DE102009023922A1

DE102009023922A1 - Rack hoist designed as a hoist and method for providing a required work to operate the rack winch

Info

Publication number: DE102009023922A1
Application number: DE200910023922
Authority: DE
Inventors: Stefan Rewald
Original assignee: REWALD GmbH
Current assignee: REWALD GmbH
Priority date: 2009-06-04
Filing date: 2009-06-04
Publication date: 2010-12-09
Also published as: EP2437999A1; WO2010139405A1; EP2437999B1

Abstract

Die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Bereitstellung einer erforderlichen kinematischen Energie in Form von Bewegungsenergie zum Verrichten einer Arbeitsleistung beim Anheben einer Masse mittels einer Zahnstangenwinde und eine Einrichtung zum Einbringen einer kinetischen Energie zu realisieren sowie eine Einrichtung mit einem möglichen periodischen Wechsel von potentieller und kinetischer Energie bei Betätigung der Zahnstangenwinde zu entwickeln, wurde dadurch gelöst, dass zuerst eine kinetische Energie in Form einer Bewegungsenergie auf eine Einrichtung zur Speicherung einer potentiellen Energie in Form einer in einen Federspeicher eingebrachten Lageenergie und anschließend eine Bewegungsenergie als kinetische Energie über eine Handkurbel auf ein Antriebsglied einer Zahnstangenwinde übertragen wird, wobei gleichzeitig mit der Betätigung der Handkurbel die in der Einrichtung zur Speicherung der potentiellen Energie gespeicherte Arbeitsleistung freigegeben wird.The object of the invention is to provide a method for providing a required kinematic energy in the form of kinetic energy for performing a work when lifting a mass by means of a rack winch and a device for introducing a kinetic energy and a device with a possible periodic change of potential and kinetic Developing energy when operating the rack winch was achieved by first applying a kinetic energy in the form of kinetic energy to a device for storing a potential energy in the form of a stored in a spring energy storage position energy and then kinetic energy as kinetic energy via a hand crank on a drive member a rack winch is transmitted, wherein at the same time as the operation of the hand crank, the stored in the means for storing the potential energy work is released.

Description

Die Erfindung betrifft eine mechanisch angetriebene, d. h. vorwiegend durch eine Handkurbel betätigbare und als Hebezeug ausgebildete Zahnstangenwinde mit einer mit einem oder mehreren als Antrieb dienenden Zahnrädern im Eingriff stehenden Zahnstange zum Anheben von großvolumigen Körpern oder Teilen desselben unter Einsatz einer Einrichtung zur Minderung der direkt aufzuwendenden manuellen Arbeitsleistung zur Betätigung derselben, sowie ein Verfahren zur Bereitstellung einer erforderlichen kinematischen Energie in Form von Bewegungsenergie zum Verrichten einer Arbeitsleistung beim Anheben einer Masse eines großvolumigen Körpers mittels einer Zahnstangenwinde.The The invention relates to a mechanically driven, d. H. mainly operated by a hand crank and designed as a hoist Rack and pinion winch with one with one or more serving as a drive Gear wheels in meshing rack for lifting of large-volume bodies or parts thereof using a device to reduce the manual effort required directly Work to operate the same, as well as a procedure to provide a required kinematic energy in Form of kinetic energy to perform a work in the Lifting a mass of a large-volume body by means of a rack winch.

Es sind Zahnstangenwinden bekannt, mit denen sowohl Lasten als auch großvolumige Behälter angehoben werden können. So finden Zahnstangenwinden mit einem Handkurbelantrieb für eine Hub- und Absetzvorrichtung für transportable Raumzellen, Baubuden, Großbehälter oder dgl. nach der G 82 35 609 U1 und für eine Hub- bzw. Absetzvorrichtung für kastenförmige Gegenstande, z. B. Großbehälter nach der DE 35 06 422 A1 Anwendung. Die bekannten Zahnstangenwinden werden von Hand über einen Kurbeltrieb betätigt.Rack and pinion winches are known, with which both loads and bulky containers can be raised. To find rack winches with a hand crank drive for a lifting and settling device for portable space cells, building dwellings, large containers or the like. After the G 82 35 609 U1 and for a lifting or depositing device for box-shaped objects, for. B. large container after the DE 35 06 422 A1 Application. The known rack winches are operated by hand via a crank mechanism.

Die eingesetzten Zahnstangenwinden bestehen aus einer angetriebenen Zahnstange, die in einer Dimension höhenverstellbar in einem Gehäuse angeordnet und über einen von Hand betätigbaren Antrieb in einer Dimension verschiebbar ausgeführt ist. Nach der DE 279 215 A ist zum Antrieb einer Zahnstange einer Zahnstangenwinde ein Kraftausgleichsgetriebe eingesetzt worden. Mit diesem offenbarten Kraftausgleichsgetriebe soll bei einer Betätigung der Zahnstangenwinde ein ausgeglichener Betätigungskraftaufwand möglich sein. Hierzu ist ein technisch aufwendig aufgebautes Zahnradgetriebe mit einem sogenannten Vorgelege versehen. Mit diesem Getriebeaufwand wird lediglich bei einer eingebrachten Bewegungsenergie ein verzögerter Bewegungsablauf der Zahnstange ausgelöst, d. h. die Zahnstange bewegt sich langsamer und die momentan aufzuwendende Bewegungsenergie ist geringer, muss jedoch über eine längere Zeit als Bewegungsenergie eingebracht werden.The rack and pinion winches used consist of a driven rack, which is arranged in one dimension adjustable in height in a housing and designed to be displaceable in one dimension via a manually operable drive. After DE 279 215 A has been used to drive a rack of a rack winch, a power balancer. With this disclosed power balancing gear should be possible with an operation of the rack winch a balanced operating effort. For this purpose, a technically complex constructed gear transmission is provided with a so-called countershaft. With this transmission effort, a delayed movement of the rack is triggered only when an introduced kinetic energy, ie the rack moves slower and the currently expended kinetic energy is lower, but must be introduced over a long time as kinetic energy.

Alle bekannte Zahnstangenwinden weisen den Nachteil auf, und das unabhängig davon, ob zur Betätigung der Zahnstange ein Antriebsgetriebe vorgeschaltet ist oder ob der Antrieb der Zahnstange direkt erfolgt, dass nach dem Gesetz der Erhaltung der Energie immer für die Betätigung der Zahnstange als Arbeit für das Anheben eines großvolumigen Körpers durch eine Bedienperson für das Verrichten dieser Arbeit zum Betätigen der Zahnstange eine konstante Energiemenge in Form von einer Bewegungsenergie (kinetische Energie) durch Betätigung einer Handkurbel aufgebracht werden muss, d. h. es ist nur möglich, mit einer über eine bestimmte Zeit aufgebrachten Bewegungsenergie die Zahnstangenwinde zu betätigen.All Known rack winches have the disadvantage, and that independently of whether to operate the rack, a drive gear upstream or whether the rack is driven directly, that according to the law of conservation of energy always for the operation of the rack as work for the Lifting a bulky body by one Operator for doing this work to pressing the rack a constant amount of energy in the form of a kinetic energy (kinetic Energy) applied by operating a hand crank must be, d. H. it is only possible with one over A certain time applied kinetic energy the rack winds to press.

Das Ziel der Erfindung besteht in der Minderung der direkt während der Betätigung der Zahnstange der Zahnstangenwinde aufzubringenden Bewegungsenergie.The The aim of the invention is the reduction of directly during the operation of the rack of the rack winch applied Kinetic energy.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das durch eine Bedienperson für das Bedienen einer Zahnstangenwinde aufzubringende Arbeitsvermögen (mechanische Energie) durch eine Einrichtung zur Freisetzung einer potentiellen Energie nach einer vorangestellten Erzeugung dieser potentiellen Energie mittels einer kinetischen Energie und durch eine Einrichtung zum Einbringen einer kinetischen Energie in Form einer Bewegungsenergie zu realisieren und hierfür eine Einrichtung mit einem möglichen periodischen Wechsel von potenteller und kinetischer Energie bei Betätigung der Zahnstangenwinde zu entwickeln.Of the Invention is based on the object by an operator for applying a rack-and-pinion winch Work capacity (mechanical energy) through a facility for Release of potential energy after a preceding one Generation of this potential energy by means of a kinetic Energy and through a device for introducing a kinetic To realize energy in the form of a kinetic energy and for this a device with a possible periodic change of potential and kinetic energy on actuation to develop the rack-and-pinion winch.

Diese Aufgabe wird mit den in dem unabhängigen Schutzanspruch genannten technischen Mitteln gelöst.These Task becomes with in the independent protection claim solved technical means.

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The Invention is intended to be closer to an embodiment be explained. In the accompanying drawing demonstrate:

1 eine erfindungsgemäß ausgebildete Zahnstangenwinde in Ansicht auf den Handkurbelantrieb, 1 an inventively designed rack winch in view of the hand crank drive,

2 eine Zahnstangenwinde aus Richtung A nach 1, 2 a rack-and-pinion winch from direction A to 1 .

3 eine Zahnstangenwinde aus Richtung B nach 2. 3 a rack-and-pinion winch from direction B 2 ,

Eine erfindungsgemäß ausgebildete Zahnstangenwinde besteht aus einer Zahnstange 1, einer Antriebseinrichtung 2 und aus einem Energiespeicher 3. Die Antriebseinrichtung 2 ist durch eine Handkurbel 4 betätigbar und besteht vorwiegend aus einem nicht dargestellten Zahnradgetriebe. Als Antriebseinrichtung 2 ist jedoch auch als gleichwirkendes Mittel ein Schneckenradantrieb oder ein Ratschenantrieb einsetzbar. Der mechanisch angetriebenen Zahnstange 1 der Zahnstangenwinde ist ein Energiespeicher 3 zugeordnet.An inventively designed rack winch consists of a rack 1 , a drive device 2 and from an energy store 3 , The drive device 2 is by a winch 4 actuated and consists mainly of a gear transmission, not shown. As a drive device 2 However, a worm wheel drive or a ratchet drive can also be used as an equivalent means. The mechanically driven rack 1 the rack winch is an energy storage 3 assigned.

Dieser Energiespeicher 3 besteht im vorliegenden Anwendungsfall aus einer Gasdruckfeder. Als äquivalentes technisches Mittel kann jedoch jedes Energiespeichermittel eingesetzt werden, mit dem Energie von einer Form in eine andere umgewandelt werden kann. Das ist mit jedem Mittel möglich, mit dem Bewegungsenergie, d. h. kinetische Energie in eine potentielle Energie, d. h. in Lageenergie umgewandelt werden kann.This energy storage 3 consists in the present application of a gas spring. As an equivalent technical means, however, any energy storage means can be used, with the energy from one mold to another vice can be converted. This is possible with any means by which kinetic energy, ie, kinetic energy, can be converted into potential energy, ie, into potential energy.

Für den Fachmann stehen alle Energiespeicher abrufbereit zur Verfügung, wie beliebige Federspeicherwerke oder auch mittels Elektroenergie aufladbare Antriebsysteme.For all energy storage devices are available to the expert on call, like any spring-loaded or electric power rechargeable drive systems.

Mit einer gemeinsamen Aufnahme 5 ist sowohl der aus einer Gasdruckfeder bestehende Energiespeicher 3 als auch die Antriebseinrichtung 2 für die Zahnstange 1 verbunden. Sowohl die durch die Antriebseinrichtung 2 betätigbare Zahnstange 1 als auch ein durch die Gasdruckfeder des Energiespeichers 3 beweglicher Antriebsstößel 6 sind mit einem gemeinsamen Gelenkhebel 7 verbunden. Dieser ist sowohl über einen Bolzen 8 mit der Zahnstange 1 als auch mit dem Antriebsstößel 6 der Gasdruckfeder des Energiespeicher 3 gelenkig verbunden.With a joint recording 5 is both the existing of a gas spring energy storage 3 as well as the drive device 2 for the rack 1 connected. Both by the drive device 2 actuable rack 1 as well as a through the gas spring of the energy storage 3 movable drive plunger 6 are with a common toggle 7 connected. This one is both about a bolt 8th with the rack 1 as well as with the drive tappet 6 the gas spring of the energy storage 3 articulated.

Zur Betätigung der erfindungsgemäß ausgebildeten Zahnstangenwinde erfolgt in zwei zeitlich getrennten aufeinander folgenden Leistungszeitpunkten eine Bereitstellung von einem erforderlichen Arbeitsvermögen durch Einbringung einer poten tiellen Energie in Form einer Lageenergie, beispielsweise durch Spannen einer Feder und durch das Einbringen von kinetischer Energie in Form von Bewegungsenergie, beispielsweise durch Betätigen eines Handkurbelantriebes zum Verrichten einer Arbeitsleistung beim Anheben einer Masse eines großvolumigen Körpers mittels einer Zahnstangenwinde.to Actuation of the inventively designed Rack and pinion winch takes place in two separate time periods following provision of a required labor capacity by introducing a potential energy in the form of a potential energy, for example, by tensioning a spring and by introducing of kinetic energy in the form of kinetic energy, for example by pressing a hand crank drive to perform a labor while lifting a mass of a large volume Body by means of a rack winch.

Hierzu wird zuerst eine kinetische Energie in Form einer Bewegungsenergie auf eine Einrichtung zur Speicherung einer potentiellen Energie in Form einer in einen Federspeicher eingebrachten Lageenergie aufgebracht und anschließend eine Bewegungsenergie als kinetische Energie über eine Handkurbel auf ein Antriebsglied einer Zahnstangenwinde übertragen, wobei gleichzeitig mit der Betätigung der Handkurbel die in der Einrichtung zur Speicherung der potentiellen Energie gespeicherte Arbeitsleistung während der Betätigung der Zahnstange freigegeben wird. Der Energiespeicher 3 ist hierzu auf die Leistungsfähigkeit der erfindungsgemäß ausgebildeten Zahnstangenwinde abgestimmt. Bei dem Überschreiten einer erforderlichen Bewegungsenergie zur Betätigung der Antriebseinrichtung für die Zahnstange wird hiervon abhängig die in dem Energiespeicher 3 abgelegte potentielle Energie freigegeben.For this purpose, a kinetic energy in the form of kinetic energy is first applied to a device for storing a potential energy in the form of a stored energy in a spring energy storage and then transfer kinetic energy as kinetic energy via a hand crank on a drive member of a rack winch, wherein simultaneously with the operation of Hand crank the stored in the means for storing the potential energy work is released during the operation of the rack. The energy storage 3 is matched to the performance of the present invention trained rack winch. When exceeding a required kinetic energy for actuating the drive device for the rack is dependent on the in the energy storage 3 released potential energy released.

11: Zahnstangerack
22: Antriebseinrichtungdriving means
33: Energiespeicherenergy storage
44: Handkurbelwinch
55: Aufnahmeadmission
66: Antriebsstößeldrive ram
77: Gelenkhebelarticulated lever
88th: Bolzenbolt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 8235609 U1 [0002]
- DE 3506422 A1 [0002]
- DE 279215 A [0003]

Claims

A method for providing a required work capacity for performing a work performance in lifting a mass of a large-volume body by means of a rack winch, characterized in that first transmit a kinetic energy in the form of kinetic energy to a device for storing a potential energy in the form of a introduced into a spring energy storage position and then a kinetic energy is transmitted as kinetic energy via a hand crank on a drive member of a rack winch, wherein simultaneously with the operation of the hand crank, the stored in the means for storing the potential energy work is released.

Method according to claim 1, characterized in that that the kinematic energy is due to feedback the rack winch to the starting position before actuation the rack-and-pinion winch for lifting a body the means for storing a potential energy applied becomes.

Rack and pinion winch for implementing the method according to claim 1 and 2, characterized in that a kinetic energy to the rack ( 1 ) transmitting drive device ( 2 ) and separated from this a potential energy absorbing energy storage ( 3 ) are provided, this potential energy separated in time before the operation of the rack ( 1 ) on the energy storage ( 3 ) in the form of an applied thereto kinetic energy during a return of the rack ( 1 ) in a starting position of the rack ( 1 ) is transferable.

Rack and pinion winch according to claim 3, characterized in that the energy store ( 3 ) in its dimension in the relaxed state the stroke of the Zahnstage ( 1 ) corresponds.

Rack and pinion winch according to claim 3 and 4, characterized in that the drive device ( 2 ) for the rack ( 1 ) and the energy storage ( 3 ) on the one hand via a joint recording ( 5 ) with the drive device ( 2 ) and on the other hand via a toggle lever ( 7 ) the rack ( 1 ) with one at the opposite end of the drive device ( 2 ) provided drive ram ( 6 ) of the energy store ( 3 ) are connected to each other.

Rack and pinion winch according to claim 3 to 5, characterized in that the drive device ( 2 ) on the one hand for actuating the rack ( 1 ) during the lifting of a load and on the other hand for transmitting a potential energy to the energy storage ( 3 ) outside the working stroke of the rack ( 1 ) is provided.