wie der erste Arm.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist auf der zweiten Seite des Verformungskörpers eine Haltehülse mechanisch fest angeordnet ist, mit der die Last verbunden ist. Hierdurch ergibt sich eine sichere Verbindung der zu handhabenden Lasten mit dem Verformungskörper, die das Anheben auch schwerer Lasten erlaubt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Haltehülse einen Kugelgelenkkopf auf, der mit einer in die Stirnfläche des ersten Armes eingearbeiteten Kugelgelenkpfanne in Eingriff steht. Das sich hierdurch ergebende Kugelgelenk ist in allen Richtungen beweglich und ermöglich somit in jedem Fall eine sichere Kraftübertragung vom ersten Arm auf den Verformungskörper.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Ende des zweiten Armes des Hebels mit einem Handgriff versehen, was einen positiven Beitrag zur Bedienfreundlichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum erleichterten Handhaben von Lasten leistet.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beispielsbeschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einzigen Zeichnung dargestellt und im Folgenden näher erläutert. Sie zeigt die aus Messzellenanordnung, elektro-hydraulischer Verstärkerschaltung und Hubkolben zum Anheben der Messzellenanordnung und der daran befestigten Last bestehende erfindungsgemäße Vorrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Dargestellt ist ein in einem Zylinder 1 geführter Hubkolben 2, an dessen Kolbenstange 3 eine Messzellenanordnung 4 und eine daran befestigte und zu handhabende Last 5 hängen. Der Zylinder 1 ist an einer andeutungsweise dargestellten Haltevorrichtung 6 befestigt und weist in seinem unteren Bereich eine Öffnung 7 zum Einführen einer hydraulischen Flüssigkeit oder von Druckluft auf, die von einer dafür geeigneten elektrisch steuerbaren Pumpe 8 geliefert wird. Die Druckluft oder die hydraulische Flüssigkeit kann den Hubkolben 2 nach oben treiben und damit die Messzellenanordnung 4 und die Last 5 anheben. Die Last 5 kann bspw. ein Karosserieteil sein, das über einen Saugnapf 9 und ein Hubgestänge 10 mit der Messzellenanordnung 4 verbunden ist.

Die Messzellenanordnung 4 weist ein mit der Kolbenstange 3 verbundenes stabiles Gehäuse 11 auf, auf dessem Boden 12 eine Messzelle 13 befestigt ist, die aus einem Verformungskörper 14 und darauf angebrachten Dehnungsmessstreifen 23 besteht. Hierbei ist das linke Ende des Verformungskörpers 14 mit dem Boden 12 des Gehäuses 11 mechanisch fest verbunden und weist der Verformungskörper 14 auf seiner rechten Seite eine mechanisch fest damit verbundene Haltehülse 15 auf, an der das durch eine Öffnung 16 aus dem Gehäuse 11 nach unten austretende Hubgestänge 10 zur Halterung der zu handhabenden Lasten 5 befestigt ist.

Weiterhin ist an der Haltehülse 15 ein Kugelgelenkkopf 17 angeformt, der in einer Kugelgelenkpfanne 18 geführt ist, die in das linke Ende eines Hebels 19 eingearbeitet ist. Der Hebel 19 ist in einer auf dem Boden 12 des Gehäuses 11 befestigten Halterung 20 schwenkbar derart gelagert, dass die Halterung 20 den Hebel 19 in einen ersten kürzeren 19' und einen zweiten längeren Arm 19" aufteilt, welcher kürzere Arm 19' mit der am Ende befindlichen Kugelgelenkpfanne 18 nach links weist, und welcher längere Arm 19" nach rechts weist, durch eine Öffnung 21 aus dem Gehäuse 11 austritt und einen Handgriff 22 trägt, der einer Bedienperson die Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erleichtert.

In der Figur nicht dargestellt ist die Spannungsversorgung des Dehnungsmessstreifens 23, der mit einer Verstärkerschaltung 24 verbunden ist, die die vom Dehnungsmessstreifen gelieferten elektrischen Signale verstärkt und aus einem Operationsverstärker 25, einem Eingangswiderstand 26 und einem Rückkopplungswiderstand 27 besteht, welcher letztere Widerstand 27 als Potentiometer ausgebildet ist. Über seinen Ausgang 28 steuert der Operationsverstärker 25 die Pumpe 8 an. Die Verstärkerschaltung 24 und die Pumpe 8 bilden eine elektro hydraulische Verstärkerschaltung 29.

Das Gewicht der Last 5 wird vom Dehnungsmessstreifen 23 der Messzelle 13 erfasst, die diesen Messwert in Form eines elektrischen Signales der Verstärkerschaltung 24 liefert. Gemäß der über das Potentiometer 27 eingestellten Verstärkung des Operationsverstärkers 25 wird die Pumpe 8 mit einem Analogsignal angesteuert, das die Pumpe 8 dazu veranlasst, Druckluft oder eine Hydraulikflüssigkeit mit einem derartigen Druck in den Raum des Zylinders 1 unterhalb des Hubkolbens 2 zu pumpen, dass vom Hubkolben 2 über die Kolbenstange 3 die Messzellenanordnung 4 und die zu handhabende Last 5 auf einer konstanten Höhe gehalten werden.

Wird nun bspw. über den Handgriff 22 der längere Arm 19" des Hebels 19 nach oben bewegt, drückt der kürzere Arm 19' des Hebels 19 über das Kugelgelenk 17, 18 mit einer gemäß dem Verhältnis von längerem Arm 19" zu kürzerem Arm 19' des Hebels 19 entsprechend verstärkten Kraft über die Haltehülse 15 den Verformungskörper 14 nach unten und vergrößert damit den vom Dehnungsmessstreifen 23 gelieferten Gewichtsmesswert um einen dieser Kraft entsprechenden Korrekturwert. Diese positive Messwertkorrektur wird nun von der Verstärkerschaltung 24 verstärkt und gibt Anlass zu einer entsprechenden Vergrößerung der Leistung der Pumpe 8, sodass durch die damit bewirkte Vergrößerung des Druckes der Hydraulikflüssigkeit oder der Druckluft der Hubkolben 2 nach oben bewegt und damit die Last 5 angehoben wird. Hierzu ist demgemäß lediglich erforderlich, den Hebel 19 über den Handgriff 22 leicht nach oben zu bewegen.

Wird der Handgriff 22 nach unten ausgelenkt, ergibt sich durch eine demgegenüber gegensinnige Bewegung des kürzeren Armes 19' des Hebels 19 eine Verringerung des vom Dehnungsmessstreifen 23 an die elektro-hydraulische Verstärkerschaltung 29 gelieferten Messwertes, sodass die Leistung der Pumpe 8 reduziert wird und der Hubzylinder 2 gemeinsam mit der Messzellenanordnung 4 und der Last 5 abgesenkt werden.

Alle in der Beschreibung, in den nachfolgenden Ansprüchen und in der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Form miteinander erfindungswesentlich sein.

Bezugszahlenliste

1

Zylinder

2

Hubkolben

3

Kolbenstange

4

Messzellenanordnung

5

Last

6

Haltevorrichtung

7

Öffnung des Zylinders

1

8

Pumpe

9

Saugnapf

10

Hubgestänge

11

Gehäuse der Messzellenanordnung

4

12

Boden des Gehäuses

13

Messzelle

14

Verformungskörper

15

Haltehülse

16

Öffnung des Gehäuses

11

17

Kugelgelenkkopf

18

Kugelgelenkpfanne

19

Hebel

19

' erster, kürzerer Arm des Hebels

19

" zweiter, längerer Arm des Hebels

19

20

Halterung

21

Öffnung des Gehäuses

11

22

Handgriff

23

Dehnungsmessstreifen

24

Verstärkerschaltung

25

Operationsverstärker

26

Eingangswiderstand

27

Rückkopplungswiderstand

28

Ausgang des Operationsverstärkers

25

29

Steuerschaltung, elektro-hydraulische Verstärkerschaltung

Claims

1. Vorrichtung zum erleichterten Handhaben von Lasten (5) mit einer Hubvorrichtung (1, 2) und einer daran befestigten Messzellenanordnung (4) zur Ermittlung des Gewichtes einer an der Messzellenanordnung (4) befestigten und zu handhabenden Last (5), welche Hubvorrichtung (1, 2) mit der Messzellenanordnung (4) zusätzlich über eine Steuerschaltung (29) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Hubvorrichtung aus einem Zylinder (1) besteht, in dem ein Hubkolben (2) mit einer daran befestigten und aus dem Zylinder (1) austretenden Kolbenstange (3) geführt ist,
dass die Messzellenanordnung (4) ein an der Kolbenstange (3) befestigtes Gehäuse (11) aufweist, in dem eine Messzelle (13) angeordnet ist, an der die Last (5) befestigt ist, und
dass die Steuerschaltung als elektro-hydraulische Verstärkerschaltung (29) ausgebildet ist, die mit der Messzelle (13) verbunden ist und gemäß den von der Messzelle (13) gelieferten Messwerten in den Innenraum des Zylinders (1) eine unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit oder Druckluft einleitet, die auf den Hubkolben (2) eine Kraft ausübt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messzelle (13) als Verformungskörper (14) ausgebildet ist, dessen erste Seite mit dem Gehäuse (11) und dessen zweite Seite mit der Last (5) mechanisch fest verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (11) ein Hebel (19) über eine Halterung (20) schwenkbar gelagert ist, die den Hebel in zwei Arme (19', 19") aufteilt, von denen ein erster Arm (19') über seine Stirnfläche mit der zweiten Seite des Verformungskörpers (14) verbunden ist, und von denen ein zweier Arm (19") aus dem Gehäuse (11) austritt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Arm (19') kürzer als der zweite Arm (19") ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Arm (19") mehr als doppelt so lang ist wie der erste Arm (19').

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der zweiten Seite des Verformungskörpers (14) eine Haltehülse (15) mechanisch fest angeordnet ist, mit der die Last (5) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltehülse (15) einen Kugelgelenkkopf (17) aufweist, der mit einer in die Stirnfläche des ersten Armes (19') eingearbeiteten Kugelgelenkpfanne (18) in Eingriff steht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende des zweiten Armes (19") des Hebels (19) mit einem Handgriff (22) versehen ist.