DE10128765C1 - Scherenantrieb - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Scherenantrieb (1), insbesondere für Hubeinrichtungen, mit zwei sich kreuzenden Scherenarmanordnungen (2, 3), die aus vier antreibbaren, gegenläufig verschwenkbaren Armteilen (2', 2'', 3', 3'') gebildet werden, deren innere Enden miteinander im Eingriff stehende Getrieberäder aufweisen, wobei die Armteile seitlich an den Getrieberädern so angeordnet sind, dass zwei parallel beabstandete Schwenkebenen gebildet werden, auf denen die Armteile paarweise aneinander vorbei verschwenkbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Scherenantrieb, insbesondere für Hubeinrichtungen, mit zwei sich kreuzenden Scherenarmanordnungen, die aus vier antreibbaren, gegenläufig ver­ schwenkbaren Armteilen gebildet werden, deren innere Enden miteinander im Eingriff ste­ hende Getrieberäder aufweisen, wobei die Armteile seitlich an den Getrieberädern so an­ geordnet sind, dass zwei parallel beabstandete Schwenkebenen gebildet werden, auf de­ nen die Armteile paarweise aneinander vorbei verschwenkbar sind.

Eine für Hubvorrichtungen weitverbreitete Mechanik ist die einer Einfach-Hubschere, die aus parallel zueinander angeordneten, sich kreuzenden, gegeneinander schwenkbewegli­ chen, antreibbaren Scherenarmen gebildet wird. Die meisten dieser bekannten Hubscheren haben den Nachteil, dass sie, bedingt durch eingeschränkte Krafteinleitungsmöglichkeiten, verhältnismäßig große Bauabmessungen aufweisen, die u. a. zu einem ungünstigen Ver­ hältnis von Maximalhub zu Ausgangshöhe führen.

Aus diesen und weiteren Gründen ist die Vielzahl der bisher bekannten Hubscheren für verschiedene Einsätze, beispielsweise für Handhabungsvorrichtungen oder im Transport- und Lagerwesen, wenig geeignet. Das gilt insbesondere für Anwendungen, wo es von Vorteil wäre, wenn z. B. die vertikal verfahrbare Ebene der Hubeinrichtung, beispielsweise eine Lastaufnahmeeinrichtung, nicht nur in einer Richtung über ihre Abstützung aufwärts, sondern auch mit dem gleichen Hub abwärts unter ihre Abstützung stufenlos verfahrbar ist.

Aus der EP 0 878 437 A1 ist eine Hebevorrichtung bekannt, die zum Anheben eines Ti­ sches eine Armanordnung aufweist, die den Tisch mit einem Fahrgestell verbindet. Die Ar­ manordnung weist vier Arme auf, die jeweils paarweise in etwa parallel zueinander ange­ ordnet sind. Die einander zugewandten Enden der Armpaare sind hierbei an Laschen ange­ lenkt, die über eine Verbindungsplatte miteinander verbunden sind.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Scherenantrieb, insbesondere für eine Hubvorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, einen Gegenstand zwischen einem Erstreckungsmaximum oberhalb und unterhalb bzw. rechts und links der Abstützung des Scherenantriebs stufenlos zu bewegen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus der Kombination von Merkmalen der Unteransprüche.

Jede einzelne Scherenarmanordnung ist für sich genommen auch bereits eine Hubvorrich­ tung. Um größerflächige Einrichtungen zur Aufnahme von Gegenständen einerseits und zur Abstützung andererseits zu bilden, weisen die gebräuchlichsten Hubvorrichtungen jedoch mindestens zwei parallel beabstandete Hubscheren auf, zwischen deren, in Hubrichtung verfahrbaren Scherenarmenden, Aufnahmeeinrichtungen, z. B. Arbeitsplatten, angeordnet sind, während die gegenüber liegenden Scherenarmenden zur Abstützung an ortsfeste Einrichtungen ausgebildet sind. Dem Fachmann sind zahlreiche Möglichkeiten der Gestal­ tung solcher kompletter Hubanlagen bekannt. Die nachfolgenden Ausführungen haben deshalb nur die Besonderheiten der Gestaltung bzw. Ausbildung der erfindungsgemäßen Scherenarmanordnung in einer Einzelbetrachtung zum Gegenstand und nicht deren Wei­ terverwendung zu kompletten Hubeinrichtungen.

Als besonders vorteilhaft wird angesehen, dass der mögliche Gesamthub des erfindungs­ gemäßen Scherenantriebs mehr als doppelt so groß ist, wie der einer traditionellen Sche­ renhubeinrichtung mit vergleichbar langen Scherenarmteilen. Darüber hinaus kommt den unterschiedlichen Möglichkeiten der Krafteinleitung große Bedeutung zu. Parallel zur Hubrichtung ist eine Krafteinleitung mittels einer beidseitig verzahnten Zahnstange vorteil­ haft, die zwischen zwei Getrieberädern, in Form von Stirnrädern, geführt wird und diese kämmt. Für eine Krafteinleitung rechtwinkelig zur Hubrichtung ist es vorteilhaft, die Getrie­ beräder als Schneckenräder auszubilden und mit je einer links- und rechtsgängigen Schnecke anzutreiben.

Die vorbeschriebenen direkten Krafteinleitungsmöglichkeiten mittels Zahnstange oder Schnecke gleichzeitig auf zwei Getrieberäder bedingen, dass die Getrieberäder nur indirekt miteinander im Eingriff stehen. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Krafteinleitung mittels Zahnstange, Schnecke, Kettenrad oder gar einen Schwenkarm auf ein erstes Ge­ trieberad erfolgt und von dort direkt auf ein zweites Getrieberad übertragen wird. Die Mög­ lichkeiten der Direktübertragung im Sinn einer Kraftweiterleitung ist für die Gestaltung und Koppelung von beispielsweise zwei Scherenarmanordnungen zu einer Hubvorrichtung von Bedeutung. Weniger Bauteile, weniger Gewicht und geringere Reibungsverluste verbessern die Wirtschaftlichkeit und Erhöhen die Stabilität.

Wichtigste Voraussetzung für die Funktionstüchtigkeit des Scherenantriebs ist, dass für die Armteile zwei parallel beabstandete Schwenkebenen gebildet werden. Das wird dadurch erreicht, dass zwei in gleicher Hubrichtung verschwenkbare Armteile an einer ersten Sei­ tenfläche der ihnen zugeordneten Getrieberäder angeordnet sind und die zwei in Gegen­ richtung verschwenkbaren Armteile an den den ersten Seitenflächen abgewandten zweiten Seitenflächen der diesen Armteilen zugeordneten Getrieberäder angeordnet sind. So ist es möglich, dass die Scherenarmanordnungen aneinander vorbei verschwenkbar sind.

Die Koppelung von zwei Scherenantrieben zu einem Scherenantrieb ist besonders vorteil­ haft, wenn ein großer Hub mit relativ hoher Verfahrgeschwindigkeit im mittleren Hubbereich und stark abnehmender Verfahrgeschwindigkeit, bis nahezu Null im Bereich der äußeren Endstellungen, gewünscht ist. Die Koppelung von Scherenantrieben erfolgt vorzugsweise mittels Getrieberädern, die an benachbarten freien Enden der Armteile der zu koppelnden Scherenantriebe in der vorstehend beschriebenen Ausführung angeordnet sind, damit auch im Bereich der Koppelung zwei Schwenkebenen für die Armteile vorhanden sind. Durch die Koppelung werden, für sich gesehen, zwei neue Scherenantriebe gebildet, die durch Zwei­ teilung eines Scherenantriebs im Bereich einer gedachten, parallel zur Hubrichtung zwi­ schen den Getrieberädern verlaufenden Mittellinie, gebildet werden.

Die Erfindung ist anhand der Figuren in drei schematisierten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen, jeweils in einer Seitenansicht:

Fig. 1 Scherenantrieb mit Getrieberadanordnung in Blockform.

Fig. 2 Scherenantrieb mit Getrieberadanordnung in Reihe.

Fig. 3 Doppel-Scherenantrieb gebildet aus zwei gekoppelten Scherenantrieben.

Für den mit Fig. 1 gezeigten Scherenantrieb 1 ist eine hier nicht weiter darzustellende Ab­ stützung, z. B. an einem horizontal teleskopierbaren Träger auf der Ebene der Linie A ge­ dacht, von der aus eine Aufnahmeeinrichtung, symbolisiert durch die Linie A' in eine Positi­ on unterhalb der Abstützungslinie A abgesenkt ist. Eine auf wenigstens einem Armteil oder ein stirnverzahntes Getrieberad aufgebrachte Kraft K wird mittels der in direktem Eingriff stehenden Getrieberäder 14 bis 17 auf alle Armteile 2', 3', 2", 3" übertragen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird auf die ohnehin einem Fachmann bekannten Darstellungen von Antriebsvorrichtungen, Krafteinleitungsmöglichkeiten, Getriebeausgestaltung sowie zu Ein­ zelheiten der Auslegung und Anlenkung der Armteile etc. verzichtet.

Fig. 2 zeigt einen Scherenantrieb 1, dessen stirnverzahnte Getrieberäder 14 bis 17 horizon­ tal in Reihe angeordnet sind, wobei eine Antriebskraft K parallel zur Hubrichtung R mittels einer Doppelzahnstange 23 auf die Getrieberäder 14, 15 aufgebracht wird, die mit den Ge­ trieberädern 17 bzw. 16 in direktem Eingriff stehen. An den äußeren Enden der Armteile 2', 3' ist eine Führungs- und Aufnahmeeinrichtung 20, an den äußeren Enden der Armteile 2", 3" eine Abstützungs- und Führungseinrichtung 21 angedeutet. Von einer hier nicht gezeig­ ten, am Scherenkreuz 8' angeordneten Antriebsvorrichtung (Motor, Handkurbel, Hydraulik etc.), kann eine Kraft K auf die Doppelzahnstange 23 aufgebracht werden mit der Folge, dass die Armteile 2', 2" rechtsdrehend und Armteile 3', 3" linksdrehend einen Vertikalhub des Scherenkreuzes 8' und der Führungs- und Aufnahmeeinrichtung 20 an der Abstüt­ zungs- und Führungseinrichtung 21 vorbei bis zu einem oberen und unterem Erstrec­ kungsmaximum ermöglichen.

Der in Fig. 3 gezeigte Scherenantrieb 1 in Doppelausführung wird durch Koppelung der Scherenantriebe 1 und 1' gebildet, wobei das Scherenkreuz 8 der Darstellung in Fig. 1 ent­ spricht. Das Scherenkreuz 8" des Scherenantriebs 1' weist als Getrieberäder Schneckenräder aus, die mittels einer Welle 24 und darauf angeordneten rechts- bzw. linksgängigen Schnecken 25 bzw. 26 angetrieben werden. Auch hier wird auf die Darstellung einer am Scherenkreuz 8" anzuordnenden Antriebsvorrichtung, z. B. ein Getriebemotor, verzichtet. Der Scherenantrieb 1 ist mit seinen äußeren Armteilen an einer angedeuteten, rollbar ab­ gestützten Führungseinrichtung 20 mit ebenfalls angedeuteter Aufnahmeeinrichtung 20' angelenkt, der Scherenantrieb 1' mit seinen äußeren Armteilen an einer nicht näher zu be­ schreibenden, senkrecht auf einer Fahrebene F angeordneten Abstützungs- und Füh­ rungseinrichtung 21. Die Armteile 2', 3" einerseits und die Armteile 3', 2" andererseits sind, wie schon zuvor beschrieben, auf zwei parallel beabstandeten Ebenen verschwenkbar. An den zueinanderweisenden freien Enden der Armteile sind stirnverzahnte Getrieberäder an­ geordnet, die an gemeinsamen Lagern 27, 27' miteinander zum Eingriff kommen. Mit Einlei­ tung einer Kraft K in das Scherenkreuz 8" kann die Führungseinrichtung 20 linear in Rich­ tung R stufenlos zwischen den Erstreckungsmaxima rechts und links der Abstützungs- und Führungseinrichtung 21 verfahren werden.

Claims (9)

1. Scherenantrieb (1) mit zwei sich kreuzenden Scherenarmanordnungen (2, 3), die äußere freie Enden (4, 5 bzw. 6, 7) aufweisen; und mit einem Scherenkreuz (8), in dem sich die Scherenarmanordnungen (2, 3) kreuzen dadurch gekennzeichnet, dass jede Scherenarmanordnung (2, 3) zwei Armteile (2', 2" bzw. 3', 3") aufweist und dass das Scherenkreuz (8) als Getriebe ausgebildet ist, dass die inneren Enden (9 bis 12) der Armteile (2', 2", 3', 3") über vier miteinander im Eingriff stehende Ge­ trieberäder (14 bis 17) koppelt.

2. Scherenantrieb (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Getrieberä­ der (14 bis 17) direkt miteinander im Eingriff stehen.

3. Scherenantrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Getrieberä­ der (14 bis 17) indirekt miteinander im Eingriff stehen.

4. Scherenantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Enden (9, 11) der Armteile (2', 3') an einer ersten Seitenfläche (18) der zugeordneten Getrieberäder (14, 15) angeordnet sind, und die inneren Enden (10, 12) der Armteile (2", 3") an den, ersten Seitenflächen (18) abgewandten zweiten Seitenflächen (19) der diesen Armteilen (2", 3") zugeordneten Getrieberä­ der (16, 17) angeordnet sind.

5. Scherenantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Getrieberad angetrieben ist.

6. Scherenantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Armteil angetrieben ist.

7. Scherenantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden (4, 5 bzw. 6, 7) an zugeordneten Führungen (20 bzw. 21) an­ gelenkt sind.

8. Scherenantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch zwei oder mehr in Reihe miteinander verbindbarer Scherenantriebe, wobei die Antriebs­ kraft zwischen den Scherenantrieben (1, 1') mittels Getrieberäder übertragen wird, die an den äußeren freien Enden benachbarter Armteile (2', 3' bzw. 2", 3") ange­ ordnet sind.

9. Scherenantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Scherenantrieb im Bereich einer gedachten horizontalen oder vertikalen Mittellinie (M oder M') teilbar ist und durch Teilung zwei eigenständig nutzbare Sche­ renantriebe gebildet werden können.