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Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Balancier-Hebezeug.
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Hebezeuge, auch als Handhabungsgeräte oder Manipulatoren bekannt, dienen dazu, eine Last an einer Stelle aufzunehmen, sie zu bewegen und an einer anderen Stelle wieder abzusetzen. Sehr häufig werden sie beispielsweise bei Montagetätigkeiten eingesetzt. Es sind zwei Arten an derartigen Hubgeräten bekannt - pneumatisch und elektrisch angetriebene. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrisch angetriebenes Balancier-Hebezeug.
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Bei Balancier-Hebezeugen gibt es im Wesentlichen zwei Betriebsmodi. Der erste Betriebsmodus wird auch als Griffführungsmodus bezeichnet. Der Werker, auch Bediener genannt, greift den Steuergriff und tätigt den wesentlichen Hub, die hauptsächliche Auf-Ab-Bewegung, die mit der Last zu vollführen ist. Für diesen Modus ist bei bekannten Geräten typischerweise im Steuerhandgriff ein Sensor zur Erkennung des Bewegungswunsches, z. B. ein Piezoelement, vorhanden, welcher die Handkraft des Bedieners misst. Der Bediener fasst am Steuerhandgriff an und seine Handbewegung wird über die Steuerung in eine entsprechende Auf-Ab-Bewegung des Werkstücks, das am Hebezeug befestigt ist, umgesetzt. Der zweite Modus ist der sogenannte Balanciermodus, auch Lastführungsmodus genannt. Dieser dient zu Positionierungstätigkeiten wie z. B. Einfädeln, Ablegen und Fügen des Werkstücks bzw. der Last. Hierbei greift der Bediener am Werkstück selbst an, d. h. seine Hand verlässt den Steuerhandgriff. Der Bediener führt also die Last selbst unmittelbar. Im BalancierModus sind pneumatische Balancier-Hebezeuge den elektrischen insofern überlegen, als weichere Bewegungen möglich sind. Da eine Bewegung des Werkstücks nur über den Antrieb möglich ist, hat dies zur Folge, dass beim elektrischen Balancier-Hebezeug jede auch noch so geringe Bewegung entsprechend durch den Motor bewirkt angetrieben werden muss. Bei sehr präzisen Werkstückführungen, wie es eben typisch ist für den Balanciermodus, hat dies zur Folge, dass die Bewegung oft als ruckelnd empfunden wird, da die Steuerung immer wieder korrigiert und nachjustiert. Auch dauert der Vorgang unter Umständen vergleichsweise lang. Weiterhin ist noch ein weiteres Problem darin zu sehen, dass das Aufsetzen des Werkstücks, wie es beispielsweise beim Fügen oder Einfädeln geschieht, beispielsweise wenn ein Rad auf eine Nabe geführt wird, dazu führt, dass kurzzeitig keinerlei Last von dem Gewichtssensor erkannt wird, sodass die Steuerung erstmal gegensteuert, d. h. versucht das Werkstück hochzuziehen. Stattdessen wollte der Bediener jedoch das Werkstück führen mit einer nur ganz kleinen Bewegung. Derartige kleine Bewegungen sind dagegen mit einem pneumatischen Balancier-Hebezeug sehr gut auszuführen, da die Pneumatik ein „Luftpolster“ bereitstellt, auf welchem so kleine Bewegungen durchgeführt werden können, ohne dass die Steuerung des Geräts aktiv wird bzw. gar eine Gegenbewegung startet. Pneumatische Balancier-Hebezeuge haben jedoch den Nachteil, dass nicht nur elektrische Leitungen sondern auch Luftleitungen verlegt werden müssen und eine komplette Anlage zur Bereitstellung der Luft vorzusehen ist. Zur Vermeidung der oben genannten Problematik des Gegensteuerns ist zum Teil bei elektrischen Balancier-Hebezeugen ein dritter Betriebsmodus, der Betriebsmodus „Fügen“ vorgesehen. Das weichere Systemverhalten, wie es pneumatische Balancier-Hebezeuge zeigen, ist jedoch bis dato durch ein elektrisches Balancier-Hebezeug nicht nachbildbar gewesen.
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In Anbetracht des Vorstehenden ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung daher, ein elektrisches Balancier-Hebezeug bereitzustellen, das ein weicheres Systemverhalten zeigt, sodass kleine Bewegungen mit der Last möglich sind. Bevorzugt erfolgt dies ohne Aktivität bzw. Gegensteuern des elektrischen Balancier-Hebezeugs.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein elektrisches Balancier-Hebezeug nach Schutzanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist in einem Kraftstrang des Balancier-Hebezeugs zumindest ein elastisches Element vorhanden. Bei einer Bedienung des elektrischen Balancier-Hebezeugs kann dadurch die am Balancier-Hebezeug befestigte Last mit der Hand bewegt werden, ohne dass dieses Bewegen durch den Motor des Balancier-Hebezeugs bewirkt wird. Mit anderen Worten, nimmt der Bediener beim Balancieren die Last und bewegt sie - wie es eben typisch für Balanciertätigkeiten wie Positionieren und Fügen ist - nur um einen kleinen Betrag, um z. B. die Last auf einen Dorn aufzufädeln, so ist diese Bewegung möglich, ohne dass der Motor anspringt und die Bewegungen des Bedieners in entsprechende Auf-Ab-Bewegungen des Geräts umsetzt. Es werden durch das Vorsehen des elastischen Elements im Kraftstrang, was auch als elastische Aufhängung bezeichnet werden könnte, Stöße gedämpft und Schwingungen getilgt. Das vom elektrischen Balancier-Hebezeug bekannte ruckelige Ansprechverhalten wird dadurch vermieden. Ein weiterer Vorteil ist das Erzeugen eines Gefühls des direkten Ansprechens des Balancier-Geräts, ohne Reaktionszeit bei der Lastführung. Bei elektrischen Balancier-Geräten im Stand der Technik muss die Steuerung jede „Bewegung“ des Bedieners, d. h. jede Kraftänderung, die gemessen wird, in eine entsprechende Antriebstätigkeit und damit Auf-Ab-Bewegung durch den Motor umsetzen. Bei dem erfindungsgemäßen Gerät ist das ganz anders. Das elastische Element im Kraftstrang ermöglicht kleine Bewegungen, ohne dass der Motor aktiv werden muss. D. h. der Bediener greift an der Last an und führt die Bewegung durch, und die Last folgt dieser Bewegung sofort und ohne dass der Motor gleich anspringen muss. Auch bei größeren Bewegungen ist diese elastische Aufhängung von Vorteil, da eben schon gleich sofort eine geringfügige Bewegung erlaubt wird durch das elastische Element und dann die Motoraktivität hinzukommt, sodass auch hier insgesamt ein sehr viel weicheres und sanfteres Verhalten des elektrischen Balanciergerätes bewirkt wird. Das von pneumatischen Balancier-Hebezeugen bekannte und so geschätzte unmittelbare Ansprechen und das weichere Systemverhalten werden durch die vorliegende Erfindung bei elektrischen Balancier-Hebezeugen ermöglicht.
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Mit Laststrang bzw. Kraftstrang sind in einem Balancier-Hebezeug sämtliche Bauteile gemeint, welche die Last tragen. Mit anderen Worten: die Last würde abstürzen, sollte eines der lasttragenden Bauteile brechen. Es gehören hierzu das Zugmittel, d. h. das Seil, die Kette oder das Band, die Seiltrommel, das Getriebe, die Verbindung, insbesondere Kupplung, zwischen Getriebe und Motor und Bremse, sowie das Gehäuse und die Balancieraufhängung inklusive der Fahrwerke. Es zeigte sich, dass der Einbau eines elastischen Elementes bzw. das Vorsehen eines entsprechenden elastischen Elementes praktisch an jeder Stelle im Kraftstrang erfolgen kann und die zuvor geschilderten Vorteile bereitstellt. Unabhängig davon, ob beispielsweise das elastische Element an der Aufhängung des Balancier-Hebezeuges, im Bereich der Seiltrommel oder auch an einem Ende oder inmitten des Zugmittels erfolgt, stets ergibt sich ein sehr viel weicheres und angenehmeres Verhalten.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele für das elastische Element sind Federn, wie beispielsweise Schraubenfedern, Spiralfedern, magnetische oder elektrische Federn sowie ein einzelner oder mehrere hintereinander angeordnete Gummipuffer. Prinzipiell können sowohl lineare als auch progressive Federn eingesetzt werden. Bevorzugt sind jedoch progressive Federn, da hierdurch ein breiter Lastbereich abgedeckt werden kann.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung wird das elastische Element als ein Mittel zur Bestimmung einer Gewichtskraft genutzt. Die Verformung des elastischen Elements wird gemessen und aus diesem Messwert wird auf die Gewichtskraft geschlossen. Beim Stand der Technik erfolgt typischerweise die Bestimmung der Gewichtskraft über eine Wägezelle, meist ein Dehnmessstreifen, der in den Steuergriff eingebaut ist. Dies ist insofern nachteilig, als das am Steuergriff gemessene Signal an die beim Motor befindliche Steuerung, d. h. in der Nähe der Aufhängung des Balancier-Hebezeugs und damit an dem der Last gegenüberliegenden Ende, anders als der Steuergriff, der sich nahe bei der Last befindet, übertragen werden muss, um entsprechend in eine Motorbewegung umgesetzt zu werden. Es müssen somit entlang des Zugmittels Kabel verlegt werden, was immer wieder zu Schwierigkeiten beim Betrieb geführt hat. Das elastische Element kann jedoch vorteilhafterweise im Bereich des Motors eingebaut werden, sodass die geschilderten Nachteile entfallen. Es erfüllt somit das elastische Element bei der bevorzugten Ausgestaltung mehrere Aufgaben. Zum einen führt es zu einem wesentlich besseren und bedienerfreundlicheren Ansprechverhalten des Balancier-Hebezeugs und zum anderen wird es genutzt zur Bestimmung der Gewichtskraft, eine Steuergröße, die notwendig ist als Eingangsgröße für die Steuerung.
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Gemessen wird die Gewichtskraft beispielsweise über einen Sensor, z. B. ein Wegsensor wie ein Potentiometer.
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Wie bereits vorstehend kurz angesprochen, kann das elastische Element an verschiedensten Stellen innerhalb des Kraftstrangs des Balancier-Hebezeugs eingebaut werden. Beispielsweise ist der Einbau im Bereich der Aufhängung des Balancier-Hebezeugs möglich. Sowohl bei Scharnieraufhängung als auch bei Scherenaufhängung ist der Einbau des elastischen Elements vorteilhaft. In einer alternativen Ausführung ist das elastische Element in der Seiltrommel angeordnet. Bevorzugt wird bei dieser Positionierung mithilfe eines Potentiometers eine Relativbewegung des elastischen Elements zu dem Gehäuse der Seiltrommel, bevorzugt eine Verdrehung des elastischen Elements, als Maß zur Bestimmung der Gewichtskraft gemessen. Auch kann das Zugmittel über einen Ausleger angeführt sein. In diesem Fall kann das elastische Element am Auslegerarm angeordnet sein. Auch Seilumlenkungen, über welche das Zugmittel geführt ist, können Anbringungsort für das elastische Element sein.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Es zeigen:
- 1: zwei Ausführungsbeispiele für Balancier-Hebezeuge mit Scharnieraufhängung;
- 2: vier Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Balancier-Hebezeuge mit Scherenaufhängung;
- 3: zwei Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Balancier-Hebezeuge mit Einbauort des elastischen Elements in der Seiltrommel;
- 4: ein Ausführungsbeispiel eines elektrischen Balancier-Geräts mit Auslegerarm;
- 5: ein Ausführungsbeispiel für eine Balancier-Hebezeug mit Seilumlenkung; und
- 6: ein Ausführungsbeispiel für eine elektronische Feder.
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Vorab sei angemerkt, dass die Zeichnungen stark schematisiert sind und insbesondere Größenverhältnisse nicht passen. Weiterhin ist bei den Ausführungsbeispielen der 1, 2, 4 und 5 stets eine Schraubenfeder dargestellt. Diese steht beispielhaft für ein elastisches Element und kann genauso realisiert werden durch andere Federarten oder beispielsweise durch einen oder mehrere Gummipuffer.
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Allen erfindungsgemäßen elektrischen Balancier-Hebezeugen gemeinsam ist, dass sie irgendwo, typischerweise im Überkopfbereich, befestigt werden müssen. Dies erfolgt entweder direkt an der Decke, an einer Säule oder, insbesondere dann, wenn die Last über eine gewisse Strecke bewegt werden soll, an einem Kranbahnsystem, woran wiederum ein Fahrwerk befestigt ist.
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1 zeigt zwei Ausführungsbeispiele eines Balancier-Hebezeugs 1, 1', aufweisend einen Balancer 14 und eine Aufhängung 15, 15'. Letztere ist als Scharnieraufhängung 20, 20' ausgeführt. Die Scharnieraufhängung 20 bzw. 20' ist über ihren zweiten Arm 25, 25' und dieser wiederum über ein Fahrwerk 13 an der Kranschiene 2 befestigt.
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Es sei angemerkt, dass die Kranschiene 2 lediglich als Beispiel einer möglichen Befestigung für das erfindungsgemäße Balancier-Hebezeug dient. Es kann ebenso anderswo befestigt werden, wie es im Stand der Technik bekannt ist, beispielsweise direkt an der Decke oder an einer Säule. Es ist entsprechend eine Schnittstelle 16 für verschiedene Anbauten vorgesehen.
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Über den ersten Arm 24, 24' ist der Balancer 14 mit der Aufhängung 15, 15' verbunden. Daran ist das Gehäuse 11, welches das Getriebe 6 und den Motor 7 sowie die Seiltrommel 5 beherbergt, befestigt. Der Motor 7 ist mit der Seiltrommel 5 über die Antriebswelle 12 verbunden. Über die Seiltrommel 5 ist das Zugmittel 4, beispielsweise ein Seil, eine Kette oder ein Band, geführt, an dessen der Seiltrommel 5 gegenüberliegendem Ende wiederum die Last 3 befestigt ist. Es sei angemerkt, dass die Last 3 typischerweise an einem Lastaufnahmemittel befestigt ist, welches wiederum über einen Steuergriff mit dem Zugmittel 4 verbunden ist. Wie eingangs erwähnt, fasst der Bediener für die Kranfunktion im ersten Betriebsmodus am Steuergriff und nicht an der Last an. Die im Steuergriff befindliche Lichtschranke erkennt das Angreifen des Bedieners und schaltet das Gerät entsprechend in den ersten Betriebsmodus. Für Balanciertätigkeiten greift der Bediener üblicherweise an der Last 3 an, um die notwendigen präzisen Bewegungen der Last 3 durchführen zu können.
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Wie ersichtlich, befindet sich als elastisches Element eine Feder 8, 8' im Kraftstrang des Balancier-Hebezeugs 1, 1'. In den 1 umfasst der Kraftstrang folgende Bauteile des Balancier Hebezeugs 1, 1': das Zugmittel 4, die Seiltrommel 5, das Getriebe 6, die Verbindung (nicht dargestellt), insbesondere Kupplung, zwischen Getriebe 6 und Motor 7 und Bremse (nicht dargestellt), sowie das Gehäuse 11 und die Balanceraufhängung 15, 15' mit Schnittstellen 16.
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In der Ausführung der 1A ist die Feder 8 eine Druckfeder und in der Ausführung der 1B ist die Feder 8' eine Zugfeder. Gleichzeitig wird jede Feder 8, 8' als Gewichtserkennungsmittel verwendet. Hierfür bestimmt der Sensor 9, 9' den Dehnungszustand der Feder 8, 8'. Der Sensor 9, 9' misst, ob und inwieweit die Feder 8, 8' zusammengedrückt bzw. auseinandergezogen ist. Ist die Feder 8, 8' nur wenig zusammengedrückt bzw. gedehnt, so liegt entsprechend eine Last 3 mit nur geringer Masse an. Anders bei starker Kompression bzw. Dehnung der Feder 8, 8'. Hier erkennt der Sensor 9, 9' eine große durch die Last 3 bewirkte Gewichtskraft. Auch Gewichtskraftänderungen, wie sie durch Ablegen der Last 3 auf einer Unterlage oder durch Anheben durch einen Bediener erfolgen oder durch die Aufnahme eines weiteren Laststückes, werden sich in einer Änderung der Federspannung bemerkbar machen und so durch den Sensor 9, 9' erkannt werden. Die hierdurch bestimmte Gewichtskraft oder Gewichtskraftänderung geht als Steuergröße in die Antriebseinheit des Balancier-Hebezeugs 1 ein.
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Erfindungsgemäß ist ein elastisches Element, vorliegend eine Schraubenfeder, in der Scharnieraufhängung 20, 20' vorgesehen. In der Ausführung der 1A ist die Feder 8 in der Nähe des am Scharnier befindlichen Endes 22 angeordnet. Sensor 9, beispielsweise ein Potentiometer, und Dämpfer 10 sind in der gezeigten Ausführung in der Nähe des dem Scharnier gegenüberliegenden Endes 23 positioniert. Im Ausführungsbeispiel der 1B sind Dämpfer 10', Sensor 9' und Feder 8' jeweils im Bereich des dem Scharnier gegenüberliegenden Endes 23' angeordnet. Beide Federn 8, 8' verbinden jeweils ersten 24, 24' und zweiten 25, 25' Arm miteinander.
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Die 2A bis 2D zeigen vier verschiedene Ausführungsbeispiele eines elektrischen Balancier-Hebezeugs 100 (2A und 2B) bzw. 200 (2C und 2D) mit Scherenaufhängungen. Es sind zwei verschiedene grundsätzliche Scherenaufhängungsprinzipien gezeigt: 2A und 2B, und 2C und 2D.
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Es sei angemerkt, dass die Scharnieraufhängung in den 1 auch als Scherenaufhängung bezeichnet werden könnte; die Scherenaufhängung der 2 wäre dann entsprechend zur Unterscheidung als Doppelscherenaufhängung zu bezeichnen.
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Das elektrische Balancier-Hebezeug 100, 100' bzw. 200, 200' weist jeweils eine Aufhängung 115, 115' bzw. 215, 215' und einen Balancer 114 bzw. 214 auf. Es ist, ähnlich wie in den 1, an einer Kranschiene 102, 202 als Beispiel für eine mögliche Befestigungsart befestigt, wobei ein Fahrwerk 113 bzw. 213 für Mobilität sorgt. Schnittstellen 116 bzw. 216 sorgen für Flexibilität im Anbau.
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Die 2A und 2B zeigen eine Scherenaufhängungsvariante, die Scherenaufhängung 130, 130', bei welcher ein erster Arm 132, 132' und ein zweiter Arm 133, 133' über ein Lager 131, 131' und Langloch 134, 134' als Führung für das Lager 131, 131' miteinander gekoppelt sind. Jeweils ein Ende des ersten Arms 132, 132' und des zweiten Arms 133, 133' sind mit dem Fahrwerk 113 verbunden und das andere Ende mit dem Gehäuse 111. Die Scherenaufhängung 130, 130' umfasst so vier Befestigungspunkte, welche die Scherenfunktion bereitstellen.
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In der Ausführung der 2A ist die Feder 108, in diesem Beispiel eine Zugfeder, aufgehängt zwischen Lager 131 und Gehäuse 111. Dämpfer 110 und Sensor 109 sind benachbart am ersten Arm 132 bzw. am zweiten Arm 133 und am Gehäuse 111 vorgesehen. Je nach Bewegung des Scherengestänges wird die Feder 108 komprimiert oder gedehnt, wobei ein Nach-unten-Bewegen der Last 103 zu einer Dehnung der Feder 108 führt.
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2B zeigt eine alternative Ausführungsform, bei welcher die Feder 108', eine Druckfeder, zwischen den Befestigungspunkten 135 und 136 aufgehängt ist. Die beiden Befestigungspunkte 135, 136 verbinden den ersten Arm 132' und den zweiten Arm 133' mit dem Fahrwerk 113. Sensor 109' und Dämpfer 110' sind wiederum zwischen Gehäuse 111 und erstem bzw. zweitem Arm 132', 133' befestigt. Die Befestigungspunkte 135, 136 sind beweglich, sodass bei Betätigung der Scherenaufhängung 130' die beiden Befestigungspunkte entsprechend aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegt werden, wodurch letztlich die Feder 108' komprimiert bzw. gedehnt wird. Ein Nach-unten-Bewegen der Last 103 führt bei dieser Ausführung zu einem Zusammendrücken der Feder 108'.
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Die 2C und 2D zeigen eine weitere Ausführung einer Scherenaufhängung 240, 240'. Bei der Scherenaufhängung 240, 240' sind jeweils vier Scherenarme 243, 243', 244, 244', 245, 245', 246, 246' miteinander über die ersten und zweiten Drehlager 241, 241', 242, 242' und über die oberen und unteren Lagerblöcke 247, 247', 248, 248' miteinander verbunden. Der untere Lagerblock 247, 247' ist mit dem Gehäuse 211, 211' verbunden. Der obere Lagerblock 248, 248' ist über eine Geräteaufhängung 249, 249' mit dem Fahrwerk 213 verbunden.
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In der Ausführung der 2C ist das elastische Element in Form einer Schrauben-Zug-Feder 208 zwischen oberem Lagerblock 248 und unterem Lagerblock 247 aufgehängt. Ebenso sind Sensor 209 und Dämpfer 210 zwischen oberem und unterem Lagerblock 247, 248 eingefügt.
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In der Ausführung der 2D ist eine Druckfeder 208' als elastisches Element zwischen den Drehlagern 241', 242' angeordnet. Sensor 209' und Dämpfer 210' sind in der Ausführung der 2D zwischen Gehäuse 211' und Geräteaufhängung 249' angeordnet.
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Sowohl bei 2C als bei 2D führt eine Bewegung der Scherenaufhängung 240, 240' jeweils dazu, dass je nach Bewegungsrichtung und Federart die Feder 208, 208' gedehnt oder komprimiert wird. Greift beispielsweise der Bediener an der Last 203 an und zieht diese nach unten, in Richtung zum Untergrund, so wird die Feder 208 gedehnt, wohingegen die Feder 208' komprimiert wird. In beiden Fällen wird die Federbewegung detektiert durch den Sensor 209, 209'.
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Die 3A und 3B zeigen eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. In beiden Fällen sind elastische Elemente in die Seiltrommel integriert. Das elektrische Balancier-Hebezeug 300 bzw. 400 weist wiederum einen Balancer 314 bzw. 414 auf. Als Anbauvariante ist, wie in den übrigen Figuren, eine Kranschiene 302 bzw. 402 gezeigt, in welchem das Gerät mit Hilfe von Fahrwerken 313, 413 beweglich ist. Schnittstellen 316, 416 sorgen für variable Anbaumöglichkeiten.
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Das elektrische Balancier-Hebezeug 300 hat eine Seiltrommel 350, welche mehrteilig ausgeführt ist. Der Trommelring 353 hat außenliegende Seilführungsnuten, über welche das Seil 304 geführt ist. In seinem Inneren ist eine Nabe 352 angeordnet. Zwischen Nabe 352 und Trommelring 353 ist ein elastisches Element, das Gummielement 351, angeordnet, beispielsweise eingepresst oder vulkanisiert. Die Antriebswelle 312 ist somit über die Nabe 352 und das Gummielement 351 mit der Seiltrommel 350 verbunden und treibt diese an, wie angedeutet durch den Pfeil. Ein Potentiometer 355 zur Erfassung der Relativbewegung zwischen Trommelring 353 und Nabe 352 ist an der Seiltrommel 350 angebaut. Das Potentiometer 355 misst somit die Verformung des Gummielementes 351, woraus auf die Gewichtskraft der Last 303 geschlossen wird. Das Gummielement 351 arbeitet progressiv, d. h. mit zunehmendem Komprimieren nimmt der Widerstand des Gummielements 351 zu, sodass mehr Kraft für noch weitergehende Kompression notwendig wird. Kleine Bewegungen der Last 303 erlaubt das Gummielement 351 jedoch problemlos. Das Gummielement 351 wird sich verdrehen, wenn Last angelegt bzw. die angelegte Last verändert wird. Das Gummielement 351 hat zudem Dämpferwirkung
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In der Ausführung der 3A ist das Potentiometer 355 in die Seiltrommel 350 eingebaut und misst die Relativbewegung zwischen Gummielement 351 und Trommelring 353. Durch das Vorsehen eines Potentiometers 355 im Inneren der Seiltrommel 350 ist eine Drehdurchführung zur Übertragung der elektrischen Signale an das stationäre Getriebe 306 notwendig. Drehdurchführungen sind in der Praxis häufig nachteilig, deshalb sieht noch eine weitere alternative Ausführung vor, dass am Getriebe 306 stationär ein Sensor angebracht ist, welcher Drehzahl und Position des Trommelrings 353 misst. Dieses Messergebnis wird mit dem Signal eines Motorgebers, ein Drehzahl- und Positionsgeber zur Steuerung des Motors, unter Beachtung der Getriebeübersetzung verglichen. Die Differenz der beiden Drehwinkel entspricht dabei dem Verdrehwinkel von Gummielement 351 und Trommelring 353 zueinander. Diese Ausführungsform ist nicht bildlich dargestellt, jedoch durch die Erfinder bereits bedacht.
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3B zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Balancier-Hebezeugs 400. Ähnlich 3A ist in die Seiltrommel 450 ein elastisches Element integriert, im vorliegenden Fall eine Spiralfeder 451, welche vorzugswiese aus Metall gearbeitet ist. Die Verdrehung der Spiralfeder 451 wird durch ein Potentiometer 455 gemessen. Die Seiltrommel 450 behaust Potentiometer 455, Spiralfeder 451 und Dämpfer 410. Bevorzugt ist der Dämpfer 410 ein viskoser Dämpfer.
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Die Ausführung von 4 zeigt ein elektrisches Balancier-Hebezeug 500 mit Auslegerarmanordnung 560. Es weist einen Balancer 514 und eine Aufhängung 515 auf. Das Gerät ist über eine Geräteaufhängung 549 montiert, vorliegend an einer Kranschiene 502 mit Fahrwerk 513.
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Der Auslegerarm 561 ist an seinem einen Ende, dem zweiten Ende 566, befestigt. Das erste Ende 565 ragt frei in den Raum - darüber ist die Last 503 geführt. Das Zugmittel 504 ist entsprechend über zwei Seilumlenkungen 562 und 563 geführt. An dem gehäusenahen Ende 566 des Auslegerarms 561 ist eine Schraubenfeder 508, hier in Form einer Druckfeder, als elastisches Element zwischen einem Widerlager, z. B. in Form eines entsprechenden Gehäuseteils 564, und dem Auslegerarm 561 befestigt. Sehr gut eignen sich anstelle einer Schraubenfeder auch einer oder mehrere hintereinander angeordnete Gummipuffer als elastisches Element 508. Es ist ersichtlich, dass bei Zug auf die Last 503, d. h. die Last 503 wird nach unten bewegt, das elastische Element 508 komprimiert wird. Gleichzeitig wird ersichtlich, dass die Feder 508 den Auslegerarm 561 stützt und einer nach unten ziehenden Kraft entgegenwirkt. Sensor 509 und Dämpfer 510 sind zwischen Widerlager 564 und Auslegerarm 561 angebracht. Wie zuvor erläutert, misst der Sensor 509 die Kompression der Feder 508, bzw. in der alternativen Ausgestaltung des oder der Gummipuffer. Es sei darauf hingewiesen, dass anstelle der dargestellten Druckfeder durch entsprechende Umgestaltung der Anbindung auch eine Zugfeder eingesetzt werden kann.
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Wie in der allgemeinen Erfindungsbeschreibung erläutert und anhand der Figuren ersichtlich, bewirkt das Vorsehen eines elastischen Elements im Kraftstrang der Hubvorrichtung ein weicheres Systemverhalten und erlaubt dem Werker das Durchführen von kleineren Bewegungen durch Angreifen und Bewegen der Last. Das elastische Element, unabhängig davon ob es als Schraubenfeder, Spiralfeder, Gummipuffer oder andersartig umgesetzt ist, gibt einen gewissen Bewegungsspielraum. Beispielhaft sei dies anhand von 4 erläutert. Nimmt der Lastführer, der Bediener bzw. Werker, die Last 503 und führt sie von Hand, z. B. indem er sie auf einen Dorn auffädelt, so ist eine kleine Auf-Ab-Bewegung der Last 503 möglich, da die Feder 508 nachgiebig ist. Ohne diese Feder 508 wäre das System starr - eine Bewegung ohne Motoraktivität wäre nicht möglich.
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5 zeigt eine weitere Ausführung, bei welcher ein elastisches Element in eine Seilumlenkungsanordnung 670 integriert ist. Das Zugmittel 604, beispielsweise in Form eines Seils, ist dabei über drei Rollen als Seilumlenkungen 671, 672, 673 geführt. Zumindest die dritte Seilumlenkung 673 ist beweglich gestaltet, wie angedeutet durch den Doppelpfeil. Eine Schraubenfeder 608, hier eine Druckfeder, ist als elastisches Element zwischen der beweglichen Seilumlenkung 673 und einer im Gehäuse 611 befestigten bzw. vorgesehenen Federaufhängung 674 als Widerlager aufgehängt. Der Kompressionszustand der Feder 608 wird wiederum durch den Sensor 609 detektiert. Es sei darauf hingewiesen, dass anstelle der dargestellten Druckfeder durch entsprechende Umgestaltung der Anbindung auch eine Zugfeder eingesetzt werden kann.
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Bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen ist stets ein mechanisches elastisches Element, beispielsweise eine Schraubenfeder - sowohl in Form einer Druckfeder als auch in Form einer Zugfeder - eine Spiralfeder oder Gummielemente, sowohl als hohle manschettenförmige Gummielemente als auch in Form von einem oder mehreren Gummipuffern, genutzt worden. Prinzipiell lässt sich jedoch die Wirkung des elastischen Elementes bzw. ein beliebiges Feder-Dämpfer-Verhalten auch elektronisch simulieren. Dies wird nachfolgend als elektronische Feder bezeichnet. 6 zeigt ein elektrisches Balancier-Hebezeug 700 mit elektronischer Feder 780. Eingangsgrößen sind beispielsweise die mithilfe eines Dehnmessstreifens oder einer anderen Wägezelle im Steuergriff 781 ermittelte Gewichtskraft der Last sowie die mittels anderen Sensoren erfasste Drehzahl des Motors und/oder der Seiltrommel, sowie die Getriebeübersetzung. Über eine Admittanz-Impedanz-Regelung, in der Art einer aktiven Impedanz-Regelung, wird das Feder-Masse-System elektronisch simuliert. Es wird eine mechanische Feder elektronisch abgebildet. Diese Daten gehen in die Motorsteuerung ein, sodass die Reaktion des Motors auf Aktivität am Steuergriff 781 und/oder an der Last 703 nicht mehr unmittelbar in entsprechenden Motorantrieb umgesetzt wird. Stattdessen werden die Signale von der Steuerung verarbeitet und der Motor wird so angesteuert, dass sich ein gewünschtes bzw. zuvor definiertes Verhalten des Balancers 714 ergibt, z. B. das Verhalten eines Druckluftbalancers. Auf diese Weise ist es möglich, dass dem Balancer 714 ein beliebiges Verhalten aufgeprägt wird, z. B. das als vorteilhaft empfundene Verhalten eines Druckluftbalancers.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1', 100, 100', 200, 200', 300, 400, 500, 600, 700
- Balancier-Hebezeug
- 2, 102, 202, 302, 402, 502, 602, 702
- Kranschiene
- 3, 103, 203, 303, 403, 503, 603, 703
- Last
- 4, 104, 204, 304, 404, 504, 604, 704
- Zugmittel
- 5, 105, 205, 505, 605, 705
- Seiltrommel
- 6, 106, 206, 306, 406, 506, 606, 706
- Getriebe
- 7,107,207,307,407, 507, 607, 707
- Motor
- 8, 8', 108, 108', 208, 508, 608
- Feder
- 9, 9', 109, 109', 209, 209', 509, 609
- Sensor
- 10, 10', 110, 110', 210, 210',410, 510, 610
- Dämpfer
- 11, 111, 211, 211', 311, 411, 511, 611, 711
- Gehäuse
- 12, 112, 212, 312, 412, 512,612,712
- Antriebswelle
- 13, 113, 213, 313, 413, 513, 613, 713
- Fahrwerk
- 14, 114, 214, 314, 414, 514, 614, 714
- Balancer
- 15, 15', 115, 115', 215, 215', 515, 615
- Aufhängung
- 16, 116, 216, 316, 416
- Schnittstelle
- 20, 20'
- Scharnieraufhängung
- 21
- Scharnier
- 22, 22'
- am Scharnier befindliches Ende
- 23, 23'
- dem Scharnier gegenüberliegendes Ende
- 24, 24'
- erster Arm
- 25, 25'
- zweiter Arm
- 130, 130'
- Scherenaufhängung
- 131,131'
- Lager
- 132, 132'
- erster Arm
- 133, 133'
- zweiter Arm
- 134, 134'
- Langloch
- 135
- erster Befestigungspunkt
- 136
- zweiter Befestigungspunkt
- 240, 240'
- Scherenaufhängung
- 241, 241'
- erstes Drehlager
- 242, 242'
- zweites Drehlager
- 243, 243'
- erster Scherenarm
- 244, 244'
- zweiter Scherenarm
- 245, 245'
- dritter Scherenarm
- 246, 246'
- vierter Scherenarm
- 247
- unterer Lagerblock
- 248
- oberer Lagerblock
- 249, 249', 549, 649
- Geräteaufhängung
- 350, 450
- Seiltrommel
- 351
- Gummielement
- 352
- Nabe
- 353
- Trommelring
- 355, 455
- Potentiometer
- 451
- Spiralfeder
- 560
- Auslegerarmanordnung
- 561
- Auslegerarm
- 562
- erste Seilumlenkung
- 563
- zweite Seilumlenkung
- 564
- Widerlager
- 565
- erstes Ende des Auslegerarms
- 566
- zweites Ende des Auslegerarms
- 567
- Drehlager
- 670
- Seilumlenkungsanordnung
- 671
- erste Seilumlenkung
- 672
- zweite Seilumlenkung
- 673
- dritte Seilumlenkung
- 674
- Federaufhängung
- 780
- elektronische Feder
- 781
- Steuergriff
