DE2160177A1

DE2160177A1 - Belastungsausgleichsvorrichtung

Info

Publication number: DE2160177A1
Application number: DE19712160177
Authority: DE
Inventors: Noel Girard Mendota IH. Goudreau (V.St.A.)
Original assignee: Conoco Inc
Current assignee: ConocoPhillips Co
Priority date: 1970-12-04
Filing date: 1971-12-03
Publication date: 1972-06-08
Also published as: FR2116553B1; AU3325971A; GB1335439A; SE7115462L; CA945503A; US3721416A; FR2116553A1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A. Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

<983921/22>

CONCO INC.

South 14th Avenue, Mendota, Illinois, V. St. A.

Belastungsausgleichsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Belastungs- bzw. Lastausgleichsvorrichtung, bei der eine Last in einer gewünschten Lage im Raum getragen werden kann und bei der ein Kraft-.Unterstützungsmechanismus vorgesehen ist, der die jeweilige Last im Raum auf die Ausübung einer schwachen Kraft auf die betreffende Last neu einzustellen gestattet.

Es sind bereits seit einer Reihe von Jahren Belastungs- bzw. Lastausgleichsvorrichtungen hergestellt worden, wie sie in den kanadischen Patentschriften 826 887 und 822 520 angegeben sind. Bei diesen Belastungsausgleichsvorrichtungen ist ein Parallelogrammarmsystem mit einer Ausgleichssteuerschaltung vorgesehen, die einen Fluidmittel-Zylinder umfaßt, welcher dem Parallelogrammarmsystem wirksam zugeordnet ist, und zwar zum Zwecke des Ausgleichs des Gewichts der jeweiligen

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Last. Außerdem ist diese Steuerschaltung derart einstellbar, daß sie die jeweilige Last in irgendeiner manuell eingestellten Raumlage innerhalb des Bereichs der Belastungsausgleichsvorrichtung zu halten gestattet» Üblicherweise wird bei diesen

mit,

Steuerschaltungen/Druckluft mit den in Betrieben bzw. Werkstätten verfügbaren Drucken gearbeitet» Dadurch ist jedoch die maximal verfügbare Kraft für den Ausgleich einer Belastung begrenzt, wenn ein Druckluftzylinder irgendeiner praktischen Größe benutzt wird. Diese maximale Belastungsgrenze bzw. Lastgrenze hat es nicht möglich gemacht, die Belastungsausgleichsvorrichtung bei Belastungen von tausend Pfund oder bei noch höheren Gewichten zu benutzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine neue und verbesserte Belastungsausgleichsvorrichtung zu schaffen, die Belastungen bis zu mehreren tausend Pfund zu berücksichtigen gestattet und die die jeweilige Last in unterschiedlichen Lagen einzustellen gestattet, und zwar auf die manuelle Ausübung einer schwachen Kraft auf die betreffende Last. Ferner soll eine Belastungsausgleichsvorrichtung mit einem zweistufigen Steuersystem geschaffen werden, bei dem eine erste Stufe für den Ausgleich der Belastung und der Arme der Belastungsausgleichsvorrichtung benutzt wira und bei dem die zweite Stufe dazu benutzt wird, mechanisch die Last und die Arme in der erforderlichen Stellung einzustellen, wie sie auf die manuelle Ausübung einer Kraft auf die Last erforderlich ist. Dabei soll nur eine geringe manuelle Kraft für die Belastungsausgleichsvorrichtung erforderlich sein, um bezüglich der Bewegung und Einstellung der Last ansprechen zu können. Ferner ist eine Beiastungsausgleichsvorrichtung mit einem Parallelorrrammarmsystem zu schaffen, bei dem ein Arm ein Lasttragarm ist, mit dem eine Last verbunden sein kann, und bei dem ein zweiter Arm mit zwei schwenkbar miteinander

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verbundenen Armteilen vorgesehen ist, die eine normale Lage besitzen und die aus dieser Lage in Bezug zueinander schwenkbar bewegt werden können, um ein signal bezüglich der Richtung der auf die Last ausgeübten Kraft zu liefern. Ferner soll eine erste Steuerschaltung vorgesehen sein, die einen Kolben und einen Zylinder aufweist, wobei der Kolben und seine Kolbenstange ein Fühlerteil bilden sollen, welche die betreffenden Armteile in eine neutrale Stellung nachgebbar zu drücken gestattet und die die Bewegung der Armteile zur Abgabe eines Signals festzustellen gestattet, welches die Richtung der auf die Last ausgeübten manuellen schwachen Kraft έ anzeigt. Schließlich soll eine zweite Steuerschaltung mit einem Kolben und einem Zylinder bereitgestellt werden, wobei der Kolben mit einem bewegbaren Schlitten der Belastungsausgleichsvorrichtung verbunden sein soll. Die Steuerung der betreffenden Ausgleichsvorrichtung soll dabei auf die Einstellung des Fühlerteils ansprechen, um den Schlitten und die mit diesem wirksam verbundene Armanordnung zu verschieben, und zwar derart, daß die Ausgleichsarme veranlaßt werden, sich in der Richtung einzustellen, die für die Bewegung der Last in der Kraftrichtung erforderlich ist. Außerdem sollen auf die Beendigung der Ausübung der Kraft hin die Arme in einer die Last festhaltenden Stellung gehalten werden. "

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung.

Durch die Erfindung werden die Schwierigkeiten der bisher bekannten Anordnungen bezüglich der Berücksichtigung von schwereren Lasten überwunden, und zwr dadurch, daß eine zweistufige Steuerung benutzt wird, bei der die erste Stufe einen Ausgleich der-Last bzw. Belastung bewirkt und

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bei der das Ausgleichsarmsystem über eine Fluidmittelsteuerung und insbesondere über eine einen Kolben und einen Zylinder enthaltende Drucksteuerung erhalten wirdo Dieser Kolben stellt ferner einen Fühler dar, der auf die Ausübung einer Kraft auf die Last anspricht, die auf die betreffende Kraft hin die Neigung zeigt, sich aus ihrer Ausgangslage im Kaum in eine andere Lage zu verschieben, und zwar zur Betätigung einer zweiten Steuerstufe, welche Elemente aufweist, die eine hinreichende Kraft aufbringen, um die Last und die Ausgleichsvorrichtung auf die auf die Last ausgeübte Kraft hin in eine neue Lage zu bringen. Diese zweite Steuerstufe bzw. Steuerung enthält vorzugsweise eine hydraulische Steuerschaltung mit einem Druckkolben und einem Druckzylinder sowie eine Fluidmitteldruckquelle, die Drucke von hinreichender Größe abgibt, um eine hinreichende Kraft auszuüben, wenn sie in Verbindung mit einem Druckzylinder passender Größe verwendet wird.

An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht eine auf einem Auflagerträger angeordnete Belastungsausgleichsvorrichtung. Figο 2 zeigt eine Draufsicht in vergrößertem Maßstab der in Fig„ 1 dargestellten Vorrichtung längs der dort eingetragenen Linie 2-2.

Fig. 3 zeigt in einer Schnittseitenansicht in vergrößertem Maßstab unter Weglassung einzelner Teile einen Teil des in Fig. 1 dargestellten Mechanismus, wobei ein Teil der vorgesehenen Steuerung schematisch angedeutet ist. Fig. 4 zeigt schematisch einen weiteren Teil der Steuerschaltung für die Belastungsausgleichsvorrichtung.

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Die Belastungsausgleichsvorrichtung weist ein Parallelogrammarmsystem auf, bei dem es sich im wesentlichen um ein System des gleichen Typs handelt, wie es in der kanadischen Patentschrift 822 520 angegeben ist. Bei diesem System sind zwei in vertikaler Richtung voneinander beabstandete parallele Arme 10 und 11 vorgesehen, die an ihrem jeweils einen Ende mit Hilfe von Lagerzapfen 15 bzw. 16 mit einem im wesentlichen vertikal verlaufenden Lasttragarm 17 verbunden sind₀ Dieser Arm weist geeignete Einrichtungen an seiner Unterseite auf, um eine Last mit dem Lasttragarm 17 verbinden zu können,. Wie ä dargestellt, kann es sich dabei um einen Haken 18 handeln«,

aber
Es kann sich dabei/auch ggfs. um einen Werkstückhalter aus einer Vielzahl verschiedener Werkstückhaltertypen handeln,,

Jeder Arm der Arme 10, 11 und 17 besteht aus voneinander beabstandeten Teilen, wobei die Teile 17a und 17b den Lasttragarm 17 bilden, wie dies aus Fig„ 2 hervorgeht»

Ein generell mit 20 bezeichneter Rahmen ist um eine vertikale Achse auf dem Träger 21 drehbar angeordnet. Der Träger 21 ist auf einem Trägerboden angebracht. Im Unterschied dazu kann der Rahmen 20 auch von einer stationären Deckentrageinrichtung oder einer Deckenfördereinrichtung herabhängen, wie dies in " der kanadischen Patentschrift 822 520 angegeben ist» Von dem Rahmen 20 wird der obere Arm 10 schwenkbar getragen, und zwar mittels zweier Zapfen und Lagerstifte 25 und 26„ Diese Zapfen und Lager sind in voneinander beabstandeten Platten des Rahmens 2ü untergebracht, wie dies Fig. 2 erkennen läßt. Hierzu gehören die äußersten Platten 27 und 28. Die zuletzt genannten Platten des Rahmens 20 tragen zwei vertikal voneinander beabstandete Paare von Führungsrollen, wobei die Rollen 29 und an der Vorderseite der Ausgleichsvorrichtung angebracht sind, wie dies dargestellt ist. Das andere Rollenpaar ist an der

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Hinterseite der Ausgleichsvorrichtung angebracht, Eine dieser Rollen ist in Fig. 2 mit 31 bezeichnet. Diese Führungsrollen bewirken eine Führung eines vertikal verschiebbaren Schlittens, der zur Relativbewegung zu dem Rahmen 20 voneinander beabstandete Platten 35 und 36 aufweist. Zu diesem Zweck weist jede Platte der Platten 35 und 36 einen vertikal verlaufenden Schlitz auf, wie den dargestellten Schlitz 37, der mit den Führungsrollen 29 und zusammenwirkt. Jede Platte der Platten 35 und 36 weist ferner einen horizontal verlaufenden Führungsschlitz auf, wie den in der Platte 35 dargestellten Schlitz 39, der mit einer Führungsrolle 40 zusammenwirkt, die an dem unteren Ende eines Teils 41a eines vierten Arms 41 des Parallelogrammarmsystems angebracht ist. Eine waitere, der Führungsrolle 40 entsprechende Führungsrolle (nicht dargestellt) wird an einem zweiten Teil 41b des vierten Arms getragen; diese Führungsrolle wirkt mit dem horizontalen Schlitz in der Schlittenplatte 36 zusammen„

Die vorstehend beschriebene Anordnung ist im wesentlichen von der gleichen Art wie sie in der kanadischen Patentschrift 822 520 gezeigt ist, und zwar insofern, als die Arme 10, 11, 17 und 41 ein Parallelogrammarmsystem festlegen, bei dem die Arme relative Stellungen einnehmen, wie sie für eine erwünschte Einstellung der Last benötigt werden, die von dem Lasttragarm 17 getragen wird. Eine Änderung in der Anordnung der Arme führt dazu, daß eine Last innerhalb einer vertikalen Ebene in den Bewegungsgrenzen des Parallelogrammarmsystems eingestellt wird. Der betreffende Raum wird auf Grund der Drehung des Rahmens 20 auf dem Träger 21 zu einem Würfel.

Die hier beschriebene Belastungsausgleichsvorrichtung weist nun einen modifizierten oberen Arm 10 auf, der im eigentlichen

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aus den Armteilen 50 und 51 gebildet ist, die durch einen Schwenkungszapfen 52 schwenkbar miteinander verbunden sind. Der Schwenkungszapfen 52 verläuft durch die voneinander beanstandeten Platten des jeweiligen Armteils der betreffenden Armteile hindurch. Die Armteile 50 und 51 t/eisen eine normale neutrale Lage auf, in der sie zueinander in Reihe liegen, wie dies aus Fig., 1 hervorgeht. Diese Lage wird durch eine Anordnung beibehalten, welche eine Steuerschaltung umfaßt, wie sie insbesondere in Fig„ 3 gezeigt ist. Diese Steuerschaltung enthält einen Zylinder 60 mit einem Kolben 61 sowie eine Kolbenstange 61a mit einer an deren unteren Ende vor- Λ

gesehenen Mitlaufrolle 62_O Diese Hitlaufrolle 62 folgt einer Rolle 63, die an einem Ende des oberen Armteils 50 getragen wird, wie dies Fig. 2 erkennen läßt,, Bei in der neutralen Reihenlage befindlichen Armteilen 50 und 51 befindet sich die Achse der Rolle 63 und des Tragzapfens 64 daher in einer Linie mit dem Zapfen und den Schwenkungslagern 25 und 26, die den oberen Arm tragen und die mit dem oberen Armteil zusammenwirken.

Auf die anfängliche Anbringung einer Last an dem Lasttragarm 17 ergibt sich eine Schwenkung der Armteile 50 und 51 relativ zueinander, und zwar derart, daß die Rolle .63 sich anhebt und daß die Mitlaufrolle 62 nach oben verschoben wird_o ™ Durch die in Fig. 3 dargestellte Schaltung in Verbindung mit dem Zylinder 60 kann ein Druck auf das Kopfende des Zylinders ausgeübt werden, und zwar ein solcher Druck, daß etwa die Kraft ausgeglichen wird, die sich aus der Anbringung einer Last an dem Lasttragarm 17 ergibt. Die betreffende Schaltung ist eine Fluidmittelschaltung und vorzugsweise eine Druckschaltung bzw. pneumatische Schaltung, wie sie in der kanadischen Patentschrift 809 915 angegeben ist. Diese Schaltung umfaßt eine Druckeinlaßleitung 72 mit einem

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Filter 74 und einer Luft-Schmiereinrichtung 76„ Die Leitung 72 verläuft dabei zu einem Steuerventil 77 hin, und a/ar über zwei Strömungsbegrenzungs-Öffnungen 78, 79, die parallel zueinander liegen. Das Strömungsbegrenzungsventil bewirkt eine konstante Strömungsbeschränkung, während das Strömungsbegrenzungsventil 79 eine veränderbare Strömungsbeschränkung bewirkt, und zwar gesteuert durch den Luftdruck in dem Kopfende des Zylinders 60. Der in dem Kopfende des Zylinders 60 auftretende bzw. beibehaltende Druck wird durch ein einstellbares Druckeinstellventil 80 eingestellt, welches in einer von der Einlaßleitung 72 abzweigenden Verzweigungsleitung 81 liegt. Die Auslaßseite des Druckregulierventils ist mit einem Umschaltventil 82 verbunden, welches in der dargestellten Stellung die unter einem voreingestellten Druck auftretende Druckluft zu einer Leitung 83 hinleitet, die zu den Steuerelementen 84 bznf. 85 der Ventile 77 bzw. 86 hinführt. Das steuerelement 84 des Ventils 77 liegt einem Steuerteil des betreffenden Ventils gegenüber, welches mit dem Kopfende des Zylinders über eine Leitung 87 verbunden ist. Diese Leitung verläuft im übrigen zu einem Steuerelement 88 des einstellbaren Strömungsbegrenzungsventils 78 hin.

Die durch das Ventil 80 bewirkte Druckeinstellung wird auf das Steuerelement 84 übertragen, und dieses Steuerelement wirkt dem Druck im Kopf des Zylinders entgegen, d.h. dem Druck, der durch das Steuerelement 86 ausgeübt worden ist. Dies führt somit zu einer Einstellung des Ventils 77„ Das Ventil 77 kann den durch die Leitung 72 zugeführtenJEinlaßdruck zu einer Leitung 90 hin leiten, die zu dem Kopfende des Zylinders hinführt, oder aber das betreffende Ventil kann die Leitung 90 mit einer zu dem Ventil 86 hinführenden Leitung 91 verbinden. Das Ventil 86 befindet sich normalerweise in der aus Fig. 3 ersichtlichen Stellung, wenn Druckluft

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an das Steuerelement 85 abgegeben wird«, Dadurch ist dann die Leitung 91 mit einem Auslaßdämpfer bzw. Auslaßtopf 92 verbunden. Auf die Entspannung des Luftdrucks in dem Steuerelement 85 hin verschiebt sich jedoch das Ventil unter der Wirkung einer Feder in eine'Stellung, in der der Durchgang durch das betreffende Ventil blockiert ist. Damit kann Druckluft lediglich bei niedriger Geschwindigkeit durch ein Öffnungsventil 93 abgeführt werden.

Bei der Anfangsbelastung der Belastungsausgleichseinrichtung

ist das Druckregulierventil 80 so eingestellt, daß an dem f

Kopfende des Zylinders ein hinreichender Druck vorhanden ist, um den Kolben 61 in einer solchen Stellung zu halten, daß die Rolle 63 und die Armteile in der normalen Stellung gehalten

Während des Betriebs, wenn auf die Last eine Kraft ausgeübt wird, und zwar in einer eine Abwärtskomponente besitzenden Richtung, schwenkt der Armteil 50, wodurch die Rolle 63 angehoben wird. Dadurch wird der Kolben 61 nach obenbedrückt, wodurch der Druck in dem Kopfende des Zylinders ansteigt. Dies führt über das Steuerelement 86 dazu, daß das Ventil verschoben wird, wodurch Luft durch die Leitung 90 solange | abgelassen wird, bis der Druck in den Steuerelementen 84 und 86 sich wieder ausgeglichen hat. Wenn die auf die Last axEgeübte Kraft eine nach oben gerichtete Komponente enthält, schwenkt sich der Armteil 50 derart, daß die Rolle 63 abgesenkt wird. Dies führt dazu, daß die Kolbenstange 61a ausfährt und den Druck in dem Kopfende des Zylinders 60 verringert. Das Ergebnis dieser Maßnahme ist, daß der größere Druck in dem Steuerelement 84 das Ventil 77 verschiebt, wodurch die Druckleitung 52 mit dem Kopfende des Zylinders verbunden wird. Dadurch wird der in diesem Zylinder

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herrschende Druck wieder auf den eingestellten Wert zurückgebracht»

Das vorstehende System bringt eine Vorstufensteuerung für die Last bzw. Belastung mit sich, und zwar unter Ausnutzung der pneumatischen Schaltung, die bei dem Leitungsdruck arbeiten kann, der normalerweise in einem Betrieb bzw. in einer Werkstatt verfügbar ist» Dieses System stellt bei der relativ freien Bewegung des Kolbens 61 aus einer neutralen Stellung heraus Einrichtungen zur Ermittelung einer Kraft dar, die manuell auf die Last oder auf den Lasttragarm 17 ausgeübt wird, und zwar zur Bestimmung der Richtung der manuell ausgeübten Kraft und der insgesamt auf die gesamte Ausgleichsvorrichtung ausgeübten Kräfte. Der Zweck dieser Maßnahme dient dazu, die Ausgleichsvorrichtung zu veranlassen, sich zu bewegen und die Last auf die Anwendung einer Kraft hin mechanisch entsprechend einzustellen. Der Kolben 61 stellt dabei einen Kraftfühler oder Kraftdetektor £ür die zweite Stufe der Steuerung dar.

Die durch den Fühlerkolben 61 festgestellten Größen werden über ein Gelenkglied 100 übertragen, das mit der Kolbenstange 61a über einen Befestigungsbügel 101 verbunden ist, wie dies aus Fig. 1 und 3 hervorgeht. Das untere Ende des Gelenkgliedes ist mit einem Ventilteil 105 eines Steuerventils der zweiten Stufe der Steuerung verbunden, wie dies generell mit 106 bezeichnet ist. Das Steuerventil 106 liegt in einer Steuerschaltung, die einen Fluidmittelzylinder 110 enthält, der an seinem unteren Ende an einem Bügel 111 befestigt ist. Dieser Bügel 111 ist an dem Rahmen 20 angebracht. Ferner weist die Steuerschaltung eine Kolbenstange auf, die sich nach oben erstreckt und die an einem Querzapfen 115 befestigt ist, der zwischen den Trägerplatten 35 und 36 verläuft. Die Kolbenstange 112 bewirkt eine mechanische

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Einstellung des Schlittens in einer vertikalen Höhe bezogen auf den Rahmen 20. Über die Verbindung durch die horizontalen Führungsschlitze, einschließlich des die an den Armen 41a und 41b befindlichen Rollen 40 umgebenden Schlitzes 39, erfolgt eine entsprechende Einstellung der Parallelogrammarmanordnung um die Zapfen- und Schwenkungslager 25 und 26, die den oberen Arm 10 an dem Rahmen 20 befestigen.

Bei eine Last tragendem Lasttragarm 17 und bei Ausübung einer Kraft auf die Last mit einei|iach oben gerichteten Komponente führt der Armteil 50 eine Schwenkung nach unten um denjschwenkungszapfen 52 herum aus. Dies führt dazu, daß die Kolbenstange 61a ausgeführt wird. Diese Bewegung ruft eine Bewegung des Gelenkgliedes 100 hervor, welche die Einstellung des Ventilteils 105 derart modifiziert, daß der Zylinder 110 betätigt und die Kolbenstange 112 ausgeführt werden. Dadurch wird der Schlitten angehoben, was entsprechend zur Folge hat, daß die Parallelogrammarme sich verschieben und den Lasttragarm 17 anheben.

Wenn im Unterschied zu dem betrachteten Fall die auf die Last ausgeübte Kraft eine nach unten gerichtete Komponente aufweist, wird der Kolbenfühler 61 eingezogen, wodurch das Ventilteil 105 in der entgegengesetzten Richtung verschoben wird. Dies bewirkt eine Einziehung der Kolbenstange 112, wodurch der Schlitten abgesenkt wird. Dadurch ergibt sich eine Verschiebung der Parallelogrammarme mit der Folge, daß der Lasttragarm 17 abgesenkt wird.

Die das Ventil 106 und den Zylinder 110 enthaltende Steuerschaltung benutzt ein Fluidmittel, vorzugsweise ein hydraulisches Fluidmittel, welches mit einer solchen Druckhöhe

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auftreten kann, daß sich auf den Schlitten ausgeübte Gesamtkräfte ergeben, die nur eine mittlere Größe bezüglich des Zylinders 10 erfordern. Die hydraulische Schaltung ist insbesondere in Fig. 4 gezeigt, wobei das Steuerventil 106 in Fig. 3 im einzelnen dargestellt ist« Eine motorgetriebene Pumpe 120 gibt ein Fluidmittel an eine Leitung 121 ab, mit der ein Druckbegrenzungsventil 122 verbunden ist· Der Auslaß 123 des Druckbegrenzungsventils 122 ist mit einem Be-"hälter 1-24 verbunden. Das Ventilteil 105 weist eine offene Mittelstellung auf, in der das Fluidmittel durch das Ventil in eine Leitung 125 einströmen kann, die mit einer Behälterleitung 126 verbunden ist. Das Ventilteil 105 wird durch einen generell mit 130 bezeichneten Feder-Zentriermechanismus in der offenen Mittelstellung gehalten.

Zwei in dem Ventilkörper vorgesehene Auslaßöffnungen sind mit Leitungen 131 bzw. 132 verbunden. Die Leitung 131 verläuft dabei zu dem Kopfende des Zylinders 110 hin. Die Leitung 132 verläuft zu dem kolbenseitigen Ende des Zylinders 110 hin. Die Leitung 131 enthält ein Absperrventil 133» welches eine ungehinderte Strömung von dem Ventil zu dem kopfseitigen Ende des Zylinders hin ermöglicht, andererseits aber eine Rückwärtsströmung blockiert. Die Behälterleitung ist mit der Leitung 131 verbunden; sie enthält ein Ausgleichsventil 135. Dem betreffenden Ausgleichsventil 135 wird durch eine Steuerleitung 136 ein Drucksignal zugeführt, auf das hin das Ausgleichsventil öffnet, und zwar dann, wenn ein Druck auftritt, der den Druck einer Feder übersteigt, welche das Ausgleichsventil im geschlossenen Zustand hält.

Das Steuerventil 106, das in Fig. 3 in der offenen Mittelstellung dargestellt ist, enthält insbesondere durch die

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Leitung 121 eine Einlaßströmung, welche zu beiden Seiten eines zentralen Ventilstegs 140 weitergeleitet wird und in beiden Eichtungen durch eine zentrale Ventilbohrung 141 hindurch zu Öffnungen 142 und 143. hinströmte Diese Öffnungen stellen über einen Verbindungsdurchgang 144 eine Verbindung mit der Behälterleitung 125 her₀ Wenn das Gelenkglied 100 durch Ausführen der Kolbenstange 61a abgesenkt wird, verschiebt sich das Ventilteil 105 nach unten, wodurch der mittlere Steg 140 die Abwärtsströmung blockiert, wie dies aus Fig. 3 hervorgeht, während andererseits eine Strömung λ

in die Zylinderleitung 131 durch eine Öffnung 150 auftritt» Diese Öffnung 150 ist mit der Zylinderleitung 131 durch in dem Ventilkörper gebohrte Durchgänge 151 verbunden. Der betreffende Steg 156 an dem Ventilteil bewirkt die Absperrung des Durchgangs 144, während ein Steg 156 an dem gegenüberliegenden Ende des Ventilteils in eine solche Stellung bewegt worden ist, daß ein Durchgang 157 in dem Ventilkörper durch die mittlere Ventilbohrung mit der Öffnung 143 verbunden ist, die ihrerseits mit der Behälterleitung 125 verbunden ist. Auf diese Weise ist die Zylinderleitung 132 mit dem Behälter verbunden.

Wenn das Gelenkglied 100 auf die Einziehung der Kolben- I

stange 61a hin nach oben verschoben wird, bewegt sich das Ventilteil 105 aus der neutralen, offenen Mittelstellung nach oben, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. Das Ergebnis dieser Bewegung ist, daß der mittlere Steg 140 sich nach oben bewegt und eine Druckverbindung der Leitung 121 mit dem Durchgang 157 in dem Ventilkörper herstellt, der das Druck-Fluidmittel an die Leitung 132 abgibt, welche sich zu dem kolbenstangenseitigen Ende des Zylinders hin erstreckt. Gleichzeitig ist der Steg 155 nach oben bewegt worden, wodurch der Durchgang 151 und die Öffnung 150 mit dem Durchgang

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verbunden worden sind, der mit der Behälterleitung 125 verbunden ist. Dadurch ist die Zylinderleitung 131 mit dem Behälter verbunden.

Das Ausgleichsventil 135 stellt sicher, daß das kopfseitige Ende des Zylinders das Fluidmittel unter Druck behält, um die ParallelQgrammarme und die Last in einer gewünschten Stellung zu halten, bis entweder auf die Kolbenstange oder auf das Kopfende des Zylinders 110 ein Druck ausgeübt wird, der eine Stellungsänderung des Schlittens und der Parallelogrammarme hervorruft. Auf die Ausübung einer Kraft auf das kolbenstangenseitige Ende, und zwar durch die Leitung 132, bildet sich in dem Kopfende des Zylinders ein Druck aus, bis die Einstellung der Feder des Ausgleichsgewichts überschritten ist. Dies führt dann dazu, daß das Ausgleichsgewicht öffnen kann, wodurch das Fluidmittel aus dem Kopfende des Zylinders in den Behälter austreten kann. Wenn demgegenüber auf das Kopfende des Zylinders ein Druck ausgeübt wird, ist die Einstellung des Ausgleichsventils derart, daß dieses Ventil geschlossen bleibt, wodurch ermöglicht ist, daß die Ausübung des Drucks auf den Zylinder die Kolbenstange 112 hebt.

Während des Betriebs der Belastungsausgleichsvorrichtung ist die Einheit mit Fluidmittel-DruckqtBllen verbunden, und zwar sowohl mit Druckluftsystemenals auch mit hydraulischen Systemen. Der Lasttragarm 17 wird mit einer Last gekuppelt. Die Bedienperson stellt das Druckeinstellventil 80 der pneumatischen schaltung auf einen Wert ein, der ein wenig über dem erforderlichen Druckwert liegt, bei dem der Kolbenfühler 61 über die neutrale Stellung hinw-sg bewegt ist. Dies führt zu einer Abwärtsschwenkung des oberen

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Armteils 50. Hierdurch verschiebt sich das Ventil 106, wodurch eine Bewegung des Schlittens hervorgerufen wird, und zwar solange, bis ein ausgeglichener Zustand erreicht ist, bei dem die Last im Raum hängt und bei dem die Armteile und 51 sich in ihrer normalen, in einer Linie liegenden Stellung befinden. Der Druck in dem Zylinder 60 wird dabei ein wenig verringert, und zwar auf einen solchen Wert, daß dieser Zustand erhalten bleibt.

Auf die manuelle Ausübung einer Kraft auf die Last hin führt der Armteil 50 eine Schwenkung in Bezug auf den Arm- ™

teil 51 aus, wodurch eine entsprechende Bewegung der Kolbenstange 61a hervorgerufen wird_e Diese Bewegung wird durch einen Hubbegrenzeranschlag bzw. einen Ring 160 in dem Ventil 106 begrenzt. Die betreffende Bewegung kann dabei auf die Ausübung einer schwachen Kraft hin auftreten, und zwar auf Grund des ausgeglichenen Zustands der Armteile 50 und 51 und mit Rücksicht darauf, daß nur eine schwache Kraft erforderlich ist, um die Kolbenstange 61a zu verschieben» Wie beschrieben, führt diese Verschiebung der Kolbenstange 61a zur Einstellung des Ventilteils 105 des Ventils 106, und zwar für eine entsprechende Betätigung der Zylinderstange 112. Der Schlitten wird durch die Bewegung der Zylinderstange 112 ä so eingestellt, daß die Beziehung der Parallelogrammarme für die jeweils gewünschte Lasteinstellung verschoben wird. Wenn dies erreicht ist, hält die Bedienperson die Last im Raum fest, wobei durch eine geringe Weiterbewegung des Schlittens die Armteile 50 und 51 sich in ihrer normale, in einer Linie liegende Stellung zurückbewegen. Die Kolbenstange 61a bewegt sich dabei in ihre neutrale Stellung zurück. Dadurch wird das Ventil 106 wieder in seine normale offene Mittelstellung zurückgebracht. Der Zylinder 110 hält dann das gesamte System

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in der dann existierenden Stellung im Raum fest, bis eine weitere Kraft auf die Last ausgeübt wird.

Um das Parallelogrammarmsystem zum Ausgleich zu bringen, kann vorzugsweise ein pneumatischer Kreis verwendet werden; demgegenüber können hydraulische Kreise mit höheren Drucken vorzugsweise benutzt werden, um das gesamte System und die jeweilige Last im Raum einzustellen und die jeweils gewünschte Stellung beizubehalten.

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Claims

Patentansprüche

/ 1. «elastungsausgleichsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, \____ydaß ein Parallelogramm-Armsystem (10,11,17) zum Ausgleich einer Belastung in sämtlichen Stellungen einer Last, vorzugsweise in einem Arbeitswürfelraum mit nahezu gleichen Abmessungen,vorgesehen ist, daß einer der Arme des Parallelogramm-Armsystems (10,11,17) aus zwei schwenkbar miteinander verbundenen Armteilen (50,51) besteht, die in Bezug zueinander von einer normalen Lage aus schwenkbar sind, und zwar zur Anzeige einer Kraft, die manuell auf die Last ausgeübt ist, und zur I Änderung der Lage der Last, daß Einrichtungen (60 bis 64) vorgesehen sind, die das Auftreten einer relativen Schwenkungsbewegung der betreffenden Armteile (50,51) feststellen, und daß mit dem Parallelogramm-Armsystem (10,11,17) Einrichtungen verbunden sind, die das betreffende Parallelogramm-Armsystem (10,11,17)/einer festen Lage unter der Last tragen und die auf Betätigung einer Detektoreinrichtung hin derart betreibbar sind, daß sie das Parallelogramm-Armsystem (10,11,17) in eine neue Stellung bewegen und das System in der neuen Stellung festhalten.

2« Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung einen bewegbaren Fühler (61) enthält, der an dem einen Armteil (50) anliegt, und daß das Parallelogramm-Armsystem tragende Einrichtungen einen durch die Bewegung des Fühlers (61) betätigbaren Fluidmittel-Motor enthalten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegbare Fühler (61) ein Kolben (61) ist,

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der in einer normalen Stellung die Armteile (50,51) in normaler Ausrichtung hält, und daß ein Fluidmittelkreis (90) mit einem Zylinder (60) für den betreffenden Kolben (61) vorgesehen ist, der derart verstellbar ist, daß auf ihn zur Beibehaltung der Armteile (50,51) in normaler Ausrichtung entgegen dem Gewicht der jeweiligen Last ein hinreichender Fluidmitteldruck ausübbar ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rahmen vorgesehen ist, an dem ein Lasttragarm (17) bewegbar angebracht ist, daß mit dem betreffenden Lasttragarm (17) ein Kraftzylinder wirksam verbunden ist, der der mit dem Lasttragarm (17) verbundenen Last entgegenwirkt, daß zur Einstellung des Lasttragarms (17) und der Last in einer gewünschten Stellung sowie zur Beibehaltung dieser Stellung ein erster Fluxdmxttelkreis mit einem Zylinder (60) und einem Steuerventil (106) vorgesehen ist, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, die auf die Ausübung einer schwachen Kraft auf die Last das Steuerventil (106) in solcher Weise verschieben, daß durch Steuerung des Zylinders (60) der Lasttragarm (17) in Richtung der ausgeübten Kraft eine Verschiebung erfährt.

Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die das Steuerventil (106) verschiebenden Einrichtungen ein Fühlerteil (61) enthalten, das federnd in einer neutralen Stellung gehalten ist, daß die durch die schwache Kraft bewegbaren Einrichtungen das Fühlerteil (61) verschieben, und daß das Fühlerteil (61) und das Steuerventil (106) durch Verbindungseinrich—· tungen (100) verbunden sind, die auf die Bewegung des

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Fühlerteils (61) hin eine Bewegung eines Steuerteils (105) hervorrufen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Ende des Lasttragarms (17) zwei vertikal voneinander beabstandeten Arme (10,11) jeweils schwenkbar verbunden sind, daß ein vierter Arm mit den voneinander beabstandeten Armen (10,11) schwenkbar verbunden ist, wobei diese Arme ein Parallelogramm festlegen, daß ein Tragrahmen (20) einen der voneinander beabstandeten Arme (10,11) schwenkbar trägt, daß ein bewegbarer Schlitten (35,36) mit einem anderen der Arme (io) bewegbar verbunden und relativ zu dem Rahmen (20) verschiebbar ist, daß eine hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung (11O) mit dem Schlitten (35,36) verbunden ist, welche den Schlitten (35»36) in einer Stellung festzuhalten gestattet, daß eine hydraulische Steuerschaltung die Kolben—Zylinder—Anordnung (110) derart zu betätigen erlaubt, daß der Schlitten (35,36) relativ zu dem Rahmen (20) verschiebbar ist und damit eine Änderung der Lage der Arme (10,11,17) bewirkt, und daß Detektoreinrichtungen (60,61) vorgesehen sind, die auf die Ausübung einer schwachen Kraft auf eine Last an dem Tragarm (17) hin die Steuerschaltung betätigen und den Schlitten (35,36) relativ zu dem entsprechenden Arm (10) verschieben.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtungen(60_#61) einen Fühlerkolben (61) mit einer neutralen stellung enthalt^ die durch eine einen Zylinder (60) für den Fühlerkolben (61) enthaltende pneumatische Schaltung steuerbar ist, daß

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einer der voneinander beabstandeten Arme (10,11) schwenkbar miteinander verbundene Armteile (50,51) aufweist, und daß der Fühlerkolben (61) an einem dieser Armteile (50,51) anliegt.

8, Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Kreis Einrichtungen enthält, die den Luftdruck in dem Zylinder (60) für den Fühlerkolben (61) derart zu ändern gestatten, daß die neutrale Stellung bei irgendeinem Belastungswert auf einen maximalen Größenwert einstellbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Ende des Lasttragarms (17) zwei vertikal voneinander beabstandete Arme (10,11) jeweils schwenkbar verbunden sind, daß ein vierter Arm mit den voneinander beabstandeten Armen (10,11) schwenkbar verbunden ist, wobei diese Arme ein Parallelogramm festlegen, daß ein Tragrahmen (20) einen der voneinander beabstandeten Arme (10,11) schwenkbar trägt, daß ein bewegbarer Schlitten (35,36) mit einem anderen der Arme (10) bewegbar verbunden und relativ zu dem Rahmen (20) verschiebbar ist, daß der eine Arm (10) der voneinander beabstandeten Arme (10,11) aus zwei schwenkbar miteinander verbundenen Armteilen (50,51) besteht, die eine Schwenkung relativ zueinander und zu beiden Seiten einer ausgerichteten Linie auszuführen vermögen, daß ein Fluidmittelkreis mit einem Zylinder (60) für einen Kolbenfühler (61) und eine einstellbare Druckquelle vorgesehen ist , wobei der Kolbenfühler (61) eine neutrale Stellung einzunehmen vermag, in der die Armteile (50,51) unabhängig vom Gewicht der Last in einer

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Linie liegen, daß ein zweiter Fluidmittelzylinder (110) mit einem mit dem Schlitten (35,36) verbundenen Kolben und mit einem Steuerfluidmittelkreis für den zweiten Kolben und den Fluidmittelzylinder vorgesehen ist, und daß dieser Steuerkreis auf durch eine schwache Kraft auf die Last hervorgerufene Bewegungen des Fühlerkolbens (61) hin eine Verschiebung des Schlittens (35,36) unter Bewegung der Parallelogrammarme (10,11,17) in Richtung der schwachen Kraft bewirkt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erstgenannte Fluidmittelkreis ein pneumatischer Kreis ist und daß der zweite Steuerfluidmittelkreis ein hydraulischer Kreis ist«

11» Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerfluidmittelkreis ein Steuerventil enthält, das auf eine Bewegung des Fühlerkolbens (61) hin ei_ne Verschiebung erfährt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Fluidmittelkreis ein Druckeinstellventil (78,79) enthält, durch das der auf den Fühlerlcolben (61) ausgeübte Druck derart einstellbar ist, daß ein Ausgleich der Belastung erfolgt, welche eine Bewegung der Armteile (50,51) aus ihrer in einer Linie liegenden Stellung heraus hervorrufen versucht, und zwar mit irgendeiner Kraft, und daß durch die betreffende Last eine Wirkung über die schwenkbar gelagerten Armteile (50,51) nach oben oder nach unten erfolgt, derart, daß durch Verschiebung des Kolbenfühlers (61) der zweite Fluidmittelzylinder (110) betätigt wird und der Schlitten (35,36) unter Bewegung der Parallelogrammarme (10,11,17) eine Verschiebung erfährt.

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