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Nachfolgend wird eine Lastaufnahmevorrichtung zur Halterung von Bauteilen während der Montage beschrieben, wobei biegeschlaffe Elemente zur Festlegung an dem Bauteil vorgesehen sind. Des Weiteren wird ein Kran mit Lastaufnahmevorrichtung beschrieben.
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Bei der Montage von Kraftfahrzeugen müssen häufig Bauteile bewegt werden, die zu schwer sind, um von einem oder mehreren Monteuren ausschließlich per Hand in Position gebracht zu werden. Ein Beispiel hierfür ist ein Motorblock, an dem häufig auch bereits ein Getriebe festgelegt ist, der bei der Montage an der Karosserie bei manchen Fahrzeugen von oben in einen Motorraum eingesetzt wird. Beim Einsetzen ist es teilweise erforderlich, den Motorblock leicht zu neigen, da der Bauraum z. B. durch bereits montierte Komponenten, z. B. Querträger, oder störende Konturen eingeschränkt oder die Motorhaubenöffnung zu klein für ein rein waagerechtes Einsetzen ist.
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Im Stand der Technik sind hierfür Lastaufnahmevorrichtungen mit biegeschlaffen Elementen wie Ketten oder Seilen zum Halten von Bauteilen bekannt. Die Lastaufnahmevorrichtungen können beispielsweise an Hubkränen angeordnet sein. Problematisch hieran ist, dass bei der Neigung der Bauteile die potentielle Energie des Schwerpunktes verändert wird, was große menschliche Kräfte erfordert, zu instabilen Lagen des zu haltenden Guts führt und oftmals nicht unter Berücksichtigung ergonomischer Prinzipien möglich ist.
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Die
DE 10 2007 061 349 B4 offenbart eine Aufhängevorrichtung für ein lösbar fixiertes Lastanschlagmittel, wobei die Aufhängevorrichtung an einer Tragwerkskonstruktion fixierbar ist, wobei an der Tragwerkskonstruktion ein Tragbolzen angeordnet ist, wobei konzentrisch zur Achse des Tragbolzens wenigstens eine Anschlageinrichtung angeordnet ist und wobei zwischen dem Tragbolzen und der Anschlageinrichtung wenigstens zwei radial verlaufende, den Tragbolzen mit der ersten Anschlageinrichtung verbindende Stege angeordnet sind und zwischen zwei benachbarten Stegen jeweils ein Durchbruch vorhanden ist, oder wobei zumindest eine Anschlageinrichtung unmittelbar am Tragbolzen angeordnet ist und konzentrisch zur Achse des Tragbolzens wenigstens einen angeordneten Durchbruch aufweist. Diese Vorrichtung löst nicht das Problem der Lageveränderung des Montageguts.
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Somit stellt sich die Aufgabe, Lastaufnahmevorrichtung sowie Hubkräne der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass eine ergonomischere Montage von schweren Gegenständen als im Stand der Technik möglich ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Lastaufnahmevorrichtung zur Halterung von Bauteilen gemäß Anspruch 1 sowie durch einen Kran gemäß dem nebengeordneten Anspruch 10. Weiterführende Ausgestaltungen und Konkretisierungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die nachfolgend beschriebene Lastaufnahmevorrichtung zur Halterung von Bauteilen während der Montage sieht biegeschlaffe Elemente zur Festlegung an dem Bauteil vor. Entsprechende Bauteile können beispielsweise Bauteile eines Kraftfahrzeuges sein, beispielsweise Motoren, Getriebe, Katalysatoren oder sonstige Baugruppen. Die Verwendung von biegeschlaffen Elementen erleichtert die Anbringung derselben an dem Bauteil.
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Dabei ist ein erster Traversenträger vorgesehen, der eine Aufhängung zur Festlegung der Lastaufnahmevorrichtung aufweist, wobei eine erste Traverse an dem ersten Traversenträger verschiebbar geführt ist, wobei die erste Traverse bogenförmig ist. Des Weiteren ist ein zweiter Traversenträger vorgesehen, der mittels einer Aufhängung an dem ersten Traversenträger festgelegt ist, wobei eine zweite Traverse an dem zweiten Traversenträger verschiebbar geführt ist, wobei die zweite Traverse bogenförmig ist, wobei die beiden Traversen an ihren jeweiligen Endbereichen Anlenkpunkte aufweisen, an denen die biegeschlaffen Elemente angeordnet sind.
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Durch die Vorsehung der beiden verschiebbaren, bogenförmigen Traversenträger kann ein sphärisches Gelenk im Bereich des Schwerpunktes des zu hebenden Guts simuliert werden, das eine leichte Ausrichtung des zu montierenden Bauteils ermöglicht. Der Kraftaufwand zur Ausrichtung des Bauteils ist im Wesentlichen durch das Trägheitsmoment des Bauteils sowie durch die Reibung der Lastaufnahmevorrichtung bestimmt. Insgesamt können in der Regel vier biegeschlaffe Elemente vorgesehen werden, eines an jedem Traversenende.
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In einer ersten weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Aufhängung des ersten Traversenträgers drehbar ist. Auf diese Weise lässt sich ein weiterer Freiheitsgrad bei der Positionierung des zu montierenden Bauteils anbieten.
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In einer anderen weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Aufhängung des zweiten Traversenträgers am ersten Traversenträger drehbar ist. Somit kann ein Winkel zwischen den beiden Traversenträgern eingestellt werden und Bauteile unterschiedlicher Größe gehalten werden. Zudem lässt sich die Stabilität der Aufhängung und eine lotrechte Belastung der Traversen einstellen.
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Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Drehgelenk sperrbar ist, um den Winkel zu fixieren.
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Die Reibung der Lastaufnahmevorrichtung ist durch die Drehgelenke und die Lagerungen der Traversenträger vorgegeben. Die Reibung der Drehgelenke und die Lagerungen der Traversenträger kann in einer weiterführenden Ausgestaltung so gewählt werden, dass ein definierter Widerstand geschaffen wird, der ein sicheres und präzises Arbeiten ermöglicht.
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Gemäß einer anderen weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die erste Traverse und/oder die zweite Traverse kreisbogenförmig ausgebildet ist. Auf diese Weise werden die Aufhängungen der biegeschlaffen Elemente ebenfalls auf Kreisbögen bewegt, sodass bei passend gewählter Länge der biegeschlaffen Elemente eine Rotation des Bauteils mit gleich bleibendem Widerstand unabhängig von der Lage des Bauteils möglich ist. Dies ist dann der Fall, wenn die Länge der biegeschlaffen Elemente so gewählt ist, dass ihre Verlängerungen auf den Schwerpunkt des zu hebenden Bauteils oder auf die Nähe desselben zulaufen.
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Gemäß einer anderen weiterführenden Ausgestaltung können an den Traversen Anschläge vorgesehen sein. Somit kann der Verschwenkweg der Traversen begrenzt werden, um Überlastungen an den Traversenträgern sowie ein Herausrutschen der Traversen oder ein Blockieren desselben zu vermeiden.
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Die Anschläge lassen sich gemäß einer weiterführenden Ausgestaltung über ein Lochraster in unterschiedlichen Distanzen montieren, wodurch sich der Bewegungsbereich der Traversen einstellen lässt.
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Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass Halteabschnitte für die Anlenkpunkte für die biegeschlaffen Elemente vorgesehen sind, wobei die Halteabschnitte an der ersten Traverse länger sind als die Halteabschnitte an der zweiten Traverse, sodass die Anlenkpunkte der biegeschlaffen Elemente an der ersten Traverse und an der zweiten Traverse eine gemeinsame Ebene aufspannen. Auf diese Weise kann das sphärische Gelenk mit höherer Präzision simuliert werde.
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In einer anderen weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Traversen jeweils an in den Traversenträgern angeordneten Führungsrollen gelagert sind. In einer Konkretisierung können die Führungsrollen die Traversenträger beiderseits abstützen, also von oben und von unten, um die Traversenträger präzise und spielarm zu führen.
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In einer darüber hinausgehenden Ausgestaltung werden die Traversen je seitlich geführt. Dies kann insbesondere durch doppelte Kugellagerung oder durch Rollen erreicht werden, so dass Querkräfte, die bei nicht lotrechter Belastung der biegeschlaffen Elemente auftreten können, nicht zu einer Reibhemmung des Systems führen.
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In einer darüber hinausgehenden weiterführenden Ausgestaltung sind die Führungsrollen feststellbar. Auf diese Weise kann eine Arretierung der Lage des Bauteils vorgenommen werden, beispielsweise um an dem Bauteil etwas zu montieren oder um dieses in einer bestimmten Lage zu transportieren.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die biegeschlaffen Elemente Seile oder Ketten sind. Seile können Stahlseile sein. Seile und Ketten lassen sich kostengünstig in unterschiedlichen Längen bereithalten und austauschen beziehungsweise bedarfsweise anhängen. Somit kann die Lastaufnahmevorrichtung einfach für den jeweiligen Zweck konfiguriert werden.
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In einer anderen weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die biegeschlaffen Elemente bei angehängtem Bauteil radial zu den jeweiligen Traversen ausgerichtet sind. Dies bedingt, dass die Verlängerungen der biegeschlaffen Elemente sich im Zentrum des sphärischen Gelenks treffen und minimiert die Last an den Anlenkpunkten der Traversen bzw. der Halteelemente.
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In alternativen Ausgestaltungen können die biegeschlaffen Elemente in ihrer Länge so gewählt sein, dass andere Winkel zu den Traversen bestehen, um beispielsweise die Lagestabilität des gehaltenen Bauteils zu erhöhen.
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Ein erster unabhängiger Gegenstand betrifft einen Kran mit einer Lastaufnahmevorrichtung der vorgenannten Art.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigen schematisch:
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1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Lastaufnahmevorrichtung;
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2 eine Seitenansicht auf die Lastaufnahmevorrichtung aus 1;
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3 eine Draufsicht auf die Lastaufnahmevorrichtung aus 1, sowie
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4 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer Lastaufnahmevorrichtung.
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Gleiche oder gleichwirkende Bauteile werden nachfolgend zur besseren Lesbarkeit mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Lastaufnahmevorrichtung 2.
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Die Lastaufnahmevorrichtung 2 dient zum Halten eines Bauteils 4, vorliegend ein Katalysator eines Nutzfahrzeugs. Das Bauteil 4 muss in dem Nutzfahrzeug montiert werden.
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Die Lastaufnahmevorrichtung 2 weist eine erste Traverse 6 sowie eine zweite Traverse 8 auf. An der ersten Traverse 6 und an der zweiten Traverse 8 sind Seile 10.1–10.4 angelenkt, die an dem Bauteil 4 an Befestigungspunkten 5.1–5.4 festgelegt sind. In alternativen Ausgestaltungen können Ketten verwendet werden. An den jeweiligen Enden der ersten Traverse 6 und der zweiten Traverse 8 sind hierzu Halteabschnitte 12.1–12.4 vorgesehen.
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Die Halteabschnitte 12.1,12.2 an der ersten Traverse 6 sind länger als die Halteabschnitte 12.3,12.4 an der zweiten Traverse B. Die jeweiligen Anlenkpunkte 14.1–14.4 an den Halteabschnitten 12.1–12.4 spannen eine gemeinsame Ebene auf.
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Die erste Traverse 6 ist in einem ersten Traversenträger 16 und die zweite Traverse 8 in einem zweiten Traversenträger 18 verschiebbar geführt. Auf diese Weise kann die relative Position der Anlenkpunkte 14.1, 14.2 und 14.3, 14.4 relativ zu den Traversenträgern 16 und 18 verschoben werden, wodurch das Bauteil 4 neu positioniert werden kann.
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Der ersten Traversenträger 16 ist mittels einer Aufhängung 19.1 drehbar an einem Träger, beispielsweise einem Kran oder einem Hubachsmanipulator, festlegbar. Der zweite Traversenträger 18 ist mittels einer Aufhängung 19.2 drehbar am ersten Traversenträger 16 festgelegt. In manchen Ausführungsformen können die Traversenträger 16,18 bezüglich der zuvor beschriebenen Rotationsfreiheitsgrade festlegbar ausgebildet sein, z. B. mittels einer Sperre.
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An dem ersten Traversenträger 16 und an dem zweiten Traversenträger 18 sind jeweils Anschläge 20.1–20.4 vorgesehen, um den Verschiebeweg von erster Traverse 6 und zweiter Traverse 8 zu begrenzen.
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Die Anschläge 20.1–20.4 können in manchen Ausgestaltungen über ein Raster eingestellt werden.
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2 zeigt eine Seitenansicht auf die Lastaufnahmevorrichtung 2. Dabei ist zur Verdeutlichung des Prinzips der Lastaufnahmevorrichtung 2 nur die zweite Traverse 8 in vereinfachter Form dargestellt, z. B. ohne Anschläge oder Halteabschnitte.
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Die zweite Traverse 8 ist kreisbogenförmig mit einem Radius R ausgebildet. Die Seile 10.3 und 10.4 sind radial nach innen geführt, sodass sich die Verlängerung der Seile im Kreismittelpunkt O treffen. Dies kann über die Länge der Seile 10.3, 10.4 beeinflusst werden, die an den Befestigungspunkten 5.3 und 5.4 des Bauteils 4 angebracht sind.
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Das Bauteil 4 hat einen Schwerpunkt SP. Der Kreismittelpunkt O liegt einen Abstand d unterhalb des Schwerpunktes SP des Bauteils 4, sodass die Seile 10.3, 10.4 in einer Schwerpunktebene 22 den Schwerpunkt SP beiderseits unterstützen. Somit ist das Bauteil 4 gegen zu leichtes Verkippen gesichert. Ein Gewichtskraftsvektor F, der vom Schwerpunkt SP ausgeht, verläuft durch den Kreismittelpunkt O.
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In dem zweiten Traversenträger 18 sind Führungsrollen 24.1–24.4 angeordnet, wobei die Führungsrollen 24.1, 24.4 die zweite Traverse 8 von oben und die Führungsrollen 24.2, 24.2 von unten führen.
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Die zweite Traverse 8 ist des Weiteren von seitlichen Führungsrollen 26.1, 26.2 geführt, so das Querkräfte, die bei nicht lotrechter Belastung der Seile 10.1, 10.2 auftreten können, nicht zu einer Reibhemmung führen.
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Auch die in 2 nicht dargestellte erste Traverse 6 kann entsprechende seitliche Führungsrollen aufweisen.
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3 zeigt eine Draufsicht auf die Lastaufnahmevorrichtung 2.
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Erste Traverse 6 und zweite Traverse 8 schließen einen Winkel α miteinander ein, der durch die Vertretbarkeit des zweiten Traversenträgers 18 relativ zum ersten Traversenträger 16 verstellbar ist.
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Die erste Traverse 6 ist des Weiteren von seitlichen Führungsrollen 26.3, 26.4 geführt, so das Querkräfte, die bei nicht lotrechter Belastung der Seile 10.3, 10.4 auftreten können, nicht zu einer Reibhemmung führen.
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4 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Lastaufnahmevorrichtung 2'.
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Im Unterschied zur Lastaufnahmevorrichtung 2 aus den vorangegangenen Figuren sind an den Traversen 6', 8' mehrere Öffnungen 28.1–28.12 vorgesehen. Diese Öffnungen können als Anlenkpunkte für die Seile 10.1–10.4 dienen.
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Die Öffnungen 28.1–28.6 an der Traverse 6' können anders als die Öffnungen 28.7–28.12 an der Traverse 8' positioniert werden, um eine unterschiedliche Höhe der Traversen 6', 8' zu kompensieren. Dabei kann nach den Prinzipien des Strahlensatzes vorgegangen werden, indem korrespondierende Öffnungen, z. B. 28.1 und 28.7, auf einem gemeinsamen Mittelpunktstrahl angeordnet sind.
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Im Übrigen wird auf die Beschreibungen zu den 1–3 verwiesen, die auch für die 2. Ausführungsform gelten.
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Bezugszeichenliste
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- 2, 2'
- Lastaufnahmevorrichtung
- 4
- Bauteil
- 5.1–5.4
- Befestigungspunkt
- 6, 6'
- erste Traverse
- 8, 8'
- zweite Traverse
- 10.1–10.4
- Seil
- 12.1–12.4
- Halteabschnitte
- 14.1–14.4
- Anlenkpunkt
- 16
- erster Traversenträger
- 18
- zweiter Traversenträger
- 19.1, 19.2
- Aufhängung
- 20.1–20.4
- Anschlag
- 22
- Schwerpunktebene
- 24.1–24.4
- Führungsrolle
- 26.1–26.4
- seitliche Führungsrolle
- 28.1–28.12
- Öffnung
- α
- Winkel zwischen erster Traverse 6 und zweiter Traverse 8
- d
- Abstand Schwerpunkt, Kreismittelpunkt
- k
- Seillänge
- F
- Gewichtskraft
- O
- Kreismittelpunkt
- R
- Radius
- SP
- Schwerpunkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007061349 B4 [0004]
