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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Hebeeinrichtung, insbesondere einen nach Handgefühl steuerbaren, auf eine gewünschte Hub-/Absenkstrecke feineinstellbaren elektrischen Hebezug.
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Stand der Technik
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In der Industrie finden Hebeeinrichtungen eine breite Anwendung, wobei Aufhänge- und Hebemaschinen, z.B. Winden, Hebezüge und Beförderungsanlagen, eine noch weitere Anwendung finden. Zu den maschinellen Hebeeinrichtungen gehören feststehende Kräne, die in Hängekräne, Auslegerkräne, Brückenkräne, Ablader, Seilkräne, Containerkräne und Einschienenkräne kategorisiert sind.
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Insbesondere finden elektrische Hebezüge eine breite Anwendung z.B. bei Fabriken, Hochfrequenz- und Hochlast-Stahlfabriken, Arbeitsorten mit Bedarf an langen Hebestrecken und speziellen Arbeitsumgebungen mit schlechten Bedingungen. Die herkömmlichen elektrischen Hebezüge sind in Kettenhebezüge (siehe 6) und Seilhebezüge (siehe 7) aufgeteilt. Allgemein umfasst ein Hebezug einen auf einer gewissen Höhe errichteten Hauptkörper 1, eine induktionsmotorisch angetriebene Antriebsmaschine 2 zur Versorgung mit Drehantriebskraft, eine von der induktionsmotorisch angetriebenen Antriebsmaschine 2 anzutreibende Aufwickelvorrichtung 3, ein durch Kraftübertragung um die Aufwickelvorrichtung 4 wickelbares Hebeelement 4 und eine Aufhängebaugruppe 5 zum Aufhängen eines Gegenstandes im Hub- und Senkvorgang. Die induktionsmotorisch angetriebene Antriebsmaschine 2 ist extern an einen Betätigungsgriff 6 angeschlossen, den der Benutzer während des Betriebs mit der Hand greift. Durch Drücken auf einen Schalterknopf kann der Benutzer die Aufhängebaugruppe 5 so steuern, dass sich die Aufhängebaugruppe 5 in die vorgesehene Richtung verschiebt und sich anhebt bzw. senkt. Da die induktionsmotorisch angetriebene Antriebsmaschine 2 nur beschränkt im Bereich von 5Hz~50Hz auf die Geschwindigkeit einstellbar ist, kann es bei der Betätigung im Bereich von unter 5Hz vorkommen, dass die Aufhängebaugruppe 5 unvermeidbar stark schwingt, während der Benutzer durch Drücken auf den Betätigungsgriff 6 die Aufhängebaugruppe 5 zum Steigen bzw. Sinken bringt. Dies kann zum Schwingen oder unstabilen Bewegen des zu bewegenden Gegenstands oder soagr zu Verletzungen des Personals führen. Zudem kann der Gegenstand beim Kontakt mit dem Boden beschädigt werden. Letztendlich lassen sich diese Mängel damit begründen, dass die herkömmlichen elektrischen Hebezüge nicht so aufgebaut und ausgestattet sind, dass der Benutzer nach Handgefühl die Aufhängebaugruppe auf eine gewünschte Hub-/Absenkstrecke präzise feineinstellen kann.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen nach Handgefühl steuerbaren, auf eine gewünschte Hub-/Absenkstrecke feineinstellbaren elektrischen Hebezug zu schaffen, bei dem der Benutzer nach Handgefühl die Hub-/Absenkgeschwindigkeit anpassen und somit nach der gewünschten Errichtung des Hebezugs die Hebebaugruppe auf eine passende Position feineinstellen und an dieser Position fixieren kann.
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Technische Lösung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen nach Handgefühl steuerbaren, auf eine gewünschte Hub-/Absenkstrecke feineinstellbaren elektrischen Hebezug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung stellt einen nach Handgefühl steuerbaren, auf eine gewünschte Hub-/Absenkstrecke feineinstellbaren elektrischen Hebezug bereit. Der elektrische Hebezug umfasst einen auf einer gewissen Höhe errichteten Hauptkörper und einen Elektrokasten für elektrische Verkabelungen verschiedenster Art. Der Hauptkörper weist eine Antriebsmaschine zur Versorgung mit Drehantriebskraft und eine von der Antriebsmaschine anzutreibende Aufwickelvorrichtung auf, wobei eine Hebebaugruppe und eine Aufhängebaugruppe zum Aufhängen eines Gegenstandes im Hub- und Senkvorgang an der Aufwickelvorrichtung so angeordnet sind, dass sie durch Kraftübertragung um die Aufwickelvorrichtung gewickelt werden. Der Elektrokasten ist extern an einen Betätigungsgriff angeschlossen, den der Benutzer während des Betriebs mit der Hand greift. Der Betätigungsgriff ist mit einer Vielzahl von Schnappschaltern ausgestattet. Durch Drücken auf die Schnappschalter kann der Benutzer die Aufhängebaugruppe so steuern, dass sich die Aufhängebaugruppe in die vorgesehene Richtung verschiebt und sich anhebt bzw. senkt. Die Antriebsmachine des Hauptkörpers weist einen Dauermagnet-Servomotor auf, an dessen einer Seite ein Codierer elektrisch angeschlossen ist. Im Inneren des Elektrokastens ist eine Steuereinheit zur Änderung der Frequenz angeordnet, wobei die Steuereinheit an den Codierer elektrisch angeschlossen ist, um die Position des Rotors des Dauermagnet-Servomotors rückzukoppeln und zu erfassen. Gleichzeitig wird ein Betriebsbefehl für den Dauermagnet-Servomotor anhand eines vom Codierer rückgekoppelten Signals mit der tatsächlichen Drehzahl verglichen, um festzustellen, ob die tatsächliche Drehzahl der vorgegebenen Drehzahl entspricht. An dem Betätigungsgriff sind ein manueller Impulsgeber und ein Impulssignalgenerator so drehbar gelagert, dass sie den Schnappschaltern ausweichen. Der manuelle Impulsgeber kann zum freien Drehen im und gegen den Uhrzeigersinn gebracht werden, und der Impulssignalgenerator wird durch das axiale Drehen des manuellen Impulsgebers gesteuert. Der Impulssignalgenerator ist an den Elektrokasten elektrisch angeschlossen, um ein Signal für das Drehen im Uhrzeigersinn bzw. gegen den Uhrzeigersinn in die Steuereinheit einzuspeisen. Anschließend generiert die Steuereinheit einen Richtungsbefehl für den Dauermagnet-Servomotor. Die Drehzahl des manuellen Impulsgebers steht in einem proportionalen Verhältnis zu der Modulationsrate des Codierers. Je schneller sich der Impulssignalgenerator dreht, desto höher wird die Geschwindigkeit des von der Steuereinheit generierten Geschwindigkeitsbefehls für den Dauermagnet-Servomotor. Somit kann der Benutzer durchaus nach Handgefühl die Hub-/Absenkgeschwindigkeit des Hebezugs anpassen und nach der gewünschten Errichtung des Hebezugs die Hebebaugruppe auf eine passende Position einstellen und an dieser Position fixieren.
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Erfindungsgemäß handelt es sich bei der Aufwickelvorrichtung um eine Wickeltrommel, die mit dem Dauermagnet-Servomotor so axial verbunden ist, dass die Dauermagnet-Servomotor Kraft auf die Wickeltrommel übertragen kann. Bei der Hebebaugruppe handelt es sich um ein Seil oder eine Kette, die planmäßig um den Umfang der Wickeltrommel gewickelt ist.
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Erfindungsgemäß sind die Schnappschalter des Betätigungsgriffs in zwei Stufen, nämlich tief und flach, betätigbar. Die Schnappschalter sind jeweils an die Steuereinheit des Elektrokastens elektrisch angeschlossen, um eine Einstellung auf eine hohe oder niedrige Geschwindigkeit bei einer Nennfrequenz von unter 5Hz zu ermöglichen. Durch die Einstellung von der Steuereinheit wird der Betrieb des Dauermagnet-Servomotors mit einem Befehl zur Drehung mit hoher bzw. niedriger Drehzahl gesteuert.
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Erfindungsgemäß wird die Hebebaugruppe von dem Dauermagnet-Servomotor mit der Frequenz 0,1-5Hz und bei der Drehzahl des manuellen Impulsgebers mit einer sehr niedrigen Geschwindigkeit um einen geringen Umfang von 1~2mm auf die Hub-/Absenkstrecke eingestellt.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen nach Handgefühl steuerbaren, auf eine gewünschte Hub-/Absenkstrecke feineinstellbaren elektrischen Hebezugs im zusammengebauten Zustand.
- 2 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 2-2 aus 1.
- 3 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung der Betätigung des bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektrischen Hebezugs.
- 4 zeigt eine schematische Darstellung einer nach Handgefühl ausgeführten Feineinstellung am Betätigungsgriff des erfindungsgemäßen elektrischen Hebezugs.
- 5 zeigt eine schematische Darstellung der Feineinstellung auf die Höhe der Aufhängebaugruppe im Verhältnis zu der Drehzahl eines manuellen Impulsgebers.
- 6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen elektrischen Kettenhebezugs im zusammengebauten Zustand.
- 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen elektrischen Seilhebezugs im zusammengebauten Zustand.
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Detaillierte Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Im Folgenden werden Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung anhand der detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels und dessen Darstellung in den beigefügten Zeichnungen beschränkt.
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Wie in 1 bis 5 gezeigt ist, bezieht sich die Erfindung auf einen nach Handgefühl steuerbaren, auf eine gewünschte Hub-/Absenkstrecke feineinstellbaren elektrischen Hebezug, der einen auf einer gewissen Höhe errichteten Hauptkörper 10 und einen Elektrokasten 20 für elektrische Verkabelungen verschiedenster Art umfasst. Der Hauptkörper 10 weist eine Antriebsmaschine 11 zur Versorgung mit Drehantriebskraft und eine von der Antriebsmaschine 11 anzutreibende Aufwickelvorrichtung 12 auf, wobei eine Hebebaugruppe 13 und eine Aufhängebaugruppe 14 zum Aufhängen eines Gegenstandes im Hub- und Senkvorgang an der Aufwickelvorrichtung 12 so angeordnet sind, dass sie durch Kraftübertragung um die Aufwickelvorrichtung 12 gewickelt werden. Der Elektrokasten 20 ist extern an einen Betätigungsgriff 21 angeschlossen, den der Benutzer während des Betriebs mit der Hand greift. Sechs Schnappschalter 211-216 für sechs unabhängige Richtungen, nämlich oben, unten, links, rechts, vorne oben und hinten unten, sind an dem Betätigungsgriff 21 angeordnet. Durch Drücken auf die Schnappschalter 211-216 wird die Antriebsmaschine 11 dazu veranlasst, die Aufhängebaugruppe 14 so zu steuern, dass sich die Aufhängebaugruppe 14 in die vorgesehene Richtung verschiebt und sich anhebt bzw. senkt. Die Aufwickelvorrichtung 12 umfasst einen Halter 121 und eine Wickeltrommel 122, wobei die Wickeltrommel 122 mit der Antriebsmaschine 11 so axial verbunden ist, dass die Antriebsmaschine 11 Kraft auf die Wickeltrommel 122 übertragen kann. Ein Getriebegehäuse 123 und eine Positionsschaltereinheit 124 sind an dem anderen Ende der Wickeltrommel 122 axial drehbar gelagert. Die Hebebaugruppe 13 umfasst ein planmäßig um den Umfang der Wickeltrommel gewickeltes Seil 131 und einen Aufhänge- und Hebeträger 132, wobei dieser Mechanismus bekannt ist und daher hierbei nicht weiter erläutert wird. Im Folgenden werden Merkmale der vorliegenden Erfindung erläutert.
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Wie in 2 und 3 gezeigt ist, weist die Antriebsmachine 11 des Hauptkörpers 10 einen Dauermagnet-Servomotor 111 auf, an dessen einer Seite ein Codierer 15 elektrisch angeschlossen ist. Die Antriebsmachine 11 weist ferner eine DC-Bremse 112 auf, die axial angeordnet ist und mit dem Dauermagnet-Servomotor 111 zusammenwirkt. Im Inneren des Elektrokastens 20 ist eine Steuereinheit 22 zur Änderung der Frequenz angeordnet, wobei die Steuereinheit 22 an den Codierer 15 elektrisch angeschlossen ist, um die Position des Rotors des Dauermagnet-Servomotors 111 der Antriebsmachine 11 rückzukoppeln und zu erfassen. Gleichzeitig wird ein Betriebsbefehl für den Dauermagnet-Servomotor 111 anhand eines vom Codierer 15 rückgekoppelten Signals mit der tatsächlichen Drehzahl verglichen, um festzustellen, ob die tatsächliche Drehzahl der vorgegebenen Drehzahl entspricht.
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Wie in 3 bis 5 gezeigt ist, sind die Schnappschalter 211-216 des Betätigungsgriffs 21 in zwei Stufen mit Punkten A und B für tief und flach betätigbar, wobei die Punkte A und B jeweils an die Steuereinheit 22 des Elektrokastens 20 elektrisch angeschlossen sind und als Betriebsmodi für Betätigung bei hoher und niedriger Geschwindigkeit mit einer Nennfrequenz von unter 5Hz festgelegt werden können. Durch die Einstellung von der Steuereinheit 22 wird der Betrieb des Dauermagnet-Servomotors 111 der Antriebsmaschine 11 mit einem Befehl zur Drehung mit hoher bzw. niedriger Drehzahl gesteuert.
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Des Weiteren sind an dem Betätigungsgriff 21 ein manueller Impulsgeber 23 und ein Impulssignalgenerator 24 so drehbar gelagert, dass sie den Schnappschaltern 211-216 ausweichen. Der manuelle Impulsgeber 23 kann zum freien Drehen im und gegen den Uhrzeigersinn gebracht werden, und der Impulssignalgenerator 24 wird durch das axiale Drehen des manuellen Impulsgebers 23 gesteuert. Dadurch werden entsprechende Impulssignale generiert, wobei jedes Impulssignal eine eigene Frequenz hat, mit der die Filterschaltung so angepasst werden kann, dass die Frequenz des in der Filterschaltung erhaltenen Signals der Frequenz des Impulssignals gleicht. Durch eine solche Verstärkung, also eine positive Rückkopplung, wird eine Sinuskurve erzeugt, die die gleiche Frequenz wie das Impulssignal hat. Der Impulssignalgenerator 24 ist an den Elektrokasten 20 elektrisch angeschlossen, um ein Signal für das Drehen im Uhrzeigersinn bzw. gegen den Uhrzeigersinn in die Steuereinheit 22 einzuspeisen. Anschließend generiert die Steuereinheit 22 einen Richtungsbefehl für den Dauermagnet-Servomotor 111 der Antriebsmaschine 11. Die Drehzahl des manuellen Impulsgebers 23 steht in einem proportionalen Verhältnis zu der Modulationsrate des Codierers 15. Je schneller sich der Impulsgeber 23, der den Impulssignalgenerator 24 antreibt und steuert, desto höher wird die Geschwindigkeit des von der Steuereinheit 22 generierten Geschwindigkeitsbefehls für den Dauermagnet-Servomotor 111 der Antriebsmaschine 11. Wie in 4 gezeigt ist, wird die Hebebaugruppe 13 von dem Dauermagnet-Servomotor 111 mit der Frequenz 0,1-5Hz und bei der Drehzahl V (schnell/langsam) des manuellen Impulsgebers 23 mit einer sehr niedrigen Geschwindigkeit um einen geringen Umfang von 1~2mm auf die Hub-/Absenkstrecke eingestellt.
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Für die Betätigung des erfindungsgemäßen, nach Handgefühl steuerbaren, auf eine gewünschte Hub-/Absenkstrecke feineinstellbaren elektrischen Hebezugs wird auf 1 und 3 verwiesen. An dem Betätigungsgriff 21 ist eine EIN/AUS-Schalttaste angeordnet. Durch Drücken auf die Schnappschalter 211-216 wird der Hauptkörper 10 in die jeweils entsprechende Richtung bewegt. Durch Drücken auf die beiden Schaltpunkte A, B an den Schnappschaltern 211-216 kann der Hauptkörper 10 bei konstanter Geschwindigkeit schnell oder langsam bewegt werden. Zudem ist es erfindungsgemäß auch möglich, die Hebebaugruppe 13 bei einer sehr geringen Geschwindigkeit zu bewegen, um einen hoch präzisen Zusammenbau von Teilen durchzuführen. Dafür wird der manuelle Impulsgeber 23 am Betätigungsgriff 21 zum Drehen im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gebracht, um den Impulssignalgenerator 24 dazu zu veranlassen, ein entsprechendes Signal auf die Steuereinheit 22 im Elektrokasten 20 zu senden, um die Frequenz zu ändern. Sodann wird die Drehzahl des Dauermagnet-Servomotors 111 mit der Frequenz 0,1-5Hz und bei der Drehzahl V (schnell/langsam) des manuellen Impulsgebers 23 im proportionalen Verhältnis geändert. Wie in 4 und 5 gezeigt ist, wird die Hebebaugruppe 13 mit einer sehr niedrigen Geschwindigkeit um einen geringen Umfang von 1~2mm auf die Hub-/Absenkstrecke eingestellt. So kann der Benutzer durchaus nach Handgefühl die Hub-/Absenkgeschwindigkeit des Hebezugs anpassen und nach der gewünschten Errichtung des Hebezugs die Hebebaugruppe 13 auf eine passende Position einstellen und an dieser Position fixieren.
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Der erfindungsgemäße, nach Handgefühl steuerbare, auf eine gewünschte Hub-/Absenkstrecke feineinstellbare elektrische Hebezug zeiechnet sich dadurch aus, dass im Elektrokasten 20 des Hauptkörpers 10 die Steuereinheit 22 angeordnet ist, die extern an den Codierer 15 elektrisch angeschlossen ist, um die Position des Rotors des Dauermagnet-Servomotors 111 der Antriebsmaschine 11 rückzukoppeln und zu erfassen. Gleichzeitig wird ein Betriebsbefehl für den Dauermagnet-Servomotor 111 der Antriebsmaschine 11 anhand eines vom Codierer 15 rückgekoppelten Signals mit der tatsächlichen Drehzahl verglichen, um festzustellen, ob die tatsächliche Drehzahl der vorgegebenen Drehzahl entspricht. Somit kann der Benutzer durchaus nach Handgefühl die Hub-/Absenkgeschwindigkeit des Hebezugs anpassen und nach der gewünschten präzisen Errichtung des Hebezugs die Hebebaugruppe 13 auf eine passende Position einstellen und an dieser Position fixieren.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden können, solange der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Die Offenbarung der vorliegenden Erfindung schließt sämtliche Kombinationen der vorgestellten Einzelmerkmale mit ein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Hauptkörper
- 11
- Antriebsmaschine
- 111
- Dauermagnet-Servomotor
- 112
- DC-Bremse
- 12
- Aufwickelvorrichtung
- 121
- Halter
- 122
- Wickeltrommel
- 123
- Getriebegehäuse
- 124
- Positionsschaltereinheit
- 13
- Hebebaugruppe
- 131
- Seil
- 132
- Aufhänge- und Hebeträger
- 14
- Aufhängebaugruppe
- 15
- Codierer
- 20
- Elektrokasten
- 21
- Betätigungsgriff
- 211
- Schnappschalter
- 212
- Schnappschalter
- 213
- Schnappschalter
- 214
- Schnappschalter
- 215
- Schnappschalter
- 216
- Schnappschalter
- 22
- Steuereinheit
- 23
- manueller Impulsgeber
- 24
- Impulssignalgenerator
- A
- Schaltpunkt
- B
- Schaltpunkt
- V
- Drehzahl
- S
- Hub-/Absenkstrecke
