DE19945189B4

DE19945189B4 - Hebezeug

Info

Publication number: DE19945189B4
Application number: DE1999145189
Authority: DE
Inventors: Harald Scholz
Original assignee: EFS GES fur HEBE und HANDHABU; Efs Gesellschaft fur Hebe- und Handhabungstechnik Mbh
Current assignee: EFS GES fur HEBE und HANDHABU; Efs Gesellschaft fur Hebe- und Handhabungstechnik Mbh
Priority date: 1999-09-21
Filing date: 1999-09-21
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2019-09-22
Also published as: DE19945189A1

Abstract

Hebezeug zum Manipulieren einer Last (T), mit einem Träger (3) und einem Hubarm (10), der mit einem Ende (11) um eine im wesentlichen horizontale Schwenkachse (16) bewegbar am Träger (3) angelenkt ist und an dessen anderem Ende (12) die Last (T) angreift, mit einer Kolben/Zylinder-Einheit (2), deren Zylinderachse (30) mit einem Wirkabstand (x) zu einer Achsparallelen (29) durch die Schwenkachse (16) liegt und die Kolben/Zylinder-Einheit (2) mit einem Ende (31) am Träger (3) angreift und mit einem anderen Ende (33) am Hubarm (10) abgestützt ist, wobei das von der Last (T) um die Schwenkachse (16) des Hubarms (10) erzeugte Lastmoment (L) durch ein Gegenmoment (G) im wesentlichen ausgeglichen ist, welches durch die auf den Hubarm (10) wirkende, im wesentlichen konstante Zylinderkraft der Kolben/Zylinder-Einheit (2) gegeben ist, und die Kolben/Zylinder-Einheit (2) an einem Ende (31) schwenkbar und an einem anderen Ende (33) quer zur Zylinderachse (30) verschiebbar festgelegt ist, dadurch...

Description

Die Erfindung betrifft ein Hebezeug zum manuellen Manipulieren einer Last nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges Hebezeug ist aus der DE 196 19 880 A1 bekannt. Der Träger ist als Ständer ausgeführt, an dessen oberem Ende der Hubarm verschwenkbar festgelegt ist. Die Last greift über einen Zwischenträger an dem einen Ende des Hubarms an, während am anderen Ende die Kolbenstange einer Kolben/Zylinder-Einheit angelenkt ist, deren Zylinder am Ständer abgestützt ist. Hierzu ist eine Führungsvorrichtung vorgesehen, die eine Verschiebung des Zylinders rechtwinklig zur Zylinderachse erlaubt, so daß sich der Wirkabstand zu einer parallel durch die Schwenkachse des Hubarms verlaufenden Achsparallelen ändern kann. Die Kolben/Zylinder-Einheit liegt parallel zum Ständer, wodurch ein nicht unerheblicher Bauraum für das Hebezeug notwendig ist.
Aus der DE 38 08 121 A1 ist ein weiteres Hebezeug bekannt, bei der ebenfalls das Lastmoment durch das Kraftmoment der Kolben/Zylinder-Einheit ausgeglichen ist. Das dem Träger zugewandte Ende des Hubarms ist an einem Tragarm schwenkbar festgelegt, der an einem Ständer gehalten ist. Oberhalb des Tragarms ist die Kolben/Zylinder-Einheit angeordnet, deren Kolbenstange über einen Winkelhebel am Hubarm angreift. Der Zylinder ist über einen schwenkbaren Halter am Tragarm abgestützt, wobei der Zylinder, der Winkelarm, der Halter und der Tragarm ein Parallelogrammgestänge bilden. Bei der Verschwenkung des Hubarms ändert sich der Wirkabstand der Zylinderachse der Kolben/Zylinder-Einheit zu der durch die Schwenkachse des Hubarms gehenden Achsparallelen, wodurch sich das Kraftmoment der Kolben/Zylinder-Einheit dem aufgrund der Schwenkstellung des Hubarms sich ändernden Lastmoment entsprechend anpaßt. In jeder Hublage des Hubarms ist dieser ausbalanciert. Auch dieses Hebezeug baut sehr ausladend.
Die DE 32 04 885 C2 zeigt ein Hebezeug mit einem Träger und einem Hubarm, bei dem zwischen dem Träger und dem Hubarm eine Kolben/Zylinder-Einheit wirkt. Die Kolben/Zylinder-Einheit ist bei horizontaler Anordnung des Hubarms gegenüber dem Hubarm geneigt, und bei einer Schwenkbewegung des Hubarms ändert sich der Winkel zwischen der Zylinderachse und dem Hubarm. Dadurch ist der Hubarm nicht in jeder Lage ausbalanciert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hebezeug der gattungsgemäßen Art zum kräftearmen Manipulieren einer Last derart auszubilden, daß es bei einfachem Aufbau und geringem Bauraum über einen großen Hubwinkel einen weitgehenden Ausgleich des Lastmomentes gewährleistet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Anordnung der Kolben/Zylinder-Einheit benachbart zum Hubarm ermöglicht eine platzsparende Integration der Kolben/Zylinder-Einheit in das Hebezeug. Die Lage parallel zum Hubarm bestimmt den Wirkabstand der in den Hubarm eingeleiteten Zylinderkraft, so daß in Verbindung mit der verschiebbaren Halterung der Kolben/Zylinder-Einheit quer zum Hubarm in einfacher Weise eine Änderung des Wirkabstandes zur Anpassung des auf den Hubarm wirkenden Gegenmomentes erzielt ist. Diese Anpassung ist über einen großen Verschwenkbereich des Hubarms wirksam, so daß die zu manipulierende Last über eine große Strecke angehoben werden kann.
Bevorzugt liegt die Kolben/Zylinder-Einheit auf der der Last zugewandten Längsseite des Hubarms, insbesondere zwischen zwei nebeneinander liegenden Gestängearmen des Parallelogrammgestänges, welches durch den Hubarm und die Gestängearme gebildet ist.
Die Kolben/Zylinder-Einheit ist mit der Kolbenstange verschwenkbar am Träger gehalten, während das freie Ende des Zylinders ein zylindrisches Führungslager aufweist, in welches ein starr mit dem Hubarm verbundener Führungsbolzen eintaucht. Der Führungsbolzen ist rechtwinklig mit dem Hebearm verbunden und dient der Einleitung der Zylinderkraft in den Hubarm; durch die verschwenkbare Lagerung der Kolbenstange am Träger wird bei einem Verschwenken des Hubarms und die damit einhergehende Schrägstellung der Kolben/Zylinder-Einheit eine Verstellkraft in Achsrichtung des Führungsbolzens generiert, welche zum Verschieben des Zylinders auf dem Führungsbolzen führt. Der Wirkabstand zwischen der Längsachse der Kolben/Zylinder-Einheit und der zur Längsachse durch die Schwenkachse des Hubarms gehenden Achsparallelen ändert sich entsprechend der Winkelstellung des Hubarms.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen.
Nachfolgend ist ein im einzelnen beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 in Seitenansicht einen Teilschnitt durch ein erfindungsgemäßes Hebezeug,
2 einen Schnitt längs der Linie II-II in 1,
3 eine Ansicht auf den Träger des Hebezeugs nach 1,
4 eine Seitenansicht auf das Hebezeug bei abgesenkter Last.
Das in den Figuren dargestellte Hebezeug dient zum manuellen Manipulieren einer Last T, wie sie in den 1 und 4 schematisch dargestellt ist. Das Hebezeug 1 weist eine Kolben/Zylinder-Einheit 2 auf, mit der das Hebezeug bei angehängter Last T im Gleichgewicht, d. h. im Balancezustand, gehalten wird.
Das Hebezeug 1 besteht im wesentlichen aus einem Träger 3, der im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Deckenträger ist oder als Laufkatze längs einer Deckenschiene verfahrbar ausgegliedert ist. Der Träger 3 besteht im wesentlichen aus einer Grundplatte 4 mit zwei senkrecht zu dieser stehenden Tragflanschen 5, zwischen denen verschiedene Lagerbolzen 6, 7 und 8 gehalten sind. Am freien Ende der Tragflansche 5 ist ein Querbolzen 9 zur Versteifung montiert.
Ein Hubarm 10 ist mit einem Ende 11 mittels des Lagerbolzens 6 um eine im wesentlichen horizontale Schwenkachse 16 bewegbar am Träger 3 angelenkt, wobei an dem anderen Ende 12 des Hubarms 10 ein Zwischenträger 20 gehalten ist. Der Zwischenträger 20 ist mittels des Lagerbolzens 13 verschwenkbar am Hubarm 10 festgelegt und bildet zusammen mit dem Hubarm 10 Teile eines Parallelogrammgestänges 19, welches ferner Gestängearme 14 umfaßt. Die Gestängearme 14 sind an einem Ende mittels des gemeinsamen Lagerbolzens 7 um eine Schwenkachse 17 verschwenkbar am Träger 3 gehalten, wobei die Tragflansche 5 zwischen den Gestängearmen 14 liegen. Die Gestängearme 14 liegen somit außerhalb der Trag flansche 5, während der Hubarm 10 zwischen den Tragflanschen 5 liegt. An dem anderen Ende der Gestängearme 14 sind diese mittels eines vorzugsweise gemeinsamen Lagerbolzens 15 am Zwischenträger 20 gehalten. Aufgrund des Parallelogrammgestänges 19 ist der Zwischenträger 20 in jeder Schwenklage des Hubarms 10 vertikal ausgerichtet, so daß der im Zwischenträger 20 drehbar gehaltene Tragbolzen 21 eine vertikale Schwenkachse 22 zum Bewegen der Last T bildet. Der Tragbolzen 21 ist axial unverlierbar im Zwischenträger 20 gehalten; an seinem aus dem Zwischenträger 20 herausragenden unteren Ende 23 ist ein Tragarm 24 befestigt, an dessen freiem Ende 25 eine Halte-/Greifanordnung 26 zum Fassen der Last T angeordnet ist. Die Halte- und Greifanordnung 26 kann ein etwa parallel zum Tragbolzen 21 liegendes Tragrohr oder dgl. umfassen, an dessen freiem Ende die Last T angreift.
Die Last T wirkt am Ende 12 des Hubarms 10 und erzeugt ein Lastmoment L in Pfeilrichtung 27 um die Schwenkachse 16 des Hubarms 10. Aufgrund des Lastmomentes L ist der Hubarm 10 bestrebt, in die in 4 gezeigte Lage abzusinken.
Um den Hubarm 10 im Gleichgewicht, d. h. in Balance zu halten, ist die Kolben/Zylinder-Einheit 2 vorgesehen, deren auf den Hubarm 10 wirkende Zylinderkraft ein Gegenmoment G in Pfeilrichtung 28 bewirkt. Die Zylinderkraft ist konstant und in der Größe so eingestellt, daß das Gegenmoment G gleich dem Lastmoment L ist, wodurch der Hubarm 10 im Gleichgewicht gehalten ist. Zum Heben und Senken der Last T muß der Benutzer nur geringe Betätigungskräfte aufbringen, so daß mit dem Hebezeug 1 auch schwere und schwerste Lasten mit geringen Kräften zu manipulieren sind.
Die Kolben/Zylinder-Einheit 2 liegt auf der der Last T zugewandten Längsseite des Hubarms 10, wobei die Zylinderachse 30 zur Längsmittelachse 29 des Hubarms 10 parallel liegt. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Längsmittelachse 29 des Hubarms 10 in jeder Schwenklage des Hubarms 10 die durch die Schwenkachse 16 gehende Achsparallele zur Zylinderachse 30 bildet.
Das freie Ende 31 der Kolbenstange 32 ist mittels des Lagerbolzens 8 verschwenkbar zwischen den Tragflanschen 5 am Träger 3 gehalten, so daß die Kolben/Zylinder-Einheit 2 um die durch den Lagerbolzen 8 gebildete Schwenkachse 18 verstellbar ist. Die Schwenkachse 16 des Hubarms 10 und die Schwenkachse 18 der Kolben/Zylinder-Einheit 2 am Träger 3 liegen parallel und mit vertikalem Abstand u zueinander, der im gezeigten Ausführungsbeispiel dem maximalen Wirkabstand zwischen der Längsmittelachse 29 des Hubarms 10 und der Zylinderachse 30 der Kolben/Zylinder-Einheit 2 entspricht. Zur Änderung des Wirkabstandes x beim Verschwenken des Hubarms 10 ist das andere Ende 33 der Kolben/Zylinder-Einheit in einer zwischen dem Lastende 12 des Hubarms 10 und der Schwenkachse 16 des Hubarms 10 angeordneten Führungsvorrichtung 34 quer zur Zylinderachse 30 verschiebbar am Hubarm 10 festgelegt.
Die Führungsvorrichtung 34 besteht aus einem mit dem Hubarm 10 starr verbundenen Führungsbolzen 35, der im gezeigten Ausführungsbeispiel rechtwinklig am Hubarm 10 festgelegt ist. Die Bolzenlängsachse 36 liegt somit rechtwinklig zur Längsmittelachse 29 des Hubarms 10. Der Führungsbolzen 35 greift axial in ein zylindrisches Führungslager 37 ein, welches an dem der Kolbenstange 31 abgewandten Ende 33 des Zylinders 38 ausgebildet ist. Das Führungslager 37 hat eine axiale Erstreckung, die etwa der halben axialen Länge des Führungsbolzens 35 entspricht, wodurch ein Verkanten des Zylinders 38 bei einer Bewegung quer zu seiner Längsachse 30 weitgehend ausgeschlossen ist. Das Führungslager 37 ist zweckmäßig als Gleitlager, Rollenlager, Wälzlager oder dgl. ausgebildet und dient der Einleitung der im wesentlichen konstanten Zylinderkraft in den Hubarm 10.
Da aufgrund der Anlenkung der Kolben/Zylinder-Einheit 2 am Hebezeug 1 bei einer Verschwenkung des Hubarms 10 der Wirkabstand x (vgl. 4) geändert wird, ändert sich auch das durch die etwa konstante Zylinderkraft auf den Hubarm 10 wirkende Gegenmoment G. Die Änderung entspricht der Verringerung des sich durch die geänderte Winkellage des Hubarms 10 um die Schwenkachse 16 verringerten Lastmomentes. Diese Abnahme des Lastmomentes L ergibt sich durch die Verkürzung der wirksamen Länge des Hebelarms 10 aufgrund der Schwenkbewegung um den Winkel α (4). Die Abnahme des Lastmomentes L und die entsprechende Abnahme des Gegenmomentes G folgt der Funktion cos α.
Wie 1 zeigt, sind die Gestängearme 14 zwischen der Schwenkachse 16 des Hubarms 10 und der Schwenkachse 18 der Kolben/Zylinder-Einheit 2 angeordnet; da die Gestängearme seitlich neben den Tragflanschen 5 liegen, ist zwischen ihnen ausreichend Bauraum zur Aufnahme der Kolben/Zylinder-Einheit 2 gegeben. Dadurch bedingt, kann der Führungsbolzen 35 zwischen den Gestängearmen 14 rechtwinklig zum Hubarm 10 abragen und – wie 4 zeigt – der Zylinder 38 in der untersten Schwenklage des Hubarms 10 nach 4 in den Raum zwischen den Gestängearmen 14 eintauchen. Die Längsachse 36 des Führungsbolzens 35 schneidet dabei die Zylinderachse 30 der Kolben/Zylinder-Einheit 2. So ist bei geringer Bauhöhe eine einfache Konstruktion gewährleistet.
Der Zylinder 38 ist mit einem Fluid beaufschlagt, dessen Druck entsprechend dem Gewicht der zu hebenden Last T etwa konstant gehalten wird. Als Fluid kann eine Flüssigkeit oder ein Gas, z. B. Druckluft, verwendet werden.

Claims

Hebezeug zum Manipulieren einer Last (T), mit einem Träger (3) und einem Hubarm (10), der mit einem Ende (11) um eine im wesentlichen horizontale Schwenkachse (16) bewegbar am Träger (3) angelenkt ist und an dessen anderem Ende (12) die Last (T) angreift, mit einer Kolben/Zylinder-Einheit (2), deren Zylinderachse (30) mit einem Wirkabstand (x) zu einer Achsparallelen (29) durch die Schwenkachse (16) liegt und die Kolben/Zylinder-Einheit (2) mit einem Ende (31) am Träger (3) angreift und mit einem anderen Ende (33) am Hubarm (10) abgestützt ist, wobei das von der Last (T) um die Schwenkachse (16) des Hubarms (10) erzeugte Lastmoment (L) durch ein Gegenmoment (G) im wesentlichen ausgeglichen ist, welches durch die auf den Hubarm (10) wirkende, im wesentlichen konstante Zylinderkraft der Kolben/Zylinder-Einheit (2) gegeben ist, und die Kolben/Zylinder-Einheit (2) an einem Ende (31) schwenkbar und an einem anderen Ende (33) quer zur Zylinderachse (30) verschiebbar festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben/Zylinder-Einheit (2) etwa parallel und benachbart zum Hubarm (10) liegt und daß die Kolben/Zylinder-Einheit (2) schwenkbar an dem Träger (3) und quer zur Zylinderachse (30) verschiebbar an dem Hubarm (3) festgelegt ist.
Hebezeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben/Zylinder-Einheit (2) auf der der Last zugewandten Längsseite des Hubarms (10) angeordnet ist.
Hebezeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (31) der Kolbenstange (32) der Kolben/Zylinder-Einheit (2) mit einer Schwenkachse (18) am Träger (3) befestigt ist.
Hebezeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (16) des Hubarms (10) und die Schwenkachse (18) der Kolben/Zylinder-Einheit (2) am Träger (3) mit vertikalem Abstand (u) zueinander liegen.
Hebezeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubarm (10) Teil eines Parallelogrammgestänges (19) ist, welches ferner zwei nebeneinander liegende Gestängearme (14) umfaßt.
Hebezeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben/Zylinder-Einheit (2) in Draufsicht auf das Parallelogrammgestänge (19) zwischen den Gestängearmen (14) liegt.
Hebezeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende (33) der Kolben/Zylinder-Einheit (2) in einer zwischen dem Lastende (12) des Hubarms (10) und der Schwenkachse (16) des Hubarms (10) angeordneten Führungsvorrichtung (34) quer zur Zylinderachse (30) verschiebbar am Hubarm (10) festgelegt ist.
Hebezeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsvorrichtung (34) aus einem mit dem Hubarm (10) starr verbundenen Führungsbolzen (35) besteht, der in ein Führungslager (37) der Kolben/Zylinder-Einheit (2) eingreift.
Hebezeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungslager (37) am Zylinder (38) der Kolben/Zylinder-Einheit (2) ausgebildet und vorzugsweise zylindrisch gestaltet ist.
Hebezeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungslager (37) als Gleitlager, Rollenlager oder Wälzlager ausgebildet ist.