DE102012023562B3

DE102012023562B3 - Hebevorrichtung

Info

Publication number: DE102012023562B3
Application number: DE201210023562
Authority: DE
Inventors: Johannes Volzer
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2012-12-01
Filing date: 2012-12-01
Publication date: 2013-12-19
Anticipated expiration: 2032-12-02

Abstract

Es wird eine Hebevorrichtung (1) vorgeschlagen, die über eine pneumatische Antriebseinrichtung (2) verfügt, welche eine durch den in einer Hubkammer (12) herrschenden Fluiddruck vertikal positionierbare Hebeeinheit (5) aufweist. An der Hebeeinheit (5) befindet sich ein Lastaufnahmeabschnitt (6) für eine anzuhebende Last (7). Mit Hilfe einer Betätigungseinrichtung (15), die eine Steuerventileinrichtung (16) enthält, kann die Hubkammer (12) fluidisch angesteuert werden. Die Steuerventileinrichtung (16) enthält einen Druck-Kraft-Wandler (52), der an einen in die Hebeeinheit (5) integrierten Kraft-Druck-Wandler (46) fluidisch angeschlossen ist, so dass die Gewichtskraft der anzuhebenden Last (7) die Betätigungskraft für die Steuerventileinrichtung (16) beeinflusst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hebevorrichtung mit einer pneu- matischen Antriebseinrichtung, die eine vertikal bewegliche Hebeeinheit aufweist, die durch in eine Hubkammer eingespeiste Druckluft an einem Antriebsabschnitt nach oben gerichtet beaufschlagbar und vertikal in unterschiedlichen Arbeitshöhen positionierbar ist und an der ein Lastaufnahmeabschnitt zur Anbringung einer anzuhebenden Last angeordnet ist, und mit einer Betätigungseinrichtung zur Steuerung der Druckluftbeaufschlagung der Hubkammer, die eine Steuerventileinrichtung mit einer proportionalen 3/3-Wege-Ventilfunktion und mit beweglichen Steuermitteln zur Steuerung der Fluidverbindungen zwischen einem an die Hubkammer angeschlossenen Arbeitsanschluss, einem an eine Druckluftquelle anschließbaren oder angeschlossenen Speiseanschluss und einem mit der Atmosphäre verbundenen Entlüftungsanschluss enthält, und die bewegliche Betätigungsmittel zur Betätigung der Steuermittel aufweist.
Aus der DE 38 32 968 A1 ist eine als Manipulator konzipierte Hebevorrichtung dieser Art bekannt, die eine mit einem Pneumatikzylinder ausgestattete pneumatische Antriebseinrichtung enthält, wobei eine eine Kolbenstange aufweisende Hebeeinheit durch gesteuerte Druckluftbeaufschlagung des Pneumatikzylinders vertikal positionierbar ist. Ein an der Hebeeinheit angeordneter Lastaufnahmeabschnitt in Gestalt eines Greifers ermöglicht das Festhalten einer anzuhebenden Last. Zur Ansteuerung des Pneumatikzylinders ist eine als 3/3-Wege-Proportionalventil ausgebildete Steuerventileinrichtung vorhanden, die mit Hilfe von in Form eines Handhebels ausgebildeten Betätigungsmitteln manuell betätigbar ist, um die Hebeeinheit in der gewünschten Arbeitshöhe zu positionieren. Das Zusammenwirken zwischen dem Handhebel und der Steuerventileinrichtung geschieht unter Vermittlung eines mit einem Kraftwandler verbundenen Kraftaufnehmers und in Abhängigkeit von der Höhe der eingeleiteten Betätigungskraft.
Eine Schwierigkeit des bekannten Manipulators besteht darin, dass sich die Geschwindigkeit der Hubbewegung der Hebeeinheit nur schwer dosieren lässt. Ruckartige Bewegungen der ergriffenen Last lassen sich nur unter höchster Aufmerksamkeit vermeiden. Es besteht die Gefahr, dass die angehängte Last aufgrund einer zu starken Auslenkung des Handhebels nach oben oder nach unten schnellt, was für das sich in der Nähe aufhaltende Bedienpersonal mit Verletzungsrisiken verbunden ist.
Mit vergleichbaren Betriebsverhältnissen ist bei den in der DE 1 456 438 A , der DE 41 18 244 A1 und der DE 196 81 624 B4 beschriebenen Hebevorrichtungen zu rechnen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu treffen, die bei einer Hebevorrichtung eine verbesserte Dosierung und Kontrolle der Hubgeschwindigkeit ermöglichen.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Hebeeinheit einen kraftübertragend zwischen den Antriebsabschnitt und den Lastaufnahmeabschnitt eingeschalteten Kraft-Druck-Wandler mit einer lastabhängig volumenveränderlichen Primärkammer aufweist und dass die Steuerventileinrichtung einen Druck-Kraft-Wandler enthält, der eine mit der Primärkammer in Fluidverbindung stehende volumenveränderliche Sekundärkammer aufweist, die von mindestens einem mit den Steuermitteln bewegungsgekoppelten beweglichen Wandabschnitt begrenzt ist und eine kleinere druckmäßig beaufschlagte Wirkfläche besitzt als die Primärkammer, wobei die Primärkammer und die Sekundärkammer Bestandteile eines mit einem inkompressiblen Fluid gefüllten, geschlossenen Kraftrückkopplungs-Fluidsystems sind.
Mit einer derart ausgebildeten Hebevorrichtung lässt sich die vertikal bewegliche Hebeeinheit unabhängig davon, ob sie mit einer Last bestückt ist oder nicht, sehr feinfühlig betätigen und in ihrer Hubgeschwindigkeit dosieren. Durch das Kraftrückkopplungs-Fluidsystem wird erreicht, dass die zur Betätigung der Steuermittel aufzubringende Betätigungskraft von der Masse der an dem Lastaufnahmeabschnitt angreifenden Last abhängig ist. Je größer die Masse ist, desto stärker ist die Kraftrückwirkung auf die Steuermittel und umso größer muss die Betätigungskraft sein, um die Steuermittel der Steuerventileinrichtung auszulenken. Ein nach oben oder nach unten Schnellen auch schwerer Lasten kann somit vermieden werden, weil die zur Betätigung der Steuerventileinrichtung aufzubringende Betätigungskraft dem Bedienungspersonal eindeutig signalisiert, ob die Hebeeinheit mit einer Last bestückt ist oder nicht. In Abhängigkeit davon, welche Masse an dem Lastaufnahmeabschnitt angeordnet ist, stellt sich in der Primärkammer des Kraft-Druck-Wandlers ein gewisser Fluiddruck ein, der in dem gesamten Kraftrückkopplungs-Fluidsystem wirkt und der somit auch in der Sekundärkammer des Druck-Kraft-Wandlers ansteht und dort eine der für die Betätigung der Steuermittel aufzubringenden Betätigungskraft entgegenwirkende Gegenkraft erzeugt. Durch Wahl eines geeigneten Verhältnisses zwischen den druckmäßig relevanten Wirkflächen der Primärkammer und der Sekundärkammer kann die Intensität der Kraftrückkopplung nach Bedarf vorgegeben werden. Vor allem bei manueller Handhabung der Betätigungsmittel ist eine lastabhängig sehr feinfühlige Hubbewegung der Hebeeinheit generierbar.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Das Kraftrückkopplungs-Fluidsystem kann mit geringem Leckagerisiko und geringer interner Reibung betrieben werden, wenn die die Primärkammer umfangsseitig begrenzende Seitenwand faltenbalgartig strukturiert ist und aufgrund einer elastischen Verformbarkeit in ihrer Länge variabel ist. Stirnseitig ist die Primärkammer von zwei Abschlusswänden begrenzt, die unter Abdichtung mit der längenvariablen Seitenwand verbunden sind und von denen die eine mit dem Antriebsabschnitt und die andere mit dem Lastaufnahmeabschnitt verbunden ist. Man kann auf diese Weise erreichen, dass ein sich voneinander Entfernen des Antriebsabschnittes und des Lastaufnahmeabschnittes, wie es im Moment des Anhebens einer aufgenommenen Last auftritt, eine gegenseitige Annäherung der beiden Abschlusswände bewirkt und dadurch eine Druckerhöhung in der Primärkammer hervorruft. Eine optimale Stabilität verspricht dabei eine Realisierung der faltenbalgartigen Seitenwand aus Metall.
In der Regel wird sich der Lastaufnahmeabschnitt unterhalb des Antriebsabschnittes befinden. Damit vektoriell eine Wirkrichtungsumkehr der herrschenden Kräfte stattfindet, sind die Abschlusswände der Primärkammer allerdings insbesondere so angeordnet, dass die mit dem Lastaufnahmeabschnitt verbundene Abschlusswand oberhalb der mit dem Antriebsabschnitt verbundenen Abschlusswand angeordnet ist. Auf diese Weise wird in kraftsensitiver Richtung eine von der Last ausgeübte Zugkraft als Druckkraft im Sinne einer gegenseitigen Annäherung der Abschlusswände wirksam. Im Kontext mit der druckmäßig relevanten Wirkfläche der Primärkammer erzeugt die Gewichtskraft der am Lastaufnahmeabschnitt eingeleiteten Gewichtskraft einen definierten, hysteresefreien und kompatiblen Innendruck, der innerhalb des geschlossenen Kraftrückkopplungs-Fluidsystems in voller Höhe in die Sekundärkammer des Druck-Kraft-Wandlers weitergeleitet wird.
Bei Bedarf kann der in der Primärkammer herrschende Innendruck über einen Drucksensor gemessen und als elektrisches Ausgangssignal zur beliebigen Verarbeitung in einer elektronischen Steuereinrichtung zur Verfügung gestellt werden. Beispielsweise kann über einen solchen Drucksensor der Druckverlauf über der Zeit überwacht werden. Findet dann ein zu schneller Druckabbau statt, kann eine elektronische Steuereinrichtung beispielsweise erkennen, dass eine zuvor fixierte Last zu schnell ausgeklinkt worden ist, so dass eine Notmaßnahme eingeleitet werden könnte, beispielsweise eine Notentlüftung der Hubkammer.
Auch die Sekundärkammer wird zweckmäßigerweise von einer Wandung definiert, bei der eine längenvariable Seitenwand faltenbalgartig strukturiert ist und ein stirnseitiger Abschluss durch zwei mit der Seitenwand verbundene Abschlusswände erzielt wird, die unter längenmäßiger Verformung der Seitenwand im Sinne einer gegenseitigen Abstandsveränderung relativ zueinander bewegbar sind. Mindestens eine und bevorzugt jede stirnseitige Abschlusswand bildet zweckmäßigerweise einen beweglichen Wandabschnitt der Sekundärkammer, der mit den Steuermitteln bewegungsgekoppelt ist.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Steuerventileinrichtung verfügt über Steuermittel in Gestalt zweier bewegungsmäßig voneinander unabhängiger erster und zweiter Steuerglieder, die beide durch die Betätigungsmittel betätigbar sind. Jedes Steuerglied fungiert mit anderen Worten als Ventilglied. Das erste Steuerglied ist zur Steuerung der Fluidverbindung zwischen dem Arbeitsanschluss und dem Speiseanschluss ausgebildet, während das zweite Steuerglied zur Steuerung der Fluidverbindung zwischen dem Arbeitsanschluss und dem Entlüftungsanschluss ausgebildet ist. Nimmt ein Steuerglied die Schließstellung ein, ist der Arbeitsanschluss vom zugeordneten Speiseanschluss beziehungsweise Entlüftungsanschluss abgetrennt. Je nachdem, welches Steuerglied aus der Schließstellung in eine Offenstellung ausgelenkt wird, ergibt sich eine Fluidverbindung des Arbeitsanschlusses mit entweder dem Speiseanschluss oder dem Entlüftungsanschluss, wobei ein proportionales Betätigungsverhalten vorliegt, so dass die an den Arbeitsanschluss angeschlossene Hubkammer hinsichtlich des darin herrschenden Arbeitsdruckes stetig regulierbar ist.
Vorzugsweise bildet jede der beiden stirnseitigen Abschlusswände der Sekundärkammer einen mit einem der beiden Steuerglieder bewegungsgekoppelten Wandabschnitt. Vorzugsweise ist jedes Steuerglied unmittelbar von einem solchen Wandabschnitt gebildet.
Obwohl die Steuerventileinrichtung prinzipiell nach dem Konzept eines Schieberventils mit radial wirkenden Abdichtungen ausgebildet sein könnte, empfiehlt sich wegen der erheblich reduzierten inneren Reibung eine Ausgestaltung nach dem Prinzip eines Sitzventils. Die beiden Steuerglieder sind hierbei als Sitzventilglieder ausgebildet, die jeweils mit einem ihnen in ihrer Bewegungsrichtung gegenüberliegenden Ventilsitz kooperieren.
Die beiden Steuerglieder der Steuerventileinrichtung sind zweckmäßigerweise durch Federmittel in ihre jeweilige Schließstellung vorgespannt. Diese Federmittel wirken zweckmäßigerweise unmittelbar zwischen den beiden Steuergliedern und sind insbesondere als Druckfedermittel konzipiert. Man erreicht dadurch quasi die Funktionalität eines federzentrierten 3/3-Proportional-Wegeventils.
In Bezug auf das Dichtverhalten ist die Steuerventileinrichtung hierbei so ausgelegt, dass ohne an dem Lastaufnahmeabschnitt angebrachter Last die Federvorspannkräfte der Federmittel und der bevorzugt federelastischen faltenbalgartigen Seitenwand ausreichend groß sind, um eine Abdichtung gegen den am Speiseanschluss anstehenden, von einer angeschlossenen Druckluftquelle zur Verfügung gestellten Systemdruck sicher zu gewährleisten.
Insbesondere wenn die Betätigungseinrichtung zur manuellen Betätigung ausgelegt ist, verfügen die Betätigungsmittel zweckmäßigerweise über zwei bewegungsmäßig miteinander gekoppelte und jeweils schwenkbeweglich gelagerte Betätigungshebel, die jeweils entgegen der von dem in der Sekundärkammer befindlichen Fluid ausgeübten Kraft auf eines der Steuerglieder einwirken können, um dieses zu betätigen. Die Betätigungshebel sind so miteinander gekoppelt, dass bei einem im Öffnungssinne erfolgenden Verschwenken des einen Betätigungshebels der jeweils andere Betätigungshebel im Schließsinne verschwenkt wird.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Hebevorrichtung ist jedes Steuerglied der Steuerventileinrichtung mit einem Drosselkörper bewegungsgekoppelt, der den freien Strömungsquerschnitt des zugeordneten Speiseanschlusses beziehungsweise Entlüftungsanschlusses in Abhängigkeit von der Position des betreffenden Steuergliedes beeinflusst. Jeder Drosselkörper ist am zugeordneten Steuerglied zweckmäßigerweise in dessen Betätigungsrichtung federelastisch auslenkbar angeordnet und wird von dem in der Sekundärkammer befindlichen Fluid ständig im Sinne einer Querschnittsverringerung des zugeordneten Speiseanschlusses beziehungsweise Entlüftungsanschlusses beaufschlagt. Je höher nun der Fluiddruck im Innern des Kraftrückkopplungs-Fluidsystems ist, desto weiter wandern die Drosselkörper nach außen in Richtung zum zugeordneten Speise- beziehungsweise Entlüftungsanschluss. Wird dann durch Betätigung der Steuerventileinrichtung ein Strömungsquerschnitt zwischen dem Arbeitsanschluss und entweder dem Speiseanschluss oder dem Entlüftungsanschluss freigegeben, erfolgt de facto die Freigabe eines geringeren Strömungsquerschnittes, da der zugeordnete Drosselkörper den freien Strömungsquerschnitt einschränkt. Auf diese Weise wird das Bedienpersonal zusätzlich hinsichtlich weiter intensivierter Bediensicherheit stimuliert, da bei sich steigernder wirksamer Lastmasse zum einen mehr Betätigungskraft zum Öffnen der Steuerventileinrichtung ausgeübt werden muss und darüber hinaus aber auch noch für ein und denselben Öffnungshub ein größerer Betätigungsweg erforderlich ist.
Jeder Drosselkörper ist zweckmäßigerweise mittels einer aus gummielastischem Material bestehenden Haltemanschette, die zweckmäßigerweise dem in der Sekundärkammer herrschenden Druck ausgesetzt ist, am zugeordneten Steuerglied angeordnet, so dass er dessen Bewegung grundsätzlich mitmacht, darüber hinaus aber aufgrund der Federelastizität der Haltemanschette auch noch eine Relativbewegung zu dem Steuerglied in Abhängigkeit von dem in der Sekundärkammer herrschenden Druck ausführen kann.
Die Betätigungseinrichtung ist zweckmäßigerweise direkt an der Hebeeinheit angeordnet. Es besteht auf diese Weise beispielsweise die einfache Möglichkeit, die Betätigungsmittel nicht nur zur Betätigung der Hebeeinheit zu nutzen, sondern auch zur anderweitigen Positionierung der Antriebseinrichtung zwecks beispielsweise horizontaler Verlagerung einer aufgenommenen Last.
Wenn die Betätigungsmittel als Handhabe zur manuellen Manipulation ausgeführt sind, ergibt sich zweckmäßigerweise auch noch ein Zusatzeffekt, indem aufgrund der vorhandenen internen Systemreibung die Möglichkeit besteht, die Hebeeinheit durch manuelle Krafteinleitung minimal anzuheben oder abzusenken, ohne die Steuerventileinrichtung zu öffnen. Möglich ist dies wegen der Unempfindlichkeit des Systems, die auf der durch den in der Sekundärkammer herrschenden Fluiddruck erzeugten Gegenkraft basiert, die ein Öffnen der Steuerventileinrichtung nur zulässt, wenn ein gewisser Grenzwert der Betätigungskraft der Betätigungsmittel überschritten wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 in perspektivischer Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hebevorrichtung, wobei die umrahmte Betätigungseinrichtung separat auch nochmals vergrößert illustriert ist,
2 einen Längsschnitt durch die Hebevorrichtung aus 1,
3 eine vergrößerte Darstellung des in 2 strichpunktiert bei III umrahmten Kraft-Druck-Wandlers, und
4 eine vergrößerte Darstellung der in 2 strichpunktiert umrahmten Betätigungseinrichtung, wobei in einem separaten, strichpunktiert umrahmten Ausschnitt eine Offenstellung eines Steuergliedes illustriert ist.
Die in ihrer Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Hebevorrichtung verfügt über eine pneumatische Antriebseinrichtung 2 mit einem Grundkörper 3 und einer diesbezüglich unter Ausführung einer linearen Hubbewegung 4 vertikal verfahrbaren Hebeeinheit 5. Die Hebeeinheit 5 ist mit einem Lastaufnahmeabschnitt 6 ausgestattet, an dem sich in insbesondere lösbarer Weise eine anzuhebende Last 7 anbringen lässt. Die Last 7 kann ein beliebiger Gegenstand sein, beispielsweise ein zu bearbeitendes Werkstück.
Der Lastaufnahmeabschnitt 6, der in der Zeichnung nur schematisch angedeutet ist, ist beispielsweise als Greifer konzipiert, beispielsweise als Magnetgreifer, als mechanischer Greifer oder als Sauggreifer. Alternativ kann er beispielsweise auch nur ein einfacher Haken sein, in den sich die Last 7 lösbar einhängen lässt.
Die Hebeeinheit 5 weist einen Antriebsabschnitt 8 auf, der gemeinsam mit dem Grundkörper 3 eine mit Druckluft beaufschlagbare Kammer begrenzt, die im Folgenden als Hubkammer 12 bezeichnet sei. Der Antriebsabschnitt 8 hat eine vertikal nach unten orientierte Antriebsfläche 8a, die von dem in der Hubkammer 12 enthaltenen Fluiddruck beaufschlagt wird, so dass auf den Antriebsabschnitt 8 und folglich auf die Hebeeinheit 5 eine vertikal nach oben gerichtete Hebekraft F_H ausgeübt wird. Durch Variieren der Intensität der Fluidbeaufschlagung der Hubkammer 12 mit Druckluft kann die Hubbewegung 4 im Sinne eines Anhebens oder Absenkens der Hebeeinheit 5 hervorgerufen werden, um die Hebeeinheit 5, zusammen mit der gegebenenfalls an ihr fixierten Last 7, in einer beliebigen Arbeitshöhe zu positionieren.
Mit Hilfe der Hebevorrichtung 1 kann eine Last durch Aufbringung einer ausreichend hohen Hebekraft F_H in jeder gewünschten Arbeitshöhe ausbalanciert werden. Die Hebevorrichtung 1 kann daher auch als ”Balancer” bezeichnet werden.
An dem Grundkörper 3 befindet sich eine nicht weiter illustrierte Befestigungsschnittstelle, mit der er an einer ebenfalls nicht weiter abgebildeten Haltestruktur festlegbar ist. Die Haltestruktur kann ortsfest oder beweglich sein, wobei sie im Falle einer beweglichen Ausgestaltung bevorzugt die Möglichkeit bietet, den Grundkörper 3 vertikal und/oder horizontal zu verlagern. Das horizontale Verlagern kann genutzt werden, um eine vorübergehend angehobene Last 7 an anderer Stelle wieder abzulegen.
Bevorzugt enthält die pneumatische Antriebseinrichtung 2 einen einfachwirkenden Pneumatikzylinder 13, der ein den Grundkörper 3 bildendes Zylindergehäuse 3a aufweist, in dem ein den Antriebsabschnitt 8 bildender Antriebskolben 8a linear verschiebbar angeordnet ist. Der Antriebskolben 8a begrenzt zusammen mit dem Zylindergehäuse 3a eine unterhalb ihm liegende Zylinderkammer 12a, die die Hubkammer 12 bildet. Eine an dem Antriebskolben 8a angeordnete Kolbenstange 14a durchsetzt die Hubkammer 12 und ragt nach unten aus dem Zylindergehäuse 3a heraus. Sie bildet eine fest mit dem Antriebsabschnitt 8 verbundene Koppelstange 14 der Hebeeinheit 5.
Zur Steuerung der Druckluftbeaufschlagung der Hubkammer 12 zwecks variabler Vorgabe der Arbeitshöhe der Hebeeinheit 5 ist die Hebevorrichtung 1 mit einer Betätigungseinrichtung 15 ausgestattet, die in 4 einzeln vergrößert abgebildet ist. Die Betätigungseinrichtung 15 enthält eine Steuerventileinrichtung 16 mit einem proportionalen Betriebsverhalten und einer 3/3-Wege-Ventilfunktion. Außerdem gehören zu der Betätigungseinrichtung 15 bewegliche Betätigungsmittel 17, die dazu dienen, den momentanen Betriebszustand der Steuerventileinrichtung 16 vorzugeben.
Die Steuerventileinrichtung 16 enthält ein Ventilgehäuse 18 mit einem Speiseanschluss 22, einem Arbeitsanschluss 23 und einem Entlüftungsanschluss 24. Dem Speiseanschluss 22 sind nicht weiter abgebildete Befestigungsmittel zugeordnet, mit deren Hilfe er, insbesondere unter Zwischenschaltung einer Fluidleitung, an eine externe Druckluftquelle ”P” angeschlossen oder anschließbar ist, die unter einem bestimmten Betriebsdruck stehende Druckluft zur Verfügung stellt. Der Entlüftungsanschluss 24 steht ständig mit der Atmosphäre ”R” in Verbindung, insbesondere indem er direkt zur Atmosphäre ausmündet. Der Arbeitsanschluss 23 schließlich steht mit der Hubkammer 12 in ständiger Fluidverbindung, was exemplarisch mit Hilfe einer Fluidleitung 25 realisiert ist, die einerseits an den Arbeitsanschluss 23 und andererseits an eine in die Hubkammer 12 mündende Anschlussöffnung 26 des Grundkörpers 3 beziehungsweise Zylindergehäuses 3a angeschlossen ist.
Im Innern des Ventilgehäuses 18 ist eine Ventilkammer 27 ausgebildet, in die der Speiseanschluss 22, der Arbeitsanschluss 23 und der Entlüftungsanschluss 24 getrennt voneinander einmünden. Im Innern der Ventilkammer 27 sind außerdem bewegliche Steuermittel 28 in Form eines ersten Steuergliedes 28a und eines zweiten Steuergliedes 28b angeordnet, die unabhängig voneinander beweglich sind. Die beiden Steuerglieder 28a, 28b sind bevorzugt als Sitzventilglieder konzipiert und können unabhängig voneinander jeweils unter anderem eine in 4 illustrierte Schließstellung einnehmen, in der das erste Steuerglied 28a unter Abdichtung an einem ringförmigen ersten Ventilsitz 32a anliegt und das zweite Steuerglied 28b an einem ringförmigen zweiten Ventilsitz 32b. Die beiden Ventilsitze 32a, 32b sind ortsfest am Ventilgehäuse 18 ausgebildet.
Die beiden Steuerglieder 28a, 28b sind jeweils unter Ausführung einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Steuerbewegung 33a, 33b in der Achsrichtung einer Ventilhauptachse 34 linear bewegbar. Bevorzugt sind sie koaxial zueinander und in Achsrichtung der Ventilhauptachse 34 mit Abstand zueinander angeordnet. Zwischen den beiden Steuergliedern 28a, 28b sind Federmittel 35 angeordnet, die beim Ausführungsbeispiel eine als Schraubenfeder ausgeführte Druckfeder enthalten und die die beiden Steuerglieder 28a, 28b ständig voneinander weg gerichtet beaufschlagen, so dass jedes Steuerglied 28a, 28b in eine an dem ihm gegenüberliegenden Ventilsitz 32a, 32b anliegende Schließstellung vorgespannt ist.
Der Speiseanschluss 22 mündet mit einer Einspeiseöffnung 22a so in die Ventilkammer 27 ein, dass die Einspeiseöffnung 22a vom ersten Ventilsitz 32a umrahmt ist. In vergleichbarer Weise mündet der Entlüftungsanschluss 24 mit einer Entlüftungsöffnung 24a derart in die Ventilkammer 27 ein, dass die Entlüftungsöffnung 24a von dem zweiten Ventilsitz 32b umrahmt ist. In der Schließstellung des ersten Steuergliedes 28a ist der Speiseanschluss 22 von dem Arbeitsanschluss 23 fluiddicht abgetrennt. In vergleichbarer Weise ist der Entlüftungsanschluss 24 in der Schließstellung des zweiten Steuergliedes 28b von dem Arbeitsanschluss 23 fluiddicht abgetrennt.
Ausgehend von seiner Schließstellung kann jedes Steuerglied 28a, 28b zur Einnahme einer Offenstellung unter Ausführung der Steuerbewegung 33a, 33b mehr oder weniger weit vom zugeordneten ersten oder zweiten Ventilsitz 32a, 32b abgehoben werden. Je größer der eingestellte Abstand zwischen einem Steuerglied 28a, 28b und dem gegenüberliegenden Ventilsitz 32a, 32b ist, desto größer ist der freigegebene Strömungsquerschnitt und die mögliche Durchflussrate der Druckluft. In jeder Offenstellung des ersten Steuergliedes 28a ist der Arbeitsanschluss 23 mit dem Speiseanschluss 22 verbunden und empfängt unter dem Betriebsdruck stehende Druckluft zur Weiterleitung an die Hubkammer 12. In jeder Offenstellung des zweien Steuergliedes 28b ist der Arbeitsanschluss 23 mit dem Entlüftungsanschluss 24 verbunden, so dass die Hubkammer 12 zur Atmosphäre entlüftet und druckmäßig entlastet wird.
In 1 ist in einem umrahmten vergrößerten Ausschnitt eine vom ersten Ventilsitz 32a abgehobene Offenstellung des ersten Steuergliedes 28a illustriert.
Die beiden Steuerglieder 28a, 28b sind bevorzugt tellerförmig gestaltet.
Die Betätigungsmittel 17 sind derart ausgebildet, dass mit ihrer Hilfe die beiden Steuerglieder 28a, 28b alternativ zueinander aus der Schließstellung in eine Offenstellung verlagerbar sind. Entweder nehmen daher beide Steuerglieder 28a, 28b gleichzeitig ihre Schließstellung ein oder es befindet sich jeweils eines der beiden Steuerglieder 28a oder 28b in der Schließstellung, während das jeweils andere Steuerglied 28b, 28a eine Offenstellung einnimmt. Das Umschalten in eine Offenstellung geschieht durch Einleiten einer durch einen Pfeil illustrierten Betätigungskraft F_B in das betreffende Steuerglied 28a, 28b in einer das Abheben vom zugeordneten Ventilsitz 32, 32b orientierten Kraftrichtung.
Exemplarisch enthalten die Betätigungsmittel 17 einen ersten Betätigungshebel 36a und einen zweiten Betätigungshebel 36b. Beide Betätigungshebel 36a, 36b sind bezüglich des Ventilgehäuses 18 um eine Schwenkachse 37a beziehungsweise 37b verschwenkbar gelagert und haben einen in der Kraftrichtung der Betätigungskraft F_B an jeweils einem der beiden Steuerglieder 28a, 28b anliegenden Betätigungsarm 38. Darüber hinaus verfügt jeder Betätigungshebel 36a, 36b auch noch über einen bevorzugt eine größere Länge als der zugeordnete Betätigungsarm 38 aufweisenden Antriebsarm 39, wobei beide Antriebsarme 39 gelenkig an einem Antriebsglied 42 gelagert sind. Die hierzu vorhandenen Lagergelenke 43 definieren jeweils eine zu den beiden Schwenkachsen 37a, 37b parallele Schwenkachse 43a, 43b. Die vier Schwenkachsen 37a, 37b, 43a, 43b definieren insgesamt ein Gelenkparallelogramm. Wird das Antriebsglied 42 unter Ausführung einer Antriebsbewegung 44 in die eine oder andere Richtung verlagert, resultiert daraus eine synchrone Schwenkbewegung der beiden Betätigungshebel 36a, 36b gemäß den Pfeilen 45 im oder entgegen dem Uhrzeigersinn. Letzteres geht einher mit einem Verschwenken der Betätigungsarme 38, von denen je nach Schwenkrichtung der Betätigungsarm 38 entweder des ersten Betätigungshebels 36a oder des zweiten Betätigungshebels 36b eine Betätigungskraft F_B auf das zugeordnete erste oder zweite Steuerglied 28a, 28b ausübt.
Ausgehend von der in 4 illustrierten Mittelstellung des Antriebsgliedes 42, in der eine Schließstellung beider Steuerglieder 28a, 28b vorliegt, kann durch Ausführen der Antriebsbewegung 44 in wahlweise der einen oder anderen Richtung entweder das erste Steuerglied 28a oder das zweite Steuerglied 28b in eine Offenstellung verlagert werden, wobei das jeweils andere Steuerglied 28b, 28a in der Schließstellung verbleibt.
Die Betätigungseinrichtung 15 ist insbesondere so ausgerichtet, dass die Antriebsbewegung 44 des Antriebsgliedes 42 vertikal orientiert ist. Außerdem sind die beiden Steuerglieder 28a, 28b den Betätigungshebeln 36a, 36b derart zugeordnet, dass ein nach oben gerichtetes Bewegen des Antriebsgliedes 42 das erste Steuerglied 28a öffnet, während zum Öffnen des zweiten Steuergliedes 28b ein Verlagern des Antriebsgliedes 42 aus der Mittelstellung nach unten erforderlich ist. Auf diese Weise fällt die Richtung der Antriebsbewegung 44 mit der gewünschten Richtung der Hubbewegung 4 zusammen.
Beim Ausführungsbeispiel ist die Betätigungseinrichtung 15 für manuelle Betätigung ausgelegt. Das Antriebsglied 42 ist hier in Form einer Handhabe 42a gestaltet, auf die eine Bedienperson mit einer Hand einwirken kann, um die Antriebsbewegung 44 hervorzurufen. Das Ergreifen der Handhabe 42a kann bevorzugt auch dazu genutzt werden, die gesamte pneumatische Antriebseinrichtung 2 bei Bedarf horizontal zu positionieren, um eine zuvor angehobene Last 7 an anderer Stelle wieder abzusetzen.
Bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Betätigungseinrichtung 15 für eine elektrische und insbesondere eine elektromagnetische Betätigung ausgelegt. Hierbei könnte beispielsweise an dem Antriebsglied 42 ein Proportionalmagnet angreifen.
Beim Ausführungsbeispiel ist nur zum Hervorrufen eines Öffnungsvorganges der Steuerventileinrichtung 16 eine Antriebskraft erforderlich. Jedes Steuerglied 28a, 28b kehrt aufgrund der rückstellenden Kraft der Federmittel 35 wieder in die Schließstellung zurück, wenn eine in das Antriebsglied 42 eingeleitete Antriebskraft weggenommen wird.
Eine Besonderheit der Hebevorrichtung 1 besteht darin, dass sie mit Mitteln ausgestattet ist, die dafür sorgen, dass die zur Betätigung der Steuermittel 28 aufzubringende Betätigungskraft F_B von der Masse der momentan an dem Lastaufnahmeabschnitt 6 angreifenden Last 7 abhängig ist. Je größer diese Masse ist, desto höher ist die erforderliche Betätigungskraft, um ein jeweiliges Steuerglied 28a, 28b um eine gewisse Wegstrecke in eine Offenstellung auszulenken. Es liegt also eine Kraftrückwirkung vor. Auf diese Weise ist dafür gesorgt, dass das Bedienpersonal eine aufgenommene Last 7 mit angemessener und nicht zu hoher Beschleunigung verfährt.
Die hierzu vorhandenen Mittel enthalten einen Kraft-Druck-Wandler 46, der als Bestandteil der Hebeeinheit 5 ausgeführt und kraftübertragend zwischen den Antriebsabschnitt 8 und den Lastaufnahmeabschnitt 6 eingegliedert ist. Die 3 zeigt eine vergrößerte Einzeldarstellung des Kraft-Druck-Wandlers 46.
Der Kraft-Druck-Wandler 46 verfügt über eine Primärkammer 47, die abhängig von der am Lastaufnahmeabschnitt 6 eingeleiteten Gewichtskraft der Last 7 in ihrem Volumen veränderlich ist, derart, dass sie die Tendenz hat, mit zunehmender Gewichtskraft der Last 7 ihr Volumen zu verringern.
Als weitere Mittel zur Erzielung des oben erwähnten Rückwirkungsseffektes enthält die Hebevorrichtung einen in die Steuerventileinrichtung 16 integrierten Druck-Kraft-Wandler 52, der eine wie die Primärkammer 47 zur Atmosphäre abgeschlossene Sekundärkammer 53 definiert, die in Abhängigkeit von der Stellung der Steuermittel 28 ebenfalls volumenveränderlich ist. Das Volumen der Sekundärkammer 53 hat bei gleichzeitiger Einnahme der Schließstellung der Steuerglieder 28a, 28b ein Maximum.
Als weitere Maßnahme zur Erzielung des oben erwähnten Rückwirkungsseffektes sind die Primärkammer 47 und die Sekundärkammer 53 ständig fluidisch miteinander verbunden und gehören zu einem geschlossenen Kraftrückkopplungs-Fluidsystem 54, das mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt ist. Bevorzugt handelt es sich bei diesem inkompressiblen Fluid um eine Flüssigkeit, insbesondere um ein 61 oder um Wasser.
Beim Ausführungsbeispiel wird die fluidische Kopplung der beiden Kammern 47, 53 mit Hilfe einer nur schematisch strichpunktiert angedeuteten Fluidleitung 55 bewirkt, die auch zu dem Kraftrückkopplungs-Fluidsystem 54 gehört und die an sowohl die Primärkammer 47 als auch die Sekundärkammer 53 angeschlossen ist.
Diese ständige Fluidverbindung bewirkt, dass in der Primärkammer 47 und in der mit dieser kommunizierenden Sekundärkammer 53 stets ein gleichhoher Fluiddruck herrscht. Dieser Fluiddruck ist abhängig von der Kraft, mit der die Primärkammer 47 komprimiert wird.
Die Sekundärkammer 53 ist fluiddicht von einer in der Ventilkammer 27 angeordneten Wandung 56 umschlossen, die beim Ausführungsbeispiel über zwei bewegliche Wandabschnitte 56a, 56b verfügt, die jeweils mit einem der Steuerglieder 28a, 28b hinsichtlich deren Steuerbewegungen 33a, 33b bewegungsgekoppelt sind. Vorzugsweise resultiert diese Bewegungskopplung daraus, dass jedes Steuerglied 28a, 28b unmittelbar einen der beweglichen Wandabschnitte 56a, 56b bildet. Die Steuerglieder 28a, 28b werden von dem in der Sekundärkammer 53 herrschenden Druck in Richtung ihrer Schließstellung beaufschlagt.
Ersichtlich ist somit die auf die Steuerglieder 28a, 28b einwirkende Schließkraft umso größer, je größer die Gewichtskraft der an dem Lastaufnahmeabschnitt 6 angreifenden Last ist. Dementsprechend ist die von der Bedienperson zum Anheben oder Senken der Last 7 aufzubringende Betätigungskraft F_B abhängig vom Lastgewicht, was eine Sensibilisierung dahingehend bewirkt, dass bei angehängter Last 7 ein besonders gefühlvolles Öffnen der Steuerventileinrichtung 16 bewirkt wird.
Dies ermöglicht somit eine reale Rückkopplung der Intensität der Verspannung des Systems und fördert die instinktive Reflexmotorik des Bedienpersonals im Sinne der Erhöhung der Bediensicherheit. Außerdem wird dadurch die Motorik des Bedienpersonals insofern träger, als die Steuerventileinrichtung 16 zum Heben oder Senken einer Last 7, je mehr Betätigungskraft F_B erforderlich ist, entsprechend weniger schnell geöffnet wird.
Damit die für die Betätigung der Steuerventileinrichtung 16 erforderliche Betätigungskraft F_B auch bei hoher Last 7 nicht zu hoch wird, wird durch eine aufeinander abgestimmte Dimensionierung der beiden Kammern 47, 53 eine Kraftuntersetzung realisiert. Die vom Innendruck in der Primärkammer 47 kräfteerzeugend beaufschlagte Wirkfläche A_W1 ist größer als die vom Innendruck in der Sekundärkammer 53 beaufschlagte Wirkfläche A_W2 der Primärkammer 47.
Vorzugsweise setzt sich die Wandung 56 der Sekundärkammer 53 aus zwei axial beabstandet zueinander angeordneten ersten und zweiten stirnseitigen Abschlusswänden 57a, 57b und einer umfangsseitigen Seitenwand 58 zusammen, wobei die Seitenwand 58 faltenbalgartig strukturiert ist und aufgrund ihrer Struktur in ihrer Längsrichtung elastisch verformbar ist. Die Seitenwand 58 ist stirnseitig an jeweils einer der beiden Abschlusswände 57a, 57b unter Abdichtung befestigt. Aufgrund der Federelastizität der Seitenwand 58 können die beiden Abschlusswände 57a, 57b unter Veränderung ihres gegenseitigen Abstandes relativ zueinander bewegt werden, wobei diese Relativbewegung mit einer Längenänderung und folglich einer Volumenänderung der Sekundärkammer 53 einhergeht.
Die beiden Abschlusswände 57a, 57b bilden jeweils einen der mit einem Steuerglied 28a, 28b bewegungsgekoppelten beweglichen Wandabschnitte 56a, 56b und sind insbesondere unmittelbar von jeweils einem der beiden Steuerglieder 28a, 28b gebildet.
Die faltenartige Struktur der Seitenwand 58 äußert sich in mehreren axial aufeinanderfolgenden Faltenabschnitten, die bei der Längenänderung der Seitenwand 58 entweder auseinandergezogen oder zusammengedrückt werden. In der radialen Richtung ist die Seitenwand 58 zweckmäßigerweise relativ steif, so dass sie durch den in der Sekundärkammer 53 herrschenden Fluiddruck nicht radial aufgeweitet wird. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, die Seitenwand 58 aus Metall herzustellen.
Der Kraft-Druck-Wandler 46 hat eine Wandler-Hauptachse 62, wobei die Primärkammer 47 von einer Wandung 63 begrenzt ist, die zweckmäßigerweise zwei in der Achsrichtung der Wandler-Hauptachse 62 beabstandet zueinander angeordnete erste und zweite Abschlusswände 64a, 64b und eine sich zwischen diesen beiden Abschlusswänden 64a, 64b erstreckende umfangsseitige Seitenwand 65 aufweist. Die Seitenwand 65 ist faltenbalgartig strukturiert und aufgrund ihrer Formgebung in ihrer Länge, also in der Achsrichtung der Wandler-Hauptachse 62, variabel. Ihr Aufbau entspricht zweckmäßigerweise demjenigen der Seitenwand 58 der Sekundärkammer 53, so dass die diesbezüglich gemachten Ausführungen auch für den Aufbau der Seitenwand 65 der Primärkammer 47 gelten.
Die erste Abschlusswand 64a ist mit dem Antriebsabschnitt 8 der Hebeeinheit 5 verbunden. Sie ist unterhalb der zweiten Abschlusswand 64b angeordnet, die mit dem Lastaufnahmeabschnitt 6 verbunden ist. Mit Hilfe zweier sich überlappender Jochstrukturen 66a, 66b, die relativ zueinander in der Achsrichtung der Hubbewegung 4 beweglich sind, sind die beiden Abschlusswände 64a, 64b derart mechanisch miteinander verkoppelt, dass vektoriell eine kräftemäßige Wirkrichtungsumkehr stattfindet, wenn der Antriebsabschnitt 8 und der Lastaufnahmeabschnitt 6 im Sinne einer Abstandsveränderung beaufschlagt werden.
Geht man von einer in 3 in durchgezogenen Linien illustrierten Grundstellung aus, in der die Hebeeinheit 5 abgesenkt und eine an dem Lastaufnahmeabschnitt 6 fixierte Last 7 auf einer Unterlage ruht, so führt ein Anheben der Hebeeinheit 5 dazu, dass der Antriebsabschnitt 8 und der Lastaufnahmeabschnitt 6 im Sinne eines sich voneinander Entfernens kräftemäßig beaufschlagt werden, was gleichzeitig eine gegenseitige Annäherung der beiden Abschlusswände 64a, 64b zur Folge hat, was durch die in Längsrichtung flexible Seitenwand 65 toleriert wird. Dieser Vorgang bewirkt eine Druckerhöhung in der Primärkammer 47, die sich bis in die Sekundärkammer 53 hinein fortsetzt, wo sie den schon geschilderten Einfluss auf die Betätigungscharakteristik der Steuerventileinrichtung 16 nimmt.
In 3 ist gestrichelt bei 67 die die zweite Abschlusswand 64b enthaltende Kopplungs-Jochstruktur 66a illustriert, wie sie bezüglich der die erste Abschlusswand 64a aufweisenden anderen Kopplungs-Jochstruktur 66b geringfügig abgesenkt ist, wenn an dem Lastaufnahmeabschnitt 6 eine Last 7 fixiert und die Hebeeinheit 5 angehoben ist.
In 4 ist noch eine vorteilhafte Modifikation der Steuerventileinrichtung 16 illustriert, die den Effekt hat, dass sich das auf den freigegebenen Strömungsquerschnitt einwirkende Öffnungsverhalten der beiden Steuerglieder 28a, 28b zusätzlich auch noch lastabhängig selbsttätig anpasst.
Hier ist jedes Steuerglied 28a, 28b mit einem von zwei Drosselkörpern 68a, 68b bewegungsgekoppelt, der den freien Strömungsquerschnitt des jeweils zugeordneten Speiseanschlusses 22 beziehungsweise Entlüftungsanschlusses 24 in Abhängigkeit von der bezüglich des zugeordneten Ventilsitzes 32a, 32b eingenommenen Position des betreffenden Steuergliedes 28a, 28b beeinflusst. Darüber hinaus ergibt sich auch noch eine Beeinflussung des freien Strömungsquerschnittes durch den im Innern des Kraftrückkopplungs-Fluidsystems 54 herrschenden Fluiddruck.
Konkret wird dies insbesondere dadurch erreicht, dass jeder Drosselkörper 68a, 68b am zugeordneten Steuerglied 28a, 28b unter Ausführung einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Regulierungsbewegung 69 in der Achsrichtung der zugeordneten Steuerbewegung 33a, 33b federelastisch auslenkbar angeordnet ist und von dem in der Sekundärkammer 53 herrschenden Fluiddruck ständig im Sinne einer Querschnittsverringerung des zugeordneten Speiseanschlusses 22 beziehungsweise Entlüftungsanschlusses 24 beaufschlagt ist.
Exemplarisch hat jedes Steuerglied 28a, 28b eine Durchbrechung 75, durch die hindurch sich der Drosselkörper 68a, 68b erstreckt, der vergleichbar einer Drosselnadel eines Nadelventils positionsabhängig mehr oder weniger weit in den zugeordneten Speiseanschluss 22 oder Entlüftungsanschluss 24 hineinragt. Jeder Anschluss 22, 24 und/oder jeder Drosselkörper 68a, 68b hat zweckmäßigerweise eine konische Formgebung, so dass der freie Strömungsquerschnitt umso kleiner ist, je weiter der Drosselkörper 68a, 68b in den zugeordneten Speiseanschluss 22 oder Entlüftungsanschluss 24 eintaucht.
Die federelastische Aufhängung wird mittels einer aus bevorzugt gummielastischem Material bestehenden Haltemanschette 73 bewerkstelligt, die vorzugsweise auch für eine statische Abdichtung zwischen dem Drosselkörper 68a, 68b und dem zugeordneten Steuerglied 28a, 28b sorgt.
Je höher der Fluiddruck in der Sekundärkammer 53 ist, desto weiter wandern die beiden Drosselkörper 68a, 68b bezüglich des zugeordneten Steuergliedes 28a, 28b axial nach außen und in den zugeordneten Speiseanschluss 22 oder Entlüftungsanschluss 24 hinein. Wird anschließend über die Betätigungsmittel 17 eines der Steuerglieder 28a, 28b in eine Offenstellung verlagert, reguliert sich der freie Strömungsquerschnitt nicht nur durch die Relativposition zwischen dem betreffenden Steuerglied 28a, 28b und dem zugeordneten Ventilsitz 32a, 32b, sondern auch durch die momentane Position des zugeordneten Drosselkörpers 68a, 68b. Als Resultat wird bei steigender wirksamer Masse der anzuhebenden Last 7 zum einen eine größere Betätigungskraft F_B zum Öffnen der Steuerventileinrichtung 16 benötigt und muss außerdem zum Erhalt eines bestimmten freien Strömungsquerschnittes auch noch ein größerer Öffnungshub des betreffenden Steuergliedes 28a, 28b hervorgerufen werden.
Zusätzlich zu der kräftemäßigen Rückkopplung ergibt sich somit auch noch eine lastabhängige Querschnittsvariation des Speiseanschlusses 22 und des Entlüftungsanschlusses 24.
Für die Bedienung der Hebevorrichtung 1 ist es von Vorteil, wenn die Betätigungseinrichtung 15 an der Hebeeinheit 5 angeordnet ist und somit deren Hubbewegung 4 mitmacht. Zweckmäßigerweise ist sie in dem Bereich zwischen dem Antriebsabschnitt 8 und der Primärkammer 47 angeordnet. Exemplarisch sitzt sie an einem den Kraft-Druck-Wandler 46 seitlich überragenden Halter 74, der im Bereich der Schnittstelle zwischen der Koppelstange 14 und der mit der ersten Abschlusswand 64a verbundenen Kopplungs-Jochstruktur 66b fixiert ist.

Claims

Hebevorrichtung, mit einer pneumatischen Antriebseinrichtung (2), die eine vertikal bewegliche Hebeeinheit (5) aufweist, die durch in eine Hubkammer (12) eingespeiste Druckluft an einem Antriebsabschnitt (8) nach oben gerichtet beaufschlagbar und vertikal in unterschiedlichen Arbeitshöhen positionierbar ist und an der ein Lastaufnahmeabschnitt (6) zur Anbringung einer anzuhebenden Last (7) angeordnet ist, und mit einer Betätigungseinrichtung (15) zur Steuerung der Druckluftbeaufschlagung der Hubkammer (12), die eine Steuerventileinrichtung (16) mit einer proportionalen 3/3-Wege-Ventilfunktion und mit beweglichen Steuermitteln (28) zur Steuerung der Fluidverbindungen zwischen einem an die Hubkammer (12) angeschlossenen Arbeitsanschluss (23), einem an eine Druckluftquelle (P) anschließbaren oder angeschlossenen Speiseanschluss (22) und einem mit der Atmosphäre (R) verbundenen Entlüftungsanschluss (24) enthält, und die bewegliche Betätigungsmittel (17) zur Betätigung der Steuermittel (28) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebeeinheit (5) einen kraftübertragend zwischen den Antriebsabschnitt (8) und den Lastaufnahmeabschnitt (6) eingeschalteten Kraft-Druck-Wandler (46) mit einer lastabhängig volumenveränderlichen Primärkammer (47) aufweist und dass die Steuerventileinrichtung (16) einen Druck-Kraft-Wandler (52) enthält, der eine mit der Primärkammer (47) in Fluidverbindung stehende volumenveränderliche Sekundärkammer (53) aufweist, die von mindestens einem mit den Steuermitteln (28) bewegungsgekoppelten beweglichen Wandabschnitt (56a, 56b) begrenzt ist und eine kleinere druckmäßig beaufschlagte Wirkfläche besitzt als die Primärkammer (47), wobei die Primärkammer (47) und die Sekundärkammer (53) Bestandteile eines mit einem inkompressiblen Fluid gefüllten, geschlossenen Kraftrückkopplungs-Fluidsystems (54) sind.
Hebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärkammer (47) umfangsseitig von einer faltenbalgartig strukturierten längenvariablen Seitenwand (65) und stirnseitig von zwei unter Verformung der Seitenwand (65) im Sinne einer gegenseitigen Abstandsveränderung relativ zueinander bewegbaren Abschlusswänden (64a, 64b) begrenzt ist, wobei die eine Abschlusswand (64a) mit dem Antriebsabschnitt (8) und die andere Abschlusswand (64b) mit dem Lastaufnahmeabschnitt (6) verbunden ist, insbesondere derart, dass ein sich voneinander Entfernen des Antriebsabschnittes (8) und des Lastaufnahmeabschnittes (6) eine gegenseitige Annäherung der beiden Abschlusswände (64a, 64b) bewirkt, wobei die Seitenwand (65) zweckmäßigerweise aus Metall besteht.
Hebevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Lastaufnahmeabschnitt (6) verbundene Abschlusswand (64b) oberhalb der mit dem Antriebsabschnitt (8) verbundenen Abschlusswand (64a) angeordnet ist.
Hebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärkammer (53) umfangsseitig von einer faltenbalgartig strukturierten längenvariablen Seitenwand (58) und stirnseitig von zwei unter Verformung der Seitenwand (58) im Sinne einer gegenseitigen Abstandsveränderung relativ zueinander bewegbaren Abschlusswänden (57a, 57b) begrenzt ist, wobei mindestens eine und zweckmäßigerweise jede der beiden Abschlusswände (57a, 57b) einen mit den Steuermitteln (28) bewegungsgekoppelten Wandabschnitt (56a, 56b) bildet und wobei die Seitenwand (58) zweckmäßigerweise aus Metall besteht.
Hebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (28) der Steuerventileinrichtung (16) zwei bewegungsmäßig voneinander unabhängige, durch die Betätigungsmittel (17) betätigbare erste und zweite Steuerglieder (28a, 28b) aufweisen, von denen das erste Steuerglied (28a) zur Steuerung der Fluidverbindung zwischen dem Arbeitsanschluss (23) und dem Speiseanschluss (22) ausgebildet ist und das zweite Steuerglied (28b) zur Steuerung der Fluidverbindung zwischen dem Arbeitsanschluss (23) und dem Entlüftungsanschluss (24) ausgebildet ist.
Hebevorrichtung nach Anspruch 5 in Verbindung mit Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede der beiden stirnseitigen Abschlusswände (57a, 57b) der Sekundärkammer (53) einen mit einem der beiden Steuerglieder (28a, 28b) bewegungsgekoppelten Wandabschnitt (56a, 56b) bildet, insbesondere indem jedes Steuerglied (28a, 28b) unmittelbar von einem solchen Wandabschnitt (56a, 56b) gebildet ist.
Hebevorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Steuerglieder (28a, 28b) als Sitzventilglieder ausgebildet sind, die jeweils mit einem ihnen in ihrer Bewegungsrichtung gegenüberliegenden Ventilsitz (32a, 32b) der Steuerventileinrichtung (16) kooperieren.
Hebevorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Steuerglieder (28a, 28b) jeweils durch Federmittel (35) in eine Schließstellung vorgespannt sind, wobei die Federmittel (35) zweckmäßigerweise zwischen den beiden Steuergliedern (28a, 28b) angeordnet und drückend wirksam sind.
Hebevorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsmittel (17) zwei bewegungsmäßig miteinander gekoppelte und jeweils schwenkbeweglich gelagerte Betätigungshebel (36a, 36b) aufweisen, die jeweils entgegen der von dem in der Sekundärkammer (53) befindlichen Fluid ausgeübten Kraft auf eines der Steuerglieder (28a, 28b) einwirken können, um dieses zu betätigen.
Hebevorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Steuerglied (28a, 28b) mit einem Drosselkörper (68a, 68b) bewegungsgekoppelt ist, der den freien Strömungsquerschnitt des zugeordneten Speiseanschlusses (22) oder Entlüftungsanschlusses (24) in Abhängigkeit von der Position des betreffenden Steuergliedes (28a, 28b) beeinflusst.
Hebevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Drosselkörper (68a, 68b) am zugeordneten Steuerglied (28a, 28b) in dessen Betätigungsrichtung federelastisch auslenkbar angeordnet ist und von dem in der Sekundärkammer (53) herrschenden Fluiddruck ständig im Sinne einer Querschnittsverringerung des zugeordneten Speiseanschlusses (22) oder Entlüftungsanschlusses (24) beaufschlagt ist, derart, dass bei durch ein Steuerglied (28a, 28b) freigegebener Fluidverbindung der freie Strömungsquerschnitt von dem in der Sekundärkammer (53) herrschenden Druck abhängig ist.
Hebevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Drosselkörper (68a, 68b) mittels einer aus einem elastischen Material bestehenden Haltemanschette (73) am zugeordneten Steuerglied (28a, 28b) derart angeordnet ist, dass er dem in der Sekundärkammer (53) herrschenden Druck ausgesetzt ist.
Hebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (15) an der Hebeeinheit (5) und dort zweckmäßigerweise in dem Bereich zwischen dem Antriebsabschnitt (8) und der Primärkammer (47) des Kraft-Druck-Wandlers (46) angeordnet ist.
Hebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftrückkopplungs-Fluidsystem (54) eine die Primärkammer (47) mit der Sekundärkammer (53) verbindende Fluidleitung (55) aufweist.
Hebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die pneumatische Antriebseinrichtung (2) einen die Hubkammer (12) definierenden, einfachwirkenden Pneumatikzylinder (13) aufweist, der einen den Antriebsabschnitt (8) der Hebeeinheit (5) bildenden Antriebskolben (8a) und eine den Kraft-Druck-Wandler (46) tragende Kolbenstange (14a) aufweist.