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Pneumatisches Hub- und Balanciergerät
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Die Erfindung bezieht sich auf ein pneumatisches Hub-und Balanciergerät,
das das Gewicht eines Gegenstandes durch den zuvor einregulierten Druck im pneumatischen
Antrieb mindestens annähernd ausgleicht, so, dass er fast schwerelos gehandhabt
werden kann. Geräte dieser Art in Form eines Kranes sind unter dem Namen "pneumatic
balance" oder "Manipulator" bekannt. Diese Geräte sind relativ umfangreich und entsprechend
teuer.
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Bei den bekannten Ausführungen wird die ausbalancierte Hub- und Senkbewegung
von einem Arm eines Kranes ausgeführt, dessen Hubkraft zuvor dem Gewicht des zu
manipulierenden Gegenstandes angepasst worden ist, durch Einregulieren des Druckes
in der pneumatischen Antriebsvorrichtung.
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Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, ein solches Hub-und Balanciergerät
zu schaffen, dessen AuSbau demjenigen eines Flaschen- oder Seilzuges entspricht.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einem pneumatischen Hub- und
Balanciergerät, das sich dadurch auszeichnet, dass der Kolben . der pneumatischen
Antriebsvorrichtung mit einer Zahnstange . verbunden ist, die mit einem Ritzel -
kämmt, das auf der Welle . einer Seiltrommel befestigt ist, auf welch' letztgenannter
ein Seil aufgewickelt ist, wobei der vertikale Arbeitsbereich des Hakens oder der
Lastanhängevorrichtung .} durch die Kolbenhubstrecke, dem Teilkreisdurchmesser des
Ritzels und dem Trommeldurchmesser festgelegt ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt und an Hand davon dessen Wirkungsweise erläutert.
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Figur 1 zeigt ein pneumatisches Hub- und Balanciergerät von der Seite;
Figur 2 das Gerät von vorne und Figur 3 ein Schema zur Erläuterung der Wirkungsweise.
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Die Hauptbestandteile des Gerätes sind eine Montageplatte 10, eine
an der Rückseite der Platte angeordnete, schmale
Seiltrommel 20,
eine auf der Vorderseite montierte, pneumatische Antriebsvorrichtung 30 und ein
auf der Seiltrommel aufgewickeltes Seil 40.
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Die Montageplatte 10 stützt sich mittels Rollen 11 auf einem Rohrträger
12 ab und kann auf dem Rohr hin- und hergefahren werden. In der Platte ist ein Lager
13 eingebaut, in der eine hohle Welle 21 drehbar gelagert ist. An der Plattenrückseite
ist die Seiltrommel 20 und an der Plattenvorderseite ist ein Zahnritzel 31 auf der
Welle befestigt.
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Das Ritzel 31 kämmt mit einer Zahnstange 32, die fest mit dem Kolben
33 der pneumatischen Antriebsvorrichtung 30 verbunden ist. Die Zahnstange 32 wird
von einem drehbar auf der Platte 10 montiertem Stützrad 34 gestützt. Der Zylinder
35 der Antriebsvorrichtung ist mittels einer Stütze 36 an der Montageplatte 10 befestigt.
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Ein Ende des Seiles 40 ist fest mit der Seiltrommel 20 verbunden und
umschlingt mindestens einmal die Seiltrommel. Im Seil sind elektrische Betätigungsleitungen
untergebracht. Es kann als zugbelastbares Kabel ausgebildet sein. In der Seiltrommel
sind die- elektrischen Leitungen 60 (a,b in Figur 3) herausgeführt und durch die
hohle Welle 21 hindurchgeführt. Da die Seiltrommel im Betrieb nur wenige Umdrehungen
macht,genügt es meist
flexible elektrische Leitungen zu verwenden,
die wendelförmig auf- und abgewickelt werden. Am unteren Ende des Seiles befindet
sich eine Lastanhängevorrichtung, die als einfacher Haken 41, als Bügel 42 oder
sonstwie ausgebildet sein kann. Oberhalb dieser Anhängevorrichtung ist ein Betätigungsorgan
mit einem Druckknopf 61 angebracht. Damit das Seil in der Mitte unter der Seiltrommel
hängt, ist unten an der Montageplatte eine Umlenkrolle 44 angebracht.
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An der Rückseite des pneumatischen Antriebes ist ein elektro-pneumatisches
Sicherheitsventil 70 angebracht, an dem ein Schlauch 71 für die Druckluftzufuhr
angebracht ist.
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Der Schlauch ist an mehreren Stellen girlandenförmig mittels Rollen
14 am Rohr 12 aufgehängt, an dem auch die parallel zum Schlauch geführten elektrischen
Steuerleitungen 60 hängen.
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Wie bereits erwähnt, muss der Luftdruck auf das Gewicht des zu manipulierenden
Gegenstandes einreguliert werden.
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Dazu dient ein Druckreduzierventil h (Figur 3), das an eine Druckluft-Zufuhrleitung
x angeschlossen ist.
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Ferner ist noch ein zweites Druckreduzierventil n
vorhanden,
in dem der Druck so einreguliert ist, dass es das Eigengewicht des Seiles und der
Anhängevorrichtung 41,42 ausbalanciert. Die aus den beiden Reduzierventilen h, n
kommenden Leitungen n1 h führen zu einem elektropneumatischen Umschaltventil 72.
Ist die Spule des Schaltmagneten 73 nicht erregt, ist die Leitung n1 mit dem Schlauch
71 verbunden. Wird der kippschalter 61 betätigt, wird die Spule des Schaltmagneten
73 über die Leitungen a,b,c erregt. Das Ventil 72 wird dadurch umgeschaltet und
der Schlauch 71 wird mit dem höher eingestellten Druck aus dem Reduzierventil h
verbunden.
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Das Sicherheitsventil 70 ist ein elektropneumatisches Ventil, das
über die Leitungen d,e an das 24 V-Steuerspannungsnetz angeschlossen ist. Das Sicherheitsventil
schaltet automatisch die pneumatische Antriebsvorrichtung ab, wenn entweder die
Steuerspannung oder der Druck in dem Schlauch 71 bei einer Störung wegfällt. Dadurch
wird verhindert, dass bei einer solchen Störung ein angehobener Gegenstand herunterfällt.
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Der Betrieb des Hub- und Balanciergerätes geht daher so vor sich,
dass zuerst dasNiederdruck-Reduzierventil n auf das Eigengewichr des Seiles mit
der Anhängevorrichtung einreguliert wird. Die Anhängevorrichtung lässt sich
dann
von Hand fast schwerelos auf- und abwärtsbewegen.
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Danach wird das Hochdruck-Reduzierventil h so einreguliert, dass
das Gerät den zu manipulierenden Gegenstand in der Schwebe halten kann.
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Jetzt kann man mit dem Gerät arbeiten. Die Anhängevorrichtung wird
heruntergezogen und an den Gegenstand angehängt. JetztbetätEt die bedienende Person
auf den Kippt schalter 61, das Ventil 72 schaltet um und der höhere Druck aus dem
Reduzierventil h gelangt hinter den Kolben 33. Dadurch kann jetzt der schwere, angehängte
Gegenstand fast schwerelos gehoben oder gesenkt werden.
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Beim Heben tritt zusätzliche Luft in den Zylinder 35 ein, beim Senken
muss Luft entweichen. Dies geschieht dadurch, dass die bedienende Person nach unten
zieht, wodurch der Druck im Zylinder 35 über das im Reduzierventil eingestellte
Mass ansteigt, was zur Folge hat, dass Luft aus der Ausblasöffnung ha ausgeblasen
wird.
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Schliesslich sei noch erwähnt, dass das Hub- und Balanciergerät in
willkürlicher Höhe über dem Boden angebracht werden kann. Je nachdem wird die Länge
des Seiles länger oder kürzer sein. Der vertikale Arbeit, bereich bleibt immer gleich.
Die Länge der Zahnstange 32 ist so gewählt, dass das Zahnritzel 31 und damit auch
die
Seiltrommel eine oder mehrere Umdrehungen macht.
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Damit entspricht der vertikale Arbeitsbereich auch der Länge des Seiltrommelumfanges,
multipliziert mit der Anzahl Umdrehungen. Bei Verwendung eines kleinen Ritzels kann
die Seiltrommel zwei bis drei Umdrehungen machen. In einem solchen Fall kann es
von Vorteil sein Schleifringe auf der Welle zu montieren und Stromabnehmerbürsten
auf der Montageplatte anzubringen.
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Da das Hub- und Balanciergerät von Hand bedient wird, braucht der
vertikale Arbeitsbereich nicht grösser zu sein als die Reichweite der Bedienungsperson.
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Statt wie in der Zeichnung dargestellt, das Hub- und Balanciergerät
fahrbar auf einem Rohr zu montieren, kann es natürlich auch an einem schwenkbaren
an einer Wand oder Decke befestigten Ausleger oder an einem schwenkbaren Arm einer
am Boden stehenden Säule befestigt werden.
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Sinnvoll ist die Verwendung nur dann, wenn oft oder immer schwere
Gegenstände mit gleichem Gewicht manipuliert werden. Soll ein Gegenstand mit einem
anderen Gewicht manipuliert werden, muss jedesmal das Hochdruck-Regulierventil h
neu eingestellt werden.
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