DE29519208U1 - Verfahrbare Lasthebevorrichtung - Google Patents

Description

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Die Neuerung betrifft verfahrbare Lasthebevorrichtungen, wie beispielsweise C-Haken, Hubtische od.dgl. mit zwei zueinander in vertikaler Richtung beweglichen Teilen und einer zwischen diesen Teilen angeordneten, motorisierten Hubvorrichtung.

Derartige Lasthebevorrichtungen werden in der automatisierten Fertigung in großer Zahl eingesetzt, insbesondere bei der Automobilherstellung, und tragen dabei zunehmend schwerere Lasten, die sie aufgrund der Abmessungen dieser Lasten auch über zunehmend größere Höhen absenken bzw. aufheben.

Da an diesen Lasten, die ja Werkstücke sind, Arbeiten verrichtet werden, sind strenge Sicherheitsbestimmungen bezüglich des Haltens der Lasten beim Ausfall der Antriebsenergie, beim Bruch von Bauteilen etc. einzuhalten. So ist beispielsweise vorgesehen, daß alle tragenden Systeme redundant vorhanden sein müssen, d.h. daß es nicht reicht, tragende Elemente genügend sicher zu dimensionieren, sondern daß zumindest zwei derartige Elemente vorhanden sein müssen, wobei eines allein ausreichen muß, um zumindest ein Halten der Last über ausreichend lange Zeit zu gewährleisten.
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Dies bedeutet beispielsweise bei C-Haken, daß die einzelnen Teleskopelemente und damit der Lastträger am untersten

dieser Teleskopelemente über zwei Seile gehalten werden müssen, wobei jedes der beiden Seile für sich zumindest zum Halten der Last ausreichen muß.

Üblicherweise werden diese beiden Seile über eine gemeinsame Seiltrommel gewickelt und von einem einzigen Motor angetrieben. Um nun nicht nur beim Bruch eines der beiden Seile, sondern auch beim Ausfall der Antriebsenergie die notwendigen Sicherheitsbedingungen zu erfüllen, ist üblicherweise vorgesehen, daß bei Stromausfall eine Bremse auf die Trommel wirkt und so ein Absenken der Last verhindert.

Durch all diese Maßnahmen wird jedoch die Möglichkeit eines Getriebebruches nicht berücksichtigt, ein Getriebe muß jedoch zwischen den Motoren und der Seiltrommel vorgesehen sein, da weder die Drehzahl noch die Drehmomentverlaufe einen direkten Antrieb auf wirtschaftliche Weise erlauben.

Da alle Sicherheitsvorkehrungen "hardware-mäßig" erfolgen müssen, d.h. daß keine Elektronik, keine Steuerungssoftware oder ähnliches verwendet werden darf, ist es nicht möglich, den Fall des Getriebesbruches durch eine Überwachung der Trommeldrehzahl und einen Vergleich mit der richtigen Motordrehzahl und einer entsprechenden Ansteuerung der Trommelbremse zu berücksichtigen.

Hier setzt nun die Neuerung an und schlägt vor, zwei Motoren auf die Trommel einwirken zu lassen, wobei jeder der Motoren schwächer ist als er es bisher bei einem entsprechenden Anwendungsfall war, wodurch die Kosten bei weitem nicht verdoppelt, sondern nur geringfügig erhöht werden. Um nun ein Versagen des Motors oder ein Brechen des Getriebes festzustellen, ist neuerungsgemäß vorgesehen, die beiden beiden Motoren so zu lagern, daß ihre Antriebsreaktionsmomente bzw. die Haltekräfte für diese Momente gegensinnig auf einen Hebel wirken.

Dadurch ist gewährleistet, daß, solange die beiden Motoren ordnungsgemäß arbeiten, der Hebel in seiner Ruhelage verbleibt, während er bei ungleichmäßiger Belastung einen Schalter betätigt, wodurch die Stromzufuhr zu den Motoren abgeschaltet, diese blockiert, Alarm ausgelöst und gegebenenfalls eine vorhandene Bremse aktiviert wird. Da dies alles mechanisch geschehen kann, sind die Sicherheitsvorschriften gänzlich erfüllt.

Da es sich herausgestellt hat, daß auch bei äußerst exakter Motorenfertigung besonders beim Anfahren und beim Abbremsen die Drehmomente zweier Motoren einander fast nie gänzlich entsprechen, wird in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Neuerung vorgeschlagen, den Hebel, auf den die Motoren einwirken, mittels vorgespannter Federn in seiner Ruhelage zu halten, um Differenzen zwischen den beiden Motordrehmomenten, die unterhalb einer vorbestimmten Schranke liegen, noch nicht zu einer Verschwenkung des Hebels führen zu lassen. Insbesondere ist vorgesehen, die Federstärke und Vorspannung so zu wählen, daß Drehmomentunterschiede in der Größe von 10 % bis 20 % des kombinierten Drehmomentes beider Motoren noch zu keiner Verschiebung des Hebels führt.

In einer weiteren Ausgestaltung, in der auch ein Festfressen eines der Getriebe berücksichtigt werden kann, ist vorgesehen, das Schwenklager des Hebels normal zur Hebelschwenkrichtung in Ruhelage verschieblich auszubilden und durch vorgespannte Federn in seiner Ruhelage zu halten, wodurch ein Verschwenken des Hebels auch dann möglich wird, wenn eines seiner Enden durch das blockierende Getriebe festgehalten wird und so bei festem Schwenklager keine Verschwenkung des Hebels aufträte. Es muß aber in diesem Fall an beiden Enden des Schwenkhebels ein Auslöseschalter vorgesehen sein, um auf jeden Fall das Notprogramm zu aktivieren.

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Die Neuerung ist aber nicht nur bei C-Haken anwendbar, sondern auch bei Hubtischen, die mit Spindelantrieb arbeiten. In diesem Fall werden zwei Spindeln vorgesehen, die mittels jeweils eines Motors und eines Winkelgetriebes angetrieben werden, wobei die Motoren am jeweils zugeordneten Winkelgetriebe angeflanscht sind und die Reaktionsmomente der Winkelgetriebe auf einen entsprechend angeordneten Hebel wirken.

In einer Variante, bei der die Motoren nicht an den Winkelgetrieben angeflanscht sind, sondern an einer gemeinsamen Tragplatte, ist statt des Schwenkhebels die Tragplatte längsverschieblich in einer Richtung normal zur gemeinsamen Motorachse ausgebildet und wird durch vorgespannte Federn in ihrer Ruhelage gehalten und beim Ausfall eines der beiden Motoren bzw. beim Bruch eines der beiden Winkelgetriebes aus ihrer Ruhelage verschoben.

Die Neuerung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles für einen C-Haken näher erläutert. Dabei zeigt
die Fig. 1 eine neuerungsgemäße symmetrische Seiltrommel mit ihren beiden Wellenstummeln,
die Fig. 2 das Trommelgehäuse samt der Verbindung zum Gehänge des Lasthakens,

die Fig. 3 einen Schnitt normal zur Trommelachse,
die Fig. 4 einen Schnitt durch die Achse eines neuerungsgemäßen Detailes,
die Fig. 5 die Anwendung der Neuerung bei einem Hubtisch,

die Fig. 6 eine Prinzipskizze entsprechend der Ausführungsform gemäß der Fig. 5 und

die Fig. 7 eine Prinzipskizze entsprechend der Ausführungsform gemäß den Figa. 1 bis 4.

Fig. 1 zeigt eine Seiltrommel 1 mit symmetrischen Seilrillen 2, 2' und zwei mit der Seiltrommelachse fluchtenden Wellenstummel 3, 3', an denen die beiden Motoren bzw.

Getriebe gleichsinnig angreifen um die Seile einzuhohlen oder auszugeben.

Fig. 2 zeigt die Aufhängung der Seiltrommel, der Wellenstummel 3 ist auf der linken Seite erkennbar und das Trommelgehäuse 4. Dieses Trommelgehäuse 4 ist um eine Welle 5 pendelnd aufgehängt, die Tragvorrichtung 6 läuft auf einer Schiene 7.

Fig. 3 zeigt in einem Schnitt normal zur Fig. 2 die Schiene 7, auf der der Haken mittels Rollen 8 läuft, weiters das Tragwerk 6 und den Bolzen 5, an dem die Trommel 1 samt ihrem Gehäuse 4 pendelnd aufgehängt ist.

Weiters ist aus den Figa. 3 und 4 ein zur Stirnfläche der Seiltrommel 1 paralleler Flügel 9 ersichtlich, der um die Trommelachse 10 um einen gewissen Winkel schwenkbar gelagert ist. Auf den Flügel 9 wirken die Reaktionsmomente des nicht dargestellten Motors ein und versuchen ihn dabei zu verdrehen.

Da symmetrisch dazu und in Fig. 3 fluchtend mit dem Flügel 9 ein gleichartiger Flügel angeordnet ist, auf den der zweite Motor im gleichen Sinne einwirkt und da die beiden Flügel über einen Biegestab - Hebel 11 - miteinander verbunden sind, der in der Symmetrieebene 12 der Trommel 1 in einem zentralen Hebellager 15 schwenkbar gelagert ist und der über dieses Lager 15 die Reaktionskräfte der Motoren abführt, kommt es nur dann zu einer Verdrehung eines Flügels 9, wenn die Drehmomente der beiden Motoren in einem solchen Ausmaß ungleich sind, daß sie die Federkräfte der vorgespannten Federn 13 überwinden können.

Wenn dies der Fall ist, wird ein in der Zeichnung aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellter Schalter betätigt, durch den beide Motoren simultan stromlos werden und durch den eine eventuell vorhandene Bremse für die

Seiltrommel 1 aktiviert wird. Zusätzlich wird in der Überwachungszentrale und/oder lokal am Haken Alarm ausgelöst und optisch und/oder akustisch angezeigt.

Wenn nun einer der beiden Motoren bzw. sein Getriebe so blockiert, daß er das ihm zugewandte Ende des Hebels 11 fixiert und wenn das zentrale Lager 15 des Hebels 11 ebenfalls bezüglich des Trommelgehäuses 4 ortsfest ist, kann im Falle dieses Versagens keine Verdrehung des Hebels 11 erfolgen und somit kein Alarm ausgelöst werden.

Dem kann man entgegenwirken, indem das zentrale Schwenklager 15 des Hebels 11 in Richtung des Doppelpfeiles 14 (Fig. 3) verschieblich gelagert wird und in seiner mittleren Ruhelage durch vorgespannte Federn gehalten wird, da sodann im zuletzt geschilderten Notfall das zentrale Hebellager 15 und damit auch das gegenüberliegende Lager des Hebels 11 um das fixierte Ende des Stabes verschwenkt wird und dadurch Alarm ausgelöst wird. In diesem Fall ist es notwendig, zwei Schalter vorzusehen, da ja nicht vorhersehbar ist, an welchem Ende des Hebels 11 die Bewegung er f&ogr;1gt.

Die relative Abweichung der beiden Motordrehmoraente voneinander, die zur Auslösung des Alarmes führen soll, ist von Anwendungsfall zu Anwendungsfall verschieden und kann vom Fachmann in Kenntnis der Neuerung und der Gegebenheiten leicht bestimmt werden. Daraus kann wiederum die Vorspannung berechnet werden. Üblicherweise werden Unterschiede von ± 10 % bis ± 20 % der Drehmomente, bezogen auf das mittlere Drehmoment, als auslösend gewählt. Es gilt somit:

Ma = (Ml - M2)/(M1 + M2) &khgr; 100 [%]
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mit

Ma: relativer Drehmomentunterschied in %

Ml: Drehmoment des einen Motors in Nm

M2: Drehmoment des anderen Motors in Nm
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Damit werden die Anforderungen an die Gleichheit der Motoren und das Fehlein dynamischer Schwingungen nicht überhöht, die Sicherheit im Falle eines Gebrechens ist aber jedenfalls gegeben.
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Das neuerungsgemäße Prinzip ist auch auf andere Lasthebevorrichtungen, beispielsweise Hubtische anwendbar. Derartige Hubtische werden üblicherweise mit einem Scherenmechanismus versehen, der über eine Spindel höhenverstellt wird. Aus Sicherheitsgründen wird zunehmend verlangt, daß zwei Spindeln verwendet werden, um im Falle des Bruches eines Getriebes oder des Versagen eines Motors zuverlässig ein Absenken des Hubtisches vermeiden zu können. Auch bei Hubtischen besteht die Sicherheitsforderung, daß die Sicherheitsvorrichtungen ohne Fremdenergie und ohne Software auskommen müssen (intrinsisch sicher).

Dabei besteht analog zum C-Haken die Möglichkeit, eine rechtsdrehende und eine linksdrehende Spindel mit symmetrischen Winkelgetrieben und gegensinnig laufenden Motoren zu verwenden. Neuerungsgemäß wird dabei vorgesehen, die Reaktionsmomente (eigentlich Lagerkräfte) der beiden Spindelmotoren bzw. der Winkelgetriebe über einen Hebel 11 gemeinsam durch ein zentrales Wippenlager abzuführen, sodaß Drehmomentunterschiede zwischen den beiden Motoren ein Verschwenken der Wippe bewirken. Bevorzugt ist wiederum vorgesehein, die Verbindungen zwischen der Wippe und dem jeweiligen Motor durch vorgespannte Federpakete so auszugestalten, daß ein Verschwenken der Wippe erst bei Erreichen einer vorbestimmten Drehmomentdifferenz erfolgt.

Eine solche Anordnung ist in Fig. 5 links nahezu voll abgesenkt und rechts nahezu voll angehoben dargestellt. Durch Motoren 16', 16" werden über Winkelgetriebe 17', 17" Spindeln 18', 18" in Drehung versetzt. Über Spindelmuttern 19, die mit Steuerkurven 20 zusammenwirken, werden Schwenkflügel 23 verschwenkt und mittels Drehhebeln 21 die

zentrale Welle 22 des Scherenmechanismus {dieser ist nicht dargestellt) verdreht und so der obere Teil des Hubtisches bewegt.

Wenn auf die Verwendung symmetrischer Spindeln und Winkelgetriebe verzichtet wird, was schon wegen der Lagerhaltung und der erleichterten Montage bevorzugt wird, können die Reaktionsmomente der parallell nebeneinander liegenden oder, wie dargestellt, fluchtend und einander zugekehrt angeordneten, gleichsinnig laufenden Motoren im Idealfall einander ausgleichen. Es bedarf dazu nur einer passenden Verbindung zwischen den beiden Motorlagern. Dieser Fall ist in einer schematischen Skizze in Fig. 6 dargestellt.

Dabei sind die Motoren 16', 16" nicht am jeweiligen Getriebe angeflanscht sondern auf einer Tragplatte - Hebel 24 -, der am eigentlichen Rahmen 23 oder Fundament des Hubtisches verschieblich und bevorzugt unter federnder Vorspannung in Ruhelage gehalten im Hebellager 15 gelagert ist, um beim Auftreten von Drehmomentunterschieden reagieren zu können, wenn diese Unterschiede ein vorbestimmtes Maß überschreiten. In diesem Fall wird, wie anhand des C-Hakens beschrieben, Alarm ausgelöst und am Hubtisch selbst alles Notwendige zur Absicherung veranlaßt.

In Fig. 6 sind die Reaktionsmomente Ml und M2 der sich gleichsinnig drehenden, aber gegeneinander gerichteten Motoren 16', 16" eingezeichnet. Diese Momente werden von Biegestäben, die fest an den Motorgehäusen und bevorzugt gelenkig an einer Tragplatte 24 befestigt sind, in diese eingeleitet, wo sie zu den horizontalen Reaktionskräften Hl bzw. H2 führen, die die Tragplatte 24 im gezeigten Beispiel in Uhrzeigerrichtung zu verdrehen suchen. Das Lager 15, das eine Verschiebung der Tragplatte 24 bezüglich des Hubtischrahmens 23, aber keine Relativdrehung erlaubt, leitet dieses Drehmoment in den Hubtischrahmen, die Trag-

platte 24 bleibt in Ruhe, solange Ml und M2 und somit Hl und H2 gleich groß sind.

Wenn ein Drehmomentunterschxed auftritt, so tritt auch ein Unterschied in der Größe zwischen Hl und H2 auf, der ab einer vorbestimmten Größe zu einer Verschiebung der Tragplatte 24 entlang des Längslagers 15 führt, wodurch Alarm ausgelöst wird.

Eine zu Fig. 6 analoge schematische Skizze, betreffend einen C-Haken ist in Fig. 7 dargestellt: In diesem Fall wirken die Motorreaktionsmomente Ml, M2 der sich gegensinnig drehenden Motoren 16', 16" gleichsinnig über Druckstäbe auf einen Hebel 11, der um ein Hebellager 15 am Maschinenrahmen drehbar gelagert ist. In diesem Fall bewirken die Momente Ml, M2 Vertikalkräfte Vl bzw. V2, die den Hebel 11 im Gleichgewicht halten. Bei jeder Art von Gebrechen kommt es zu Differenzen zwischen den Momenten Ml und M2, die zu einem Verschwenken des Hebels und damit zum Auslösen des Alarms führen.

Durch die neuerungsgemäße Vorrichtung wird auf diese Weise erreicht, daß bei Motorversagen, bei Seil-, Spindel- oder Getriebebruch zuverläßig und ohne Hilfskräfte oder Fremdenergie das Gebrechen erkannt und Alarm mit allen Sicherungsmaßnahmen ausgelöst wird.

Claims (6)

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1. Verfahrbahre Lasthebevorrichtung, wie beispielsweise C-Haken, Hubtisch od.dgl. mit zwei zueinander in vertikaler Richtung beweglichen Teilen und einer zwischen diesen Teilen angeordneten motorisierten Hubvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung zwei Motoren aufweist und daß die beiden beiden Motoren so gelagert sind, daß ihre Antriebsreaktionsmomente bzw. ihre Haltekräfte gegensinnig auf einen Hebel (11) oder gleichsinnig auf einen Schieber (24) wirken.

2. Lasthebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein C-Haken ist, daß die Hubvorrichtung zwei einer gemeinsamen Trommel (1) zugeordnete Seile aufweist, daß die beiden Motoren auf gegenüberliegende Wellenstummel (3, 3') der Trommel wirken und daß die Antriebsreaktionsmomente bzw. die Haltekräfte gegensinnig auf einen Hebel (11) wirken.

3. Lasthebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Hubtisch ist, daß die Hubvorrichtung zwei parallele Spindeln aufweist, denen jeweils einer der Motoren zugeordnet ist.

4. Lasthebevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (11) bzw. der Schieber (24) durch vorgespannte Federn (13) in seiner Ruhelage gehalten wird.

5. Lasthebevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (11) bzw. der Schieber (24) bei einem Unterschied der Drehmomente der beiden Motoren von ± 10 % bis ± 20 %, bezogen auf das mittlere Drehmoment, aus der Ruhelage verschwenkt wird.

6. Lasthebevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (11) um eine Hebeldrehachse verdrehbar ist, deren Hebellager (15) gegen die Kraft vorgespannter Federn in einer Richtung (14) hinher-verschieblich ist, die normal zur Hebeldrehachse und normal zur Längserstreckung des Hebels verläuft.