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Vorrichtung zum Lageausgleich eines Arbeitskorbes
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Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Lageausgleich
eines zur Aufnahme einer Last, insbesondere einer oder mehrerer Personen,dienenden
Arbeitskorbes, der an einem in eine bestimmte Arbeitsposition bewegbaren, vorzugsweise
auf einem Fahrzeug angeordneten Ausleger -schwenkbar ist.
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In erster Linie bezieht sich die Erfindung auf Hubarbeitsbühnen, die
mobil einsetzbar sind. Dabei ist der Arbeitskorb durch den Ausleger der Hubarbeitsbühne
in beliebige Ebenen individuell bewegbar. Üblicherweise transportiert der Arbeitskorb
ein oder mehrere Personen, die von diesem
aus gezielte Aufgaben
zu verrichten haben und gleichzeitig hierzu Arbeitsmaterial und -hilfsmittel mitführen.
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Um während der Bewegung des Auslegers und in Endposition desselben
einen sicheren Stand der im Arbeitskorb befindlichen Personen und Gegenstände zu
gewährleisten, ist es erforderlich, daß der Arbeitskorb bezüglich seines Bodens
in jeder Stellung des Auslegers eine horizontale Lage aufweist. Insbesondere bei
mehrteiligen Auslegern, deren Auslegerabschnitte durch Gelenke miteinander verbunden
sind, tritt mit dem Verfahren des am Arbeitskorb angelenkten Auslegerabschnittes
eine relativ große Verschwenkung desselben auf. Hierzu ist es notwendig, den Arbeitskorb
schwenkbar am äußeren Ende des Auslegers anzuordnen, so daß dieser beim Bewegen
des Auslegers im Bedarfsfalle relativ zu demselben schwenkbar ist, damit der Boden
des Arbeitskorbes seine horizontale Lage annähernd beibehält.
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Hierzu sind die Hubarbeitsbühnen mit einem Ausgleichssystem ausgerüstet,
das einen Lageausgleich bewirkt. Dazu sind mehrere Vorrichtungen bekannt, die in
Art und Aufbau im wesentlichen davon abhängen, welche Bauweise der Ausleger aufweist.
Üblicherweise werden Teleskopmasten oder Gelenkmasten, die in Kasten- bzw. Fachwerkbauweise
hergestellt sind, als Ausleger für Hubarbeitsbühnen verwendet.
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Demnach sind vorwiegend zwei unterschiedliche Systeme zum Lageausgleich
bekannt, die in Abhängigkeit von der Schwenkbewegung des Auslegers über einen Seiltrieb
bzw.
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über ein hydraulisch verschwenkbares Hebelgetriebe den Arbeitskorb
verstellen. Beide Systeme haben jedoch den Nachteil, daß sie nicht in allen Schwenkphasen
einen vollständigen Lageausgleich herbeiführen und nur einen maximalen Schwenkbereich
des Arbeitskorbes von 2700 zulassen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Lageausgleich
eines Arbeitskorbes vorzuschlagen,
die bei einfachem Aufbau einen
unabhängigen und vollständigen Lageausgleich in jeder Position des Arbeitskorbes
mit ausreichender Zuverlässigkeit ermöglicht und den einschlägigen Sicherheitsvorschriften
entspricht.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Lösung dieser Aufgabe dadurch
gekennzeichnet, daß der Arbeitskorb in eine von der Stellung des Auslegers unabhängige,
gleichbleibende Lage schwenkbar ist.
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Dazu ist im bzw. am Arbeitskorb ein Stellgrößengeber, insbesondere
ein Niveauschalter angeordnet, der bei einer entstehenden Abweichung des Bodens
des Arbeitskorbes aus einer Horizontalen, die als Bezugsgröße für den Niveauschalter
dient, in eine horizontale Ebene mitbewegt wird und durch ein entsprechendes Stellsignal
über ein Steuerorgan bewirkt, daß ein zwischen dem Ausleger und dem Arbeitskorb
angeordneter Schwenkantrieb diesen wieder in die gewünschte Lage schwenkt.
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Hierdurch wird in einfacher Weise die gewünschte Lage des Arbeitskorbes
völlig unabhängig von der Stellung des Auslegers exakt gleichgehalten. Nach einem
weiteren Vorschlag der Erfindung ist am Anlenkpunkt zwischen Ausleger und Arbeitskorb
eine Schleifringdurchführung angeordnet. Dadurch sind aus dem Arbeitskorb Versorgungs-
bzw. Steuerleitungen derart zum Schwenkantrieb zu führen, daß dieser unendliche
Winkeldrehungen ausführen kann, ohne daß irgendwelche Leitungen dabei stören bzw.
beschädigt würden.
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Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen zum Lageausgleich ermöglicht
die erfindungsgemäße Vorrichtung ein völlig unabhängiges und uneingeschränktes Verfahren
des Arbeitskorbes und damit optimale Einsatzbedingungen für die Hubarbeitsbühne.
Da durch die Schleifringdurchführung der
Versorgungs- bzw. Steuerleitungen
hieran keine Beschädigungen während des Arbeitseinsatzes der Hubarbeitsbühne mehr
auftreten können, wird die Sicherheit derselben wesentlich erhöht.
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Als Schwenkantrieb dient ein Hydraulikmotor, der von einer elektrisch
betriebenen Hydraulikpumpe über einen Hydraulikkreislauf speisbar ist. Um bei Ausfall
der Hydraulikpumpe bzw. des Elektromotors dennoch ein Verschwenken des Arbeitskorbes
zu ermöglichen, sind die beiden Anschlüsse des Hydraulikmotors durch eine zusätzliche
Hydraulikleitung und ein zwischengeschaltetes Notventil in Form eines handbetätigbaren
2/2-Wegeventiles überbrückbar. Bei normalem Betrieb befindet sich das Notventil
in einer Stellung, die die Leitung unterbricht, während bei Ausfall der ölversorgung
in Notstellung die Anschlüsse des Hydraulikmotors durch Betätigung des Notventils
überbrückbar sind, wodurch der Arbeitskorb infolge einer Schwerkrafteinwirkung von
selbst in seine horizontale Lage schwenkt. Geltende Sicherheitsvorschriften lassen
einen derartigen zwangsweisen Lageausgleich des Arbeitskorbes allerdings nur für
Notfallsituationen zu, wodurch dieser nicht als Ersatz eines starren Lageausgleichs
durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zu sehen ist.
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Weitere Merkmale der Erfindung betreffen die konstruktive Ausbildung
der Schleifringdurchführung sowie die Schaltung des Hydraulikkreislaufs.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand
von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1: eine mobile Hubarbeitsbühne in stark vereinfachter
Darstellung und unterschiedlichen
Schwenkpositionen eines Arbeitskorbes,
Fig. 2: eine vereinfachte Darstellung eines Ausführungsbeispiels zur An lenkung
des Arbeitskorbes an einen Ausleger, Fig. 3: eine stark vereinfachte Darstellung
eines zweiten Ausführungsbeispiels der Anlenkung des Arbeitskorbes dn den Ausleger,
0 Fig. 4: eine um 90 versetzte Darstellung des Anlenkpunktes gemäß der Fig. 3 in
vergrößertem Maßstab und Fig. 5: einen Schaltplan eines Hydraulikkreislaufs der
Vorrichtung.
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Die Fig. 1 zeigt eine mobile Hubarbeitsbühne, bei der der Ausleger
6, der als dreiteiliger Gelenkmast ausgebildet ist, mit einem Schwenkgestell 2 auf
einem Fahrzeug 3 angeordnet ist. Ein Arbeitskorb 4 ist mit dem Ausleger 6 gelenkig
verbunden. Zum Schwenken des Arbeitskorbes 4 in eine horizontale Ebene dient ein
Hydraulikmotor 12, der über zwei flexible Hydraulikschläuche-18,,19 von einer auf
dem Fahrzeug 3 angeordneten, als Antrieb 9 dienenden, elektromotorisch betriebenen
Hydraulikpumpe 27 mit Hydrauliköl speisbar ist. Ausgehend von einer Transportstellung,
bei der die einzelnen Teile des Auslegers 6 zusammengeklappt sind, zeigen die gestrichelten
Darstellungen vier mögliche Positionen des Arbeitskorbes 4, aus denen unterschiedliche
Relativstellungen desselben zum Ausleger 6 zu erkennen sind.
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Die Fig. 2 und 3 zeigen zwei Alternativen zur Anlenkung des Auslegers
6 an den Arbeitskorb 4.
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In der Fig. 2 sind Ausleger 6 und Arbeitskorb 4 über einen Anlenkpunkt
5 gelenkig miteinander verbunden.
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Am Boden 7 des Arbeitskorbes 4 befindet sich ein Niveauschalter 10
als Stellgrößengeber. Dieser dient dazu, bei einer aus einer horizontalen Sollage
abweichenden Lage des Bodens 7 am Arbeitskorb 4 ein Stellsignal an einen Hydraulikkreislauf
1 abzugeben, wodurch über eine entsprechende Drehbewegung des Hydraulikmotors 12
der Arbeitskorb 4 wieder in seine Sollage schwenkt. Als Niveauschalter 10 dient
vorzugsweise ein handelsüblicher flüssigkeitsgedämpfterPendelschalter. Ebenso sind
alternativ Kreiselschalter bzw. Quecksilberkippschalter als Niveauschalter zu verwenden.
Im Gegensatz zur Fig. 1 ist hier der Antrieb alternativ am Boden 7 des Arbeitskorbes
4 angeordnet. Ein zum Antrieb 9 gehörender Elektromotor 26 zum Antrieb der Hydraulikpumpe
27 erhält seine elektrische Energie entweder durch elektrische Leitungen vom Fahrzeug
3 oder aus einer am bzw. im Arbeitskorb 4 untergebrachten Batterie, die in der Fig.
2 nicht dargestellt ist.
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Eine Steuerung 8, von der aus der Ausleger 6 bedienbar ist, befindet
sich ebenfalls, wie es bei Hubarbeitsbühnen üblich ist, im Arbeitskorb 4.
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Infolge der für die Steuerung 8 und eventuell für den Antrieb 9 erforderlichen
Versorgungs- bzw. Steuerleitungen, die vom Ausleger 6 in den Arbeitskorb 4 zu führen
sind, ist dessen Schwenkbereich in diesem Ausführungsbeispiel begrenzt.
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Dagegen zeigt die Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel, wo der Ausleger
6 über einen Anlenkpunkt 13, an dem ebenfalls der Hydraulikmotor 12 angeordnet ist,
sich seitlich am Arbeitskorb 4 befindet. Dazu ist der Anlenkpunkt 13 in besonderer
Weise ausgebildet, wie es die Fig. 4 zeigt.
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Hierin weist der Anlenkpunkt 13 eine Schleifringdurchführung für die
Hydraulikleitungen 36, 40 auf. Dazu besteht dieser aus einem Gehäuse 23, welches
fest mit dem Ende des Auslegers 6 verbunden ist und zwei horizontal gegenüberliegende
Lager 15, 16 zur drehbaren Aufnahme einer Welle 11 aufweist. Ein Wellenende 17 der
Welle 11 steht mit einem Rotor 46 des Hydraulikmotors 12 in Verbindung, dessen Stator
57 fest mit einer Stirnseite 58 des Gehäuses 23 verschraubt ist. Ein gegenüberliegendes
Wellenende 14 ist in geeigneter Weise fest mit dem Arbeitskorb 4 verbunden.
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-In der Stirnseite des Wellenendes 14 befinden sich zwei in Längsrichtung
der Welle 11 gerichtete Bohrungen 20, 21, die innerhalb des Gehäuses 23 im Bereich
zweier Ringnuten 59, 60 eines auf der Welle 11 sitzenden Schleifringgehäuses 22
radial aus derselben heraustreten. Zwischen Schleifringgehäuse 22 und Welle 11 sorgen
drei Schleifringe 24 für eine Abdichtung der Ringnuten 59, 60 untereinander bzw.
zu den beiden Stirnseiten des Schleifringgehäuses 22.
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Eine an einer geeigneten Stelle zwischen der Stirnseite 58 im Inneren
des Gehäuses 23 und einer Stirnseite des Schleifringgehäuses 22 angeordnete Drehmomentenstütze
25 bewirkt, daß das Schleifringgehäuse 22 relativ zur drehbaren Welle 11 stillstehend
axial unverschieblich auf derselben fixiert ist.
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Durch derartige Ausbildung des Anlenkpunktes 13 gelangt vom Antrieb
9, der unter dem Boden 7 des Arbeitskorbes 4 angeordnet ist, das zum Antrieb des
Hydraulikmotors 12 am Ausleger 6 dienende Hydrauliköl über die beiden Hydraulikschläuche
18, 19 im Inneren des Arbeitskorbes 4 über entsprechende Anschlüsse am Wellenende
14, die nicht dargestellt sind, in die Bohrungen 20, 21. Durch diese gelangt das
Hydrauliköl in die beiden Ringnuten 59 bzw.
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60 des stillstehenden Schleifringgehäuses 22, von wo aus
es
über zwei Bohrungen 61, 62 in die an der Außenseite des Schleifringgehäuses 22 angeschlossenen
Hydraulikleitungen 36, 40, die durch zwei weitere Bohrungen 63, 64 im Gehäuse 23
zu den zwei Anschlüssen 37, 39 am Hydraulikmotor 12 geleitet sind, gelangt.
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Die durch die Welle 11 bzw. das Schleifringgehäuse 22 getrennten Hydraulikschläuche
18, 19 bzw. Hydraulikleitungen 36, 40 sind somit völlig unabhängig von Relativbewenungen
zwischen dem Arbeitskorb 4 und dem Ausleger 6 am Anlenkpunkt 13. Somit kann eine
beliebige Verdrehung zwischen dem Arbeitskorb 4 und dem Ausleger 6 stattfinden,
ohne daß dadurch die Hydraulikschläuche 18, 19 bzw.
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Hydraulikleitungen 36, 40 unzulässig verdreht bzw. zerstört werden.
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Die Steuerung 8 für die Bedienung des Auslegers 6 befindet sich vorteilhafterweise
am Fahrzeug 3, damit die mit ihr zusammenhängenden Steuerleitungen nicht in den
Arbeitskorb 4 geführt werden brauchen. Dadurch, daß außer dem Niveauschalter 10
auch der gesamte Antrieb 9 mit Elektromotor 26, Hydraulikpumpe 27 und mindestens
einer Batterie zum Antrieb des Elektromotors am bzw. im Arbeitskorb 4 befestigt
ist, sind auch für den Antrieb 9 keine weiteren Versorgungs- bzw. Steuerleitungen
notwendig, so daß der Antriebskorb 4 eine autarke Einheit darstellt.
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Alternativ ist der Antrieb 9 auf dem Fahrzeug 3 anzuordnen, wie in
Fig. 1 dargestellt. In diesem Falle ist im Anlenkpunkt 13 anstatt der Schleifringdurchführung
für Hydrauliköl eine ähnliche Schleifringführung an sich bekannter Art zur Stromübertragung
notwendig.
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Fig. 5 zeigt einen den Antrieb 9 und den Hydraulikmotor 12 verbindenden
Hydraulikkreislauf 1.
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Der Hydraulikkreislauf 1 wird durch die Hydraulikpumpe 27,
die
der Elektromotor 26 antreibt, mit Hydrauliköl gespeist.
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Die Hydraulikpumpe 27 und der Elektromotor 26 sind entweder aus zwei
separaten Elementen zusammengekuppelt bzw. bestehen aus einem Element (Tandem-Motor).
Das Hydrauliköl für den Hydraulikkreislauf 1 stammt aus einem direkt an der Hydraulikpumpe
27 angeordneten Hydrauliköltank 28 oder alternativ dazu aus einem Hydrauliköltank
am Fahrzeug 3, wenn die Hydraulikpumpe 27 mit dem Antrieb 9 an demselben angeordnet
ist. Von der Hydraulikpumpe 27 gelangt das von ihr geförderte Hydrauliköl über die
Hydraulikleitung 29 zu einem elektrisch betätigbaren 4/3-Wegeventil 30. Dieses erlaubt
in unbetätigter (mittiger) Stellung keinen Öldurchfluß, so daß das geförderte Hydrauliköl
an einer Abzweigung 54 zu einem Druckbegrenzungsventil 31 gelangt. Dieses gibt infolge
des durch das unbetätigte 4/3-Wegeventil 30 ansteigenden Druckes in der Hydraulikleitung
29 den Öldurchfluß über eine Rücklaufleitung 38 zum Hydrauliköltank 28 frei. Je
nach Neigungsrichtung des Arbeitskorbes 4 gibt der Niveauschalter 10 über eine der
beiden Elektrosteuerleitungen 55, 56 ein Steuersignal zu einem der beiden Betätigungsmagnete
43, 44 des 4/3-Wegeventils 30 ab. Hierdurch wird je nach Steuersignal das 4/3-Wegeventil
30 betätigt, so daß entweder ein Öldurchfluß gemäß der Stellung "A" bzw. "B" geschieht.
In der Stellung "A" gelangt das Hydrauliköl über die Hydraulikleitung 29 über einen
flexiblen -Hydraulikschlauch 18 von dem Teil des Hydraulikkreislaufes 1,der am Antrieb
9 sitzt, in den Teil am Anlenkpunkt 5 bzw. 13. Von dort aus führt eine Hydraulikleitung
36 zu einem entsperrbaren Rückschlagventil 33 und von dort aus weiter zu dem Anschluß
37 des Hydraulikmotors 12. Über die Hydraulikleitung 40 fließt das vom Anschluß
39 abfließende Hydrauliköl zu einem zweiten entsperrbaren Rückschlagventil 35 und
von dort aus über eine0 weiteren Hydraulikschlauch 19 zurück über das 4/3-Wegeventil
30 durch eine daran anschließende Hydraulikleitung 41 und einen Ölfilter 42 in den
Hydrauliköltank 28.
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Die Stellung "B" des 4/3-Wegeventils 30, die einem Verdrehen des
Arbeitskorbes 4 in die entgegengesetzte Richtung entspricht, läßt den Hydraulikmotor
12 in entgegengesetzte Richtung drehen, wobei das Hydrauliköl hinter dem 4/3-Wegeventil
30 entgegengesetzt fließt.
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Die entsperrbaren Rückschlagventile 33, 35 verh!indern, daß bei unbetätigter
Stellung d-es 4/3-Wegeventils 30 der Hydraulikkreislauf 1 auf der Seite des Hydraulikmotors
12 geschlossen ist und damit der Hydraulikmotor 12 sowie der damit verbundene Arbeitskorb
4 frei drehen!können indem die Rückschlagventile 33, 35 den Hydraulikölabfluß über
die beiden Hydraulikleitungen 36, 40 vom Hydraulikmotor 12 sperren.
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Nimmt das 4/3-Wegeventil 30 die Stellung "A" ein, so wird - soweit
sich ein Öldruck in der Hydraulikleitung 36 aufbaut - dieser über eine Abzweigung
52 durch eine Steuerleitung 34 zum Rückschlagventil 35 geleitet, welches dadurch
entsperrbar ist und einen öldurchfluß in Sperrichtung desselben ermöglicht. Analog
ist in der Stellung "B" des 4/3-Wegeventils 30 über eine Abzweigung 53 und eine
Steuerleitung 47 das Rückschlagventil 33 entsperrbar, wodurch auch bei entgegengesetzter
Drehrichtung des Hydraulikmotors 12 das über die Hydraulikleitung 36 abfließende
Hydrauliköl in den Hydrauliköltank zurückfließt.
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Um bei Schäden am Hydraulikkreislauf 1 bzw. bei Ausfall des Antriebs
9 zu verhindern, daß eine Veränderung der Relativlage zwischen Arbeitskorb 4 und
Ausleger 6 möglich ist, ist ein Notventil 45in Form eines 2/2-Wegeventils in unmittelbarer
Nähe der Anschlüsse 37, 39 mit zwei Hydraulikleitungen 48, 49 über zwei Abzweigungen
50, 51 zwischen den beiden Hydraulikleitungen 36, 40 angeordnet. In der Stellung
"C", die einer Betriebsstellung des Hydraulikkreislaufes 1 entspricht, ist der Hydrauliköldurchfluß
durch das Notventil 45 gesperrt. Sobald ein Schaden am
Antrieb
9 bzw. am Hydraulikkreislauf 1 auftritt, ist das Notventil 45 vom Arbeitskorb 4
von Hand in die Stellung "D" schaltbar. Dadurch werden die Anschlüsse 37, 39 mittels
der Hydraulikleitungen 36, 40; 48, 49 überbrückt,und der Rotor 46 des Hydraulikmotors
12 ist frei drehbar, womit der Arbeitskorb 4 infolge Schwerkrafteinwirkung frei
in seine Sollage pendelt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich außer für die im Ausführungsbeispiel
dargestellte mobile Hubarbeitsbühne ebenso für ortsfeste Hubarbeitsbühnen und ähnliche
Hubgeräte, die einen an einem schwenkbaren Ausleger angeordneten: Lastkorb aufweisen.
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Bezugs z e ich e n 1 ist e 1 Hydraulikkreislauf 2 Schwenkgestell 3
Fahrzeug 4 Arbeitskorb 5 Anlenkpunkt 6 Ausleger 7 Boden 8 Steuerung 9 Antrieb 10
Niveauschalter 11 Welle 12 Hydraulikmotor 13 Anlenkpunkt 14 Wellenende 15 Lager
16 Lager 17 Wellenende 18 Hydraulikschlauch 19 Hydraulikschlauch 20 Bohrung 21 Bohrung
22 Schleifringgehäuse 23 Gehäuse 24 Schleifring 25 Drehmomentenstütze 26 Elektromotor
27 Hydraulikpumpe 28 Hydrauliköltank 29 Hydraulikleitung 30 4/3-Wegeventil 31 Druckbegrenzungsventil
33 Rückschlagventil 34 Steuerleitung 35 Rückschlagventil 36 Hydraulikleitung 37
Anschluß 38 Rücklaufleitung 39 Anschluß 40 Hydraulikleitung 41 Hydraulikleitung
42 Ölfilter 43 Betätigungsmagnet 44 Betätgungsmagnet 45 Notventil 46 Rotor 47 Steuerleitung
48 Hydraulikleitung 49 Hydraulikleitung 50 Abzweigung 51 Abzweigung 52 Abzweigung
53 Abzweigung 54 Abzweigung
B e z u g s z e i c h e n 1 i s t e
/ Forts.
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55 Elektrosteuerleitung 56 Elektrosteuerleitung 57 Stator 58 Stirnseite
59 Ringnut 60 Ringnut 61 Bohrung 62 Bohrung 63 Bohrung 64 Bohrung