DE19619880A1

DE19619880A1 - Hebezeug zum manuellen Bewegen von Lasten

Info

Publication number: DE19619880A1
Application number: DE1996119880
Authority: DE
Inventors: Harald Scholz
Original assignee: EFS GmbH
Current assignee: EFS GMBH, 74211 LEINGARTEN, DE
Priority date: 1996-05-17
Filing date: 1996-05-17
Publication date: 1997-11-20

Description

Es wird ein Hebezeug zum manuellen Bewegen von Lasten vorgeschla gen. Wobei die vorhandenen Eigengewichts- und Lastmomente bedie nungssicher mit oder ohne Gegengewicht mittels eines druckbetä tigten Fluid-Zylinders aufgenommen und ausbalanciert werden.

Die hier vorgeschlagene Anbindung des lastausbalancierenden Zy linders unterstützt das System immer in den für die Balance not wendigen Angriffspunkten ohne zusätzliche Anlenkhilfen. Wobei eine Beschränkung des Hubwinkels des Doppelparallelgestänges ent fallen kann.

Aus der Patentliteratur sind Systeme bekannt, siehe DE 41 21 334 A1 und DE 32 04 885, die die Anbindung des lastausbalancierenden Zylin ders mittels zweier festen Lagerpunkte bewerkstelligen.

Da diese Systeme nur annähernd der Cosinusfunktion des Wirklini enabstandes der Last bei der Hubbewegung folgen können, sind für diese Systeme enge Grenzen bezüglich des Hubwinkels und somit des Hubes gegeben. Diese Grenzen können mit dem vorgeschlagenem Sy stem bei weitem überschritten werden.

Desweiteren wird in der Offenlegungsschrift DE 38 08 121 A1 ein Hebegerät vorgeschlagen bei dem der lastausbalancierende Zylinder der Cosinusfunktion der Wirklinienabstandsänderung der Last bei der Hubbewegung folgt, hierbei wird jedoch noch eine zusätzliche Mechanik aus Parallelgestänge und Koppelelemente benötigt. Bei der vorgeschlagenen Lösung können diese Elemente entfallen.

Funktionsbeschreibung der Balancer (s. Fig. 1)

Um das System der Balancer zu erklären ist es sinnvoll dieses auf das wesentliche zu reduzieren.

Das durch die Last L beim Heben erzeugte Moment auf den Drehpunkt III. wird durch den Hubarm 3 und dem Parallelgestänge 4 in Zug und Druckkräfte umgewandelt, so daß am Lagerpunkt III. zum Heben nur die Normalkraft L′ wirksam ist.

Wird der Schwenkarm um die Achse B-B um 90° geschwenkt, so wird das Lastmoment durch Torsion des Hubarmes 3 aufgenommen. Auch in diesem Fall ist für das Heben nur die Normalkraft L′ im Lager punkt III. wirksam.

Wird nun das Eigengewicht des Systems vernachlässigt, so kann dieses sehr einfach dargestellt werden. (Siehe Fig. 2). Beim Heben oder Senken der Last bleibt die Last L′ bezogen auf den Drehpunkt I. erhalten. Da aber sich der Lagerpunkt III. und damit die Last L′ in einem Kreisbogen um den Punkt I. bewegen, ändert sich der Wirklinienabstand der Last L′.

Das durch die Last L′ erzeugte Moment läßt sich wie folgt be schreiben:

M_I = L′ _* l₃ _* cos α
wobei α der Änderungswinkel des Hubarmes 3 aus der Waagerechten und l₃ die Hubarmlänge ist.

Um das System im Gleichgewicht, das heißt in "Balance" zu hal ten, muß ein gleich großes Gegenmoment erzeugt werden. Hierfür gibt es grundsätzlich 2 Möglichkeiten.

Der Wirklinienabstand der Gegenkraft bleibt konstant. In diesem Fall muß sich die Gegenkraft in Abhängigkeit vom Hubwinkel α än dern.

Die Gegenkraft bleibt konstant. In diesem Fall muß sich der Wirklinienabstand der Gegenkraft in Abhängigkeit des Hubwinkels α ändern.

Da in der Praxis, besonders im pneumatischen Bereich, preiswerte Systeme bekannt sind die den Druck und somit eine Kraft konstant halten, wird meistens die Lösung 2 bevorzugt.

Um die Änderung des Wirklinienabstandes in Abhängigkeit vom Hub winkel zu vollziehen, bieten sich verschiedene Systeme an. Siehe hierzu Absatz 1 der Spalte 1.

Ein weiteres System soll mit dieser Schrift vorgeschlagen werden

Systembeschreibung

Ausgehend von der Fig. 1 kann der lastausbalancierende Zylinder 8 links oder rechts von der Lagerung A-A angebaut werden. Entspre chend der Einbaulage arbeitet er drückend oder ziehend.

Da der Zylinder 8 wie dargestellt durch einen Bolzen der Lager stelle V mit dem Hubarm drehbar verbunden ist und somit im An griffspunkt der Zylinderkraft automatisch der Cosinusfunktion des Wirklinienabstandes folgt, muß nur dafür gesorgt werden, daß die Kraftwirkung senkrecht wie die Normalkraft verläuft.

Bei einem ziehenden Zylinder genügt es am unteren Ende eine Rolle vorzusehen die sich auf einem waagerechten Teil 7 des Trägers 2 abstützen kann. Wird eine Last angehoben so bewegt sich der La gerpunkt V auf seiner X-Achse nach rechts oder links.

Unter einer gewissen Schrägstellung, abhängig vom Rollwiderstand, folgt der Zylinder der Wirklinienabstandsänderung.

Der Fehler der durch den Rollwiderstand, also durch die Schräg stellung, auftritt würde sich bei einem Rollwiderstandsbeiwert w_r=0,01 auf 0,6° Fehlwinkel aus der Senkrechten belaufen. Das heißt bei einer Hublast von 100 kg wäre der zu erwartende Fehler ca. 0,3 kg. Diese Kraft müßte von dem Bediener beim Heben und Senken aufgebracht werden, wobei die Reibung in demZylinder und in den Lagerungen nicht berücksichtigt wurde.

Der Nachteil dieser Einrollenabstützung ist die Empfindlichkeit des Systems auf Störungen wie Schmutz usw., da sich die Nachlauf kraft aus der Schrägstellung des Zylinders ergibt. Außerdem würde das System bei einem drückenden Zylinder nicht funktionieren, da dieser bei einer Störungen sofort aus der Ideallage in die Ex trempositionen links oder rechts herauslaufen würde.

Stützt sich der Zylinder auf 2 Rollen am unteren Ende ab, (siehe Fig. 3) so wird durch das Moment, das durch die Zylindernormal kraft und den halben Abstand der Rollen erzeugt wird, der Zylin der gezwungen der Cosinusfunktion zu folgen. Wobei der Abstand der Rollen untereinander und der Abstand des Lagers V von den Rollen die Nachlaufkraft entsprechend beeinflussen kann.

Eine Schrägstellung des Zylinders um der Funktion nachzufolgen ist nicht mehr notwendig und dementsprechend tritt keine Abwei chung mehr auf. Somit wären alle Bedingungen für einen echten Ba lancer gegeben.

In der Praxis kann sich die Notwendigkeit ergeben die ideale Ab stützung auf 2 Rollen in eine Abstützung auf 3 oder 4 Rollen um zuwandeln.

Claims

Siehe Fig. 1.
Hebezeug zum manuellen Bewegen von Lasten mit einem um die verti kale Achse A-A der Standsäule (1) drehbar gelagerten Träger (2), an dem der Hubarm (3) und das dazu parallel liegende Gestänge (4) mit tels des Drehlagers I. und II. wippbar befestigt sind, an deren vorderen Ende der Träger (5) durch die Lagerungen III. und IV. auf genommen wird und um die dadurch unabhängig von der Wippstellung vertikal gehaltene Achse B-B der Schwenkarm (6) drehbar gelagert ist, an dessen vorderen Ende die Last mittels eines Lastaufnahme mittels (10) aufgenommen und manuell im Raum bewegt werden kann, gekennzeichnet dadurch, daß der lastausbalancierende Zylinder (8) einerseits mit dem Hubarm (3) durch das Gelenk V verbunden ist und sich anderseits mit minde stens 2 Rollen (9) auf mindestens einer quer zur Achse A-A ste hende Schiene (7), die mit dem Träger (2) fest verbunden ist, ab stützt, so daß der Zylinder von selbst der Funktion der Wirklini enabstandsänderung der Last L bei der Hubbewegung folgen kann.