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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Handhaben einer Last gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, insbesondere eine, entlang einer an einer Decke
montierten Hängeschienenbahn
verfahrbare Handhabungsvorrichtung mit einem Seilzug-Balancer.
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Die
DE-OS 29 31 927 zeigt
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Transportieren von Gegenständen, bei
denen das Gewicht des zu transportierenden Gegenstandes durch einen
mit einem vorgebbaren Druck beaufschlagbaren Druckluftzylinder teilweise
kompensierbar ist, dessen horizontal ausgerichtete Kolbenstange über ein
umgelenktes Seil an einem den Gegenstand erfassenden Greifer festgelegt
ist.
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Aus
der
EP 0 069 991 A2 ist
eine Vorrichtung bekannt, bei der ein erster Ausleger an seinem
ersten Ende um eine horizontale Achse an einer Säule oder einem Träger drehbar
angelenkt. An seinem zweiten, gegenüberliegenden Ende ist ein zweiter
Ausleger mit seinem ersten Ende um eine mit der Längsrichtung
des ersten Auslegers einen rechten Winkel einschließenden und
im wesentlichen vertikalen Achse angelenkt. Der zweite Ausleger
trägt an
seinem zweiten Ende den Greifer, der die zu bewegende Last aufnimmt.
Eine ähnliche
Vorrichtung mit einer Balancereinrichtung ist aus der
DE 41 21 334 C2 bekannt.
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Aufgrund
der Schwenkbewegung des ersten Auslegers um die horizontale Achse
ist bei derartigen Vorrichtungen der Verfahrweg für die zu
bewegende Last in vertikaler Richtung durch die vorgegebene Raumhöhe und die
Länge des
zweiten Auslegers in der Regel auf etwa die halbe Raumhöhe begrenzt.
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Seilzug-Hebezeuge überwinden
die begrenzte Bewegbarkeit der Last in Vertikalrichtung, jedoch
kann die Last beim Bewegen unerwünschte Pendelbewegungen
ausführen.
Das Vorsehen einer Vertikalführung
oder eines Vertikal-Linearantriebs verhindert diese Pendelbewegung,
führt aber
wiederum zu einer Begrenzung der vertikalen Bewegbarkeit der Last.
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Die
US 4,790,441 zeigt eine
Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 mit einer motorisch angetriebenen Hubeinrichtung
zum Anheben bzw. Absenken der Last.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung
zum Handhaben einer Last bereitzustellen, die eine positionsgenaue und
vielseitige Plazierung ermöglicht
und die außerdem
einen großen
Verfahrweg beim Bewegen der Last in Vertikalrichtung ermöglicht.
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Das
Problem wird durch die im Anspruch 1 offenbarte Vorrichtung gelöst. Besondere
Ausführungsarten
der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
gemäß Anspruch
1 bietet den Vorteil, daß durch
den Balancer und das Kippmodul ein präzises und vielseitiges Positionieren
der Last möglich
ist. Durch den Einsatz von zwei in einem gemeinsamen Gelenk um zueinander
parallele oder koaxiale und insbesondere horizontale Achsen drehbare
Schenkel ist ein Verfahrweg der zu bewegenden Last in Vertikalrichtung
erreicht, der annähernd
der zur Verfügung
stehenden Raumhöhe
entspricht. Die koaxiale Anlenkung der beiden Schenkel beinhaltet
auch die Anlenkung um eine gemeinsame Achse, wobei in diesem Fall
die beiden Schenkel nebeneinander oder ineinander eingreifend auf
der gemeinsamen Achse angelenkt sein können. Der erste Schenkel ist
dabei mit seinem zweiten, oberen Ende an einer Aufhängung vorzugsweise
ebenfalls um eine horizontale Achse angelenkt. Die Aufhängung bildet
in Bezug auf die Schenkel einen relativen Fixpunkt und kann ihrerseits
unmittelbar an der Decke oder an einem Ausleger, einer Säule, einem
Gestell oder einem Portal festgelegt sein. Durch das Kippmodul ist
unabhängig
von den sonstigen Bewegungsmöglichkeiten
der Vorrichtung ein Verkippen der zu bewegenden Last um eine waagrechte
Achse erreichbar, beispielsweise um 90°.
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Insbesondere
kann die Aufhängung
nach der besonderen Ausführungsart
gemäß Anspruch
7 mittels einer an der Decke, an einem Portal oder an einem Säulenschwenkkran
festlegbaren Hängeschienenbahn
verfahrbar sein.
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An
der Aufhängung
ist die Last-Ausgleichseinrichtung festlegbar, welche die Gewichtskraft
der zu bewegenden Last und des wirksamen Eigengewichts der Vorrichtung
kompensiert, um ein nahezu kraftloses manuelles Bewegen insbesondere
Anheben, der Last zu ermöglichen.
Grundsätzlich
kommen für
die Last-Ausgleichseinrichtung alle aus dem Stand der Technik bekannten
entsprechenden Einrichtungen, sogenannte Balancer, in Betracht.
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Vorzugsweise
wird gemäß Anspruch
5 ein Seilzug-Balancer eingesetzt, der nach der Ausgestaltung gemäß Anspruch
6 einen pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagten Zylinder umfaßt, insbesondere
einen mit horizontal verlaufender Kolbenstange. Dadurch wird in
vorteilhafter Weise der erreichbare vertikale Verfahrweg der zu
bewegenden Last weiter erhöht.
Alternativ zum Seilzug-Balancer kommt auch ein pneumatisch oder
hydraulisch beaufschlagter Arbeitszylinder in Betracht, der zwischen
Aufhängung und
einem der Schenkel oder dem gemeinsamen Gelenk wirkt. Insbesondere
kann der Zylinder an der Aufhängung
festgelegt sein und dessen Kolbenstange am ersten Schenkel oder
am gemeinsamen Gelenk festgelegt sein.
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Die
besondere Ausführungsart
gemäß Anspruch
2 hat den Vorteil, daß durch
die parallel zum jeweiligen Schenkel vorgesehenen Koppelstangen eine
Momentabstützung
bei der Hubbewegung der Last erreicht wird. Gleichzeitig wird eine
Pendelbewegung beim Bewegen der Last zuverlässig verhindert. Die beiden
Schenkel werden vorzugsweise durch stangen- oder rohrförmige Elemente
mit beliebigem geeigneten Querschnitt gebildet. Die insgesamt drei
bzw. vier Drehachsen der beiden Schenkel sind vorzugsweise parallel
zueinander.
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Die
besondere Ausführungsart
gemäß Anspruch
3 hat den Vorteil, daß durch
die in dem gemeinsamen Gelenk vorgesehene Getriebeverbindung die
beiden Schenkel zwangsgekoppelt sind und Drehbewegungen der beiden
Schenkel beim Anheben der zu bewegenden Last vorherbestimmbar sind. Insbesondere
kommt es bei einer 1:1 Zahnrad-Getriebeverbindung zu einer gegensinnig
gleichförmigen
Drehbewegung der beiden Schenkel beim Anheben der Last. Ferner wirkt
eine im gesamten Hubbereich wirkende konstante Last durch das Eigengewicht
der Vorrichtung. Durch die Wahl des Übersetzungsverhältnisses
der Getriebeverbindung und/oder der Länge der beiden Schenkel, beispielsweise
gemäß Anspruch
4, kann unabhängig
von einer Verfahrbarkeit der Aufhängung eine mit der Vertikalbewegung
der zu bewegenden Last gekoppelte Lateralbewegung vorgegeben werden.
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Die
besondere Ausführungsart
gemäß Anspruch
8 hat den Vorteil, daß dadurch
die Schenkel und das gemeinsame Gelenk gegenüber der Aufhängung um
eine vertikale Achse beliebig drehbar sind.
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Die
besondere Ausführungsart
der Erfindung gemäß Anspruch
9 hat den Vorteil, daß dadurch
auch wechselnde Lastgewichte ohne aufwendige Einstellarbeiten problemlos
und mit geringem Kraftaufwand bewegbar sind. Die Waage kann dabei
mit allen aus dem Stand der Technik bekannten Mitteln realisiert werden,
vorzugsweise wird eine pneumatische Waage eingesetzt.
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Die
besondere Ausführungsart
gemäß Anspruch
10 hat den Vorteil, daß für verschiedene
Anwendungsfälle
jeweils das geeignete Last-Aufnahmemittel an der Last-Aufnahmeeinrichtung
festlegbar ist. Für
die Last-Aufnahmemittel kommen beispielsweise Haken, Parallelgreifer,
gegebenenfalls einseitig, mit Schwenkeinheit, mit Drehgelenken in
den Zangenbacken oder mit Drehbacken, Schäferkastengreifer, Sondergreifmittel,
Doppel-Gummi-Lochgreifer,
Innenspanndorne, Kurzhubzangen, Gelenkzangen, Bügelzangen, Unterdruck-Saugeinrichtungen oder
magnetische Haltemittel in Betracht.
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Die
besondere Ausführungsart
gemäß Anspruch
11 hat den Vorteil, daß dadurch
die zu bewegende Last gegenüber
dem Last-Gelenkmittel und damit gegenüber dem zweiten Schenkel um
eine vertikale Achse beliebig drehbar ist.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus den Unteransprüchen und
sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels
im einzelnen beschrieben.
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1 zeigt eine Ansicht der
Vorrichtung,
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2 zeigt eine Seitenansicht
der Vorrichtung der 1 in
Blickrichtung II in einem zusammengeklappten Zustand der beiden
Schenkel, und
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3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der 1 mit dem Last-Aufnahmemittel.
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Die 1 zeigt eine Ansicht der
Vorrichtung 1. An einer Decke 2 sind Schienen 3 einer
Hängeschienenbahn
montiert. An dem mittels Rollen 4 entlang der Schienen 3 verfahrbaren
Aufhängungs-Grundmittel 5 ist
ein Seilzug-Balancer 6 als Last-Ausgleichseinrichtung festgelegt.
Der Seilzug-Balancer 6 weist
einen nicht dargestellten pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagbaren
Zylinder auf, an dessen horizontal und senkrecht zur Zeichenebene
der 1 verlaufender Kolbenstange
das Seil 7 festgelegt ist. Der Seilzug-Balancer 6 ist
gemäß dem Stand
der Technik ausgeführt
und kann insbesondere flaschenzugähnliche Mittel aufweisen, um eine
Vervielfachung des Hubes der Kolbenstange für die Bewegung des Seiles 7 zu
erreichen.
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Über den
Seilzug-Balancer 6 ist ein Aufhängungs-Gelenkmittel 8 an
dem Aufhängungs-Grundmittel 5 festgelegt.
An dem Aufhängungs-Gelenkmittel 8 ist
der erste Schenkel 9 und die erste Koppelstange 10 um
jeweils parallele und senkrecht zur Zeichenebene der 1 verlaufende Achsen 11 bzw. 12 angelenkt.
Das Aufhängungs-Gelenkmittel 8 ist
dabei gegenüber
der Last-Ausgleichseinrichtung 6 und
damit gegenüber
dem Aufhängungs-Grundmittel 5 um eine
vertikale Achse 13 um 360° drehbar.
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Der
erste Schenkel 9 und die erste Koppelstange 10 sind
zusammen mit dem zweiten Schenkel 14 und der zweiten Koppelstange 15 um
zueinander parallele Achsen 16, 17, 18, 19 an
einem gemeinsamen Gelenk 20 angelenkt. Die beiden Schenkel 9, 14 sind
gleich lang und stehen in dem gemeinsamen Gelenk 20 über die
Zahnkranzsegmente 21, 22 in einer 1:1 Zahnrad-Getriebeverbindung.
Der zweite Schenkel 14 bzw. die zweite Koppelstange 15 sind
an ihren lastseitigen Enden um parallele Achsen 23 bzw. 24 drehbar
an einem Last-Gelenkmittel 25 angelenkt. In dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
sind die Achsen 11, 12, 16 bis 19 und 23, 24 parallel
zueinander und in der in 1 dargestellten
Position senkrecht zur Zeichenebene orientiert.
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An
dem Last-Gelenkmittel 25 ist eine um eine vertikale Achse 26 um
360° drehbare
pneumatische Waage 27 angelenkt, welche den Seilzug-Balancer 6 über eine
nicht dargestellte Steuerleitung steuert. Das vom Seilzug-Balancer 6 entfernte
Ende des Seils 7 ist am Last-Gelenkmittel 25 festgelegt. Bei
der in der 1 dargestellten
identischen Länge der
Schenkel 9, 14 und der 1:1 Getriebeverbindung 21, 22 im
gemeinsamen Gelenk 20 verläuft das Seil 7 stets
vertikal.
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Die
Last-Aufnahmeeinrichtung 25, 27, 28, 29 zum
Aufnehmen der zu bewegenden Last 31 umfaßt ein Kippmodul 28 zum
Verkippen einer mittels eines Doppel-Gummi-Lochgreifers 29 von
einer Sockelfläche 30 aufzunehmenden
und zu bewegenden Last 31, beispielsweise eines Motorblocks.
Aufgrund der Wirkung des Seilzug-Balancers 6 kann die Bedienperson 32 den
Motorblock 31 nahezu kraftfrei anheben und beispielsweise
durch Verfahren der Vorrichtung entlang der Hängeschienenbahn 3, 4, 5 durch Verdrehen
um die Achsen 13, 26, und/oder durch Verkippen
um die senkrecht zur Zeichenebene der 1 verlaufende
Kippachse 33 an der gewünschten
Stelle plazieren.
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Bei
einer Raumhöhe
zwischen Boden 34 und Decke 2 von beispielsweise
3,0 m läßt sich
durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
ein Vertikalhub der zu bewegenden Last 31 von beispielsweise
2,5 m erreichen.
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Eine
Pendelbewegung beim Anheben der Last wird durch die Anordnung der
Schenkel 9, 14 und des Gelenks 20 zuverlässig verhindert.
Der maximale Öffnungswinkel αder beiden
Schenkel 9, 14 kann durch entsprechende Längen der
Schenkel 9, 14 in Bezug zur Raumhöhe auf Werte
von weniger als 180° beschränkt werden,
um ein Anheben der zu bewegenden Last in jeder Stellung zu gewährleisten. Dies
ist insbesondere bei einem Einsatz eines Seilzug-Balancers 6 gemäß der Darstellung
in 1 erforderlich.
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Die 2 zeigt die Vorrichtung
der 1 in Blickrichtung
II in einem zusammengeklappten Zustand der beiden Schenkel 9, 14,
der gleichzeitig die maximale Hubposition der Vorrichtung 1 darstellt, wobei
gegenüber
der Darstellung in 1 die
Schenkel 9, 14 um 90° um die vertikale Achse 13 gedreht sind,
die Waage 27 um 180° um
die Achse 26 gedreht ist und die Last 31 um 90° um die Kipp-Achse 33 gedreht
ist. Der Seilzug-Balancer 6 ist mittels den Befestigungsmitteln 38 an
den entlang der Hängeschienenbahn
verfahrbaren Aufhängungs-Grundmittel 5 festgelegt.
Das Maß 36 zwischen
der Unterseite 35 der Schienen 3 und dem Last-Gelenkmittel 25 beträgt dabei
weniger als 60 cm. Der Seilzug-Balancer 6 weist eine effektive
Bautiefe 37 von etwa 1 m auf. Die beiden Schenkel 9, 14 sind
in dieser Stellung nahezu parallel zueinander und schließen einen
Winkel von annähernd
0° ein.
Durch die Koppelstangen 10, 15 und deren Anlenkung
an dem Aufhängungs-Gelenkmittel 8 und
dem Last-Gelenkmittel 25 bleibt in jeder Hubstellung die
waagrechte Ausrichtung der pneumatischen Waage 27 erhalten.
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Die 3 ist eine etwa um den Faktor 2 vergrößerte Darstellung
der Last-Aufnahmeeinrichtung 25, 27, 28, 29 der 1. Das Last-Gelenkmittel 25 umfaßt neben
der Anlenkung des zweiten Schenkels 14 bzw. der zweiten
Koppelstange 15 um die senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden
und parallelen Drechachsen 23 bzw. 24 ein Gelenk 25a,
welches eine 360°-Drehung der pneumatischen
Waage 27 und damit des Kippmoduls 28, des Greifers 29 und der
zu bewegenden Last 31 um die senkrechte Achse 26 ermöglicht.