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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Teleskopzange zum Transportieren schwerer Lasten wie Coils, Blechpakete, Brammen, Walzen, Papierrollen oder dergleichen; mit einem Zangengehäuse; sowie einem ersten und einem zweiten Zangenschenkel; wobei jeder Zangenschenkel einen Führungsträger und einen daran angeordneten Tragarm umfasst; und wobei wenigsten ein Zangenschenkel mittels seines Führungsträgers im Zangengehäuse dergestalt gehaltert ist, dass dieser über Antriebsmittel verfahrbar ist, indem die Antriebsmittel eine von einem Elektromotor getriebene Kette oder wenigstens eine vom Elektromotor getriebene Trapezgewindespindel umfassen, mit welchen der/die Schenkel über Mitnahmemittel in Wirkverbindung stehen.
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Für den sicheren Transport und das sichere Handling kundenspezifischer Lasten unterschiedlichster Abmessungen und Gewichte eignen sich vorzugsweise sogenannte Teleskopzangen, wie sie gattungsbildend beispielsweise aus der
US 4 261 609 A oder der
EP 0 802 146 A1 bekannt sind. Teleskopzangen weisen gemeinhin ein Zangengehäuse sowie zwei Zangenschenkel auf, wobei die Schenkel einen Führungsträger und einen daran angeordneten Tragarm umfassen, an welchem beispielsweise eine Pratze oder dergleichen Hebemittel angeordnet sein kann, welche die Last in der Regel seitlich aufnehmen. Wenigstens ein Zangenschenkel ist mittels seines Führungsträgers dergestalt im Zangengehäuse gehaltert, dass dieser über Antriebsmittel verfahrbar ist. In diesem Zusammenhang spricht man auch von der Teleskopierbarkeit des Zangenschenkels, wovon sich der Name der Zange ableitet. Häufig sind beide Zangenschenkel im Zangengehäuse teleskopierbar gehaltert, womit vorteilhaft ein modularer Zangenaufbau ermöglicht ist. Die Modulbauweise bewirkt, dass die Anzahl von Varianten reduziert wird, was im Sinne des stets angestrebten Gleichteilkonzeptes ist.
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Für die automatisierte Verfahrbarkeit der Zangenschenkel im Zangengehäuse ist die Verwendung elektro-mechanischer Kettentriebe weit verbreitet. Die vorzugsweise von einem Elektromotor zur Verstellung der Schenkel bereitgestellten Kräfte werden unter Zwischenschaltung von Rutschkupplungen auf das Antriebskettenrad des Kettentriebs geleitet, welcher mit den Schenkeln in Wirkverbindung steht.
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Die Rutschkupplung als ein Bauteil der Mechanik befindet sich an der Antriebswelle des Motors. Bei Erreichen eines definierten Drehmoments trennt oder verbindet die Kupplung ohne äußeren (fremden) Einfluss. Prinzipiell werden Rutschkupplungen deshalb dort eingesetzt, wo aufgrund der Systemtrennung durch die Kupplung insbesondere die Überlastung von Maschinenelementen vermieden werden sollen.
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Die Anpresskraft derartiger Rutschkupplungen ist gewöhnlich einstellbar bzw. variierbar. Ein Problem besteht jedoch darin, dass die Last während des Transports durch die Krananlage z. B. bei Unaufmerksamkeiten des Kranführers oder bei schlecht einsehbaren Räumen auf – in 1 und 2 beispielhaft dargestellte – Störkonturen treffen und ein Öffnen der Zangenschenkel 3 bzw. 4 unter Last nicht verhindern kann. In 1 dargestellt ist ein Anfahren von Lasten 100 mit horizontaler Achslage 101 an feststehende Gegenstände wie beispielsweise einem Mauerwerk 102 etc.; in 2 dargestellt ist ein Schrägstellen der Zange 1 durch einseitiges Aufsetzen der Last 100 auf einer benachbarten Last 100, wobei dadurch Last 100 und Zange 1 aus der lotrechten Stellung geraten und die Last 100 dabei verrutschen kann. Das gleiche Problem kann auftreten, wenn die Last 100 beispielsweise auf einem sehr unebenen Gelände bzw. auf einer sehr unebenen Unterlage abgesetzt wird. Dadurch und durch das zugleich durch die in 1 und 2 gezeigten Situationen bedingte Wirken von Kräften auf die Zangenschenkel 3 und/oder 4 der Teleskopzange 1 sowie den elektro-mechanischen Kettentrieb kann bedingt durch die Ausführung einer Teleskopzange mit Rutschkupplungen die Zange unbeabsichtigt öffnen.
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Aus der Zange rutschende bzw. herausfallende schwere Lasten können jedoch erheblichen Schaden anrichten. Zur Vermeidung dessen ist aus der
DE 102 25 596 A1 bereits bekannt, den Kettentrieb nach Erreichung gewünschter Greifbreiten mittels einer Blockiereinrichtung zu blockieren.
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Alternativ hierzu ist in der
DE 103 42 063 A1 vorgeschlagen, zwischen jedem verfahrbaren Zangenschenkel und dem Zangengehäuse ein den Zangenschenkel im Wesentlichen stufenlos arretierendes Sicherungsmittel wie insb. einen vorzugsweise antriebslosen, mit einem Sperrventil zusammenwirkenden, Hydraulikzylinder vorzusehen.
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Desweiteren ist bekannt, als Antriebsmittel selbsthemmende, durch einen Elektromotor angetriebene Trapezgewindespindeln für die Verfahrbarkeit der Zangenschenkel vorzusehen. Diese sind jedoch insbesondere aufgrund ihrer aufwendigen Lagerung verhältnismäßig kostspielig. Zudem ist die Verstellgeschwindigkeit begrenzt. Auch die Lebensdauer dieses Antriebes, insbesondere der Spindelmutter, ist geringer. Schließlich werden auch bei einem Trapezgewindespindeltrieb die vom Elektromotor bereitgestellten Kräfte zur Verstellung der Schenkel unter Zwischenschaltung von Rutschkupplungen in den Spindeltrieb geleitet.
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Zum Schutz der Rutschkupplungen ist bekannt, diese über elektromechanische oder elektronische Schalter (sensorgesteuert) mit einer Regelung zu kombinieren, die bei Stillstand oder beim Unterschreiten der Solldrehzahl auf der Abtriebsseite (Kupplung rutscht durch) den Antrieb stoppt. Derartige Schalter, welche auch als Stillstands- bzw. Drehzahlwächter bezeichnet werden, sind jedoch stoßempfindlich. So konnte in der Vergangenheit immer wieder beobachtet werden, dass aufgrund ausgefallener sensorgesteuerter Schalter durchrutschende Kupplungen unbemerkt und Motoren unabgeschaltet blieben, obwohl die aktuelle Situation dies erfordert hätte. Solange der Kranführer die gewünschte Greifposition noch nicht erreicht hat oder aufgrund z. B. von Störkonturen (vgl. 1 und 2) nicht erreichen kann, wird er vorsorglich mehr als notwendig auf dem Taster zur Aktivierung des Elektromotors bleiben. Nicht auf Dauerbetrieb ausgelegte durchrutschende Kupplungen verschleißen aber nicht nur schnell sondern sind bereits nach wenigen kumulierten Minuten des Durchrutschens unbrauchbar und unter erheblichen Aufwand auszutauschen.
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Aus der
DE 36 32 192 C2 ist eine Greifer-Antriebseinheit bekannt, die als elektromechanische Linearantriebseinheit mit konzentrischer Umsetzung von Drehbewegung in Linearbewegung einer Antriebsstange dergestalt ausgebildet ist, dass die Linearantriebseinheit zwei gegenläufige, von einem Elektromotor angetriebene, Abtriebsstangen auf entgegen gesetzten Seiten aufweist und dass die Linearantriebseinheit, als tragender Bestandteil des Greifers vorgesehen, mit jeweils einer über ihr Gehäuse greifenden Abtriebshülse an jeder Abtriebsstange versehen ist, wobei die Greifer-Antriebseinheit mit einer positionsabhängigen Endabschaltung und/oder einer kraftabhängigen Abschalteinrichtung versehen ist, so dass die Abschaltung des antreibenden Elektromotors der Greifer-Antriebseinheit erfolgt, wenn entweder die innere oder äußere Endlage der beiden Abtriebshülsen erreicht ist oder wenn in Auseinanderbewegungsrichtung oder Zusammenbewegungsrichtung der Abtriebshülsen eine bestimmte Schließkraft, welche sich im Zusammendrücken eines Tellerfederpaketes äußert bzw. durch die Federhärte der Tellerfedern gegeben ist, überschritten wird.
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Schließlich sei noch auf die DE W 11406M AZ und die
DD 129 317 A1 hingewiesen.
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Aufgabe der Erfindung ist, eine verbesserte, insbesondere betriebssicherere, Abschalteinrichtung für den Elektromotor einer Antriebseinheit einer Teleskopzange bereitzustellen, welche die vorstehend genannten Nachteile vermeidet.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche einzeln oder in Kombination miteinander einsetzbar sind, geben die abhängigen Ansprüche an.
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Die Erfindung baut auf gattungsgemäßen Teleskopzangen dadurch auf, dass eine Abschalteinrichtung für den Elektromotor zwischen einem jedem verfahrbaren Zangenschenkel und dem Antriebsmittel (Kette oder Trapezgewindespindel) angeordnet ist. Die Abschalteinrichtung umfasst wenigstens zwei Mitnahmemittel, von denen das eine an Kette oder Trapezgewindespindel angeordnete mittlere Mitnahmemittel gegenüber dem/den anderen am Schenkel angeordneten Mitnahmemittel/n mittels Federkraft definiert beweglich (bzw. „schwimmend”) gelagert ist oder umgekehrt. Die definiert bewegliche oder auch „schwimmende” Lagerung eines Teils der Abschalteinrichtung gestattet die Detektion von Kraftspitzen im Zangenbetrieb. Diese treten gemeinhin auf, wenn die Schenkel Endstellungen, also ihre Offen- oder Schließstellungen, erreichen, oder an einer Last zum Liegen kommen. Werden die detektierten Kraftspitzen an Abschaltmittel der Abschalteinrichtung weitergeben, ist die zuverlässige Abschaltung des Antriebs zum Schutz der Last oder anderweitiger Schäden gewährleistet. Durch die erfindungsgemäße Anordnung einer Abschalteinrichtung für den/die Elektromotoren der Antriebseinheit kann vorteilhaft auf den Einsatz von Rutschkupplungen verzichtet werden. Mit dem Verzicht auf Rutschkupplungen entfallen vorteilhaft auch die störanfälligen Stillstands- bzw. Drehzahlwächter oder vergleichbare sensorgesteuerte Schalter wie beispielsweise sog. Überstrom-Relais. Gegenüber Ausführungen einer Teleskopzange mit Rutschkupplungen schalten Teleskopzangen mit erfindungsgemäß angeordneten Abschalteinrichtungen merklich sensibler, was vorteilhaft deren Betriebssicherheit erhöht.
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Zweckdienlicherweise ist eine erfindungsgemäß angeordnete Abschalteinrichtung sowohl in positiver wie in negativer Verfahrrichtung der Zangenschenkel schaltfähig ausgebildet. Dadurch lassen sich vorteilhaft insbesondere bislang ggf. für die Detektion von End- und/oder Zwischenstellungen der Greifarme vorgesehenen Abschaltmittel einsparen.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Abschalteinrichtung umfasst diese vorzugsweise daher einen in positiver sowie einen in negativer Verschieberichtung ansprechbaren End- bzw. Positionsschalter.
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Schließlich umfasst die Abschalteinrichtung eine bevorzugt in positiver sowie eine in negativer Verschieberichtung wirkende Schaltfahne, mittels welcher die End- bzw. Positionsschalter aktivierbar sind.
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Mit der erfindungsgemäßen Anordnung einer Abschalteinrichtung zwischen einem jedem verfahrbaren Zangenschenkel und dem Antriebsmittel ist eine verbesserte, insbesondere bedarfsgerechter abschaltbare, Teleskopzange bereitgestellt, welche die im Stand der Technik genannten Nachteile vermeidet. Insbesondere wird durch den Verzicht auf eine Rutschkupplung letztlich ein selbsthemmender Kettentrieb bereitgestellt, bei welchem die Antriebsmittel die Zangenschenkel auch im Fall, dass Last und Zange aus der lotrechten Position geraten oder gegen ein Hindernis stoßen, zusammen halten. Darüber hinaus werden die Antriebsmittel bedarfsgerecht abgeschaltet, sobald beim Verfahren der Schenkel die Abschalteinrichtung Kraftspitzen detektiert. Eine derart bedarfsgerechte Abstellung der Antriebsmittel vermeidet schließlich beim Einsatz von Trapezgewindespindeln vorteilhaft deren ansonsten gegebene Verklemmungsgefahr.
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen für Teleskop-Coilzangen, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, beispielhaft erläutert.
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Es zeigen schematisch:
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1 die Unfallgefahr einer nicht selbsthemmenden Teleskop-Coilzange beim Anfahren der Last an einen feststehenden Gegenstand;
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2 die Unfallgefahr einer nicht selbsthemmenden Teleskop-Coilzange beim Schrägstellen der Zange durch einseitiges Aufsetzen der Last;
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3 eine typische Teleskop-Coilzange in einer Vorderansicht;
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4 die Teleskop-Coilzange nach 3 in einer Draufsicht;
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5 einen Ausschnitt einer Teleskopzange mit Kettentrieb in einer Draufsicht mit einer beispielhaften Abschalteinrichtung nach der Erfindung;
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6 die Abschalteinrichtung im vergrößerten Ausschnitt „A” nach 5;
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7 die Teleskopzange mit Kettentrieb nach 5 in einer perspektivischen Ansicht;
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8 die Abschalteinrichtung im vergrößerten Ausschnitt „B” nach 7;
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9 einen Ausschnitt einer Teleskopzange mit Trapezspindeltrieb in einer Draufsicht mit einer beispielhaften Abschalteinrichtung nach der Erfindung;
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10 die Abschalteinrichtung im vergrößerten Ausschnitt „A” nach 9;
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11 die Teleskopzange mit Kettentrieb nach 9 in einer perspektivischen Ansicht; und
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12 die Abschalteinrichtung im vergrößerten Ausschnitt „B” nach 11.
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Bei der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
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1 zeigt die Unfallgefahr einer nicht selbsthemmenden Teleskop-Coilzange 1 beim Anfahren eines Coils 100 an ein feststehendes Mauerwerk 102; 2 die Unfallgefahr einer nicht selbsthemmenden Teleskop-Coilzange 1 beim Schrägstellen der Zange 1 durch einseitiges Aufsetzen des Coils 100. Beide Figuren wurden bereits in der Beschreibungseinleitung erläutert.
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3 zeigt in einer Vorderansicht, 4 in der dazugehörigen Draufsicht, eine typische Teleskop-Coilzange 1 mit einem Zangengehäuse 2 sowie einem ersten 3 und einem zweiten 4 Zangenschenkel. Jeder Zangenschenkel 3; 4 umfasst einen Führungsträger 3a; 4a und einen daran angeordneten Tragarm 3b; 4b, an welchen insb. eine Pratze 3c, 4c zur Aufnahme von Coils 100 angeordnet ist. Bevorzugt sind beide Zangenschenkel mittels ihrer Führungsträger 3a; 4a im Zangengehäuse 2 dergestalt gehaltert, dass diese über Antriebsmittel 10 und 20 bzw. 30 verfahrbar sind.
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In 3 bis 8 ist als Antrieb für jeden Zangenschenkel 3; 4 ein Kettentrieb mit einer Kette 20 vorgesehen, welche über mit einem Ritzel 24 in Wirkverbindung stehenden Kettenspanner 22 spannbar ist und die über ein Antriebskettenrad 23 von einem Elektromotor 10 angetrieben wird. Die Kette 20 wirkt des weiteren mit je den Zangenschenkeln 3; 4 zugeordneten Mitnahmemitteln (Mitnehmer 5 am Zangenschenkel 3, 4; Kettenverbinder 21; mittlerer Mitnehmer 25 am Kettenverbinder 21) dergestalt zusammen, dass eine Verfahrbarkeit der Zangenschenkel 3; 4 bewirkt ist.
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In 9 bis 12 ist als Antrieb für jeden Zangenschenkel 3; 4 wenigstens eine (nicht dargestellt) oder je eine Trapezgewindespindel 30 vorgesehen, welche ebenfalls von wenigstens einem Elektromotor 10 angetrieben sind. Die Trapezgewindespindel 30 wirkt des weiteren mit je den Zangenschenkeln 3; 4 zugeordneten Mitnahmemitteln (Mitnehmer 5 am Zangenschenkel 3, 4; Trapezgewindemutter 31; mittlerer Mitnehmer 35 an der Spindelmutter 31) dergestalt zusammen, dass eine Verfahrbarkeit der Zangenschenkel 3 und/oder 4 bewirkt ist.
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Die Antriebsmittel können somit eine von einem Elektromotor 10 getriebene Kette 20 oder wenigstens eine Trapezgewindespindel 30 umfassen, mit welchen der/die Schenkel 3, 4 über Mitnahmemittel 5; 21, 25 bzw. 31, 35 in Wirkverbindung stehen, wobei in einer ersten Ausgestaltung der Abschalteinrichtung 40 von den Mitnahmemitteln 25; 35 an Kette 20 oder Trapezgewindespindel 30 und den/dem Mitnahmemittel/n 5 am Schenkel 3; 4 das eine Mitnahmemittel 25; 35 gegenüber dem/den anderen Mitnahmemittel/n 5 mittels Federkraft definiert beweglich gelagert angeordnet ist oder umgekehrt.
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Als Federn finden bevorzugt Druckfedern, ggf. auch Gasdruckfedern, mit einem Federweg von wenigen Millimeter Verwendung. Insbesondere haben sich Tellerfederpakete 42 bewährt, welche beweglich bzw. „schwimmend” beispielsweise auf einer Achse oder vergleichbarer Führung 41 gelagert sein können, die zwischen den Mitnahmemitteln 5, 25, 35 fixiert ist.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß 3 bis 8 ist ein mittlerer Mitnehmer 25 am Kettenverbinder 21 angeordnet, welcher 21 – wie der Name schon sagt – mit der Kette 20 verbunden ist. Durch das mittlere Mitnahmemittel 25 wird eine Achse 41 mit einer Länge dergestalt geschoben, dass auf dieser beidseitig jeweils Tellerfederpakete 42 angeordnet werden können. Die Enden der Achse 41 sind jeweils in Mitnahmemittel 5 fixiert, welche fest mit dem Zangenschenkel 3 bzw. 4 verbunden sind. Benachbart der am Zangenschenkel 3 bzw. 4 angeordneten Mitnehmer 5, vorzugsweise an der den Enden der Achse 41 gegenüberliegenden Seite, sind je ein End- bzw. Positionsschalter 44 angeordnet.
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Die Abschalteinrichtung gemäß 9 bis 12 folgt der zu 3 bis 8 beschriebenen mit dem Unterschied, dass das mittlere Mitnahmemittel 35 an der Spindelmutter 31 eines Trapezspindeltriebs 30 angeordnet ist.
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In beiden Ausführungsbeispielen deutlich erkennbar ist, dass aufgrund der Federpakete 42 jeweils das mittlere Mitnahmemittel 25 bzw. 35 definiert beweglich gelagert ist (in 6 bzw. 10 durch Doppelpfeile oberhalb der Federpakete 42 verdeutlicht). Durch die insoweit „schwimmende” Lagerung des mittleren Mitnahmemittels 25 bzw. 35 kann dieses beim Auftritt ungewöhnlicher Kraftspitzen definiert seine Lage verändern, je nach Auslegung beispielsweise zwischen 1 bis 5 Millimeter, insbesondere zwischen 2 bis 4 Millimeter, vorzugsweise um etwa 3 Millimeter. Am mittleren Mitnahmemittel 25 bzw. 35 sind nun Schaltfahnen 43 mit einer Länge dergestalt angeordnet, dass diese benachbart des Schaltkontaktes 45 der End- bzw. Positionsschalter 44 enden. Bewegt sich nun das mittlere Mitnahmemittel 25 bzw. 35 z. B. in Folge der Erreichung eines Anschlagpunktes des Zangenschenkel 3; 4, so kontaktieren die Enden der Schaltfahnen 43 den geeigneten Schaltkontakt, beispielsweise eine Schaltrolle (nicht im Detail dargestellt), der Endschalter 44, welche den Antrieb 10 und 20 bzw. 30 abschaltet. Deutlich erkennbar ist schließlich auch, dass vorbeschriebene Anordnung einer Abschalteinrichtung 40 sowohl in positiver wie in negativer Verfahrrichtung der Zangenschenkel 3; 4 ausgebildet ist.
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Mit der erfindungsgemäßen Anordnung einer Abschalteinrichtung 40 zwischen einem jedem verfahrbaren Zangenschenkel 3 und/oder 4 und dem Antriebsmittel 20 bzw. 30 ist eine verbesserte, insbesondere bedarfsgerechter abschaltbare, Verfahrbarkeit einer Teleskopzange 1 bereitgestellt, welche die aus dem Stand der Technik bekannten Sicherheitsnachteile vermeidet.
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Durch den zugleich ermöglichten Verzicht auf eine Rutschkupplung ist letztlich ein selbsthemmender Kettentrieb 20 bereitgestellt, bei welchem die Antriebsmittel 10 und 20 die Zangenschenkel 3; 4 auch im Fall, dass Last 100 und Zange 1 aus der lotrechten Position geraten oder gegen ein Hindernis 100 oder 102 stoßen, zusammen halten. Darüber hinaus werden die Antriebsmittel 20 bzw. 30 bedarfsgerecht abgeschaltet, sobald beim Verfahren der Schenkel 3 und/oder 4 die Abschalteinrichtung 40 ungewöhnliche Kraftspitzen detektiert. Eine derart bedarfsgerechte Abstellung der Antriebsmittel 10 und 20 bzw. 30 vermeidet schließlich beim Einsatz von Trapezgewindespindeln 30 vorteilhaft deren ansonsten gegebene Verklemmungsgefahr.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Teleskop-Coilzange
- 2
- Zangengehäuse
- 3
- erster Zangenschenkel
- 3a
- Führungsträger des ersten Zangenschenkels 3
- 3b
- Tragarm des ersten Zangenschenkels 3
- 3c
- Pratze am Tragarm 3b des ersten Zangenschenkels 3
- 4
- zweiter Zangenschenkel
- 4a
- Führungsträger des zweiten Zangenschenkels 4
- 4b
- Tragarm des zweiten Zangenschenkels 4
- 4c
- Pratze am Tragarm 4b des zweiten Zangenschenkels 4
- 5
- Mitnahmemittel/Mitnehmer am Zangenschenkel 3 bzw. 4
- 10
- Elektromotor
- 20
- Kette
- 21
- Kettenverbinder
- 22
- Kettenspanner
- 23
- Antriebskettenrad
- 24
- Ritzel
- 25
- Mitnahmemittel/Mitnehmer am Kettenverbinder 21
- 30
- Trapezgewindespindel
- 31
- Trapezgewindemutter
- 35
- Mitnahmemittel/Mitnehmer an der Spindelmutter 31
- 40
- Abschalteinrichtung für Elektromotor 10
- 41
- Achse, Führung
- 42
- Tellerfederpaket; Druckfeder, Gasdruckfeder
- 43
- Schaltfahne
- 44
- End- bzw. Positionsschalter
- 45
- Schaltkontakt des Endschalters 44
- 100
- Last; Coil
- 101
- Lastachse; Coilachse
- 102
- feststehende Gegenstände; Mauerwerk
