DE2910801A1 - Gelenksystem fuer lasthebeeinrichtung - Google Patents

Description

MERTENS & KEIL

PATENTANWÄLTE

Karl Tomas Bergung, Stockholm, Schweden

Gelenksystem für Lasthebeeinrichtung

Die Vorliegende Erfindung betrifft ein Gelenksystem für eine Lasthebeeinrichtung, insbesondere für eine auf einem Fahrzeug montierte, bestehend aus einem Gelenk, dessen eines Ende mit einem Gelenkarm in einem Punkt zwischen dem einen, mit lasttragenden Mitteln versehenen Ende des Gelenkarmes und dessen anderem Ende drehbar verbunden ist, das in einer Führung lagert, die angeordnet ist, das andere Ende des Gelenkarmes während eines Hebe- oder Herunterfiervorganges im wesentlichen linear und horizontal zu führen.

Hubstapler sind im Bereich der Förder- und Hantierungstechnik ein spezieller und bedeutungsvoller Fahrzeugtyp. Hubstapler sind gewöhnlich mit einer Gabel oder anderen Vorrichtung ausgerüstet, mit der eine Last vertikal gehoben, vom Fahrzeug zu einem vorgesehenen Platz verbracht und danach auf einer Ebene abgelegt werden kann, die unterhalb oder oberhalb der Ebene liegen kann, von der die Last geholt wurde.

Um Heben beispielsweise nahe ebenen, vertikalen Wänden zu ermöglichen, um leichte Kontrolle der Bewegung der Last sicherzustellen, und um das durch die Last verursachte Kippmoment so niedrig wie möglich zu halten, wird Im allgemeinen eine geradlinige Vertikalbewegung der Last angestrebt.

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Eine weitere wertvolle Eigenschaft der Hebeeinrichtung ist große Freihubhöhe, worunter die größtmögliche vertikale Niveauveränderung der Last bei auf ebener, horizontaler Unterlage stehendem Fahrzeug ohne Erhöhung der Gesamthöhe des Fahrzeuges über der Unterlage zu verstehen ist. Diese Eigenschaft ist vor allem bei niedriger Dachhöhe, beispielsweise an Bord von Schiffen, besonders wertvoll.

Die üblichste Weise zur Bewirkung eines geradlinigen Hubes ist, die Haltevorrichtung der Last mit Hilfe von Schienen, mittels Teleskop o.dgl., die geradlinig ausgeführt werden, in Nuten zu führen. Oft werden zwei Balken mit Nuten parallel so zusammengesetzt, daß ein Rahmen entsteht, in den ein zweiter Rahmen eingepaßt wird, der mit geeigneten Lagerungen versehen wird und in Richtung der Nuten verschoben werden kann. Wenn dieser Rahmen mit Lasthaltern versehen wird, kann der Hub bei Anbringung geeigneter Hubkraft geradlinig ausgeführt werden.

Durch Anwendung mehrerer, teleskopisch ineinander gelagerter Rahmen kann die Hubhöhe erhöht werden, ohne daß die Gesamttransporthöhe des Fahrzeuges das zulässige Maß überschreitet.

Die vorstehende, gewöhnlich Ständer genannte Konstruktion weist jedoch mehrere wesentliche Ungelegenheiten auf. Selbst ana relativ begrenzten Ansprüchen an Hubhöhe resultiert u.a. eine große Höhe des Fahrzeuges. Außerdem hat das Konstruktionsprinzip zur Folge, daß die vertikalen, lasttragenden Führungsbalken durch ihre Anordnung die Sicht des Fahrers begrenzen. Es läßt sich auch keine nennenswerte Freihubhöhe erhalten, ohne daß spezielle Änderungen vorgenommen werden müssen, wodurch die Konstruktion bedeutend teurer, und die Sicht oft noch schlechter wird. Die genannten Rahmen werden häufig schmaler als das lasttragende Mittel ausgeführt, was zur Folge hat, daß asymmetrische Belastungen des lasttragenden Mittels

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sowohl in vertikaler als auch horizontaler Richtung oft Probleme in der Rahmenlagerung verursachen. Durch das Konstruktionsprinzip ergibt sich außerdem eine ungünstige Raddruckverteilung.

Es wurde versucht, die genannten Ungelegenheiten auf verschiedene andere Weise zu beseitigen. Einer solchen vorgeschlagenen Lösung liegt das Prinzip zugrunde, zwei Stangen o.dgl. an ihren Enden in Punkten auf jeder Seite eines Fahrzeugrahmens drehbar zu befestigen. Die freien Enden der Stangen können dabei zur vertikalen Verlagerung einer Last genutzt werden. Bei starrer Ausführung der Stangen beschreiben deren freie Enden Kreisbögen. Dieses Prinzip wird oft an Ladern angewendet. Um die Bewegungen der freien Enden geradlinig zu machen, können die Stangen teleskopartig ausgeführt werden, so daß ihre Länge veränderbar ist. Mit einem geeigneten Regelsystem, das die Länge der Stangen als Funktion der Drehung um die Befestigungspunkte steuert, kann die Bewegung der freien Enden dabei so geschehen, daß die Bewegung der Last genau oder im wesentlichen geradlinig wird.

Diese Vorrichtung weist oft, was Sicht, Gesamthöhe und Freihubvermögen betrifft, wesentlich bessere Eigenschaften auf als die zuvor beschriebene. Das Regelsystem jedoch, das erforderlich ist, um einen im wesentlichen geradlinigen Hub zu erhalten, ist teuer und oft nicht genügend exakt. Außerdem besteht bei seinem Versagen die Gefahr, daß die Last unkontrolliert niederfällt und Schaden verursacht. Die Teleskopausführung ist ebenfalls kompliziert und infolgedessen teuer.

Bisweilen wird auch ein Fahrzeug mit heb- und senkbarer Ladefläche versehen. Das Prinzip des Hebens und Senkens der Ladefläche ist unterschiedlich, am üblichsten aber ist das sog. Scherentischprinzip. Bei ihm wird eine Stange mit drei

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Gelenkpunkten versehen, die in gleichen Abständen voneinander liegend miteinander fluchten. Zwei solcher Stangen werden im mittleren Gelenkpunkt zusammengesetzt, wobei eine sog. Schere gebildet wird. Der untere Gelenkpunkt der einen Stange wird am Fahrzeug befestigt. Der untere Gelenkpunkt der zweiten Stange wird mit einem Rad versehen, das in einer Schiene läuft, die so am Fahrzeug befestigt ist, daß die Verlängerung der Linie, längs der die Radmitte läuft, die Mitte der Gelenkpunktbefestigung der ersten Stange am Fahrzeug schneidet. Der obere Gelenkpunkt der mit Rad versehenen Stange läuft dann geradlinig quer zur Laufrichtung des Rades. In den oberen freien Gelenkpunkten kann eine weitere Schere befestigt werden, in dieser wieder eine, usw. An der letzten Schere wird die Ladefläche in einem der freien Gelenkpunkte befestigt. Der zweite Gelenkpunkt wird mit einem Rad versehen, das in einer Schiene läuft, die an der Ladefläche befestigt und parallel zu der am Fahrzeug befestigten Schiene ist. Die Ladefläche kann dadurch geradlinig parallelbewegt werden. Bei Anwendung nur einer Schere wird die Vorrichtung gewöhnlich Einfachscheren-Hebetisch, bei Anwendung mehrerer Scheren Mehrfachscheren-Hebetisch genannt.

Der Scherentisch nimmt oft viel Platz auf dem Fahrzeug in Anspruch und macht dadurch ein unnötig großes Fahrzeug notwendig. Außerdem kann mit diesem Typ von Ladefläche das Fahrzeug die Last nicht selber aufnehmen, es sei denn, die Last wird auf besonders geformte Stützen gestellt, deren Abstand zueinander größer als die Breite der Ladefläche ist. Ein weiterer Nachteil ist, daß die Ladefläche nicht zur Fahrebene des Fahrzeuges hinabreichen kann, da die Schere nur auf einer Seite der Führungsschiene, mit der das Fahrzeug versehen wurde, arbeiten kann. Aufgrund dieser Nachteile wird der Scherentisch bei Hantierung der Last auf andere Weise angewendet, beispielsweise als Arbeitsbühne, Laderampe beim Be- und Entladen von Flugzeugen, usw.

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Es gibt auch noch andere bekannte Konstruktionen, denen jedoch allen gemein ist, daß sie aufgrund ihrer hohen Kosten, ihres großen Platzbedarfes, ihrer Kompliziertheit, ihrer ungenügend guten Hantierungsexgenschaften, oder aus irgendeinem anderen Grund keine nennenswerte Anwendung gefunden haben.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein Gelenksystein, insbesondere für fahrzeuggebundene Lasthebeexnrichtung, zu schaffen, dessen Geometrie die Bewegung einer Last geradlinig, oder zumindest im wesentlichen geradlinig, in vertikaler Richtung von einem Niveau unterhalb der Befestigung des Gelenksystemes am Fahrzeug zu einem Niveau oberhalb der Befestigung des Systemes am Fahrzeug, oder umgekehrt, ermöglicht.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Hubkraftgebevorrichtung derart mit dem Gelenksystem verbunden ist, daß beim Hebe- oder Herunterfxervorgang die Last in vertikaler Richtung von einer Höhenlage unterhalb der Führung für den Gelenkarm des Gelenksystemes zu einer Höhenlage oberhalb dieser Führung, oder umgekehrt, und gleichzeitig das in der Führung gelagerte Ende des Gelenkarmes im wesentlichen in horizontaler Richtung bewegt wird.

Mit Hilfe des erfindungsmäßigen Gelenksystemes werden die den herkömmlichen Hebeeinrichtungen dieser Art anhaftenden Ungelegenheiten beseitigt. Vom Fahrerplatz des Fahrzeuges wird freie Sicht erhalten. Die Freihubhöhe ist groß, da keine feeten, vertikalen, lasttragenden Balken vorkommen. Ferner wird eine bessere Verteilung der Belastung der Räder des Fahrzeuges der Hebeeinrichtung als bei Anwendung vertikaler Führungsrahmen erhalten. Die Last wird auf eine unkomplizierte Weise horizontal gehalten. Auch die Fahrstabilität und die Hubstabilität wurden gegenüber bekannten Hebeeinrichtungen dieser Art verbessert.

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Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, in denen eine Ausführungsform der Erfindung als Beispiel schematisch dargestellt ist, und in denen gleichen Teilen dieselben Bezugsziffern gegeben wurden.

Fig. 1 ist eine Perspektivansicht eines Gabelhubstaplers, der mit einer Hebeeinrichtung versehen ist, die ein Gelenksystem gemäß der Erfindung einschließt.

Fig. 2 ist eine Perspektivansicht der eigentlichen Hebeeinrichtung mit dem Gelenksystem am Stapler gemäß Fig.

Fig. 3 ist eine Seitenansicht der Hebeeinrichtung gemäß Fig. 2, wenn diese ihre abgesenkte, d.h. niedrigste Lage einnimmt.

Fig. 4 zeigt die Hebeeinrichtung in einer Zwischenlage während eines Hebevorganges.

Fig. 5 zeigt die Hebeeinrichtung,· wenn diese ihre aufgerichtete, d.h. höchste Lage, einnimmt.

In Fig. 1 ist ein Hubstapler 1 gezeigt, an dem eine Hebeeinrichtung 2 mit zwei Hubgabelarmen 3 montiert ist. Die Hebeeinrichtung 2 ist aus zwei Gelenksystemen 4 bzw. 5 gemäß der Erfindung zusammengesetzt, die jeweils auf einer Seite des Staplers 1 angeordnet sind. Die Gelenksysteme 4,5 sind durch einen Balken 6 vorn am Stapler zusammengekuppelt. Die Gabelarme 3 sind ihrerseits am Balken 6 montiert.

In Fig. 2 ist die Hebeeinrichtung 2 in größerem Maßstab als in Fig. 1 gezeigt. Die Gelenksysteme 4,5 sind in je zwei horizontalen Führungsbalken 7 am Stapler verschiebbar gelagert. In diesen Führungsbalken laufen (in Fig. 2 nicht gezeigte) Rollen, die nahe den Enden 9 von Rohrbalken 10, die einen Teil der Gelenkarme der beiden Gelenksysteme bilden, laufen. Die Gelenke 11 der Gelenksysteme M-,5 sind mittels je einer Welle 12 am Stapler drehbar gelagert. In ihrer zweiten Lage sind die Gelenke 11 mittels Wellen 13 an Vorsprüngen 20 der Rohrbalken 10 drehbar gelagert. Der Querbalken 6 hat vier Arme 14,

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in denen die Hubgabel über Wellen in den Ausnehmungen 15 drehbar gelagert ist. Die Gelenkarme der Gelenksysteme werden von diesen Armen und den Rohrbalken 10 gebildet. Das Drehen des Gabelhalters wird mittels eines (nicht gezeigten) Hydraulikzylinders so geregelt, daß die Gabel während des Hub- oder Herunterfiervorganges horizontal gehalten wird. Die Hubkraftgebevorrichtung besteht aus einem Hydraulikzylinder 16 (für jedes Gelenksystem ein Zylinder), der am Stapler verankert und über eine Drehwelle 18 an zwei Zungen 17 des Gelenkes 11 gekuppelt ist. In jeden der Rohrbalken 10 ist ein ausschiebbarer Teleskoparm 19 eingeschoben. Der Querbalken 6 ist an diesen Teleskoparmen befestigt.

In Fig. 3 ist eine Arbeitslage für die Hebeeinrichtung gezeigt, in der die Gabel 3 sich nahe dem Erdboden befindet. Die geometrische Form des Gelenkarmes 10,14 wurde so angepaßt, daß er rund um die Räder am Hubstapler reicht. Auf diese Weise kann die Welle 15 die Welle 12 passieren, wodurch die Hebeeinrichtung eine Gesamthubhöhe erhält, die größer ist als wenn die Welle 15 nur auf einer Seite der Welle 12, wie bei Hubscherentischen, arbeitet.

In Fig. U ist eine Arbeitslage gezeigt, in der die Rolle 8 sowie die Wellen 12 und 13 sich im wesentlichen in derselben Horizontalebene befinden. Bei bekannten Konstruktionen bildet diese Lage eine Totpunktlage, was jedoch gemäß der Erfindung dadurch gelöst wurde, daß der Hubzylinder 16 so an einen Punkt (die Welle 18) am Gelenk 11 gekuppelt wurde, daß der Zylinder während der ganzen Drehung des Gelenkes 11 ein Drehmoment rund um die Drehwelle 12 ergibt.

In Fig. 5 ist das Gelenksystem in seiner höchsten Arbeitslage gezeigt, wobei die Strichpunktlinien eine Lage anzeigen, die der Gelenkarm einnimmt, wenn der Teleskoparm 19 ausgeschoben wird, und der im wesentlichen lineare Hub dadurch fortsetzt.

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Aus Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5 (bei eingeschobenem Teleskoparm) ist ersichtlich, daß die Rolle 8 und die Wellen 13 und 15 während des ganzen Hub- oder Herunterfierverlaufes dieselben Lagen zueinander einnehmen, wodurch die Strecke zwischen den Wellen 12 und 13 im wesentlichen gleich der Strecke zwischen der Rolle 8 und der Welle 13 ist.

Die Erfindung kann auch zum Hantieren und Heben von Frachtstücken, beispielsweise Großbehältern, angewendet werden, wo eine Hebeeinrichtung mit Hubrahmen als lasttragendem Mittel an die Oberseite des Frachtstückes angeschlossen wird. Als lasttragendes Mittel kann anstelle einer Hubgabel u.a. eine Schaufel oder ein Klemmaggregat angewendet werden.

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Claims (8)

19. März 1979 MERTENS & KEIL O 80 PG 38 PATENTANWÄLTE Ammeiburgstraße 6000 Prankfurt am Main Karl Tomas Bergung, Stockholm, Schweden Gelenksystem für Lasthebeeinrichtung Patentansprüche

1. Gelenksystem für Lasthebeeinrichtung, bestehend aus einem Gelenk (11), das an einem Ende mit einem Gelenkarm (10,14) in einem Punkt (13) drehbar verbunden ist, der zwischen einem Ende (15) des Gelenkarmes, das mit lasttragenden Mitteln (3) versehen ist, und dem anderen Ende (8) des Gelenkarmes liegt, das in einer Führung (7) gelagert ist, die angeordnet ist, während eines Hub- oder Herunterfierverlaufes das andere Ende (8) des Gelenkarmes im wesentlichen linear und horizontal zu führen, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Hubkraftgebevorriähtung (16) einschließt, die mit dem System derart verbunden ist, daß beim Hub- oder Herunterfierverlauf das Ende (15) des Gelenkarmes mit den lasttragenden Mitteln vertikal von einer Höhenlage unterhalb genannter Führung (7) zu einer Höhenlage oberhalb der Ftfhrung (7), oder umgekehrt, bewegt werden kann, und gleichzeitig das in der Führung (7) gelagerte Ende (8) des Gelenkarmes im wesentlichen horizontal bewegt wird.

2. Gelenksystem nach Anspruch 1, wobei das System einen Teil einer auf einem Fahrzeug montierten Hebeeinrichtung bildet, die aus zwei auf je einer Seite des Fahrzeuges angeordneten, parallel arbeitenden Systemen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende (12) des Gelenkes drehbar am Fahrzeug gelagert ist, und die Hubkraftgebevorrxchtung (16) zwischen dem Rahmen des Fahrzeuges und dem Gelenk, dem Rahmen des Fahrzeuges und dem Gelenkarm, oder dem Gelenk und dem Gelenkarm wirkt.

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3. Gelenksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkarm (10,1·+) in [.einer tiefsten Arbeitslage eine im wesentlichen horizontale Lage» und in einer höchsten Arbeitslage eine im wesentlichen vertikale Lage einnimmt.

4. Gelenksystem nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkarm (10,14) mit einem teleskopartigen lasttragenden Teil ausgeführt ist.

5. Gelenksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Linearmotor zwischen dem Fahrzeugrahmen und dem Gelenk C1-64*in-einem·.Punkt zwischen dessen beiden Enden angeschlossen und angeordnet ist, die Drehbewegung des Gelenkes (16) um die Lagerung

(12) am Fahrzeug zu bewirken.

6. Gelenksystem nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die lasttragenden Mittel während eines Hub- oder Herunterfierverlaufes von mindestens einem Linearmotor oder Drehmotor horizontal gehalten werden.

7. Gelenksystem nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere

(13) der drei Gelenkpunkte am Gelenkarm (10,14) auf einer Zunge (20) liegt, die vom Gelenkarm (10) herausragt und ein integrierter Teil desselben ist, und diese Zunge (20) in Horizontallage des Gelenkarmes (10) eine Lage unterhalb der Horizontalebene der Horizontalführung (7) einnimmt.

8. Gelenksystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkarm (10,14) im wesentlichen die Form eines F hat, und der mittlere (13) der drei Gelenkpunkte neben dem Ende des unteren Stachels im F liegt, während genanntes eines Ende (15) des Gelenkarmes, das die vertikale Bewegung ausführt, neben dem oberen Stachel im F liegt. 909841/0569