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Die
Erfindung betrifft eine Arbeitsbühne
mit einem Fahrgestell nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus
dem Stand der Technik wie etwa der
US 4,930,598 sind
Arbeitsbühnen
bekannt, bei denen als Tragmittel für die Arbeitsplattform eine
Gelenkkonstruktion verwendet wird, die einem Scherengitter ähnelt. Durch
die Betätigung
einzelner Gelenkelemente ist es möglich, die Arbeitsplattform
in der Höhe
zu verstellen. Nachteilig an solchen Arbeitsbühnen ist der relativ hohe Materialaufwand
und die Tatsache, dass im eingefahrenen Zustand eine relativ große Resthöhe verbleibt,
da die Scherengitter in der Transportposition in der Regel aufeinanderliegend auf
einem Fahrwerkrahmen abgestützt
werden.
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Diesen
bekannten Nachteilen abhelfend sind zudem Arbeitsbühnen bekannt
geworden, deren Tragmittel teleskopartig aus- und eingefahren werden
können.
Beispielhaft sei hier auf die
DE
103 35 687 verwiesen, in welcher eine Arbeitsbühne offenbart
ist, deren Arbeitsplattform über
drei teleskopierbare Tragmittel mit dem Chassis des Fahrgestells verbunden
ist. Die teleskopierbaren Tragmittel sind einander kreuzend zwischen
Arbeitsplattform und Fahrgestell angeordnet, wobei zumindest zwei
Tragmittel parallel zueinander positioniert sind und das weitere
Tragmittel zwischen diesen angeordnet ist. Zum Aus- und Einfahren
der Teleskopsegmente sind Hubzylinderanordnungen beschrieben, die
dem jeweiligen Tragmittel im Bereich seines Grundrohrs zugeordnet
sind. Da das Grundrohr der Tragmittel jeweils mit dem Chassis des
Fahrwerkes verbundnen ist, haben derartige Ausführungen insbesondere den Nachteil,
dass die Kolbenstangen der Hubzylinderanordnungen sehr weite Wege
zurücklegen
müssen, um
die Arbeitsplattform von einer Transportposition in eine gewünschte Arbeitsposition
zu bewegen. Ein wesentlicher Nachteil derartig gestalteter Hubmechanismen
ist, dass die Hubzylinder einen relativ großen Bauraum benötigen und
wegen der langen von den Kolbenstangen zurückzulegenden Wege kleine Lageabweichungen
in den Lagerungen der Hubzylinder zu erheblichen Verspannungen bei
ausgefahrener Kolbenstange führen
können.
Letzterem Abhilfe schaffend, schlägt die
DE 103 35 687 unter anderem vor,
die Aus- und Einfahrbewegung der Tragmittelsegmente zumindest teilweise über Kettenantriebe zu
realisieren. Derartige Antrieb sind aber konstruktiv aufwendiger
und haben zudem den Nachteil, dass hochpräzise Positionierungen der Arbeitsplattform
in vertikaler Richtung nur eingeschränkt realisiert werden können. In
dem in der
DE 103 35 687 beschriebenen
Ausführungsbeispiel
beschränkt
sich die präzise
Positionierung der Arbeitsplattform allein auf die Bewegung der
Arbeitsbühne
auf dem Boden, da das Fahrwerk der Arbeitsbühne sogenannte „Mecanum-Räder" aufweist, die in
der Regel gemäß der
DE 38 41 971 ausgeführt sind.
Charakteristisch für
derartig ausgeführte
Laufräder
ist, dass diese einen von zueinander benachbarten Tragelementen
gebildeten Radkörper
umfassen, wobei die Tragelemente zwischen sich und auf einem Umfangskreis
liegend eine Vielzahl von Rollkörpern
drehbar aufnehmen und die Rollkörper
zumindest teilweise über
den Umfang der Tragelemente hinausragen und deren Drehachsen schräg zur Drehachse
des Radkörpers
ausgerichtet sind. Indem nun ein solches Laufrad um seine Laufradachse
und die Rollkörper
um ihre Längsachsen drehbar
sind, kann ein so gestaltetes Fahrwerk sehr präzise Richtungsänderungen
vollführen
und im Extremfall ein Drehen auf der Stelle oder präzise 90°-Wechsel
der Bewegungsrichtung ermöglichen.
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Es
ist deshalb Aufgabe der Erfindung die beschriebenen Nachteile des
Standes der Technik zu vermeiden und insbesondere eine Arbeitsbühne vorzuschlagen,
die neben einer kompakten Bauweise eine präzise Positionierung der Arbeitsplattform
ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Indem
die Arbeitsbühne
von Verstellmitteln aktivierbare, teleskopierbare Tragmittel zur
vertikalen Auslenkung einer Arbeitsplattform gegenüber dem Fahrwerk
der Arbeitsbühne
umfasst und die Tragmittel von wenigstens teilweise ineinander verschachtelten
Tragmittelsegmenten gebildet werden und das zumindest eine Verstellmittel
einem verfahrbaren Tragmittelsegment zugeordnet ist wird sichergestellt, dass
die Arbeitsbühne
eine bauraumsparende kompakte Bauweise aufweist und zudem eine sehr
präzise
Positionierung der Arbeitsplattform erreichbar ist. Letzteres wird
insbesondere deshalb möglich,
da nunmehr kürzere
Verstellmittel einsetzbar sind, deren kürzeren Verstellwege auch zu
kürzeren
toleranzbedingten Lageabweichungen führen, was letztlich Zwangskräfte im System
erheblich reduziert oder vollständig
vermeidet.
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Eine
konstruktiv einfache Umsetzung der Erfindung ergibt sich insbesondere
dann, wenn das Tragmittel von drei wenigstens teilweise ineinander verschachtelten
Tragmittelsegmenten gebildet wird und das zumindest eine Verstellmittel
dem mittleren Tragmittelsegment zugeordnet ist.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Verstellmittel
als Hubzylinderanordnung ausgebildet, die zumindest eine mit dem
Chassis des Fahrwerks und eine mit einer Arbeitsplattform gekoppelte
Kolbenstange umfasst, sodass bei Druckbeaufschlagung der Hubzylinderanordnung
die Arbeitsplattform kontinuierlich gegenüber dem Fahrwerk in vertikaler
Richtung verfahren werden kann, wobei die vertikale Lageänderung
aufgrund der als Hubzylinder ausgeführten Verstellmittel sehr feinfühlig erfolgen kann.
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Ein
zügiges
und gleichmäßiges Verfahren der
Arbeitsplattform kann dann erreicht werden, wenn die Hubzylinderanordnung
als Gleichlaufzylinderanordnung in der Weise ausgeführt ist,
dass die Hubzylinderanordnung einen ersten Hubzylinder und einen
weiteren Hubzylinder umfasst, die mit ein und demselben verfahrbaren
Tragmittelsegment und miteinander über ein Leitungssystem in der
Weise gekoppelt sind, dass die kolbenstangenseitigen Druckkammern
und die kolbenflächenseitigen
Druckkammern der Hubzylinder jeweils miteinander verbunden sind.
Dieser Effekt wird dann am größten sein,
wenn nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung alle kolbenstangenseitigen
Druckkammern und alle kolbenflächenseitigen Druckkammern
der den jeweiligen Tragmitteln zugeordneten Hubzylinder miteinander
verbunden sind.
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Zur
Vermeidung von Überlastungen
und damit verbundenen Störungen
beim Verfahren der Arbeitsplattform ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung vorgesehen, dass das Leitungssystem der Hubzylinder zumindest
ein Rückschlagventil
und eine Druckspeichereinheit umfasst.
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Eine
optimale Ausnutzung des begrenzt verfügbaren Bauraumes ergibt sich
auch dann, wenn gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das Druckspeichermedium
innerhalb der Kolbenstangen der als Hubzylinder ausgeführten Verstellmittel
geführt
wird.
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Zur
Vermeidung von Zwangskräften
bei der Bewegung der Arbeitsplattform, die zugleich negative Auswirkungen
auf eine feinfühlige
Positionierung der Arbeitsplattform hätten, wird weiter vorgeschlagen,
dass die Hubzylinder und/oder die mit dem Chassis des Fahrwerks
und der Arbeitsplattform verbundenen Tragmittelsegmente mittels
Schwenkgelenken, vorzugsweise mittels Kugelgelenken an dem Chassis
und der Arbeitsplattform angebunden sind. Auf diese Weise können sich
die Hubzylinder sowie die Tragmittelsegmente mit einer Vielzahl
von Freiheitsgraden um ihre Anlenkpunkte bewegen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest
ein Schwenkgelenk eines Tragmittels und/oder eines Hubzylinders
als Kreuzschlittengelenk ausgebildet. Dies hat insbesondere den
Vorteil, dass zum Ausgleich toleranzbedingter Lageabweichungen zur
Vermeidung von Zwangskräften
die verschiedenen Anlenkpunkte der Hubzylinder und der Tragmittel
neben den Schwenkbewegungen auch Schubbewegungen quer zur Längsrichtung
der Arbeitsbühne
ausführen
können.
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Eine
bauraumsparende und die Arbeitsplattform sicher in der Arbeitsposition
haltende Anordnung der Tragmittel ergibt sich in einer vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung dann, wenn zwischen Fahrwerk und Arbeitsplattform
zumindest drei Tragmittel vorgesehen sind, die einander kreuzend
die Arbeitsplattform mit dem Fahrwerk verbinden, wobei zumindest
zwei Tragmittel parallel zueinander angeordnet sind und zumindest
ein weiteres Tragmittel zwischen den parallel angeordneten Tragmitteln
angeordnet ist.
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Damit
die Position der Arbeitsplattform sehr präzise eingestellt werden kann
und auch Schrägstellungen
der Arbeitsplattform präzise
angefahren werden können,
ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass
jedem Tragmittel ein Seilzugsensor in der Weise zugeordnet ist,
dass das Führungsseil
die Längenänderung
des jeweiligen Tragmittels detektiert. Die Positioniergenauigkeit der
Arbeitsplattform wird auch dadurch noch verbessert, wenn bei der
Bewegung der Arbeitsplattform auch die Neigung der Arbeitsbühne wegen
Bodenunebenheiten berücksichtigt
wird. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass zumindest
dem Fahrwerk und/oder den Tragmitteln und/oder der Arbeitsplattform
ein Neigungssensor zur Ermittlung der Arbeitsbühnenneigung zugeordnet ist.
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Eine
wirkungsvolle, effizient arbeitende und einfach umsetzbare Verarbeitung
der detektierten Längenänderungssignale
in eine präzise
Positionierung der Arbeitsplattform wird dann erreicht, wenn die
Längenänderung
des jeweiligen Tragmittels in Ist-Längensignalen kodiert wird und
die Ist-Längensignale
in einer Steuer- und Regeleinheit mit Soll-Längensignalen verglichen werden
und bei Übereinstimmung
der detektierten Ist-Längensignale mit
den vorgegebenen Soll-Längensignalen
Stoppsignale zur Stillsetzung der Bewegung der Tragmittelsegmente
von der Steuer- und Regeleinheit generiert werden.
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In
analoger Weise wird die präzise
Positionierung auch dadurch noch unterstützt, wenn in einer vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung die Längenänderung des jeweiligen Tragmittels
in Ist-Längensignalen
kodiert wird und die Ist-Längensignale
in einer Steuer- und Regeleinheit mit Soll-Längensignalen verglichen werden
und wobei der Vergleich die Neigung der Arbeitsbühne durch von den Neigungssensoren
generierten Neigungssignalen berücksichtigt
und wobei die Steuer- und Regeleinheit bei Übereinstimmung der detektierten
Ist-Längensignale
mit den vorgegebenen Soll- Längensignalen
Stoppsignale zur Stillsetzung der Bewegung der Tragmittelsegmente
generiert.
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Eine
hochpräzise
Positionierung der Arbeitsbühne
als solche auf dem Boden wird in vorteilhafter Ausgestaltung der
Erfindung dadurch erreicht, dass das Fahrwerk eine Vielzahl von
Laufrädern
umfasst und die Laufräder
einen von zueinander benachbarten Tragelementen gebildeten Radkörper umfassen, wobei
die Tragelemente zwischen sich und auf einem Umfangskreis liegend
eine Vielzahl von Rollkörpern drehbar
aufnehmen und die Rollkörper
zumindest teilweise über
den Umfang der Tragelemente hinausragen und deren Drehachsen schräg zur Laufradachse
des Radkörpers
ausgerichtet sind.
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Eine
präzise
Positionierung und ein sicheres Fahren der Arbeitsbühne auf
einem Untergrund wird auch dadurch unterstützt, wenn in einer vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung die Außenkontur
zumindest eines Rollkörpers
eine elliptische Gestalt aufweist und wobei die Geometrie dieser
Ellipse an die Geometrie der von den Rollkörpern des Laufrades bei dessen
Drehung um die Laufradachse beschriebenen zylinderförmigen Hüllkurve
angepasst ist.
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Das
Zurücklegen
präziser
Fahrwege auf einem Untergrund lässt
sich auch dadurch optimieren, dass jedem Laufrad des Fahrwerks zumindest
ein Hydromotor zum aktiven Antrieb des jeweiligen Laufrades zugeordnet
ist und wobei das Druckölmedium durch
einen elektrischen Steuerkreislauf bereitgestellt wird, da Hydromotoren
neben sehr langsamen Drehzahlen auch sehr kleine Drehwinkel der
Laufräder
umsetzen können.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung verfügt das Fahrwerk über paarweise
angeordnete Laufräder,
wobei zumindest einem der paarweise angeordneten Laufräder ein
Radmotor zugeordnet ist, sodass das Fahrwerk einerseits größere Lasten
auf dem Boden abstützen
kann, andererseits aber die Kosten für das Radantriebsystem vertretbar
bleiben. In diesem Zusammenhang ist es aber auch denkbar, dass jedem
Laufrad ein Radmotor zugeordnet ist, sodass neben den zwar steigenden
Herstellkosten erheblich höhere
Antriebsleistungen übertragen
und folglich größere Massen
von der Arbeitsbühne
bewegt werden können.
Eine sehr energieeffiziente Antriebsstruktur wird dann erreicht,
wenn in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung jedem der paarweise
angeordneten Laufräder
ein Radmotor zugeordnet ist und wobei der Antrieb zumindest eines
der Radmotoren der paarweise angeordneten Laufräder auf die Überwindung
der Rollreibung zwischen dem jeweiligen Laufrad und dem Boden beschränkt ist,
sodass diesem Laufrad keine aktive Antriebsfunktion für die Arbeitsbühne zukommt.
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Indem
der elektrische Steuerkreislauf mittels Batterie betrieben arbeitet
und ein der Batterie zugeordneter Batterieregler nur soviel elektrische
Energie bereitstellt, dass das Fördervolumen
des Druckölmediums
gerade dem Leistungsbedarf der angetriebenen Laufräder entspricht,
wird sichergestellt, dass einerseits die Speicherkapazität der Batterie
optimal genutzt wird und zum anderen die Laufräder nahezu ideal zur Umsetzung
der erforderlichen Bewegungen angesteuert werden können.
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Zur
Vermeidung von Wankbewegungen der Tragmittel bei der Positionierung
der Arbeitsplattform ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung
vorgesehen, dass die wenigstens teilweise teleskopierbar ineinander
verschachtelten Tragmittelsegmente einen prismatischen Querschnitt
aufweisen.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand weiterer Unteransprüche und
werden nachfolgend an Hand eines in mehreren Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiels
beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Arbeitsbühne
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2 eine
Detaildarstellung eines Tragmittels der Arbeitsbühne
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3 eine
Seitenansicht der erfindungsgemäßen Arbeitsbühne
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4 eine
Detailansicht eines Laufrades der erfindungsgemäßen Arbeitsbühne
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1 zeigt
in perspektivischer Ansicht eine Ausführungsform einer Arbeitsbühne 1 mit
einem Fahrwerk 2, an dem drei Tragmittel 3, 4, 5 schwenkbar
befestigt sind. Die Tragmittel 3, 4, 5 sind
als aus Tragmittelsegmenten 6, 7, 8 zusammengesetzte
teleskopierbare Masten ausgebildet, an deren Enden eine Arbeitsplattform 9 befestigt
ist. Die Enden der Tragmittel 3, 4, 5 sind
gelenkig an der Unterseite der Arbeitsplattform 9 angelenkt,
so dass durch Ein- oder Ausfahren der Tragmittelsegmente 6, 7, 8 eine
vertikale Bewegung der Arbeitsplattform 9 ermöglicht wird.
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Die
gelenkige Verbindung der Tragmittel 3-5 mit dem
Fahrwerk 2 und der Arbeitsplattform 9 wird über noch
näher zu
beschreibende Schwenkgelenke 10 realisiert. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel sind
zwei Tragmittel 3, 4 parallel zueinander angeordnet
und mittels der Schwenkgelenke 10 am Fahrwerk 2 und
der Arbeitsplattform 9 in der Weise angeordnet, dass sich
diese Tragmittel 3, 4 etwa diagonal von einer
Seite des Fahrwerks 2 zur gegenüberliegenden Seite der Arbeitsbühne 9 erstrecken.
Zwischen diesen Tragmitteln 3, 4 ist kreuzend
ein drittes Tragmittel 5 hindurchgeführt, welches an dem anderen
Ende des Fahrwerks 2 und dem gegenüberliegenden Ende der Arbeitsbühne 9 verschwenkbar
angelenkt ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die Arbeitsplattform 9 in
einer angehobenen Stellung gezeigt, wobei zu erkennen ist, dass
durch die Anordnung der plattformseitigen Enden der Tragmittel 3-5 auf
und symmetrisch zur Mittelachse 11 der rechteckigen Arbeitsplattform 9 eine
Dreipunktlagerung der Arbeitsplattform 9 realisiert wird.
Dies führt
zu einer stabilen Lagerung der Arbeitsplattform 9 sowohl
während
einer Vertikalbewegung als auch im gehaltenen Zustand.
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Weiter
wird im dargestellten Ausführungsbeispiel
das Fahrwerk 2 von einzeln im Chassis 12 des Fahrwerks 2 angelenkten
Laufrädern 13 gebildet.
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Gemäß der Vergrößerung in 1 sind
die Laufräder 13 als
sogenannte Mecanum-Räder ausgeführt. Der
Radkörper 14 derartiger
Laufräder 13 umfasst
neben der nur strich-punktiert dargestellten Laufradachse 15 beidseitig
die Laufradbreite begrenzende, zueinander benachbart angeordnete
Tragelemente 16, 17, welche drehfest mit der Laufradachse 15 verbunden
sind. Die Tragelemente 16, 17 werden in regelmäßigen Abständen von
auf einem gemeinsamen Umfangskreis liegenden Öffnungen 18 durchsetzt,
wobei die Öffnungen 18 von
nicht näher
dargestellten Lagersitzen der der Umfangsfläche des Laufrades 13 zugeordneten
Rollkörper 19 durchsetzt
werden. Die Rollkörper 19 werden
jeweils freidrehbar von den Tragelementen 5, 6 aufgenommen, wobei
die Drehachse 20 jedes Rollkörpers 19 winklig zur
Laufradachse 15 des jeweiligen Laufrades 13 angeordnet
ist und diese Schrägstellung
der Rollkörper 19 durch
den sich in der Frontansicht ergebenden Winkel α zwischen besagter Laufradachse 15 und der
jeweiligen Drehachse 20 ergibt. Indem das Laufrad 13 einerseits
um seine eigene Laufradachse 15 gemäß den Pfeilrichtungen 21 in
und entgegen dem Uhrzeigersinn umlaufen kann und andererseits jeder Rollkörper 19 um
seine Drehachse 20 gemäß Pfeilrichtung 22 ebenfalls
in oder entgegen dem Uhrzeigersinn umläuft, wird ein mit derartigen
Laufrädern 13 versehenes
Fahrzeug, in an sich bekannter Weise in die Lage versetzt, sehr
präzise
Bewegungen in unterschiedlichste Bewegungsrichtungen zu vollführen. Den
dem Radkörper 14 beidseitig
zugeordneten Tragelementen 16, 17 sind zudem in
ihren radial äußeren Bereichen
sogenannte Abschirmbereiche 23 angeformt, die sich wenigstens
teilweise in den Bereich zwischen benachbarten Rollkörpern 19 erstrecken, sodass
die sich zwischen aufeinanderfolgenden Rollkörpern 19 ergebenden
Freiräume 24 weitgehend abgeschirmt
sind. Dies verhindert insbesondere, dass auf dem von dem Laufrad 13 überfahrenen
Boden liegende Hindernisse nicht in diese Freiräume 24 eindringen
und das Laufrad 13 beschädigen können.
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In 2 ist
nun die Anordnung der die Ein- und Ausfahrbewegung der Tragmittelsegmente 6-8 bewirkenden
Verstellmittel 25 am Beispiel des Tragmittels 3 beschrieben.
In 2 ist das Verstellmittel 25 als doppeltwirkender
Hubzylinder 26 ausgeführt, dessen
Zylinderrumpf 27 über
eine oder mehrere Flanschverbindungen 28 gestellfest aber
lösbar
mit dem mittleren, verfahrbaren Tragmittelsegment 7 verbunden
ist. Die das untere, mit dem Chassis 12 des Fahrwerks 2 gelenkig
verbundene Tragmittelsegment 6 durchsetzende Kolbenstange 29 ist
im einfachsten Fall ebenfalls über
die Gelenkverbindung 10 des unteren Tragmittelsegments 6 an
dem Chassis 12 des Fahrwerks 2 angebunden. In
analoger Weise ist die das obere, mit der Arbeitsplattform 9 gelenkig verbundene
Tragmittelsegment 8 durchsetzende Kolbenstange 30 im
einfachsten Fall ebenfalls über
die Gelenkverbindung 10 des oberen Tragmittelsegments 8 an
der Arbeitsplattform 9 befestigt. Weiter ist dem Zylinderrumpf 27 ein
Trennsteg 31 zugeordnet, der die kolbenflächenseitigen
Druckkammern 32, 33 des Hubzylinders 26 gegeneinander
absperrt, sodass sich die Kolbenstangenbewegungen nicht gegenseitig
beeinflussen. Wegen des Trennstegs 31 verfügen alle
kolbenstangenseitigen Druckkammern 34, 35 und
kolbenflächenseitigen
Druckkammern 32, 33 über jeweils zumindest einen
Zulaufstutzen 36-39 über die ein Ölstrom 40 dem
Hubzylinder 26 zu- oder von diesem abgeführt werden
kann.
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Je
nach dem, ob nun die kolbenstangenseitigen Druckkammern 34, 35 oder
die kolbenflächenseitigen
Druckkammern 32, 33 druckbeaufschlagt werden,
fahren die Kolbenstangen 29, 30 entweder in den
Zylinderrumpf 27 hinein oder treten aus diesem aus. Wegen
der gelenkigen Verbindung 10 der Kolbenstangen 29, 30 und
dem unteren bzw. oberen Tragmittelsegment 6, 8 mit
dem Chassis 12 oder der Arbeitsplattform 9 führen die
Druckbeaufschlagung oder Druckentlastung zum teleskopartigen Verschieben
der zumindest teilweise ineinander verschachtelten Tragmittelsegmente 6-8 gegeneinander.
Fahren die Kolbenstangen 29, 30 aus wird die Arbeitsplattform 9 in
vertikaler Richtung nach oben bewegt, während beim Einfahren der Kolbenstangen 29, 30 die Arbeitsplattform 9 von
einer Arbeitsposition in eine Transportposition auf dem Chassis 12 des
Fahrwerks 2 bewegt wird.
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Indem
nun jeweils die kolbenstangenseitigen Druckkammern 34, 35 und
die kobenflächenseitigen Druckkammern 32, 33 des
Hubzylinders 26 kurzgeschlossen sind, werden die miteinander
verbundenen Druckkammern 32-35 jeweils zugleich
mit einem Ölstrom 40 druckbeaufschlagt
oder druckentlastet, sodass der Hubzylinder 26 als Gleichlaufzylinder ausgebildet
arbeitet. In Bezug auf die ein und demselben Tragmittel 3-5 zugeordneten
Hubzylinder 26 wird dadurch ein nahezu gleichmäßiges Aus-
oder Einfahren der Kolbenstangen 29, 30 des einen
Hubzylinders 26 bewirkt, sodass die verschiebbaren Tragmittelsegmente 6-8 nahezu
die gleichen Wege zurücklegen.
Wenn nun jeweils die kolbenstangenseitigen Druckkammern 34, 35 und
die kobenflächenseitigen
Druckkammern 32, 33 aller den verschiedenen Tragmitteln 3-5 zugeordneten
Hubzylinder 26 miteinander gekoppelt sind hat dies den
Vorteil, dass alle Tragmittel 3-5 bei Druckbeaufschlagung
oder Druckentlastung der Hubzylinder 26 nahezu die gleiche
Längenänderung
erfahren, sodass Verspannungen aufgrund unterschiedlicher Längenänderungen
der einzelnen Tragmittel 3-5 vermieden werden.
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Zur
Vermeidung oder Dämpfung
von lastabhängigen
Druckspitzen kann der den Hubzylinder 26 versorgende Hydraulikkreislauf 41 zumindest
ein Rückschlagventil 42 und/oder
einen Druckspeicher 43 umfassen. In analoger Weise kann
der Hubzylinder 26 gemäß der rechten
Darstellung in 2 auch durch zwei doppeltwirkende
Hubzylinder 26a, 26b ersetzt sein, wobei jeder
dieser Hubzylinder 26a, b mittels einer geeigneten Anzahl
der bereits beschriebenen Flanschverbindungen 28 dem verfahrbaren Tragmittelsegment 7 zugeordnet
ist. Je nach Gestaltung der Tragmittelsegmente 7 können der
oder die Hubzylinder 26, 26a, 26b dem
verfahrbaren Tragmittelsegment 6 innen- oder außenseitig
zugeordnet sein. In Analogie zu dem einstückig ausgeführten Hubzylinder 26 können auch
die paarweise angeordneten Hubzylinder 26a, 26b so
in den Hydraulikkreislauf 41 eingebunden sein, dass jeweils
die kolbenstangenseitigen Druckkammern 34, 35 und
die kolbenflächenseitigen
Druckkammern 32, 33 der jeweiligen Hubzylinder 26b,
a miteinander verbunden sind, sodass die jeweiligen Druckkammern 32-35 zugleich
mittels eines Ölstroms 40 druckbeaufschlagt oder
durch Abführung
eines Ölstroms 40 druckentlastet
werden. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Hubzylinder 26, 26a, 26b auch
freischwebend zwischen den Schwenkgelenken 10 angeordnet
sein könne,
sodass auf wie auch immer gestaltete Flanschverbindungen 28 verzichtet
werden kann.
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Wegen
des begrenzt verfügbaren
Bauraumes innerhalb und außerhalb
der Tragmittel 6-8 können in einer vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung die Kolbenstangen 29, 30 der
Hubzylinder 26, 26a, 26b in ihrem Inneren
Bohrungen 44 zur Führung des Ölstroms 41 im
Inneren der Hubzylinder 26, 26a, 26b aufweisen.
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Wegen
der zum Teil langen Verfahrwege 45 zwischen den Endlagenpositionen
der Arbeitsplattform 9 können zur Vermeidung von toleranzbedingten
Zwangskräften
die bereits beschriebenen Schwenkgelenke 10 als an sich
bekannte und deshalb nicht näher
dargestellte Kugelgelenke 46 ausgeführt sein, sodass die Kolbenstangen 29, 30 und
die jeweiligen Tragmittelsegmente 6, 8 mit großem Freiheitsgrad
in den Schwenkgelenken 10 bewegt werden können. Der
Effekt des Ausgleichs von Lageabweichungen wird auch dadurch noch
erhöht,
wenn zumindest ein Schwenkgelenk 10 der Tragmittelsegmente 6-8 und
der Hubzylinder 26, 26a, 26b als sogenanntes
an sich bekanntes und deshalb nicht näher dargestelltes Kreuzschlittengelenk 67 ausgeführt ist.
Dies hat insbesondere den Vorteil, dass mit einem Kreuzschlittengelenk 67 gekoppelte
Glieder neben der Schwenkbewegung eine Querverschiebung realisieren
können,
sodass das jeweilige Tragmittelsegment 6-8 und/oder
die Hubzylinder 26, 26a, 26b zum Lageausgleich
quer zur Längsrichtung
der Arbeitsbühne 1 verschoben
werden können.
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3 zeigt
schematisch die Einstellung der gewünschten Position der Arbeitsplattform 9.
Eine besonders präzise
vertikale Positionierung der Arbeitsplattform 9 wird dann
erreicht, wenn jedem Tragmittel 3-5 ein sogenannter
Seilzugsensor 47 zugeordnet ist. In an sich bekannter Weise
sind Seilzugsensoren 47 so ausgebildet, dass ein Führungsseil 48 zur
Detektion von Längenänderungen
eingesetzt wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind den dem
Chassis 12 zugeordneten Schwenkgelenken 10 jedes
Tragmittels 3-5 Seilrollen 49 zur Speicherung
des Führungsseils 48 zugeordnet.
Anderenends ist das Führungsseil 48 mit
der Arbeitsplattform 9 verbundnen. Dies kann, wie dargestellt,
dadurch erfolgen, dass das Führungsseil 48 arbeitsplattformseitig
ebenfalls mit den Schwenkgelenken 10 der Tragmittel 3-5 gekoppelt
ist. In an sich bekannter Weise wird die Drehbewegung der Seilrollen 49 und
der Wickeldurchmesser des Führungsseils 48 auf
der jeweiligen Seilrolle 49 detektiert. Aus diesen Informationen
wird in einer Steuer- und Regeleinheit 50 die jeweils die
tatsächliche
Länge des
abgewickelten Führungsseils 48 bestimmt
und wegen der bekannten Geometrie der Arbeitsbühne 1 schließlich die
Lage der Arbeitsplattform 9 im Raum ermittelt.
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Die
Steuer- und Regeleinheit 50 ist in der Regel so beschaffen,
dass sie zudem über
die Definition einer abzuwickelnden Länge des jeweiligen Führungsseils 48 die
Aus- und Einfahrbewegung
der Tragmittel 3-5 steuert, sodass in Abhängigkeit
von der Definition dieser Längen
die Arbeitsplattform 9 in verschiedenste vertikale Positionen
bewegbar ist, wobei die Arbeitsplattform 9 dabei in unterschiedlichsten
vertikalen Positionen ebene oder geneigte Ausrichtungen einnehmen
kann. Denkbar wäre
in diesem Zusammenhang auch, dass den Tragmitteln 3-5 und/oder
dem Fahrgestell 12 und/oder der Arbeitsplattform 9,
vorzugsweise dem Chassis 12 zudem an sich bekannte, nur
symbolisch dargestellte Neigungssensoren 51 zugeordnet
sind, die darüber hinaus
die von der Neigung des Bodens 52 abhängige Schrägstellung der Arbeitsbühne 1 detektiert
und wobei diese Informationen in der Steuer- und Regeleinheit 50 bei
der Positionierung der Arbeitsplattform 9 berücksichtigt
werden. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass unabhängig von
der Ebenheit des Bodens 52 stets eine nahezu horizontale
Position der Arbeitsplattform 9 im Raum erreichbar ist.
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Eine
einfache technische Umsetzung dieses Steuer- und Regelprozesses
würde sich
in an sich bekannter Weise dadurch realisieren lassen, wenn die
Längenänderung
des jeweiligen Tragmittels 3-5 in Längenänderungssignalen
X kodiert wird und die Längenänderungssignale
X in der Steuer- und Regeleinheit 50 mit Soll-Längenänderungssignalen Y verglichen
werden und bei Übereinstimmung
der detektierten Längenänderung
mit der vorgegeben Soll-Längenänderung
Stoppsignale Z zur Stillsetzung der Bewegung der Tragmittelsegmente 6-8 generiert
werden. Im einfachsten Fall führen
die Stoppsignale Z zur Unterbrechung des in 2 dargestellten Ölstromes 40 in
dem Hydraulikkreislauf 41. In analoger Weise können die
von den Neigungssensoren 51 generierten Neigungssignale
W bei der Generierung der Stoppsignale Z in der Steuer- und Regeleinheit 50 berücksichtigt
werden.
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Neben
der präzisen
Positionierung der Arbeitsplattform 9 in vertikaler Richtung
spielt zugleich auch die präzise
Positionierung der Arbeitsbühne 1 im
Raum eine grolle Rolle. Dies wird um so präziser möglich sein, je feinfühliger das
Fahrwerk 12 auf dem Boden bewegt werden kann. Indem nun
jedem Laufrad 13 ein Radmotor 53 zugeordnet ist,
kann zunächst
jedes Laufrad 13 individuell angesteuert werden, wobei
Radmotoren 53 in der Regel so ansteuerbar sind, dass das
dem jeweiligen Radmotor 53 zugeordnete Laufrad 13 mit
extrem niedriger Drehzahl und auch nur um extrem kleine Drehwinkel
bewegbar ist, sodass die Arbeitsbühne 1 letztlich sehr
präzise auch über sehr
kurze Distanzen verfahren werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Radmotoren 53 als Hydromotoren 54 ausgeführt, wobei die
in den Hydraulikkreislauf 55 eingebundene Hydropumpe 56 über einen
elektrischen Steuerkreis 57 in an sich bekannter Weise
so angesteuert wird, dass die einzelnen Laufräder 13 unabhängig voneinander
mit Drucköl
versorgt werden können.
Da derartige Arbeitsbühnen 1 als
Energiequelle in der Regel ein Batteriesystem 58 umfassen,
spielt der effiziente Einsatz von Energie eine erhebliche Rolle,
um zeitaufwendige Ladeprozesse zu minimieren. Unter diesem Gesichtspunkt
verfügt
das elektrische Batteriesystem 58 über zumindest einen Batterieregler 59 der
die Energieabgabe der Batterie 58 in der Weise regelt,
dass nur soviel elektrische Energie von der Batterie 58 bereitgestellt
wird, dass das Fördervolumen
des Druckölmediums
gerade dem Leistungsbedarf der Radmotoren 53 zum Antrieb
des jeweiligen Laufrades 13 entspricht. Gemäß der Detaildarstellung
B in 3 kann das Fahrwerk 2 der Arbeitsbühne 1 so
gestaltet sein, dass die Laufräder 13 jeweils paarweise
angeordnet sind, wobei jedem Laufrad 13 ein Radmotor 53a, 53b zugeordnet
ist. In diesem Zusammenhang ist es denkbar, dass einer der paarweise
angeordneten Radmotoren 53a, 53b nur soviel Antriebsenergie
für das
ihm zugeordneten Laufrad 13 zur Verfügung stellt, dass gerade die
Rollreibung des Laufrades 13 auf dem Boden 52 überwunden wird,
das Laufrad 13 selbst aber keinen aktiven Antrieb der Arbeitsbühne 1 bewirkt.
Unter dem Gesichtspunkt der Reduzierung von Herstellkosten ist es
aber auch denkbar, dass nur einem der paarweise angeordneten Laufrädern 13 ein
Radmotor 53a, 53b zugeordnet ist, sodass das weitere
Laufrad 13 stets nur eine Stützfunktion jedoch keine Antriebsfunktion übernimmt.
Indem alle Laufräder 13 aber
als sogenannte Mecanum-Räder ausgeführt sind
bleibt in jedem Fall die hochflexible Bewegung der Arbeitsbühne 1 erhalten.
-
Eine
hohe Steifigkeit der Tragmittel 3-5 sowie eine
präzise
Führung
der jeweiligen Tragmittelsegmente 6-8 wird zudem
dadurch erreicht, wenn die Tragmittelsegmente 6-8 gemäß der Einzelheit
A in 3 einen prismatischen Querschnitt 66 aufweisen.
-
Wie
oben beschrieben sind die Laufräder 13 als
sogenannte Mecanum-Räder
ausgeführt,
die wegen der am Umfang jedes Laufrades 13 angeordneten
Rollkörper 19 und
der damit verbundenen Überlagerung
von Drehbewegungen des Radkörpers 14 und
der Rollkörper 19 eine
sehr präzise
Führung
der Arbeitsbühne 1 auf
dem
-
Boden
ermöglichen.
Diese hohe Präzision, gepaart
mit einer großen
Laufruhe und niedrigem Verschleiß derartiger Laufräder 13 wird
auch dadurch noch gefördert,
wenn die Rollkörper 19 der
Laufräder 13 wie
in 4 beschrieben gestaltete sind.
-
Gemäß 4 beschreiben
die dem Laufrad 13 zugeordneten Rollkörper 19 bei Drehung
des Laufrades 13 um seine Laufradachse 15 eine
zylinderförmige
Hüllkurve 60.
Aufgrund dessen, dass die Drehachsen 20 der Rollkörper 19 und
die Laufradachse 15 des jeweiligen Laufrades 13 nicht
zueinander fluchten, d.h. im Raum nicht parallel zueinander ausgerichtet
sind, überstreicht
bei Drehung des Laufrades 13 jeder Rollkörper 19 den
Boden 52 in der Weise, dass zunächst der in Drehrichtung vorgeordnete
Bereich und dann die nachgeordneten Bereiche jedes Rollkörpers 19 in
Kontakt mit dem Boden 52 gelangen. Bei dieser Abrollbewegung
ergibt sich schließlich
eine Kontaktzone zwischen Rollkörper 19 und
Boden 52, die von einer im Raum liegenden Abrollspur 61 gebildet
wird, wobei die Punkte der Abrollspur 61 jeweils die Berührungspunkte
zwischen dem Boden 52 und der Lauffläche 62 des jeweiligen
Rollkörpers 19 darstellen.
-
Die
schräge
Anordnung der Rollkörper 19 zur
Laufradachse 15 führt
dazu, dass ein Schnitt durch die Hüllkurve 60 in Orientierungsrichtung
der Drehachse 20 eines Rollkörpers 19 eine Schnittlinie 63 mit
elliptischer Kontur hervorruft. Diese Schnittlinie 63 bildet
zugleich die Gestalt der Abrollspur 61, die erreicht werden
müsste,
damit ein den Boden 52 überstreichender
Rollkörper 19 permanent
Kontakt zum Boden 52 hat. Indem nun die Außenkontur 64 des
jeweiligen Rollkörpers 19 eine
elliptische Gestalt 65 aufweist, die der elliptischen Kontur
der Schnittlinie 63 durch die Hüllkurve 60 entspricht,
wird dieser permanente Kontakt des jeweiligen Rollkörpers 19 auf
dem Boden 52 ermöglicht,
da diese Schnittlinie 63 der optimalen Abrollspur 61 entspricht.
-
- 1
- Arbeitsbühne
- 2
- Fahrwerk
- 3
- Tragmittel
- 4
- Tragmittel
- 5
- Tragmittel
- 6
- Tragmittelsegment
- 7
- Tragmittelsegment
- 8
- Tragmittelsegment
- 9
- Arbeitsplattform
- 10
- Schwenkgelenk
- 11
- Mittelachse
- 12
- Chassis
- 13
- Laufrad
- 14
- Radkörper
- 15
- Laufradachse
- 16
- Tragelement
- 17
- Tragelement
- 18
- Öffnung
- 19
- Rollkörper
- 20
- Drehachse
- 21
- Pfeilrichtung
- 22
- Pfeilrichtung
- 23
- Abschirmbereiche
- 24
- Freiraum
- 25
- Verstellmittel
- 26
- Hubzylinder
- 27
- Zylinderrumpf
- 28
- Flanschverbindung
- 29
- Kolbenstange
- 30
- Kolbenstange
- 31
- Trennsteg
- 32
- kolbenflächenseitige
Druckkamme
- 33
- kolbenflächenseitige
Druckkammer
- 34
- kolbenstangenseitige
Druckkammer
- 35
- kolbenstangenseitige
Druckkamme
- 36
- Zulaufstutzen
- 37
- Zulaufstutzen
- 38
- Zulaufstutzen
- 39
- Zulaufstutzen
- 40
- Ölstrom
- 41
- Hydraulikkreislauf
- 42
- Rückschlagventil
- 43
- Druckspeicher
- 44
- Bohrung
- 45
- Verfahrweg
- 46
- Kugelgelenk
- 47
- Seilzugsensor
- 48
- Führungsseil
- 49
- Seilrolle
- 50
- Steuer-
und Regeleinheit
- 51
- Neigungssensor
- 52
- Boden
- 53
- Radmotor
- 54
- Hydromotor
- 55
- Hydraulikkreislauf
- 56
- Hydropumpe
- 57
- elektrischer
Steuerkreis
- 58
- Batterie
- 59
- Batterieregler
- 60
- Hüllkurve
- 61
- Abrollspur
- 62
- Lauffläche
- 63
- Schnittlinie
- 64
- Außenkontur
- 65
- elliptische
Gestalt
- 66
- prismatischer
Querschnitt
- W
- Neigungssignal
- X
- Ist-Längensignal
- Y
- Soll-Längensignal
- Z
- Stoppsignal