DE1959456A1

DE1959456A1 - Ladeauslegeranordnung

Info

Publication number: DE1959456A1
Application number: DE19691959456
Authority: DE
Inventors: Goudreau Noel Girard
Original assignee: Conoco Inc
Current assignee: ConocoPhillips Co
Priority date: 1969-03-19
Filing date: 1969-11-26
Publication date: 1970-09-24
Also published as: GB1250082A; DE1959456B2; DE1959456C3; SE366003B; US3615067A; FR2033711A5

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

Ladeauslegeranordnung

In der US-Patentschrift 3 402 911 von O'Neill ist ein Ladeaus- | leger beschrieben, bei dem der lasttragende Arm eine Abknickung aufweist, so daß der Ladeausleger auch dann eingesetzt werden kann, wenn es sich darum handelt, etwa ein Bearbeitungswerkzeug oder eine Gießform oder eine andere Last um ein Hindernis herumzuführen, das sonst der Aufflieferung durch den Ladeausleger im Wege stünde. Dieser bekannte Ladeausleger dient seinem Zweck sehr gut, aber das Vorhandensein der Abknickung im lasttragenden Arm führt zu einer Verlagerung des Schwerpunktes dieses Armes, die gelegentlich zu einer gewissen Aus-

Wanderungsbewegung des Armes führen kann. Eine solche Auswande- ■ rungsbewegung des lasttragenden Armes kann sehr oft hingenommen werden; sie ist jedoch mitunter unerwünscht, und der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die in Frage stehende Auswanderungsbewegung zu verhindern.

Die Erfindung geht also aus von einer Ladeauslegeranordnüng, die mit einem Gewichtsausgleich und vier untereinander zu

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einem Parallelogramm-Gestänge verbundenen Armen ausgerüstet ist, deren einer einen nach unten gerichteten, die Last aufnehmenden Teil aufweist, der" mit einer Abknickung versehen ist, so daß die Last um Hindernisse herumgeführt werden kann. Im Einzelnen ist einer der Gestängearme auf einem Grundgerät schwenkbar so befestigt, daß das Gestänge zur Hebung und Senkung der Last verschwenkt werden kann. Außerdem kann der lasttragende Gestängearm auch seitlich verfahren werden. Zum Anheben der Last kann eun hydraulischer Zylinder dienen als Einrichtung zur Übertragung einer Kraft auf einen der Gestängearme, wenn die Verbindung zwischen diesen beiden Teilen so gestaltet ist, daß sie eine horizontale Relativbewegung ermöglicht.

Zur Lösung der eimgangs umrissenen Aufgabe dient nach der Erfindung eine Einrichtung zur Übertragung einer Kraft auf einen der Gestängearme, die groß genug ist, um jede Kraft zu kompensieren, die die Tendenz hat, den lasttragenden Gestängearm zfolge seiner Abknickung zu einer Auswanderungsbewegung zu veranlassen.

Bei einer der bevorzugten Ausgestaltungsformen dient als Kraftübertragungseinrichtung eine Federtrommel mit einem von ihr ausgehenden, unter Federspannung stehenden Kabel. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß das Kabel zu einem der Gestängearme führt, um auf diesen eine im Ganzen horizontal verlaufende Kraft auszuüben. Diese Kraft erzeugt ein Drehmoment,' das entgegengesetzt gleich dem Drehmoment ist, das seine Ur-

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sache in der durch die Abkniekung des lasttragenden Gestängearmes herbeigeführten Schwerpunktsverlagerung hat» Als Ergebnis werden die Kräfte, die die Tendenz haben, eine Auswanderungsbewegung des lasttragenden Gestängearmes herbeizuführen, kompensiert.

Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. In diesen ist

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ladeausleseranordnung nach f der Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte seitliche Teilansicht einer Kraftübertragungsvorrichtung bei der erfindungsgemäßen Ladeauslegeranordnung;

Fig. 3 ein Diagramm, das die bei tier Erfindung im Spiel befindlichen statischen Vektoren veranschaulicht»

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 hängt der Ladeausleger an einer Deckenlaufschiene 10 mit Hilfe einer Laufkatze 11, f deren Rollenwagen 12 und 13 von der Schiene geführt werden. Ein. Hängearm 14 hängt von cer Laufkatze 11 herab. Er hat ein Pj=,ar im Abstand voneinander angeordnete weitere Hängearme 15, von denen nur einer dargestellt ist und von denen jeder aus einem Paar im Abstand voneinander angeordneter Platten besteht. Von einer bestimmten Stelle zwischen den Oberenden der Hängearme 15 cent eine Montageplatte 2C aus. Sie trägt schwenkbar gelagert einen hydraulischen Zylinder mit einer Kolben-'

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BAD ORlGlMAU

stange 22, die mittels eines L_agerbolzens 23 an einem Paar mit Abstand voneinander angeordneter,Seitenplatten 24 (von denen nur eine dargestellt ist), angelenkt ist, wobei der L_agerbolzen 23 quer durch sie hindurchführt. Der Hub der Kolbenstange 22 aus dem Zylinder 21 heraus bestimmt die An-. hebung der Seitenplatten 24 relativ zu den Hängearmen 15 und damit den Winkel des im Folgenden beschriebenen Parallelogramm-Gestänges. Die Seitenplatten 24 laufen in einer Führung auf und ab und führen damit auch die Kolbenstange 22, und zwar mit Hilfe eines oberen Rollensatzes 30 und eines unteren-Rollensatzes 32, die beide in langen Führungsschlitzen 34 der Seitenplatten 24 laufen. Diese Rollen sind alle an die Hängearme 15 anmontiert, wobei das obere Rollenpaar 30 auf lagerbolzem 40 läuft, die an den Hängearmen 15 festsitzen, während die unteren Rollen 32 auf einem Lagerbolzen 42 laufen, der sich durch das ünterende der Hängearme 15 hindurcherstreckt.

Die Ladeauslegeranordnung weist einen ersten rohrförmigen Gestängearm 50 auf, der an den Hängearmen 15 mittels eines» Schwenklagerbolzens 51 schwenkbar befestigt ist. Dieser erste Gestängearm 50 trägt an seinem einen Ende ein Ausgleichsgewicht 52 und ist an seinem anderen Ende mittels eines Schwenklagerbolzens 53 an einem zweiten Gestängearm'befestigt, der den als Ganzes mit 54 bezeichneten Werkstücktragarm darstellt. Ein dritter Gestängearm 55 verläuft parallel zu dem ersten Gestängearm 50 und ist bei 56 an dem zweiten Gestängearm 54 schwenkbar gelagert. Das entgegengesetzte Ende des Gestängearmes 55 trägt drehbar eine Nachlaufwelle 57 mit Rollen

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58, die an beiden Wellenenden beiderseits von dem Gestänge- arm 55 liegen und in Führungsschlitzen 59 laufen, die im • Ganzen horizontal in den Seitenplatten 24 angeordnet sind. Bei dieser Konstruktion wird eine von dem hydraulischen Zylinder 21 auf die Seitenplatten' 24 ausgeübte Kraft auf den dritten Gestängearm 55 des Parallelogramm-Gestämges übertragen, und zwar durch Vermittlung der Führungsschlitze 59 und der Rollen 58. Diese auf die Nachlaufwelle 57 ausgeübte Kraft wird schließlich auf den vierten Arm der Parallelogramm-Verbindung mit dem ersten Gestängearm 50 übertragen. Dieser vierte Gestängearm besteht aus einem Paar mit Abstand vonein- f ander angeordneter Gelenkglieder 65 (von denen nur eines dargestellt ist), die an ihren Unterenden die Nachlaufwelle 57 aufnehmen und an ihren Oberenden einen Schwenklagerbolzen tragen, der sie mit dem ersten Gestängearm 50 gelenkig verbindet.

Der Werkstücktragarm 54 trägt an seinem ünterende einen Werkstückhalter 70 zum Festhalten eines Werkstücks 73, das gestrichelt dargestellt ist. Der Werkstückhalter 70 ist bei 74 g am Unterende des Werkstücktragarms 54 schwenkbar befestigt. Es können auch andere Werkstückträger, z.B. ein Drehgelenkshaken, benutzt werden.

Wie dies aus der herkömmlichen Technik bekannt ist, kann eine von dem Werkstückhalter 70 getragene Last so ausbalanciert werden, daß eine leichte Bedienung von Hand möglich ist,

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und zwar durch Veränderung des Drucks, der dem hydraulischen Zylinder 21 zugeführt wird. Dieser Zylinder sorgt dann dafür, daß mit Hilfe des Parallelogramm-Gestänges die Last in jeder Lage, die innerhalb der Reichweite des Ladeauslegers liegt, stets gleichmäßig ausbalanciert ist. '

Wie in der bereits eingangs angeführten US-Patentschrift erläutert ist, besteht eine Besonderheit des Werkstücktragarms 54 darin, daß er die Verwendbarkeit des Ladeauslegers Insofern noch weiter erhöht, als er aus zwei Teilen zusammengesetzt ist, nämlich aus einem Oberteil 80, der durch die Schwenklagerbolzen 53 und 56 mit dem ersten Gestängearm 50 und dem dritten Gestängearm 55 verbunden ist, und einem Unterteil 81, der die Schwenkverbindung 74 für den Werkstückhalter 70 trägt. Dieses Unterteil 81 ist abgeknickt, so daß es ein Hindernis umgreifen kann, z.B. beim Absetzen eines Werkstücks unterhalb eines Überhangs, etwa des Kopfstückes einer Werkzeugmaschine oder eines Tisches. Das Werkstück ist jederzeit praktisch ausbalanciert, weil die Schwenkverbindung 74 des Werkstückhalters 70 in einer geraden Linie liegt, die durch die Schwenklagerbolzen 53 und gegeben ist. Wenngleich jedoch durch die bisher beschriebene Einrichtung dafür gesorgt ist, daß jederzeit praktisch Gewichtsausgleich besteht, so ist doch zu erkennen, daß bei dieser Betrachtung die Schwergewichtswirkung des Gestängeärmes 54 außer _t Acht geblieben ist, genauerhin die aus der Abknickung oder Jü>kröpfung des Unterteils 81 resultierende Schwerpunktsverlagerung. Das bedeutet, daß wegen dieser Abknickung der Schwerpunkt des Gestängearmes 54 nicht in der durch die Schwenklagerbolzen 53,

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56 und 74 gegebenen Mnie liegt, sondern, wie aus Pig, 1 ohne weiteres zu ersehen ist, ein wenig nach rechts gerückt ist. Im Ergebnis ist also festzustellen, daß, da der Schwenklagerbolzen 53 den Drehpunkt bildet, der Gestängearm 54 das Bestreben haben wird, im Uhrzeugersinn um den Drehpunkt 53 herum auszuschwingen, und zwar mit einem Drehmoment, das gegeben ist durch das Produkt aus dem Gesicht des Gestangearmes 54 und dem Abstand des Schwerpunkts dieses Gestängearmes von der durch die Schwenklagerbolzen 53, 56 und 74 gegebenen Linie.

Um dieses Drehmoment auszugleichen, ist eine Vorrichtung zur ™ Einführung einer Kraft vorgesehen, die ein gleichgroßes entgegengesetztes Drehmoment bezüglich des Schwenklagerbolzens ausübt. Diese Vorrichtung soll nun anhand der Fig. 2 erläutert werden.

Eine Federtrommel 90 herkömmlicher Bauart sitzt auf einem Drehlager 92. Sie führt ein Drahtseilkabel 94» das in bekannter Weise unter Federspannung gehalten wird. Eine Umlenkrolle 96 ist in geeigneter Weise an einer der Seitenplatten 24 ange- λ bracht, und zwar am Ende der Führungsschlitze 59. Das Kabel 94 ist um diese Umlenkrolle herumgeführt und an dem dritten Gestängearm 55 festgemacht mit Hilfe einer Schraubenmutter oder einer sonstigen Befestigungsvorrichtung, die mit dem Schwenklager 57 in Verbindung steht. Dementsprechend übt, wie Fig. 2 erkennen läßt, die Federtrommel auf den dritten Gestängearm 55 eine praktisch horizontal wirkende Kraft aus, die nach rechts gerichtet ist, wie Fig. 2 zeigt. Diese Kraft ist für alle

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praktisch vorkommenden Fälle bei allen Lagen, die die Hachlaufwelle 57 in dem Führungsschlitz 59 einnehmen kann, konstant.

Die Größe der Kraft, die die Federtrommel 90 auf den dritten Gestängearm'55 ausüben muß, kann am besten erfaßt werden anhand der Fig. 3, die in sehematischer Form die im Spiel befindlichen Vektoren und Drehmomente wiedergibt. Wie man sieht, hat der Werkstücktragarm 54 an seinem Unterteil 81 eine Abknickung, so daß der Schwerpunkt des Armes bei dem mit 100 bezeichneten Punkt CG liegt. Die am Schwerpunkt bei 100 angreifende Schwerkraft ergibt eine Kraft, die in der Richtung des Pfeiles 102 verläuft und mit F₁ bezeichnet ist. Die Richtung dieser Kraft ist gegenüber der durch die Schwenklagerbolzen 53, 56 und 74 gegebenen Linie um eine Strecke verschoben, die mit D₁ bezeichnet ist. Auf diese Weise entsteht, wenn man den Schwenklagerbolzen 53 als Drehpunkt annimmt, ein Drehmoment, das die Tendenz hat, den Arm 54 im Uhrzeigersinn um den Punkt 53 herum zu schwenken, und dieses Drehmoment M₁ ist gleich dem Produkt aus der nach unten gerichteten Schwerkraft F₁ des Armes 54 und dem Hebelarm D₁.

Die vorstehende Beschreibung der Federtrommel 90 und ihres Zubehörs läßt erkennen, daß eine Kraft Fp auf das Schwenklager 57 einwirkt, die durch den dritten Gestängearm 55 auf den Schwenklagerbolzen 56 übertragen wird. Der Angriffspunkt der Kraft F₂ ist von dem Drehpunkt 53 um die Strecke Dp entfernt, "nd das Produkt aus diesem Hebelarm Do und der Kraft Fp er-

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gibt ein Drehmoment M₂, das die Tendenz hat, den Arm 54 entgegen dem Uhrzeigersinn um den Punkt 53 herum zu verschwenken.

Wie eingangs dargelegt worden ist, besteht die Hauptaufgabe der Erfindung darin, die durch die Abknickung des Armunterteils 81 verursachte Auswanderungsbewegung des Armes 54 zu eliminieren, und zu diesem Zweck muß das im Uhrzeigersinn wirksame Drehmoment M₁ gleichgroß sein wie das entgegen dem Uhrzeigersinn wirksame Drehmoment M₂, das heißt also, daß das Produkt aus der Kraft F₁ und dem Hebelarm D₁ gleich sein muß dem Produkt aus der Kraft F₂ und dem Hebelarm D₂. Da das Gewicht des Armes, also F₁ bekannt ist und der Hebelarm D₁ leicht festgestellt werden kann, und da ebenso der Hebelarm D₂ bekannt ist, muß ersichtlicherweise die Kraft F₂, die von der Federtrommel 90 aufgebracht werden muß, um den gewünschten Ausgleich herbeizuführen, gleich dem Produkt aus F₁ und dem Quotienten D₁ZD₂ sein. Wenn man also eine Federtrommel wählt, die eine den Werten F₁, D₁ und D₂ in der vorstehenden Weise entsprechende Kraft aufbringt, dann wird die durch die Abknickung des Armunterteils 81 verursachte Auswanderungsbewegung des Arms 54 eliminiert.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß die zur Kraftübertragung in Gestalt der Federtrommel 90 vorgesehene Vorrichtung im Ergebnis auf den Werkstücktragarm einwirkt, und zwar zufolge der Verbindung des Kabels 94 mit dem dritten Gestängearm.54» der· seinerseits mit dem zweiten Gestängearm 54, der als '"erkstücktragarm dient, verbunden ist. Selbstverständlich könnte

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im Bedarfsfälle eine entsprechende Kraft auf den zweiten Gestängearm 54 auch in anderer Weise ausgeübt werden. Die im Vorstehenden beschriebene Bauweise ist jedoch insoweit vorzuziehen, als die Kraftübertragungsvorrichtung verglichen mit der übrigen Ladeauslegerkonstruktion verhältnismäßig kompakt ausgeführt werden kann.

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Claims

Patentanwälte Dipping. F. Weickmann, 19bj4bG

D1PL.-ING. H-Weickmann, Dipl-Phys. Dr. K. Fincke Dipping. F. A.WEICKMANN, Dipl.-Chem. B. Huber

t MÜNCHEN »6, DEN

POSTFACH 860 820

MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

Patentansprüche

/^r~\ ä

( 1·jLadeauslegeranordnung mit einem Parallelogramm-Gestänge und Gewichtsausgleich, bei der der lasttragende Gestängearm einen abgekröpften Teil aufweist, !gekennzeichnet· durch eine Einrichtung, durch die einem der Gestängearme eine Kraft zugeführt wird, die nach Größe und Richtung so gewählt ist, daß das durch den abgekröpften Teil (81) des lasttragenden Gestängearmes (54) verursachte, eine Auswanderungsbewegung des lasttragenden Gestängearmes bewirkende Drehmoment kompensiert wird.

2, Ladeauslegeranordnung nach Anspruch 1 mit folgenden Bauteilen: einem Grundgerät (10 bis 15);

einem im Ganzen horizontal verlaufenden ersten Gestängearm (50), der an dem Grundgerät in der Weise schwenkbar befestigt ist, daß er um eine im Ganzen horizontal verlaufende Achse (51) gedreht werden kann;

einem im Ganzen vertikal verlaufenden zweiten Gestängearm (54),

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der so eingerichtet ist, daß er eine durch die Ladeauslegeranordnung anzuhebende und auszubalancierende Last übernehmen kann, wobei dieser zweite Gestängearm an einem Ende des ersten Gestängearmes (50) schwenkbar befestigt ist und ,zwischen seinen Enden einen abgeknickten Teil (81) aufweist;

einem dritten Gestängearm (55), der an,dem zweiten Gestängearm (54) schwenkbar befestigt ist;

einem vierten Gestängearm (65), der mit seinem einen Ende an dem ersten Gestängearm (50) und mit seinem anderen Ende an dem dritten Gestängearm (55) schwenkbar befestigt ist, wobei die genannten Gestängearme zwischen ihren Schwenklagern (53, 56, 57, 67) ein Parallelogramm-Gestänge bilden;

einem Ausgleichsgewicht (52), das mit einem der Gestängearme (50) verbunden ist?

gekennzeichnet durch eine Einrichtung (90 bis 98) zur Übertragung einer Kraft auf einen der Gestängearme (55)» die groß genug ist, um jede Kraft zu kompensieren, 'die die Tendenz hat, den zweiten Gestängearm (54) zufolge seiner Abknickung (81) zu einer Auswanderungsbewegung zu veranlassen.

3. Ladeauslegeranordnung nach Amspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Kraftübertragung (90 bis 98) mit einem der Gestängearme so in Verbindung steht, daß die , Kraft im Ganzen horizontal verläuft. ,

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4. Ladeauslegeranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Kraftübertragung mit dem
dritten Gestängearm (55) in Verbindung steht.

5. Ladeauslegeranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Kraftübertragung ein Federwerk (90, 92) enthält.

6. Ladeauslegeranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Pederwerk aus einer an dem Grundgerät befestigten !Federtrommel (90) besteht, mit einem durch ™ Federkraft gespannten Kabel (94), das von ihr zu einem der
Gestängearme führt.

7. Ladeauslegeranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel (94) an dem-dritten Gestängearm (55) befestigt ist und daß zwischen der Federtrommel (90) und dem
dritten Gestängearm eine Umlenkrolle (96) vorgesehen ist,
die das Kabel so führt, daß es von ihr aus zu dem dritten
Gestängearm hin praktisch horizontal verläuft. g

8. Ladeauslegeranordnung nach Anspruch 1 mit folgenden Bauteilen: einem Grundgerät (10 bis 15);

einem im Ganzen horizontal verlaufenden ersten Gestängearm (5.0) > der an dem Grundgerät in der Weise schwenkbar befestigt ist, daß er um eine im Ganzen horizontal verlaufende Achse gedreht werden kann;

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ORfGlNAL INSPECTED

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einem im Ganzen vertikal verlaufenden zweiten Gestängearm (54), der so eingerichtet ist, daß er eine durch die Ladeauslegeranordnung anzuhebende und auszubalancierende Last .übernehmen kann, wobei dieser zweite Gestängearm an einem Ende des ersten Gestängearmes (50) schwenkbar befestigt ist und zwischen seinen Enden einen abgeknickten Teil (81) aufweist;

einem dritten Gestängearm (55), der an dem zweiten Gestängearm (54) schwenkbar befestigt ist;

einem vierten Gestängearm (65), der mit seinem einen Ende an dem ersten Gestängearm (50) und mit seinem anderen Ende an dem dritten Gestängearm (55) schwenkbar befestigt ist, wobei die genannten Gestängearme zwischen ihren Schwenklagern (53, 56, 57, 67) ein Parallelogramm-Gestänge bilden;

einem Ausgleichsgewicht (52), das mit einem der Gestängearme verbunden ist;

einer Einrichtung, um auf den dritten Gestängearm (55) eine im Ganzen vertikale Kraft auszuüben;

einer Verbindungseinrichtung, durch die der dritte Gestängearm (55) mit der Einrichtung zur Ausübung der im Ganzen vertikalen Kraft derart verbunden ist, daß eine Relativbewegung in horizontaler Richtung möglich ist;

gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Übertragung einer Kraft auf den zweiten Gestängearm (54) in einer Richtung, in der sie jede Kraft kompensiert, die die Tendenz hat,

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ORfGiNAL-INSPEGTED

den zweiten Gestängearm zufolge seiner Abknickung (81) zu einer Auswanderungsbewegung zu veranlassen, wobei die Kraftübertragungseinrichtung ein Federwerk (90, 92) enthält.

9. LadeauSiegeranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet ,daß die Verbindungseinrichtung ein Paar mit gegenseitigem Abstand beiderseits des Grundgerätes (10 bis 15) angeordneter Seitenplatten (24) aufweist, die mit einem Paar im G_anzen horizontal verlaufender Führungsschlitze (59) versehen sina (einem in jeder Platte), deren jeder eine sowohl von dem dritten wie auch von dem vierten Gestängearm getragene Rolle (58) führt, und daß das Federwerk aus einer an einer der Seitenplatten (24) befestigten Federtrommel (90) besteht, ferner einem von ihr ausgehenden, durch die Federkraft gespannten Kabel (94), sowie einer in der Nähe des einen Endes der Führungsschlitze (59) an einer der Seitenplatten (24) angebrachten Umlenkrolle (96), wobei "das von der Federtrommel ausgehende Kabel um diese Umlenlrrolle herumgeführt und mit der den dritten und den vierten Gestängearm verbindenden Schwenkverbindung (57) verbunden ist.

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