-
Pneumatisch betätigbares Hebezeug
-
Die Erfindung betrifft ein pneumatisch betätigbares Hebezeug, bestehend
aus einem etwa zylindrischen Gehäuse und aus einem zentral im Gehäuse angeordneten
Flaschenzug mit zwei Rollenblöcken, von denen einer Sfest in einem Gehäusemittelteil
und der andere in einem in Achsrichtung des Gehäuses verschiebbaren Rahmen angeordnet
ist, wobei ein Teil des Gehäuses den Zylinder einer Kolben/Zylindereinheit bildet
und der Rahmen über zwei Kolbenstangen mit dem Kolben der Kolben/Zylindereinheit
verbunden ist.
-
Ein Hebezeug dieser Art ist aus der DE-PS 26 32 546 bekannt. Diese
Hebezeuge haben die Vorteile ihrer Bauart gegenüber motorgetriebenen Hebezeugen
unter Beweis gestellt, nämlich die einfache und daher billige Herstellbarkeit, den
geringen Preßluftverbrauch und die geringe Geräuschentwicklung.
-
Eine weitere Besonderheit dieser bekannten Hebezeuge gegenüber den
selbsthemmenden oder mit einer Haltebremse gekoppelten Hebezeugen mit Motorantrieb
besteht in der Elastizität, mit der der Arbeitszylinder die Last hebt und hält.
Die- -se Eigenschaft ist in vielen Fällen durchaus als sog. "Balancer-Effekt" erwünscht,
jedoch bildet sie andererseits ein erhebliches Sicherheitsrisiko, das bisher der
breiten Einführung dieses Hebezeugtyps im Wege stand. Beim unbeabsichtigten Abreißen
oder Abgleiten einer Last wird nämlich das schon unter Zugkraft gesetzte Zugseil
mit Lasthaken und Belastungsgewicht mit großer Energie nach oben schnellen und dabei
nur allzu leicht Verletzungen oder Beschädigungen herbeiführen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Hebezeug der
eingangs genannten Art dieses Sicherheitsrisiko auszuschalten.
-
Für die gestellte Aufgabe sind erfindungsgemäß wahlweise zwei Lösungen
vorgesehen, von denen die erste darin besteht, daß wenigstens ein mit dem Kolben
gekoppelter Bremszylinder vorgesehen ist, der bei plötzlichem Lastabfall selbsttätig
durch ein Schaltventil mit Druckluft beaufschlagbar ist und dadurch der Bewegung
des Kolbens entgegenwirkt, während die zweite Lösung darin besteht, daß ein mit
dem Kolben gedoppelter Bremszylinder vorgesehen ist, der mit einer im Gehäuse axial
beweglich angeordneten Kolbenplatte zusammenwirkt und bei plötzlichem Lastabfall
eine mit der Kolbenplatte verbundene mechanische Bremse auslöst, die auf bewegte
Teile des Flaschenzuges wirkt.
-
Obwohl jede der beiden Lösungen für sich allein eine ausreichende
Wirkung bringt, können auch beide Lösungen ganz oder teilweise kombiniert werden.
Wird die Lösung mit der Bremse vorgesehen, kann bereits mit dem Staudruck die Auslösung
der Bremse erfolgen, der bei plötzlichem Lastabfall im Bremszylinder entsteht. Es
kann aber diese Wirkung auch durch zusätzliche Zuführung von Druckluft zum Bremszylinder
über das Schaltventil verstärkt werden.
-
Aus der DE-PS 808 277 ist es zwar bekannt, den den beweglichen Rollensatz
tragenden Rahmen auf einen Bremszylinder arbeiten zu lassen, der ein Drosselventil
besitzt, das bei normalen Arbeitsbedingungen einen Überdruck im Bremszylinder nicht
entstehen läßt, während bei plötzlichem Lastabfall im Bremszylinder ein Staudruck
erzeugt werden soll, der der Bewegung des beweglichen Rollenblockes entgegenwirken
soll. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß der hier aufgebaute Staudruck nicht ausreicht,
um das eingangs erwähnte Sicherheitsrisiko in ausreichendem Maße auszuschließen.
Dies wird erst durch die Erfindung dadurch erreicht, daß die Bremswirkung durch
Zufuhr
von Preßluft in den oder die Bremszylinder und/oder durch
zusätzliche mechanische Bremsung unterstützt wird. Die Preßluft wird dabei dem Arbeitszylinder
des Hebezeugs entnommen, so daß dadurch gleichzeitig die Antriebsenergie des Kolbens
herabgesetzt wird.
-
Da das Hochschnellen des Lasthakens sehr schnell abgebremst werden
muß, kommt es darauf an, die Luftwege von der Kolben/Zylindereinheit über das Schaltventil
zu dem Bremszylinder oder den Bremszylindern so kurz, so direkt und so weiträumig
und das Schaltventil so schnell wirkend wie möglich zu gestalten. Aus diesem Gr-nde
wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das Schal--ventil in den Kolben des
Arbeitszylinders eingebaut, wobei besonders kurze Leitungswege möglich sind und
außerdem die Massenträgheit der beweglichen Ventilteile zusätzlich oder allein zum
Öffnen des Schaltventils benutzt werden kann. An sonsten wird das Schaltventil durch
den Staudruck in einem der Bremszylinder gesteuert.
-
Die Kolbenstangen können in Weiterbildung der Erfindung als Luftleitungen
für die Entlüftung des Steuerteils des Schaltventils oder zum Anschluß eines zweiten
Bremszylinders genutzt werden, indem sie hohl ausgeführt werden.
-
Als mechanische Bremse kann ein Bremsklotz vorgesehen werden, dessen
Formgebung bei Andruck die Abbremsung der Seile und/oder der Seilrollen des Flaschenzuges
ermöglicht.
-
Eine andere Ausführung der Bremse wirkt auf die Kolbenstangen.
-
Die mechanische Bremse besteht dabei aus die Kolbenstangen umfassenden
Konen mit Längsschlitzen und innen liegenden Bremsbelägen und Gegenkonussen, wobei
je ein Konus an der Kolbenplatte und der Gegenkonus am Mittelteil befestigt ist.
In Abwandlung der auf die Kolbenstangen wirkenden Reibungsbremse
kann
die Kolbenplatte außermittig fest, z. B auf einem Nocken des Mittelteils und im
übrigen nur durch eine Feder abgestützt werden, wobei die Durchbrüche für die Kolbenstangen
in der Kolbenplatte dazu dienen, bei Schrägstellung derselben die Kolbenstangen
abzubremsen.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
-
In der Zeichnung bedeuten: Fig. 1 ein Hebezeug im Vertikalschnitt,
bei dem zwei Bremszylinder mit Druckluft beaufschlagbar sind; Fig. 2 eine Vertikalschnittsdarstelluny
einer anderen Ausführungsform eines Hebezeugs, bei dem nur ein mit Druckluft beaufschlagbarer
Bremszylinder vorgesehen ist, wobei der Gegendruck aber zusätzlich auf eine mechanische
Bremse wirkt; Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch die Antriebsseite eines Hebezeugs
einer weiteren Aus führungsform mit einem durch den Staudruck gesteuerten Schaltventil
und einer mechanischen Bremse mit Bremsklotz; Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch
die Antriebsseite mit einem durch Massenträgheit gesteuerten Schaltventil und einer
Konusbremse; Fig. 5 einen Ausschnitt aus einem Hebezeug, der eine weitere Ausführungsform
der Bremse im Querschnitt darstellt.
-
Das in Fig. 1 dargestellte Hebezeug besteht aus einem zweiteiligen
zylindrischen Gehäuse 7, dessen Enden durch Bodenteile 8 bzw. 8a verschlossen sind.
Zwischen den beiden Gehäuseteilen befindet sich ein Mittelteil 3, in dem der eine
Rollenblock 4 eines Flaschenzuges gelagert ist. Die Achse des Rollenblocks 4 verläuft
senkrecht zur Achse des Gehäuses 7 und schneidet diese. Von dem festen Rollenblock
4 verläuft ein Seil 4a zu einem zweiten Rollenblock 5, der in einem Rahmen 6 gelagert
ist, der seinerseits im rechten Teil des zylindrischen Gehäuses 7 verschiebbar gelagert
ist, so daß der bewegliche Rollenblock 5 auf den festen Rollenblock 4 zu bewegt
bzw. von diesem entfernt werden kann. Die Bewegung des Rollenblocks 5 erfolgt mittels
eines Kolbens 2, der im linken Teil des zylindrischen Gehäuses 7 gelagert ist, und
der über zwei Kolbenstangen 12 und 14 mit dem Rahmen 6 verbunden ist. Die Kolbenstangen
verlaufen durch das Mittelteil 3. Das zylindrische Gehäuse 7 bildet links vom Kolben
2 einen Arbeitszylinder 1, in den über einen Einlaß 16 Druckluft eingeführt werden
kann. Diese Druckluft treibt den Kolben 2 an, so daß sich die Rollenblöcke 4 und
5 voneinander entfernen und damit eine am Haken ob hängende Last angehoben werden
kann.
-
Um nun bei einem plötzlichen Lastabfall, z. B.
-
durch Abgleiten der Last vom Haken 4b zu verhindern, daß das Zugseil
mit dem Lasthaken nach oben schnellt, ist der Raum zwischen dem Kolben 2 und dem
Mittelteil 3 als Bremszylinder 10 ausgebildet. Ferner ist im Kolben 2 ein Schaltventil
11 vorgesehen, durch das eine Verbindung zwischen dem Arbeitszylinder 1 und dem
Bremszylinder 10 über eine Öffnung 13 im Kolben 2 herstellbar ist. Diese Verbindung
wird durch das öffnen des Schaltventils 11 hergestellt, das durch den Staudruck
im Bremszylinder 10 auslöst wird, und zwar wenn der Staudruck durch plötzlichen
Lastabfall und die dabei eintwende ungewöhnlich hohe Vorlaufgeschwindigkeit des
Kolbens 2
einen bestimmten Grenzwert überschreitet. Der Bremszylinder
10 wird dann mit der im Arbeitszylinder 1 vorhandenen Druckluft beaufschlagt, wodurch
einerseits der Druck im Bremszylinder stark erhöht und zugleich der Druck im Arbeitszylinder
1 vermindert wird.
-
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Rahmen 6 abdichtend
im Gehäuse 7 geführt, so da13 zwischen dem Rahmen 6 und dem Bodenteil 8 ein weiterer
Bremszylinder 9 gebildet wird. Hierdurch kann die Bremswirkung zusätzlich unterstützt
werden, wobei die eine Kolbenstange 12 hohl ausgebildet ist und dadurch eine Verbindung
zur Zuführung von Druckluft geschaffen wird. Dabei kann die Bohrung der Kolbenstange
entweder unmittelbar mit dem Auslaß des Schaltventils 11 verbunden sein oder aber
auch in den Bremszylinder 10 münden.
-
Um den Bremszylindern 9 und 10 das ungehinderte Ansaugen von Außenluft
zu ermöglichen, werden kleine Rückschlagventile vorgesehen, z. B. ein Kugelventil
18 im Nittelteil 3 und ein Klappenventil 17 im Boden 8. Auch das Assschieben der
Luft aus den Bremszylindern muß im geringen Naße mörlich sein, um ein unerwünschtes
Ansprechen des Schaltventils 11 beim normalen Gebrauch des Hebezeugs zu vermeiden.
Zu diesem Zweck kann eine durch konstruktive Vereinfachung herbeigeführte geringe
Undichtigkeit des Bremszylinders genutzt liexden, z. B. durch Weglassen einer Dichtmanschette
am zugehörigen Bremskolben (6) oder der Dichtungen 19 an den Durchlässen der Kolbenstangen
12, oder die Rückschlagventile 17, 18 werden nicht vollständig schließend ausgebildet.
-
Das Schaltventil 11, das in Fig. 1 nur schematisch dargestellt ist,
wird weiter unten noch in zwei Beispielen anhand von Fig. 3 und Fig. 4 näher erläutert.
Die Entlüftunusleitung für den Steuerkolben des Schaltventils wird zweckm=-ßigerweise
durch die Kolbenstange 14 geführt, die zu diesem Zweck ebenfalls hohl ausgeführt
ist und mit einer ?ustrittsöffnung
14a versehen ist, die in den
Raum 15 zwischen dem Mittelteil 3 und dem Rahmen 6 mündet, der nicht vom Stau-und
Bremsdruck beaufschlagt ist.
-
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Hebezeug sind Gehäuse und Flaschenzug
gleich aufgebaut wie in Fig. 1. Hier ist zwischen dem Bodenteil 8 und dem Rahmen
24 ein Bremszylinder 20 vorgesehen, wobei im Rahmen 24 in den Bremszylinder hineinragende
Stifte 27 befestigt sind, auf denen eine Kolbenplatte 26 mit einem daran angebrachten
Bremsklotz 28 gleiten kann.
-
Der Bremsklotz 28 wirkt mit dem beweglichen Rollenblock 25 zusammen
und ist normalerweise von diesem abgehoben. Baut sich nun durch plötzlichen Lastabfall
im Bremszylinder 20 ein Staüdruck auf, kann hierdurch die Bremse ausgelöst und der
Bremsklotz 28, der der Form der Seilrollen und der daraufliegenden Seile angepaßt
ist, seine Bremswirkung entfalten. Es kann aber auch hier zur Erhöhung der Bremskraft
zusätzlich über ein Schaltventil 21 eine Verbindung zwischen dem Bremszylinder 20
und der Luftzuleitung 22 zum Arbeitszylinder 23 hergestellt werden.
-
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Hebezeuges vom Arbeitszylinder
23 über den Kolben 30, über den Bremszylinder 58 bis zur Achsmitte des festen Rollenblocks
29 im orizontalschnitt, wobei das Schaltventil wie in Fig. 1 im Arbeitskolben 30
angeordnet ist. Das Schaltventil besteht aus einem Ventilteller 31 in einer Ventilkammer
32, Federn 33 und einem Ventildeckel 34 mit Austrittsöffnungen 35 sowie einer Dichtung
36. Die Ventilkammer 32 ist mit der hohlen Kolbenstange 37 verbunden. Vor dem Mittelteil
38 ist die Kolbenplatte 39 mit dem Bremsklotz 40 und den Dichtungen 41 angeordnet,
deren AxialbeTçeg]ichkeit durch einen Sprengring 42 begrenzt wird. In der Rt estellung
liegt der Ventilteller 31 an der Dichtung 36 an, die in dem Ventildeckel 34 angeordnet
ist.
-
Diese Ausführung des Schaltventils vermeidet nicht nur besondere
Anbauten am Hebezeug für das Ventil und Leitungen, sie bietet auch extrem kurze
und weiträumige Verbindungswege vom Arbeitszylinder zu den Bremszylindern, insbesondere
wenn dieser an der Rückseite des Arbeitskolbens angeordnet ist.
-
Durch geeignete Flächenverhältnisse am Ventilteller 31 und entsprechende
Vorspannung der Federn 33 wird der Ansprechdruck des Ventils auf einen Wert eingestellt,
der sich durch Stau im Bremszylinder bei einer als gefährlich erachteten Kolbengeschwindigkeit
einstellt. Die dann sofort vom Arbeitszylinder in den Bremszylinder einströmende
Druckluft steigert den Steuerdruck und öffnet das Ventil vollends.
-
Bei der dargestellten Ausführung des Schaltventils unterstützt die
Massenträgheit des Ventiltellers 31 seine Öffnungsbewegung, wenn der Arbeitskolben
30 ruckartig vorwärtsbewegt wird. In vorteilhafter Weise kann dieser Effekt durch
eine extra schwere Ausbildung des Ventiltellers gesteigert werden.
-
Nach erfolgtem Druckausgleich, bzw. nach Abklingen der Beschleunigung
schließt das Ventil durch die Kraft der Federn 33, und die Betriebsbereitschaft
des Gerätes ist wiederhergestellt.
-
Fig. 4 zeigt ein Hebezeug auf der Seite des Arbeitszylinders 43 bis
zum Anfang des Mittelteils 44 im Vertikalschnitt mit dem Kolben 45 und dem in der
Ventilkammer 46 angeordneten Schaltventil, bestehend aus dem Ventilte]ler 47 mit
Federn 48 und dem Ventildeckel 49 mit Dichtung 50. Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist zwischen dem Ventilteller 47 und der Wand der Ventilkammer 46 eine Öffnung vorgesehen,
so daß kein Steuerzylinder entsteht und eine dazugehörige Entlüftungsleitung entfällt.
So können beide Kolbenstangen, wie die dargestellte 57 über die radialen Öffnungen
58 einem zweiten, nicht dargestellten Bremszylinder entsprechend Fig.l Druckluft
zuführen. Das Schaltventil wird in diesem Fall ausschließlich durch die Massenträgheit
seines Ventiltellers 47 gesteuert.
-
Die Bremse wirkt bei diesem Ausführungsbeispiel auf die Kolbenstangen
57. Vor dem Mittelteil 44 ist die Kolbenplatte 51 angeordnet, an der geschlitzte
Konusse 52 angebracht sind, die mit einem Bremsbelag versehen sind und die Kolbenstangen
53 lcse umgreifen. Die Kolbenplatte 51 wird durch Federn 54 und einen Sprengring
55 gehalten. Das Mittelteil 44 ist mit Gegenkonussen 56 vor den Durchgangslöchern
der Kolbenstangen ausgerüstet. Ein bestimmter Staudruck oder Bremsdruck drückt hier
die Konushülsen 52 so fest in die Gegenkonusse 56, daß die ersteren Kraftschluß
mit den Kolbenstangen bekommen und dann von diesen noch mehr hineingezogen werden.
Durch Reizung der Bremsbeläge auf den Kolbenstangen wird deren Bewegung abgebremst.
Bei Nachlassen des Luftdruckes auf die Kolbenplatte 51 - evtl. noch unterstützt
durch eine Gegenbewogung der olbenstangen infolge Zuges am Lasthaken - wird die
Bremse wieder gelöst und durch die Federn 54 in ihrer Ruhestellung gehalten.
-
Sowohl in Fig. 3 wie auch in Fig. 4 ist das Schaltventil in der oberen
Zeichnungshälfte im geschlossenen und in der unteren im geöffneten Zustand dargestellt.
-
Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt eines Hebezeuges im Bereich vor dem
Mittelteil 60 im Vertikalschnitt mit dem
Bremszylinder 61, der
Kolbenstange 62, der Kolbenplatte 63 und dem Sprengring 64 sowie einem am Mittelteil
60 angebrachten Nocken 65 und einer Feder 66. Hier stützt sich die Kolbenplatte
63 auf dem exzentrisch am Mittelteil 60 angebrachten Nocken 65 und einer oder mehreren
Federn 66 ab. Die Kolbenplatte ist dadurch kippbar angeordnet, wobei ihre Durchbrüche
für die Kolbenstangen für eine Verklemmung derselben bei chrägstellung der Kolbenplatte
sorgen Die Feder 66 bewirkt auch hier die Rückführung in die Ausgangslage. Diese
Bremse hat einen besonders hohen Selbstverstärkungseffekt, kommt also am ehesten
mit dem Staudruck allein aus.
-
Ebenfalls zur Sicherheit dient eine weitere Maßnahme, nämlich das
Totende 67 (Fig. 1 und 2) des Seils in eine nach außen offene Ausnehmung 68 des
Mittelteils zu legen. Dadurch ist es möglich, das Totende und die beim Betrieb immer
im Inneren des Gerätes verbleibende Seillänge zur Inspektion herauszuziehen.