DE3003148A1

DE3003148A1 - Praezisions-lasthoeheneinstellvorrichtung fuer ein lasthebegeraet

Info

Publication number: DE3003148A1
Application number: DE19803003148
Authority: DE
Inventors: Alton Huie Cooper; Kenneth D Schreyer
Original assignee: Columbus McKinnon Corp
Current assignee: Columbus McKinnon Corp
Priority date: 1979-02-07
Filing date: 1980-01-29
Publication date: 1980-08-28
Also published as: FR2448499A1; JPS55145997A; GB2040857A; CA1147835A

Description

Die Erfindung betrifft eine Präzisions-Lasthöheneinstellvorrichtung für Lasthebeeinrichtungen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Lasthöheneinstellvorrichtung für eine elektrisch oder auf andere Weise betätigte Lasthebeeinrichtung und wirkt durch Lösen der Bremse der Einrichtung in kurzen Zeitabschnitten ohne Unterstützung durch den Lasthebemotor .

Bei industriellen Lasthebeeinrichtungen, die für schwere Lasten ausgelegt sind, muß häufig die Last in eine genaue Lage gebracht werden, wie es beispielsweise erforderlich ist, wenn ein großes Werkstück in eine Drehmaschine oder in ein anderes Metallbearbeitungswerkzeug eingesetzt werden muß. Andererseits ist es oft notwendig, eine schwere Last sanft von einer erhöhten freihängenden Lage in eine Ruhelage zu bringen, wobei Schäden sowohl an der hängenden Last als auch an der StXitzflache vermieden werden sollen. In vielen Fällen haben sich diese Betätigungsarten als sehr schwierig ausführbar erwiesen, und es mußten außerordentliche Maßnahmen getroffen werden, um die richtige Ausführung zu gewähr-*- leisten.

Zur Lösung dieses Problems sind bereits sehr aufwendige Lasthebeeinrichtungen mit zwei Geschwindigkeiten eingesetzt worden, wobei man hofft, daß mit der niedrigeren Geschwindigkeit eine genauere Einstellung einer Lasthöhe oder Lastlage möglich ist. Das ist jedoch nicht immer der Fall. Auch der Betrieb mit Niedergeschwindigkeit bei einer zwei Geschwindigkeitsstufen aufweisenden Lasthebeeinrichtung erlaubt noch keine genaue Höhen- oder Lageeinrichtung der Last ohne ein dauerndes ruckweises Auf- und Abbewegen,was jedoch eine nicht sehr zufriedenstellende Verfahrensweise ergibt, da die Betätigung der Lasthebeeinrichtung bei Handbetrieb nicht so genau beeinflußt werden kann, so daß die endgültige erreichte Einstellung sehr vom Zufall abhängt.

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Eine andere bekannte Einstellvorrichtung ist das Einsetzen einer Kurzweg-Einstelleinrichtung zwischen die Last und die Hebeeinrichtung nach US-PS 3 730 484. Mit einem solchen Gerät wird jedoch der vertikale Weg, den eine bestimmte Hebeeinrichtung beim Anheben oder Absenken überwinden kann um die vertikale Ausdehnung dieser Zusatzeinrichtung vermindert, oder es muß die gesamte Hebeeinrichtung in ihrer Lage so verändert werden, daß der durch das Einsetzen des Gerätes zwischen Hebeeinrichtung und Last verlorengegangene Weg ausgeglichen wird. Wenn bei solchen Geräten, ob sie nun pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch angetrieben sind, die Antriebsleistung unterbrochen ist oder wegfällt, wird ein unkontrolliertes schnelles Absenken oder Abfallen der Last über den gesamten Vertikalweg des Geräts herbeigeführt.

Andere Lösungswege für das angesprochene Problem nach den US-PS 2 752 120 und 2 801 760 sind mit verschiedenem Erfolg eingesetzt worden. Hier werden größere mechanische Zusatzbestandteile, beispielsweise Fluidkupplungen, vertikal ein-

yerwendet, stellbare Rollen oder Zugräder und sie sind an vorhandene Hebeeinrichtungen nur sehr schwierig, wenn überhaupt, nachträglich einzubauen. So muß in den meisten Fällen ein Bedienungsmann für eine Hebeeinrichtung mit dieser ohne die Hilfe der genannten Lasthöheneinstellvorrichtungen auskommen. Erfahrene Bedienungspersonen, die mit einer herkömmlichen Lasthebeeinrichtung arbeiten, richten die Stellung der Last meist dadurch ein, daß sie zuerst annähernd zur gewünschten Höhe gebracht wird, und daraufhin ruckweise auf und ab bewegt wird (jogging) bis die Last zufällig bei der richtigen Höhe anhält.

Dieses ruckartige Hin- und Herbewegen beansprucht jedoch die Bestandteile der Lasthebeeinrichtung, insbesondere die Motor-Relais und Schalter, sowie die Bremse sehr stark und ist überhaupt nicht dann einzusetzen, wenn die Last auf eine fest-

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stehende Ruhelage vorsichtig absenkt werden muß. Bei unerfahrenen Bedienungspersonen ist es andererseits oft der Fall, daß sie den "Abwärts"-Knopf zu lange drücken, so daß die Last die richtige Höheneinstellung überläuft und dabei die Last selbst oder die Bearbeitungsmaschine, in die sie gebracht werden soll, beschädigt.

Durch die vorliegende Erfindung werden diese und andere Probleme in einfacher, preisgünstiger und eleganter Weise gelöst und eine Nachrüstung an Hebeeinrichtungen mit einer oder mit zwei Geschwindigkeitsstufen ist ohne weiteres möglich, Es wird also eine Vorrichtung geschaffen zur Modifizierung einer standardmäßigen Lasthebeeinrichtung in der Weise, daß eine genaue Lasthöheneinstellung durch die Lasthebeeinrichtung möglich ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wirkt so, daß zeitweise ein Lösen der Lastbremse während eines vorbestimmten begrenzten Zeitabschnitts ohne Betätigung des Lasthebemotors eingeleitet wird, so daß die Last in kleinen Schritten infolge des eigenen Gewichts abgesenkt wird.

Um das zu erreichen, wird erfindungsgemäß ein Steuersystem für ein Lasthebeeinrichtung geschaffen, die nach Auslösung durch die Bedienungsperson ein Bremsenlössignal mit einer genau bestimmten Zeitlänge erzeugt, wobei die Zeitlänge nicht von der Kontaktgabe oder ähnlichen Unwägbarkeiten, die in der Bedienung liegen, beeinflußt wird. Das Steuersystem ist insofern einstellbar, als eine Verkürzung oder Verlängerung der Steuersignaldauer möglich ist. Wenn das Steuersystem durch die Bedienungsperson betätigt wird, wird das Steuersignal zu einem Steuergerät mit zwei Schaltstellungen weitergeleitet, welches die Bremse beeinflußt; das kann also beispielsweise der Bremsenschalter bei einer elektrisch betriebenen Bremse oder ein Auf-Zu-Ventil bei einer pneumatisch oder hydraulisch betriebenen Bremse sein. Das Steuersignal

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beeinflußt den Betriebszustand des Steuergerätes also in vorhersehbarer und wiederholbarer Weise und dieser Betriebszustand wird durch die von Hand durchgeführte Steuerung nicht beeinträchtigt. Auf diese Weise kann der Bremsenmechanismus während eines sehr kurzen und genauen Zeitabschnitts gelöst werden, so daß eine sehr kleine, sorgfältig gesteuerte vertikale Abwärtsbewegung der Last hervorgerufen wird.

Die Signalerzeugungseinrichtung des Steuersystems kann beispielsweise aus einem Verzögerungszeitgeber bestehen, der einstellbar die Länge des erzeugten Signales bestimmt, oder einem Wiederholzeitgeber mit einer Einrichtung, mit der einstellbar die Länge des erzeugten und wiederholten Signals und auch der Abstand zwischen den Signalwiederholungen bestimmt werden kann. Es kann aber auch ein digitaler Taktgeber und ein solcher Zähler sein, wodurch eine Folge von Digitalimpulsen mit vorbestimmten Zeitabständen hervorgerufen werden. Eine alternative Ausführung der vorliegenden Erfindung besitzt Einrichtungen zum Erfassen der tatsächlichen Bewegung der Lasthebeeinrichtung, so daß die Bremse jeweils nach einer Abwärtsbewegung der Last um eine genau vorbestimmte Strecke wieder angelegt werden kann.

Ferner wird die räumliche Anordnung des Auslösesteuerknopfes und der Impulsdauereinstellung an der herabhängenden Hebeeinrichtungs-Steuerstation erfindungsgemäß verwirklicht, so daß die Lasthöheneinstellvorrichtung leicht und bequem durch die Bedienungsperson der Lasthebeeinrichtung beeinflußt werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

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Fig. 1 ein Schaltschema für eine elektrische Lasthebeeinrichtung mit angebauter erfindungsgemäßer Lasthöheneinstellvorrichtung, und

Fig. 2 bis 4 schematische Darstellungen verschiedener

Ausführungen der Präzisionslasthöhensteuerung in der erfindungsgemäßen Art.

In Fig. 1 ist eine typische Lasthebeeinrichtung mit einer Geschwindigkeitsstufe vereinfacht dargestellt. Sie umfaßt einen Elektromotor 1, ein Lastheberad 3, das über eine Antriebswelle 2 mit dem Elektromotor 1 verbunden ist und eine elektrische Bremse, die wirksam sowohl mit dem Elektromotor als auch dem Lastheberad durch die gleiche Antriebswelle 2 verbunden ist. Die Bremse besteht in der vereinfachten Darstellung aus einer Reibplatte 5 und einer Bremsplatte 6; die beiden Platten werden normalerweise unter Einwirkung von Federn 8 in Eingriff miteinander gedrückt. Dabei ist immer zu beachten, daß statt der dargestellten elektrischen Lasthebeeinrichtung die erfindungsgemäße Vorrichtung auch bei einer pneumatisch oder hydraulisch angetriebenen Lasthebe^- einrichtung verwendet werden kann. Unter Berücksichtigung dieses Vorbehalts wird bei der Lasthebeeinrichtung nach Fig. als Leistungsquelle eine Stromquelle 9 angenommen, und die Einrichtung arbeitet, wenn ein Hauptschalter oder Schütz 10 bei der Bedienung der Lasthebesteuerung 12 geschlossen ist. Der Funktionszusammenhang zwischen der Steuerung 12 und dem Zustand des Schalters oder des Schützes 10 ist durch die gestrichelte Linie 13 dargestellt. Der Schalter oder der Schütz 10 ist normalerweise ein Umschaltgerät, damit sowohl das Anheben wie das Absenken ausgeführt werden kann, doch ist in diesem Falle nur ein einfacher EIN-AUS-Schalter dargestellt. Wie zu sehen ist, wird durch die Betätigung der Steuerung 12 auch der öffnungs- oder Schließzustand eines Schützes oder eines Schalters 11 beeinflußt, der einen

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Elektromagnet 7 mit der Leistungsversorgung verbindet. Wenn der Schalter oder Schütz 11 geschlossen fet, ist der Elektromagnet 7 erregt und zieht die Bremsplatte 6 von der Reibungsplatte 5 gegen die Federvorspannung der Federn 8 weg und dadurch wird die Bremse 4 gelöst. Beim Normalbetrieb der Lasthebeeinrichtung wird der Motor 1 und die Bremse 4 gemeinsam betätigt, d.h. die Bremse ist gelöst, wenn der Motor eingeschaltet ist.

Zu diesem herkömmlichen Aufbau ist nun ein zusätzlicher Abschnitt des Hebevorrichtungs-Steuersystems in Fig. 1 dargestellt und besteht aus einem Schalter oder Schütz 14, der auf ein Steuersignal reagiert, das ihm über die gestrichelte Linie 16 von dem Präzisions-Lagesteuersystem 15 zugeliefert wird. In der gezeigten Weise ist der Schalter 14 parallel zum Schalter 11 angeordnet, so daß durch seine Betätigung der Elektromagnet 7 erregt und die Bremse 4 gelöst wird. Die Schalter 11 und 14 sind in Fig. 1 als funktionsmäßig getrennte Schalter dargestellt, um zu zeigen, daß das dargestellte System ein Lösen der Bremse 4 ohne gleichzeitige Betätigung des Hebemotors 1 bewirkt. Bei" der tatsächlichen Ausführung wird bevorzugt so vorgegangen, daß eine Vereinigung der Schalter 11 und 14 stattfindet, wobei das Präzisions-Laststeuersystemsignal nur den Schalter 14 beeinflußt, ohne Einwirkungen auf den Schalter 10.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die gestrichelt gezeichnete Linie 26 die Druckknöpfe für die Aufwärts- und die Abwärtssteuerung der Lasthebesteuerung 12 wie auch den Auslösedruckknopf 20 und den Zeigerknopf 17 für ein Potentiometer enthält, wobei letztere die von Hand zu beeinflussenden Steuermöglichkeiten für das Präzisions-Lasteinstellsystem 15 sind. Damit ergibt die gestrichelte Linie 26 den Abschnitt der beiden Systeme 12 und 15, der körperlich von der Lasthebevorrichtung getrennt und als Fernsteuerung in einer herabhängenden Last-

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hebesteuerstation angebracht sind, die für eine Bedienungsperson am Boden leicht zugänglich ist. Dabei kann der Druckknopf für die Abwärtsbetätigung der Lasthebesteuerung 12 beispielsweise als Zweistufen-Druckknopf ausgebildet sein, wobei die Präzisions-Lasteinstellsteuerung beim ersten Druck in Wirkung kommt, während die normale "Abwärts-"Steuerung durch Durchdrücken des Abwärtsknopfes bis zur zweiten Druckstufe ausgelöst wird.

In den Fig. 2, 3 und 4 sind die verschiedenen Ausführungen der Präzisions-Lasteinstellsteuerung 15 dargestellt. Bei der ersten Ausführung nach Fig. 2 enthält die Präzisions-Lasteinstellsteuerung 15" einen Verzögerungszeitgeber 21, der ein Steuersignal zum Betrieb des Schalters 14 über die als Leitung zu betrachtende Linie 16' erzeugt. Das dabei erzeugte Steuersignal besitzt eine Dauer, die von Hand über einen veränderbaren Widerstand oder ein Potentiometer 18' mit Hilfe des Zeigerknopfes 17' eingestellt wird. Der Verzögerungszeitgeber 21 wird durch Schließen des Schalters 19' ausgelöst, wenn auf den Auslösedruckknopf 20' gedrückt wird. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführung wird also die Präzisions-Ablaßfunktion mit einem einmal ablaufenden Signal bei jedem Druck auf den Knopf 20' ausgeführt, wodurch die elektrische Bremse während eines vorbestimmten begrenzten Zeitabschnitts gelöst wird. Durch Loslassen und Wiederbetätigen des Druckknopfes 20' kann der Verzögerungszeitgeber 21 wieder rückgestellt und neu betätigt werden.

In Fig. 3 ist ein Wiederholungs-Ablaufzeitgeber 22 gezeigt, der eine Vielzahl von Signalimpulsen erzeugt, so daß ein dauerndes Gedrückthalten des Druckknopfes 20*' und damit Schließen des Schalters 19' ' zur Erzeugung einer Reihe von Steuersignalimpulsen führt, die über die Leitung 16'' dem Schalter oder Schütz 14 zugeführt werden. Damit wird also die Bremse 4 "stotternd¹¹ in kontrollierter Weise gelöst

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und wieder in Eingriff gebracht, so daß ein langsames schrittweises Ablassen erreicht wird. Die Dauer jedes Impulses in der durch den Wiederholungsablaufzeitgeber 22 erzeugten Impulsereihe kann durch das Potentiometer oder den veränderbaren Widerstand 18'' über den Potentiometer-Zeigerknopf 17'' einstellbar bestimmt werden. Damit kann die Präzisions-Lasteinstellvorrichtung in Abhängigkeit von der Größe der zu haltenden Last angepaßt werden. Es werden ja, da die Last unter ihrem Eigengewicht abgelassen wird, bei schweren Lasten kürzere Steuersignalimpulse benötigt als bei leichteren Lasten. Zusätzlich kann es auch Vorteile bringen, wenn der Wiederholumlaufzeitgeber 22 auch so einstellbar ist, daß die Impulspause zwischen aufeinanderfolgenden Steuerimpulsen verändert werden kann, so daß die Bedienungsperson ggf. mehr Zeit erhält, den Ablaßvorgang zu beobachten und nötigenfalls den Druckknopf 20' ' loszulassen.

Es ist auch möglich Digitalverfahren mit der vorliegenden Erfindung anzuwenden. Demgemäß kann das Präzisions-Lasteinstellsystem einen Digitaltaktgeber und einen Digitalimpulsgenerator enthalten, wodurch in ausgewählten Abständen Digitalimpulse erzeugt werden. Der Schalter 14 kann dann so abgewandelt werden, daß er die über die Leitung 16 empfangenen Impulse aufnimmt und kann als ein Flip-Flop arbeiten, der den Schalter 16 schließt und öffnet in Abhängigkeit von den jeweils empfangenen Digitalimpulsen.

Eine solche Ausführung ist in Fig. 4 gezeigt, wobei ein Transduktor oder Wertaufnehmer 25 dargestellt ist, der eine Bewegung des Lasthebemotors 1 erfaßt und die Bewegungsgröße in ein analoges oder digitales, zur Bewegung proportionales Signal wandelt. Damit können das Steuersystem 15¹¹¹ und damit die Bremsenlösung direkt in Abhängigkeit von einer bestimmten Lastbewegung statt von einer vorgegebenen Zeitlänge abhängig

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sein. Beispielsweise kann der Sensor als ein Zahnkranzdetektor 25 ausgeführt sein, der das Ritzelzahnrad 24 des Lasthebemotors 1 überwacht und Digitalimpulse entsprechend dem Vorbeilaufen der Zähne dieses Ritzels an der Befestigungsstelle des Transduktors 25 erzeugt. Das Impulssignal wird dann einem Digitalzähler zugeführt, der so voreingestellt ist, daß er die vom Transduktor 25 stammenden Impulse zählt, nachdem die Kontakte 19*»' und der Schalter 14 geschlossen wurden. Wenn die Gesamtzahl der vom Transduktor 25 abgegebenen Impulse die vorbestimmte Zahl erreicht hat, die beispielsweise durch die Bedienungsperson über den Zeigerknopf 17' " am Digitalzähler/Komparator 23 eingestellt wurde, beendet dieser Komparator 23 das Steuersignal "Bremsen lösen", der Schalter 14 wird geöffnet und die Bremse 4 legt wieder an, so daß die Last nicht weiter abgelassen wird. Mit dieser Ausführung kann so der Ablaßschritt, den die Last zurücklegt, genau bestimmt werden. Diese Betriebsart ist zeitunabhängig und betrifft immer das Ausmaß des Lastablassens, so daß keine Anpassung an verschiedene Lastgrößen vorgenommen werden muß.

Es kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn ein zusätzliches Freigabe-Steuersystem (nicht gezeigt) vorgesehen wird, das das Präzisions-Lasteinstellsystem nur bei bestimmten Lasthöhen arbeiten läßt. Dadurch kann die Bedienungsperson gehindert werden, eine Last über relativ große Strecken nur mit der Präzisions-Lasteinstellvorrichtung abzulassen. Die Freigabesteuerung wird dann so eingestellt, daß nur in den Betriebsbereichen der Lasthebevorrichtung, in denen normalerweise ein Präzisionsabsenken gefordert wird, das erfindungsgemäße System freigegeben wird, beispielsweise in der Nähe des Bodens oder in einem gewissen Bereich um die Werkstücklage in einer Drehmaschine oder einer anderen Metallbearbeitungsmaschine .

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Damit wird eine Vorrichtung zur genauen Höheneinstellung einer von einer Lasthebeeinrichtung gehaltenen Last geschaffen, die durch zeitweises Lösen der Lasthebebremse ohne Eingriff des Lastmotors wirkt. Auf diese Weise wird die Last in kleinen Schritten unter ihrem Eigengewicht abgelassen. Das Steuersignal kann durch einen Verzögerungszeitgeber, durch einen Wiederholungsumlaufzeitgeber oder ein digitales Zeitgeberelement erzeugt werden; es kann auch ein Bauelement eingesetzt werden, das in Abhängigkeit von der Lastbewegung selbst arbeitet.

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Claims

Patentansprüche

1. Lasthöheneinstellvorrichtung für ein Lasthebegerät mit einer automatisch betätigten Bremse, dadurch gekennzeichnet , daß eine Steuereinrichtung

(15) zum Lösen der Bremse (4) während eines kurzen Zeit-

nicht
abschnitts bei gleichzeitig durch den Lasthebemotor (1) abgestützter Last vorgesehen ist, um die Last um einen kleinen Wegschritt während des begrenzten Zeitabschnitts abzulassen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kurze Zeitlänge eine vorbestimmte begrenzte Zeitlänge ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Bremslöseeinrichtung eine Einstellung (17) zum Verlängern oder Verkürzen des begrenzten Zeitabschnitts aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Bremslöseeinrichtung einen ein Bremslosesteuersignal mit der Dauer der vorbestimmten begrenzten Zeitlänge erzeugenden Zeitgeber (21) enthält.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremslöseeinrichtung einen eine Vielzahl von jeweils durch eine Impulspulse von vorbestimmter Länge getrennten Steuersignalimpulsen erzeugenden Zeitgeber (22, 23) enthält.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Dauer der Steuersignalimpulse jeweils dem vorbestimmten begrenzten Zeitabschnitt entspricht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die elektrische Lasthebeeinrichtung durch eine herabhängende Fernsteuerstation beeinflußt ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Bremslöseeinrichtung (15) eine Steuersignallängen-Einstellung (17) und einen Betätiger (20) enthält, die in der herabhängenden Fernsteuerstation (26) angebracht sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die elektrische Lasthebeeinrichtung durch eine herabhängende Fernsteuerstation beeinflußt ist, dadurch g e k e η η *- zeichnet , daß die Bremslöseeinrichtung (15) eine Steuersignallängen-Einstellung (17) und einen Betätiger (20) enthält, die in der herabhängenden Fernsteuerstation (26) angebracht sind.

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9, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Bremslöseeinrichtung eine eine Lastbewegung erfassende und ein zur Lastbewegung proportionales Signal erzeugende Einrichtung (25) enthält und daß eine in Abhängigkeit von der Signalerzeugungseinrichtung (25) die Bremse (4) nach dem Ablauf einer vorbestimmten Lastbewegung wieder anlegende Einrichtung vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Signalerzeugungseinrichtung einen mit einem Lasthebezahnrad zusammenwirkenden Sensor zur Erfassung einer Zahnraddrehung enthält.

11. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Impulspause mit vorbestimmter Dauer einstellbar ist.

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