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Vorrichtung zum manuellen Bewegen von Lasten
Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum manuellen Bewegen von Lasten mit einem Ausleger, der einen
inneren und einen äußeren Arm aufweist, von denen der innere Arm als Parallelogrammgestänge
mit zwei langen Schenkeln und mit zwei vertikalen, kurzen Schenkeln ausgebildet
ist, von denen der eine vertikale Schenkel in einem vertikalen Lager gelagert ist
und der andere vertikale Schenkel ein vertikales Drehlager für den äußeren Arm bildet,
der an seinem freien Ende ein Lastaufnahmemittel trägt.
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Vorrichtungen dieser Art sind bereits bekannt, vgl. u.a.
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DE-OS 26 21 028, und dienen dazu, eine am Lastaufnahmemittel hängende
Last in jeder Richtung manuell versetzen zu können, wobei mindestens das Gewicht
der Last in jeder Lage von der Vorrichtung selbst getragen wird. Derartige Vorrichtunqen
werden auch als Manipulatoren bezeichnet.
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Damit bei der Benutzung derartiger Manipulatoren von der Bedienungsperson
nur die Massenträgheit überwunden werden muß, ist eine Ausgleichsvorrichtung erforderlich,mittels
derer das von der Gewichtskraft der Last und den Gewichtskräften von äußerem und
innerem Arm erzeugte Moment ausgeglichen werden kann, welches die langen Schenkel
des Parallelogrammgestänges an dem inneren vertikalen Schenkel um ihre hori-
zcntale
Achse zu schwenken sucht. nei der bekannten Vorrichtung gemän der erwähnten DE-OS
ist als Ausgleichsvorrichtunq für diesen Zweck ein Kraftantrieb in Form eines Hubzylinders
vorgesehen, der ein Anheben unc Absenken des Parallelogrammgestänges ermöglicht,
d.h. eine Cchwen;-bewegung desselben um die horizontalen Achsen an der Anlenkstelle
der langen Schenkel am inneren, kurzen, vertikalen Schenkel.
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Nachteilig bei den bekannten derartigen Vorrichtungen ist, daß die
Ausgleichsvorrichtung einen verltnismäia hohen konstruktiven Aufwand erfordert und
daß an die Genauigkeit der Steuerung der Ausgleichsvorrichtung hohe Anforderungen
zu stellen sind, wenn ausreichende Betriebssicherheit gewährleistet sein soll.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der in
Rede stehenden Art zu schaffen, bei der trotz Verwendung einer sehr einfach aufgebauten
Ausgleichsvorrichtung ein Höchstmaß an Betriebssicherheit aewährleistet ist.
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Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der eine lanae Schenkel des inneren Armes an
seinem vom äußeren Arm abaekehrten Ende über den vertikalen kurzen Schenkel hinaus
verlängert ist und daß auf dem verlängerten Teil ein Gegengewicht mittels einer
Stellvorrichtung längsverschiebbar angeordnet ist. Anstelle der Verwendung einer
Ausgleichsvorrichtung mit einem Kraftantrieb wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
der Gleichgewichtszustand zwischen Lastarm und Kraftarm durch einen Gewichtsausgleich
einfachster Art erreicht. Als Stellvorrichtung ist dabei lediglich eine einfach
aufgebaute Verschiebeeinrichtung erforderlich, mittels deren das Gegengewicht in
die dem Gleichgewichtszustand entsprechende Lage verschiebbar ist. Dadurch wird
mit
kleinstmöglichem Aufwand ein Höchstmaß an Betriebssicherheit
erreicht.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind ein erster Anschlag
zum Begrenzen der größtmöglichen Annäherung des Gegengewichts an den benachbarten,
vertikalen Schenkel des Parallelogrammgestänges sowie ein zweiter Anschlag zum Begrenzen
der größtmöglichen Entfernung des Gegengewichts vom benachbarten,vertikalen Schenkel
des Parallelogrammgestänges vorgesehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der
erste Anschlag so voreingestellt werden, daß der Gleichgewichtszustand für das Eigengewicht
des inneren und des äußeren Arms sowie des unbelasteten Lastaufnahmemittels hergestellt
wird. Zum Ablegen der Last braucht dabei das Gegengewicht lediglich an den ersten
Anschlag herangefahren zu werden. Nach Lösen der Verbindung zwischen dem Lastaufnahmemittel
und der Last bleibt nunmehr die unbelastete Vorrichtung selbsttätig in jeder Lage
im Ruhezustand. Dieses Ausführungsbeispiel eignet sich besonders für den Einsatz
bei Anwendungsfällen, wo Lasten in größeren Stückzahlen mit je gleichem Gewicht
gehandhabt werden müssen. In diesem Fall wird der zweite Anschlag so voreingestellt,
daß bei an ihm anliegendem Gegengewicht sich der Gleichgewichtszustand für die mit
der Last belastete Vorrichtung ergibt.
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Der zweite Anschlag konnte auch so eingestellt sein, daß er die Verschiebebewegunq
des Gegengewichts in einer Stellung begrenzt, die der höchstzulässigen Belastung
des Lastaufnahmemittels entspricht.
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Als Stellvorrichtung für die Längsverschiebung des Gegengewichts kann
ein Kraftantrieb, vorzugsweise ein hydraulischer oder pneumatischer Zylinder vorgesehen
sein. Dabei kann zum Steuern des Kraftantriebs am freien Ende des äußeren Arms ein
Steuerorgan vorgesehen sein, das beispiels-
weise von der die Last
manuell bewegenden Bedienungsperson betätigbar ist.
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Um sicherzustellen, daß bei einer druckmittelbetätigten Stellvorrichtung
für die Längsverschiebung des Gegengewichts ein Ausfall der Druckmittelversorgung
nicht zu einer Bewegung des Gestänges aufgrund einer ungewollten Verschiebebewegung
des Gegengewichts führen kann, ist bei einem weiteren Ausführungsbeispiel eine als
Sicherheitsvorrichtung dienende, durch Verlust-des Druckmitteldrucks betätigbare
Kraftspeicherbremse zum Blockieren einer Schwenkbewegung der langen Schenkel des
Parallelogrammgestänges relativ zu dem kurzen, vertikalen Schenkel vorgesehen.
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Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.
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Die einzige Zeichnung zeigt eine schematisch vereinfacht gezeichnete
Seitenansicht des Ausführungsbeispiels.
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Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung
zum manuellen Bewegen von Lasten weist eine vertikale Säule 1 auf, die an ihrem
oberen Ende einen zweiarmigen Ausleger aufweist, der aus einem inneren Arm 2 und
einem äußeren Arm 3 gebildet ist, der an seinem äußeren, freien Ende ein Lastaufnahmemittel
trägt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist das freie Ende des äußeren Armes
3 mit einer Anschlußplatte 4 versehen, an die das nicht dargestellte Lastaufnahmemittel,
z.B. ein Lasthaken, ein Greifer, Zangen oder dergleichen, anschraubbar ist.
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Die Säule 1 besteht im wesentlichen aus einem unteren Teil 5, der
an seinem unteren Ende mit einer Bodenplatte 6 versehen ist, mittels deren der untere
Teil 5 auf einer Unterlage, z.B. auf einem Fußboden 7, befestigt werden kann, und
aus einem oberen Teil 8, der um eine erste vertikale Schwenkachse 10, nämlich die
Achse der Säule 1, drehbar mit dem unteren Teil 5 verbunden ist. An dem oberen Teil
8 ist der als Parallelogrammgestänge ausgebildete, innere Arm 2 des Auslegers in
seiner Vertikalebene schwenkbar angelenkt. Der innere Arm 2 besteht im wesentlichen
aus zwei die langen Seiten eines Parallelogramms bildenden,langen Schenkeln 9 und
11 und einem vertikalen kurzen Schenkel 12. Der zweite kurze vertikale Schenkel
des Parallelogramms wird vom oberen Endabschnitt des oberein Teils 8 der Säule 1
gebildet. Die beiden langen Schenkel 9 und 11 sind mit diesem oberen Teil 8 um horizontale
Schwenkachsen 13 bzw. 14 schwenkbar verbunden, wobei diese beiden Achsen 13 und
14 genau vertikal übereinander angeordnet
sind. Die langen Schenkel
9 und 11 sind um ebenfalls horizontale Achsen 15 und 16 auch schwenkbar mit dem
vertikalen Schenkel 12 verbunden.
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Der untere,lange Schenkel 11 ist, anders als der obere lange Schenkel
9, der sich nur vom vertikalen Schenkel 12 bis zum oberen Teil 8 der Säule 1 erstreckt,
über diesen oberen Teil 8 hinausgehend verlängert. Mit seinem verlängerten Teil
18 bildet der lange Schenkel 11 einen Träger für ein Gegengewicht 19, das auf dem
verlängerten Teil 18 längsverschiebbar angeordnet ist. Eine Stellvorrichtung zum
Bewirken einer Verschiebebewegung des Gegengewichts 19 auf dem Teil 18 in der einen
oder in der anderen Richtung weist einen Hydraulikzylinder 20 auf, dessen Kolbenstange
21 mit dem Gegengewicht. 19 verbunden ist. Der Hydraulikzylinder 20 ist über Laschen
22 und 23 mit dem Schenkel 11 bzw. dessen verlängertem Teil 18 verbunden. Zum Begrenzen
der Verschiebebewegung des Gegengewichts 19 ist an dem Teil 18 in der Nähe des oberen
Teils 8 der Säule 1 ein erster Anschlag befestigt, der als voreinstellbare Anschlagschraube
24 ausgebildet ist, die in einen Halter 25 eingeschraubt ist.
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Arm freien Ende des Teils 18 ist als zweiter Anschlag eine weitere
voreinstellbare Anschlagschraube 26 vorgesehen, die in einen zugeordneten Halter
27 eingeschraubt ist.
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Der vertikale Schenkel 12 des inneren Arms 2 bildet eine zusätzlich
zur ersten vertikalen Schwenkachse 10 vorhandene zweite vertikale Schwenkachse 32,
um die der äußere Arm 3 schwenkbar ist. Neben der Anschlußplatte 4 des äußeren Arms
3 tst als tsXsxYspn ein ###wenkbarer Handhebel 33 an#eordnet,mittals dessen der
Hydraulikzylinder 20 steuerbar ist. Die Anordnung ist hierbei so vorgesehen, daß
in der Mittelstellung des Hebels 33 die Druckmittelzuleitungen zum Zylinder 20 Seschlossen
sind. Wird der Hebel 33 nach oben geschwenkt, dann werden die Ventile des Zylinders
20 so betätigt, daß das Druckmittel die Kolbenstange 21 nach auswärts ver-
schiebt
und das Gegengewicht 19 dementsprechend gegen die Anschlagschraube 26 geschoben
wird. Entsprechend wird beim Schwenken des Handhebels 33 nach unten das Gegengewicht
19 gegen die Anschlagschraube 24 gezogen.
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Für den Betrieb der Vorrichtung wird die Anschlag schraube 24 des
ersten inneren Anschlags so eingestellt, daß der Ausleger in unbelastetem Zustand
im Gleichgewicht ist, wenn das Gegengewicht 19 an der Anschlagschraube 24 anliegt.
Bei im Gleichgewichtszustand befindlichem Ausleger kann die Bedienungsperson das
Lastaufnahmemittel mühelos manuell an die zu handhabende Last heranbewegen. Mach
Verbinden des Lastaufnahmemittels mit der Last wird durch Schwenken des Handhebels
33 das Gegengewicht 19 von der Anschlagschraube 24 weg nach auswärts verschoben,
bis der Gleichgewichtszustand des durch die Last belasteten Auslegers hergestellt
ist. Nunmehr kann die Last manuell in die gewünschte Position bewegt werden, wobei
die Bedienungsperson lediglich die Massenträgheitskräfte zu überwinden hat. Zum
Ablegen der Last in der gewünschten Position wird der Handhebel 33 aus der Neutralstellung
so verschwenkt,-daß das Gegengewicht 19 wieder an die Anschlagschraube 24 herangefahren
wird. In dieser Stellung des Gegengewichts 19 ist der Ausleger nach Lösen der Verbindung
mit der Last, d.h.
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der unbelastete Ausleger, wieder im Gleichgewicht.
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Wenn es sich um Lasten handelt, die in größeren Stückzahlen zu handhaben
sind und die je ein gleiches Gewicht aufweisen, kann die Anschlagschraube 26 des
äußeren, zweiten Anschlags vorzugsweise so voreingestellt werden, daß bei an ihr
anliegendem Gegengewicht 19 der mit der Last belastete Ausleger im Gleichgewichtszustand
ist. Die Anschlagschraube 26 könnte auch so voreingestellt sein, daß sie, als Arbeitsbereichsbegrenzung
wirkend, das Gegengewicht 19 in einer Endstellung festlegt, die dem Gleichgewichtszustand
bei Belastung des Auslegers mit der zulässigen Höchstlast entspricht.
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Es ist zu bemerken, daß ein durch die Lageeinstellung des Gegengewichts
19 auf dem als Träger für dieses dienenden Teil 18 hergestellter Gleichgewichtszustand
erhalten bleibt unabhängig von Änderungen der Neigungslage des Auslegers, d.h. unabhängig
von Schwenkbewegungen, die das Parallelogrammgestänge um die Achsen 13 und 14 beim
Handhaben des Auslegers durch die Bedienungsperson durchführt.
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Um zu verhindern, daß der Gleichgewichtszustand durch eine Verschiebung
des Gegengewichts 19 ungewollt aufgehoben werden könnte, falls im Zylinder 20 ein
Druckverlust auftreten sollte, ist als Sicherheitseinrichtung IineFederdruckhrmse
35 vorgesehen, die bei Druckverlust selbsttätig anspricht und den Schenkel 11 des
Parallelogramms gegen eine Schwenkbewegung um die Achse 14 verriegelt.
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Damit bei einer ungenauen Einstellung der vertikalen Schwenkachsen
10 und 32 der Ausleger nicht zum Weglaufen in der horizontalen Ebene neigt, sind
eine Federdruckbremse 36, die auf die Drehbewegung des oberen Teils 8 relativ zum
unteren Teil 5 der Säule bremsend einwirkt, sowie eine weitere Federdruckbremse
37 vorgesehen, die die Drehbewegung des Arms 3 relativ zum Schenkel 12 um die Schwenkachse
32 abbremst. Bei den Bremsen 36 und 37 kann es sich um elektromagnetisch mittels
Steuertasten 38 bzw. 39 steuerbare Bremsen handeln.