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Sicherheitseinrichtung für Vakuumgreiferaggregat, bei welchem das
Vakuum mittels einer Brennkraftmaschine erzeugt wird Die Erfindung richtet sich
auf eine Sicherheitseinrichtung für ein Vakuumgreiferaggregat, bei welchem das Vakuum
mittels einer Brennkraftmaschine erzeugt wird und Vorrichtungen vorgesehen sind,
die in Abhängigkeit von einem Drehzahlabfall der Brennkraftmaschine einen Hilfsantrieb
zum Aufrechterhalten des Vakuums zuschalten.
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Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art, die sich auf ein Vakuumgreiferaggregat
am Hubschlitten eines Hubladers bezieht, wird normalerweise das Vakuum von dem durch
die Ansaugleitung der Brennkraftmaschine beim Betrieb derselben strömenden Luftstrom
erzeugt. Für den Fall, daß die Brennkraftmaschine ausfallen sollte, ist bei der
bekannten Konstruktion eine von der die Ansaugleitung der Brennkraftmaschine mit
dem Vakuumgreiferaggregat verbindenden Leitung abzweigende Leitung vorgesehen, an
die eine besondere Vakuumpumpe angeschlossen ist, welche mittels eines nur dem Antrieb
derselben dienenden Elektromotors antreibbar ist. Außerdem ist ein Druckschalter
vorgesehen, welcher beim Unterschreiten eines bestimmten Grenzwertes des von der
Brennkraftmaschine erzeugten Vakuums bzw. einem entsprechenden Drehzahlabfall derselben
den Elektromotor zum Antrieb der Hilfsvakuumpumpe in Betrieb setzt.
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Diese Ausbildung erfordert folglich sowohl eine besondere Vakuumpumpe
als auch einen speziellen Antrieb für dieselbe, sowie ein zusätzliches Leitungssystem
mit einem Absperrventil an der Abzweigstelle der Vakuumleitung, womit insgesamt
ein beträchtlicher Aufwand verbunden ist.
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Ziel der Erfindung ist es nun, eine in ihrer Wirkung gleiche Sicherheitseinrichtung
der in Rede stehenden Art zu schaffen, ohne zusätzliche, lediglich für Notfälle
brauchbare Aggregate, wie Vakuumpumpen und Antriebe für diese, verwenden zu müssen.
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Bei einer Sicherheitseinrichtung der eingangs beschriebenen Art wird
dies gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Hilfsantrieb auf die Brennkraftmaschine
wirkt. Hierdurch werden nur im Notfall arbeitende, zusätzliche vakuumerzeugende
Aggregate nicht mehr benötigt, da durch den erfindungsgemäßen Weiterbetrieb der
Brennkraftmaschine das von dieser direkt oder indirekt erzeugte Vakuum weiterhin
zur Verfügung steht. Hierbei kann ohne weiteres in Kauf genommen werden, daß die
gesamte Brennkraftmaschine mit angetrieben werden muß, da der Betrieb derselben
im eintretenden Notfall ja nur sehr kurzfristig mittels des Hilfsantriebs aufrechterhalten
werden muß, nämlich so lange, bis die Bedienungsperson eine mittels des Vakuumgreiferaggregates
angehobene Last abgesetzt hat.
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Besonders vorteilhaft ist es, als Hilfsantrieb einen ohnehin notwendigen
elektrischen Startermotor für die Brennkraftmaschine zu verwenden sowie in üblicher
Weise eine Batterie zur Speisung des Startermotors, so daß dann lediglich auf einen
Drehzahlabfall der Brennkraftmaschine ansprechende Steuermittel vorgesehen werden
müssen, welche einen Schalter zur Speisung des elektrischen Startermotors betätigen.
Das heißt, in diesem Fall werden nicht nur keine besonderen vakuumerzeugenden Mittel,
wie eine nur für den Notfall gebrauchte Vakuumpumpe, sondern auch keine besonderen
Antriebsaggregate benötigt.
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Es ist zwar ein Antriebsaggregat für kleinere, durch Verbrennungsmotoren
angetriebene Wasserfahrzeuge bekannt, bei dem zwischen der Brennkraftmaschine und
einer Antriebsschraube ein elektrischer Startermotor eingeschaltet ist, wobei im
Notfall dieser elektrische Startermotor die Antriebsschraube direkt antreiben soll,
nach Möglichkeit unter Abschaltung des elektrischen Startermotors von dem Verbrennungsmotor
mittels
einer entsprechend vorgesehenen Kupplung. Insofern führt aber der bekannte Vorschlag
nicht nur nicht zur vorstehend dargestellten Erfindung, sondern von dieser fort,
da bei dieser gerade über den Weiterbetrieb der Brennkraftmaschine die der Anmeldung
zugrunde liegende Aufgabe gelöst werden soll. Hinzu kommt, daß bei der vorstehend
beschriebenen Einrichtung der Anlasser- bzw. Startermotor infolge seiner direkten
Kupplung mit der Antriebsschraube im Normalbetrieb ständig mitlaufen muß.
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Vorteilhaft kann man bei der Erfindung Steuervorrichtungen vorsehen,
die auf einen Abfall des Öldrucks der Brennkraftmaschine zum Einschalten des Hilfsantriebs
ansprechen. Hierbei kann man am einfachsten einen mit der Ölleitung der Brennkraftmaschine
verbundenen druckbetätigten Steuerschalter verwenden.
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Man kann aber auch einen Zentrifugal-Steuerschalter verwenden, der
durch einen Drehzahlabfall der Brennkraftmaschine betätigt wird.
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Das zum Betrieb des Vakuumgreiferaggregates erforderliche Vakuum kann
von einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Vakuumpumpe oder dem durch die
Ansaugleitung der Brennkraftmaschine beim Betrieb derselben strömenden Luftstrom
erzeugt werden.
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Dann kann man Steuervorrichtungen vorsehen, die auf einen Druckanstieg
in der Verbindung des Vakuumgreiferaggregates mit der Vakuumpumpe oder mit der Ansaugleitung
der Brennkraftmaschine ansprechen, um den Hilfsantrieb zwecks Antriebs der Brennkraftmaschine
zu betätigen.
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So kann man einen Druckdifferentialschalter vorsehen, der in Abhängigkeit
von einem Druckanstieg in der Verbindung des Vakuumgreiferaggregates mit der Vakuumpumpe
oder mit der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine anspricht.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert. Diese zeigt in F i g. 1 eine schematische Ansicht eines Vakuumsystems
mit einer Sicherheitsvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei das Vakuum durch den
durch die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine beim Betrieb derselben strömenden
starken Luftstrom erzeugt wird, und in F i g. 2 eine schematische Ansicht eines
etwas abgeänderten Vakuumsystems mit einer Sicherheitseinrichtung gemäß der Erfindung,
bei der das Vakuum durch eine besondere, von der Brennkraftmaschine angetriebene
Vakuumpumpe erzeugt wird.
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Die in F i g. 1 wiedergegebene Sicherheitseinrichtung gemäß der Erfindung
ist in Anwendung bei einem an sich bekannten Vakuumsystem erläutert.
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Das Vakuumsystem weist eine Brennkraftmaschine 10 mit einem Vergaser
11 auf. Letzterer ist derart eingestellt, daß die Maschine 10 wirksam mit etwa gleichbleibender
Drehzahl bei einem Unterdruck von beispielsweise 400 mm Hg arbeitet, und der durch
den Lufteinlaß 12 des Vergasers 11 strömende, zur Verbrennung der Maschine dienende
starke Luftstrom wird zur Erzeugung eines Vakuums zur Betätigung einer Vakuumvorrichtung
ausgenutzt.
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Bei dem gezeigten System ist die Vakuumvorrichtung als Vakuumgreifvorrichtung
mit einer Mehrzahl von Vakuumgreifern 13 ausgebildet, von denen einer in der Zeichnung
in Greifverbindung zu einer Last L wiedergegeben ist. Jeder Vakuumgreifer
13 ist an eine Sammelleitung 14 über eine Leitung 15 und ein Tastventil16
angeschlossen. Das Tastventil16 wird betätigt, um den Greifer 13 mit der Sammelleitung
14 durch Bewegung eines Tasthebels 17 bei der Bewegung des Greifers gegen die Oberfläche
einer Last zu verbinden.
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Die Sammelleitung 14 ist über ein solenoidbetätigtes Ventil 18, ein
Regulierventil 19 und eine Leitung 20 mit dem Lufteinlaß 12 des Vergasers
11 derart verbunden, daß der Luftstrom zur Maschine durch den Lufteinlaß
12 während des Antriebs der Maschine ein Vakuum an den Greifern 13 erzeugt. Wenn
zum Absetzen der Last eine Entspannung des Vakuums an den Greifern erwünscht ist,
wird das solenoidbetätigte Ventil 18 betätigt, um die Sammelleitung 14 und damit
die Greifer 13 mit der Atmosphäre zu verbinden.
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Das Regulierventil 19 verhindert eine zu große Zufuhr von Luft zum
Vergaser und ein Abdrosseln der Maschine in dem Fall, daß die Vakuumgreifer 13 nicht
vollständig durch die Last abgedeckt sind oder im Eingriff mit einer porösen Last
stehen. Ein druckbetätigtes, mit der Leitung 20 verbundenes Bypassventil21 führt
Luft unter Atmosphärendruck zum Lufteinlaß 12 des Vergasers 11, wie dies zur Verhinderung
eines Abwürgens der Maschine infolge Luftabschluß notwendig ist, wenn alle Vakuumgreifer
durch die Oberfläche nicht poröser Lasten abgeschlossen bzw. die Tastventile 16
geschlossen sind. Das Regulierventil 19 und das Bypassventil 21 dienen folglich
dazu, einen Luftdruck in der Leitung 20 aufrechtzuerhalten, der im wesentlichen
dem Unterdruck, auf den der Vergaser 11 eingestellt ist, entspricht, um damit ein
Abwürgen der Maschine 10
entweder durch Abdrosseln infolge zu hoher Luftzufuhr
oder durch Luftabschluß zu verhindern.
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Es ist erkennbar, daß bei dem beschriebenen Vakuumsystem das Vakuum
an den Vakuumgreifern 13 bei einem Stillstand der Maschine 10 verlorengehen würde,
wobei die Last L abfallen würde.
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Gemäß der Erfindung wird ein solcher plötzlicher Vakuumverlust durch
Hilfsmittel verhindert, die automatisch betätigt werden, um die Maschine 10 anzutreiben,
falls diese nicht mehr selbstantreibend ist, so daß die Maschine weiterhin als eine
ein Vakuum aufrechterhaltende Pumpe arbeitet.
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Bei dem bestimmten beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung
bestehen diese Hilfsmittel aus einem elektrischen Startermotor 22, der mit der Kurbelwelle
23 der Brennkraftmaschine durch einen Riementrieb 24 verbunden ist und durch eine
Batterie 25 gespeist wird. Wie nachstehend näher erläutert wird, dient der Startermotor
22 sowohl zur anfänglichen Inbetriebsetzung der Maschine 10 als auch zum
Antrieb der Maschine bei einem Ausfall des Selbstantriebs derselben.
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Drei allgemein mit 2,6, 27, 28 bezeichnete Steuerschalter dienen
zur Auslösung der Betätigung des Startermotors 22 zwecks Antreibens der Maschine
10
beim Ausfallen des Selbstantriebs der letzteren. In der Zeichnung sind
die Schalter in Offenstellung wiedergegeben, welche Stellung diese einnehmen, wenn
die Maschine 10 normal arbeitet, um ein Vakuum an den Greifern 13 zu erzeugen.
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Wie nachstehend beschrieben ist, spricht jeder dieser Steuerschalter
entweder direkt oder indirekt auf einen Drehzahlabfall der Maschine 10 an, um die
Betätigung
des Startermotors 22 zum Antrieb der Maschine 10 auszulösen, und jeder der drei
Schalter kann allein ohne die anderen Schalter benutzt werden. Jedoch schafft die
Verwendung aller drei Schalter eine größere Sicherheit.
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Bei der Verwendung aller drei Schalter sind diese parallel zueinander
und in Reihe mit einem Startschalter 29 geschaltet, wie in der Zeichnung wiedergegeben
ist. Wenn die Maschine 10 nicht arbeitet, ist jeder der Schalter 26, 27 und 28 geschlossen,
so daß das Schließen des Startschalters 29 einen elektrischen Kreis zwischen dem
Startermotor 22 und der Batterie 25 schließt, um den Startermotor 22 zwecks Startens
der Maschine 10 zu speisen. Der Startschalter 29 verbleibt während des Betriebs
der Maschine 10
geschlossen. Nach dem Start der Maschine wird der Startermotor
22 von der Batterie durch Öffnung der Schalter 26, 27 und 28 getrennt.
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Der Steuerschalter 26 ist ein druckbetätigter Schalter mit einem Diaphragma
30 und einem Plunger 31, der durch eine Feder 32 in eine Kontakte 33 schließende
Richtung gezwungen wird. Wenn die Maschine 10 ordnungsgemäß arbeitet, so daß ein
Vakuum in der Leitung 20 erzeugt wird, verursacht die Druckdifferenz an dem Diaphragma
30, daß sich der Plunger 31 einwärts gegen die Wirkung der Feder 32 bewegt und die
Kontakte 33 öffnet, wodurch der Startermotor 22 von der Batterie getrennt wird.
Wenn jedoch ein bestimmter Druckanstieg in der Leitung 20 eintritt, wodurch ein
bestimmter Drehzahlabfall der Maschine 10 angezeigt wird, wird der Plunger 31 durch
die Druckfeder 32 unter Schließen der Kontakte 33 bewegt. Das Schließen der Kontakte
33 vervollständigt einen den früher geschlossenen Startschalter 29 einschließenden
Stromkreis, um die Batterie 25 mit dem Startermotor zu verbinden, um die Betätigung
des Startermotors zwecks Antriebs der Maschine 10 auszulösen, so daß die Maschine
10 als das Vakuum aufrechterhaltende Pumpe wirkt.
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Der Steuerschalter 27 ist ebenfalls ein druckbetätigter Schalter,
ist jedoch mit der Ölleitung 34 der Maschine 10 verbunden. Der Schalter 27 weist
einen Plunger 35 auf, der an einem Diaphragma 36 befestigt ist, welches durch eine
Feder 37 in eine Kontakte 38 schließende Richtung gezwungen wird. Wenn die Maschine
10 ordnungsgemäß mit vorbestimmter Drehzahl arbeitet, steigt der Öldruck in der
Ölleitung 34 an, zwingt den Plunger 35 nach außen gegen die Kraft der Feder 37 unter
Öffnung der Kontakte 38, so daß der Startermotor 22 von der Batterie 25 getrennt
wird. Wenn jedoch der Öldruck in der Ölleitung 34 um einen vorbestimmten Betrag
abfällt, wodurch ein vorbestimmter Drehzahlabfall der Maschine 10 angezeigt wird,
wird der Plunger 35 durch die Feder 37 in die Kontakte 38 schließende Richtung bewegt,
wodurch ein den geschlossenen Startschalter 29 einschließender Stromkreis vervollständigt
wird, um die Batterie 25 mit dem Startermotor 22 zu verbinden, wodurch die Betätigung
des Startermotors 22 zum Antrieb der Maschine 10 ausgelöst wird.
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Der Steuerschalter 28 ist als zentrifugalbetätigter Schalter ausgebildet,
welcher von der Antriebswelle 23 betätigt wird. Der Schalter weist Kontakte 39 auf,
die normalerweise durch eine Feder 40 in Schließstellung gezwungen werden. Wenn
die Maschine normal arbeitet und eine vorbestimmte Drehzahl erreicht, wird eine
Steuerplatte 41 durch Auswärtsbewegung von Fliehkraftgewichten 42 abwärtsgezogen,
welche letztere durch Federarme 42 a an einer von der Kurbeiwelle 23 mittels
Kegelzahnrädern 44 angetriebenen Welle 43 befestigt sind. Diese Abwärtsbewegung
der Steuerplatte 41 öffnet über einen Gelenkhebel die Kontakte 39, wodurch der Startermotor
22 von der Batterie 25 getrennt wird. Wenn die Drehzahl der Maschine 10 um einen
vorbestimmten Betrag abnimmt, bewegt sich die Steuerplatte 41 wieder aufwärts, wodurch
die Kontakte 39 mittels der Feder 40 erneut schließen und damit einen Stromkreis
über den geschlossenen Startschalter 29 vervollständigen, um die Batterie 2.5 mit
dem Startermotor 22 zu verbinden und dadurch die Betätigung des Startermotors zwecks
Antriebs der Maschine 10 auszulösen, so daß die Maschine weiterhin als Pumpe arbeitet.
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Infolgedessen dient jeder der Steuerschalter 26, 27 und 28 zur Auslösung
der Betätigung des Startermotors 22 zwecks Antriebs der Maschine 10, so daß die
letztere weiterhin als Pumpe arbeitet, falls deren Selbstantrieb ausfallen sollte.
Infolgedessen ist die Gefahr der Beseitigung des Vakuums an den Greifern 13 infolge
eines Abwürgens der Maschine wirksam verhindert.
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Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 wird das Vakuum durch eine
Vakuumpumpe 45 erzeugt, die über einen Riementrieb 46 und eine Riemenscheibe 47
angetrieben wird, welch letztere mit der Kurbelwelle 23 der Brennkraftmaschine 10
verbunden ist. Die Leitung 20 ist an die Vakuumseite der Vakuumpumpe 45 angeschlossen,
anstatt an den Lufteinlaß 12 des Vergasers 11 bei der Ausführungsform gemäß F i
g. 1, womit die Pumpe 45 das Vakuum zum Betrieb der Vakuumgreifer 13 erzeugt. Bei
diesem System kann das Ventil 21, wie vorstehend in Verbindung mit dem Vakuumsystem
gemäß F i g. 1 beschrieben, mit der Vakuumleitung 20 derart verbunden sein. daß
es öffnet, wenn das Vakuum einen vorbestimmten Wert übersteigt, um dadurch eine
überlastung der Maschine 10 und eine Überhitzung der Vakuumpumpe 45 zu vermeiden.
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Im übrigen arbeitet die Anordnung gemäß F i g. 2 in der gleichen Weise
wie diejenige gemäß F i g. 1, um die Betätigung des Startermotors 22 zum Antrieb
der Maschine 10 bei einem Ausfall des Selbstantriebs derselben mit dem Ziel auszulösen,
den Betrieb der Vakuumpumpe 45 aufrechtzuerhalten.