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Bezeichnung: Selbstnivellierende Hubarbeitsbühne
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Hubarbeitsbühne der im Gattungsbegriff
des Patentanspruchs 1 bezeichneten Art.
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Bei einer bekannten Hubarbeitsbühne dieser Art mit einer selbstnivellierenden
Arbeitsplattform (f+h - fördern und heben 31 (1981) Nr. 2, Seiten 87 und 88) wird
die Steuerung der waagerechten Lage der Arbeitsplattform durch ein eingebautes Pendel
bewirkt. Dieses Pendel sendet bei jeder Veränderung aus seiner senkrechten Lage
ein Signal aus, das elektronisch verstärkt auf ein hydraulisches Proportionalventil
weitergeleitet wird. Dieses Ventil steuert parallel zueinander angebrachte, doppelt
wirkende Zylinder, welche die Arbeitsplattform immer in waagerechter Lage halten.
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Bekanntlich haben Stellzylinder nur einen begrenzten Hubbereich.
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Dadurch ist ein wesentlicher Nachteil der bekannten Hubarbeitsbühnen
begründet, es läßt nämlich die gewünschte Nivellierung der Hubarbeitsbühne nur über
einen begrenzten Neigungswinkel des Auslegers erreichen. Ein Waagerechthalten der
Arbeitsplattform über einen Neigungswinkel von etwa 270 Grad des neigungsverstellbaren
Auslegers, wie er mit Arbeitsbühnen durchfahren werden muß, die beispielsweise für
Unterflurarbeiten an Brücken geeignet sind, kann mit den bekannten Stellzylindern
als Stellmotore der Arbeitsbühne nicht erzielt werden.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hubarbeitsbühne
der
eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die selbsttätige Nivelliervorrichtung
die Einstellung eines beliebigen Neigungswinkels des Auslegers über volle 360 Grad
erlaubt.
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Diese Aufgabe wird bei einer Hubarbeitsbühne der gattungsgemäßen Art
nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Der besondere Vorteil einer erfindungsgemäßen Hubarbeitsbühne liegt
darin, daß insbesondere bei mehrgliedrigen Auslegern, bei denen das der Hubarbeitsbühne
benachbarte Glied einen Schwenkwinkel von 270 Grad und mehr überstreichen kann,das
Getriebe aufgrund seiner drehenden Abtriebswelle jeder beliebigen Neigung des Auslegers
oder Auslegergliedes folgen kann und somit den Neigungswinkel des Auslegers bzw.
des Auslegergliedes nicht beschränkt. Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt sogar
Schwenkwinkel des Auslegers oder Auslegergliedes um 360 Grad,ohne daß die Wagerechthaltung
der Arbeitsplattform dadurch beeinträchtigt wäre. Dies wird auch dann erreicht,
wenn in bevorzugter Ausführung die Arbeitsbühne in aufrechtstehender Arnordnung
am Ende des Auslegers oder des Auslegergliedes angeordnet ist.
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Die weiteren Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
und aus der nachstehenden Beschreibung.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
noch weiter erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 in schematischer Seitansicht eine an
einem mehrgliedrigen Gelenksystem angeordnete Hubarbeitsbühne und Fig. 2 einen vereinfachten,
schematischen Schaltplan für die Niveauregelung der Hubarbeitsbühne nach Fig. 1.
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In Fig. 1 erkennt man einen Ausleger 1, der Teil eines mehrgliedrigen
Gelenkmastes
2 ist. Zum einen ist der Gelenkmast 2 als Ganzes in Höhenrichtung neigungsverstellbar,
zum anderen kann der Ausleger 1 über einen Zylinder 3 noch zusätzlich gegenüber
dem ihm benachbarten Mastglied verschwenkt werden.
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Am Außenende des Auslegers 1 ist eine Arbeitsbühne 4 gelagert.
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Sie besitzt eine Arbeitsplattform 5, die abgesehen von einem zulässigen
Toleranzwinkel grundsätzlich unabhängig von der Neigungsstellung des Auslegers 1
oder des gesamten Gelenkmastes 2 stets in horizontaler Ausrichtung gehalten werden
muß. Dazu.
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dient eine Niveauregelung bzw. Nivelliervorrichtung, die nachstehend
noch näher beschrieben wird.
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Die Arbeitsbühne 4 besitzt unterhalb der Plattform 5 ein Untergestell
6, das bis zu einer Schwenkachse 7 reicht, in der die Arbeitsbühne 4 und der Ausleger
1 relativ zueinander gedreht werden können. Die Schwenkachse 7 verläuft unterhalb
der Arbeitsbühne 4, die somit stehend in aufrechter Anordnung am Ende des Auslegers
1 angeordnet und durch die Niveauregelung unabhängig von jeder Winkellage des Auslegers
1 gehalten ist.
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Um die dafür notwendigen Stellkräfte auf die Arbeitsbühne 4 zu übertragen,
ist am Ende des Auslegers 1 ein Getriebe 8 angeflanscht, das zumindest eine Abtriebswelle
9 besitzt, auf die die Unterkonstruktion 6 der Arbeitsbühne 4 aufgesetzt ist. Die
Abtriebswelle 9 bestimmt daher die Lage der Arbeitsbühne 4 relativ zum Ausleger
1 und zum gesamten Gelenkmast 2, sie muß daher bei Änderung des Neigungswinkels
des Auslegers 1 drehend so verstellt werden, daß die Arbeitsbühne 4 immer in ihrer
aufrechten Lage bzw. deren Arbeitsplatte 5 in horizontaler Lage gehalten wird.
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Zijr 1erhöhung der Sicherheit kann das Getriebe 8 auch zwei Abtriebswellen
9 besitzen, die unabhängig voneinander dann mit dem Untergestell 6 der Arbeitsbühne
4 verbunden sind. Die Arbeitsbühne 4 kann darüber hinaus noch eine geteilte Arbeitsplattform
5 haben, dann ist es zweckmäßig, für jeden Teil der Arbeitsplattform 5 eine Abtriebswelle
9 des Getriebes 8 vorzusehen,
wobei zweckmäßig die zwei oder mehreren
Abtriebswellen 9 des Getriebes 8 in der Schwenkachse 7 der Bühne 4 liegen. Grundsätzlich
können die Abtriebswellen 9 des Getriebes 8 aber auch noch über Zwischenräder oder
Zahnriemen beispielsweise mit der Arbeitsbühne 4 verbunden sein.
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Das Getriebe 8 ist auf seiner Antriebsseite mit einem Stellmotor 10
verbunden, bei dem es sich im Falle eines Hydraulikantriebs um einen Ölmotor handelt.
Dieser ölmotor 10 wird über eine Proportionalsteuerung entsprechend dem Neigungswinkel
des Auslegers 1 bzw. des gesamten Gelenkmastes 2 angesteuert.
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Fig. 2 zeigt schematisch eine solche Steuerungsvorrichtung, die beim
Ausführungsbeispiel aus einer Kombination von elektrischen und hydraulischen Steuerungselementen
besteht. Anstelle der hydraulischen Elemente können aber auch elektrische Elemente
Verwendung finden, so daß als Stellmotor 10 am Getriebe 8 der Arbeitsbühne 4 auch
ein Elektromotor zum Einsatz kommen kann.
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Der Stellmotor in Fig. 2 wird über ein Proportionalventil 13 in seinen
beiden Drehrichtungen gesteuert. Das Proportionalventil ist elektrisch mit einem
neigungsabhängigen Schaltorgan 11 verbunden, das an der Arbeitsbühnr 4 bzw. deren
Arbeitsplattform 5 angeordnet ist. Beim Ausführungsbeispiel besteht das neigungsabhängige
Schaltorgan 11 aus zwei Quecksilberschaltern 11 a und 11 b, von denen jeder einer
bestimmten Drehrichtung des Stellmotors 10 zugeordnet ist. Dies reicht zur Neigungsregelung
der Arbeitsplattform 5 bzw. der Arbeitsbühne 4 aus, da die Arbeitsbühne gegenüber
dem Ausleger 1 nur zweidimensional in Richtung einer einzigen Schwenkebene, die
durch den Ausleger 1 hindurchgeht, beweglich ist.
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Die beiden Quecksilberschalter 11 a und 11 b sind mit zugehörigen
Funktionsgliedern 12 a und 12 b elektrisch verbunden, die lediglich als Blockschaltbild
schematisch wiedergegeben sind. Die beiden Funktionsglieder 12 a und 12 b bestimmen
für jede Drehrichtung des Stellmotors 10 die Anfangsbeschleunigung und die
Geschwindigkeit,
mit der der Stellmotor 10 über das Proportionalventil 13 in Gang gesetzt wird. Die
Beschleunigungs- und Geschwindigkeitswerte für den Stellmotor 10 sind durch die
Funktionslieder 12 a und 12 b vorteilhaft fest einstellbar. Entsprechend sind die
Funktonsglieder 12 a und 12 b mit regelbaren Magneten 14 a und 14 b elektrisch verbunden,
welche die mechanische Verstellung des Proportionalventils 13 bewirken.
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Es ist von besonderer Wichtigkeit, daß die über das Proportionalventil
13 und den Stellmotor 10 bewirkte Drehung der Abtriebswellen 9 des Getriebes 8,
mit dem die Bühne 4 verbunden ist, mit einer höheren Winkelgeschwindigkeit erfolgt
als der Ausleger 1 bei Veränderung seiner Neigungslage verstellt wird. Das bedeutet,
daß die Arbeitsbühne 4 stets zwischen zwei, beispielsweise durch die zulässige Toleranzneigung
vorgegebenen Neigungsendlagen pendelt, wobei die Pendelamplitude dann einseitig
verändert wird, wenn der Ausleger 1 bzw. der gesamte Gelenkmast 2 seinen Neigungswinkel
ändert. Die Pendelfrequenz der Arbeitsbühne 4 kann so eingerichtet werden, daß sie
für auf der Arbeitsplattform 5 stehende Personen nicht störend ist. Die Endpunkte
der Pendel bewegung der Hubarbeitsbühne um die horizontale Nullage werden durch
die Quecksilberschalter 11 a und 11 b bestimmt, bei deren Ansprechen jeweils die
Drehrichtung des Stellmotors umgekehrt wird, zweckmäßig handelt es sich bei den
Schaltern 11 um gedämpfte Quecksilberschalter. Durch geeignete Schaltungsmaßnahmen
beispielsweise bei den Funktionsgliedern 12 kann auch sichergestellt werden, daß
in den Umkehrpunkten der Pendelbewegung der Bühne 4 ein nachteiliges Rucken unterdrückt
wird, dazu kann man beispielsweise einen geringen Nachlauf mit bestimmbarer Verzögerung
vor dem Umkehren der Schwenkrichtung der Bühne 4 vorsehen.
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Auch mit der Konstruktion der Bühne 4 selbst kann man Einfluß auf
die gewünschte Pendelung nehmen. Um unterschiedliche Momente in beiden Schwenkrichtungen
der Bühne 4 nach Möglichkeit zu vermeiden, legt man zweckmäßig den Schwerpunkt der
unbelasteten Bühne 4.
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in diejenige Vertikalebene, die durch die Schwenkachse 7 der Bühne
4 hindurchgeht. Wie dazu Fig. 1 erkennen läßt, liegt die
geometrische
Mittenebene der Bühne 4 in Vertikalrichtung gesehen in der durch die Schwenkachse
7 hindurchgehenden Vertikalebene.
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Zudem kann man den Abstand der seitlichen Außenkanten in Querrichtung
zur Schwenkachse 7 gering halten, will man die Arbeitsbühne 4 vergrößern, kann dies
in Parallelrichtung zur Schwenkachse 7 geschehen.
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Die fest vorgegebenen Beschleunigungs- und Geschwindigkeitswerte für
die Stellbewegung der Arbeitsbühne 4 in ihren beiden Schwenkrichtungen erfordern
es, daß dem Proportionalventil 13 ein konstanter Anteil der Förderleistung der erforderlichen
Hydraulikpumpe zur Verfügung gestellt wird. Dazu ist, wie Fig. 2 weiter zeigt, das
Proportionalventil 13 über eine Leitung 15 mit einer Drossel 16 verbunden, die mit
einem Zulauf 17 über ein übliches Druckbegrenzungsventil 18 mit einer fremd angetriebenen
Hydraulikpumpe 19 verbunden ist. Die Hydraulikpumpe 19 ist ein zentrales Antriebsaggregat,
das insbesondere bei selbstfahrenden Hubarbeitsbühnen auch die Stellantriebe des
Auslegers 1 und des Gelenkmastes 2, wie beispielsweise den Zylinder 3, versorgt.
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Deshalb ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 die Pumpe 19 über
eine weitere Leitung 22 mit einem zweiten Proportionalventil 23 verbunden, das einen
doppelt wirkenden Stellzylinder 24 steuert, bei dem es sich beispielhaft um den
Stellzylinder für den gesamten Gelenkmast 2 handeln kann.
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Das Proportionalventil 23 kann vorzugsweise über Fahrhebel, von denen
sich zumindest einer auch an der Arbeitsbühne 4 befindet, angesteuert werden. Beispielsweise
können über einen solchen Fahrhebel Stellpotentiometer 25 a und 25 b für Anheben
oder Absenken der Neigungsrichtung des Gelenkmastes 2 und/oder des Auslegers 1 betätigt
werden, die ebenfalls wieder über Funktionsglieder 26 a und 26 b auf Stellmagnete
27 a und 27 b des Proportionalventils 23 geschaltet sind. Die Funktionsglieder 26,
die dem zweiten Proportionalventil 23 zugeordnet sind, bestimmen im wesentlichen
die maximale Winkelgeschwindigkeit, mit der sich
der Ausleger 1
oder der gesamte Gelenkmast 2 auf oder ab bewegt.
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Diese Winkelgeschwindigkeit muß auf jeden Pall kleiner als die Winkelgeschwindigkeit
sein, mit der die Bühne 4 in ihrer positiven oder negativen Neigungsrichtung laufend
pendelnd verstellt wird.
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Zur Sicherheit ist in den Pumpenzulauf 17 noch ein Zweiwegerückschlagventil
20 eingefügt, das von einem an der Arbeitsbühne 4 sitzenden Neigungsschalter 21
über einen Elektromagneten 28 betätigt wird. Der Neigungsschalter 21 ist so ausgewählt,
daß er bei Überschreiten eines zulässigen Neigungswinkels der Arbeitsbühne 4 in
ihren beiden Schwenkrichtungen anspricht. Im letzteren Falle nimmt das Zweiwegerückschlagventil
20 die in Fig. 2 gezeigte Lage ein und sperrt das gesamte Hydrauliksystem zur Verstellung
des Gelenkmastes 2 und der Arbeitsbühne 4 ab, um sofort weitere Bewegungen der Arbeitsbühne
4 zu unterbinden. Dies wird dadurch ergänzt, daß das die Arbeitsbühne 4 unmittelbar
in der Neigungsrichtung verstellende Getriebe 8 eine Selbsthemmung besitzt. Selbst
bei Druckausfall im Hydrauliksystem würde dadurch die Hubarbeitsbühne 4 nicht abkippen.
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Anders, als in der in Fig. 1 gezeigten aufrechten, stehenden Anordnung,
kann die Arbeitsbühne 4 am Aus-leger des Gelenkmastes 2 auch hängend angeordnet
sein, wobei auch hier die Schwenkachse der Arbeitsbühne 4 die mit der Getriebeabtriebswelle
9 fluchtende Schwenkachse 7 ist. Auch bei hängender, pendelnder Anordnung der Arbeitsbühne
4 kann es vorteilhaft sein, über das Getriebe 8 eine Zwangsführung der Arbeitsbühne
4 zu erreichen.
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Nach Fig. 2 des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
sind der Stellantrieb für den Gelenkmast 2 und der Proportionalantrieb für die Arbeitsbühne
4 gemeinsam an den einzigen Förderkreis der Pumpe 19 angeschlossen. Man kann den
konstanten Förderanteil, den der hydraulische Stellmotor 10 der Arbeitsbühne 4 benötigt,
aber auch durch eine Tandempumpe zur Verfügung stellen, damit sichergestellt ist,
daß der Hydraulikantrieb für die Arbeitsbühne 4 stets primär gegenüber dem Antrieb
für den
Gelenkmast 2 versorgt wird.
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Grundsätzlich kann anstelle des Hydraulikantriebs für die Bühne 4
auch ein geregelter Elektromotor, wie ein geregelter Gleichstrommotor eingesetzt
werden, wobei dann die Proportionalsteuerung auf elektrischem Wege erfolgt.
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Schließlich ist es für die Sicherheit der Bedienungspersonen in der
Arbeitsbühne 4 noch von erheblichem Vorteil, wenn eine sogenannte Handabsenkung
der Bühne 4 möglich ist. Dazu kann ein mechanischer Antrieb mit einer Handkurbel
an der Bühne 4 dienen, die von der Arbeitsplattform 5 aus von Hand erreichbar ist,
und die über mechanische Xupplungsglieder, wie eine Gelenkwelle oder eine biegsame
Welle, zweckmäßig mit der Antriebswelle des Getriebes 8 verbunden ist. Die Antriebswelle
des Getriebes 8 kann somit zwei Anschlüsse haben, zum einen für den Stellmotor 10
und zum anderen für den vorerwähnten Handantrieb.