EP0604971A1 - Balanced lifting and suspending device - Google Patents

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Publication number
EP0604971A1
EP0604971A1 EP93120998A EP93120998A EP0604971A1 EP 0604971 A1 EP0604971 A1 EP 0604971A1 EP 93120998 A EP93120998 A EP 93120998A EP 93120998 A EP93120998 A EP 93120998A EP 0604971 A1 EP0604971 A1 EP 0604971A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carrying
lifting aid
force
rope
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP93120998A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter SCHÜLE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0604971A1 publication Critical patent/EP0604971A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/02—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes with non-adjustable and non-inclinable jibs mounted solely for slewing movements
    • B66C23/022—Pivot axis common with column
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/04—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes with jibs the effective length of which is variable in operation, e.g. longitudinally displaceable, extensible

Definitions

  • the invention relates to a carrying and lifting aid with weight compensation according to the preamble of claim 1.
  • a hoist for manually moving loads is known.
  • the load to be moved is reduced so far by a parallelogram boom that the load can be controlled manually by an operator acting next to the load.
  • the hoist designed as a parallelogram boom constantly regulates the load so that the weight is always set to a preset minimum value. Due to the constant adjustment, relatively large forces have to be applied by the operator in spite of the lifting aid to move the load, since the external force applied by the user is also corrected. Due to the rocking of the parallelogram boom, the hoist also needs a space that also poses a risk of injury to the user.
  • the invention has for its object to develop a carrying and lifting aid of the type mentioned in such a way that a natural working rhythm can be maintained and yet a cheap cable technology can be used.
  • the machine is only an aid and relieves at least partially the object to be moved, so that it can be moved effortlessly. This allows both the direction of movement and the speed of movement to be determined by the operator independently of the machine. As soon as the carrying and lifting aid detects a change in the forces acting on the object, readjustment takes place in such a way that the preset reduced weight is built up again. This leads to a movement in the direction of an externally acting force, so that the operator largely has the feeling that he is only moving this partial load. This enables the operator to maintain his personal working rhythm and the machine only acts as a support.
  • the lifting power of the carrying and lifting aid is individually matched to the load.
  • the weight can be reduced to a residual load component, which, for example, reduces a 100kg load to 2kg, so that this load initially remains in its rest position until the residual load and a force necessary for acceleration have been applied, but complete load balancing is also connected possible with a suspended state of the load.
  • the force required to accelerate must be applied by hand.
  • a basic lifting that is to say an excess of force, so that in this case a force must be applied by hand to lower it.
  • the device is supported on a stand. Counterweights can be provided there, but the device itself can also serve as a counterweight with the advantage that there is no relief when the load is removed. If an odd number of articulated arms is provided, the likelihood is reduced that all of the arms are currently in a dead center with all articulated arms fully extended, which would make movement more difficult and the use of the cable technology is supported by the possibility of a simple deflection.
  • aids can be provided, for example in the form of servo levers, which support acceleration and braking of the load (claim 8).
  • the drive and cable winch are also arranged on the base, so that the articulated arms can be reduced to a minimum even with sufficient dimensioning, and a force limitation to an acceptable weight can take place.
  • the resulting lightweight construction enables easy transportation of the carrying and lifting aid in a folded form, so that the carrying and lifting aid can also be used for smaller operations and in tight and inaccessible places.
  • the figure shows the carrying and lifting aid in a side view.
  • the carrying and lifting aid 10 is used to move objects 11.
  • objects can e.g. Be bricks that are assembled into masonry 17.
  • the carrying and lifting aid is essentially noticeable in the area of the vertical movements of the object, that is, where there is movement with or against the weight G of the object 11.
  • the object is raised and lowered via a motor drive which can be connected to the object via a pull cable 14.
  • a device 13 is provided which detects the weight of the object.
  • the device 13 for detecting the forces continuously detects the weight G during all movements and compares the weight determined thereby with an adjustable weight value. If the value has not yet been reached or has already been exceeded, the device 13 influences the motor drive for a movement which reduces the weight to this value.
  • the value is in a range that can also include full weight compensation of the load.
  • the control device works, for example, in that on the one hand it detects the angle of rotation of the cable winch 16 and evaluates this together with the cable force, for example.
  • a certain force corresponds to a certain elongation of the rope and thus a certain angle of rotation of the winch.
  • the control recognizes that a further increase in the rope force leads to a lifting of the object and at this moment switches to a control system in which only the rope force is included.
  • any change in the rope force immediately leads to a reaction of the device.
  • This enables the use of cable pull technology, which has not yet been used in the prior art for carrying and lifting aids. The operator has both hands free since there are no separate control elements or operating elements to be actuated to move the load, since the load is detected independently, so that the operator does not have to handle the counterweight.
  • the rope force can be detected, for example, by the device 13 for detecting the rope force comprising a movably mounted deflection wheel 15 which is arranged above the winch 16.
  • the device 13 for detecting the rope force comprising a movably mounted deflection wheel 15 which is arranged above the winch 16.
  • each movement of the bearing of the deflection wheel leads to a value which is detected by the device 13.
  • the carrying and lifting aid 10 now also no longer seesaws, since there is a departure from the known principle of a parallelogram boom.
  • a predeterminable range of movement of the articulated arms 10b can now be provided, which is preferably above the heads of the users. In this respect, the inertia forces of the parallelogram arm that occur when seesawing do not have to be overcome.
  • the carrying and lifting aid 10 comprises a base 10a, to which an odd number of articulated arms 10b are preferably articulated.
  • the odd number of articulated arms means that it is almost impossible for all articulated arms 10b to be at top dead center, that is to say they are oriented directly in the same direction, so that additional forces are exerted in the case of a movement, for example, to the left in the figure to move the articulated arms against each other.
  • the odd number of articulated arms also enables a sensible cable guidance in a simple manner, in each case by means of two deflection wheels per articulated arm, without a separate deflection on the last arm being necessary.
  • the pull cable 14 is preferably guided through the center points of the joints 10c arranged between the joint arms.
  • Both the motor drive 12 with the device for detecting the weight 13 and a cable winch 16 are located on the stand 10a.
  • the arrangement of these parts on the stand means that these elements do not have to be additionally moved when the load is moved transversely. However, this can also reduce the inertia forces caused by the carrying and lifting aid itself.
  • This purpose is also served by a different length of the articulated arms 10b, the length of which decreases with increasing distance from the base, so that the longest least movable arm, which is provided with the greatest inertia, is arranged on the base.
  • the carrying and lifting aid can be provided with aids which, for example in the form of a lever, provide auxiliary workers who assist in accelerating and braking the object.
  • the weight G must be absorbed in some form by the carrying and lifting aid.
  • the device itself can be so heavy that it applies the appropriate forces. However, this complicates the transportation and movement of the entire device.
  • the device can of course also be attached in some form to its place of use in an easily detachable manner and, if necessary, equipped with counterweights.
  • all options are available for regulation or control, starting with an insensitive manual control via an electrical or electronic control or regulation to computer-aided regulation.
  • the carrying and lifting aid is also accessible to automation, since only a weight must be recorded. If the device is then additionally entered at which point the loads are to be deposited, sequence cycles can be implemented, for example, by means of a numerically controlled control (CNC control).
  • CNC control numerically controlled control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Abstract

A balanced lifting and suspending device (10) has a motor drive (12), a device (13) for continuously sensing the forces during all movements, and a regulating device (R) which regulates and reduces the weight of the object to a preadjustable value. Due to an external force, the object is moved by the resulting power surplus. The motor drive (12) is directly connected to the object via a rope (14), and the device for sensing the forces senses the rope force, the regulating device (R), after regulating the preadjustable weight value, switches over to a control system which moves the object as a function of the change in the rope force. This ensures that a natural working rhythm can be retained and yet a favourable rope-tackle technique can be used. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Trage- und Hebehilfe mit Gewichtsausgleich nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a carrying and lifting aid with weight compensation according to the preamble of claim 1.

Aus der DE-PS 32 04 885 ist ein Hebezeug zum manuellen Bewegen von Lasten bekannt. Über ein Parallelogrammausleger wird dabei die zu bewegende Last so weit reduziert, daß von einer neben der Last angreifende Bedienungsperson die Last manuell beherrschbar ist. Das als Parallelogrammausleger ausgebildete Hebezeug regelt dabei ständig die Last so aus, daß stets das Gewicht auf einen voreinstellbaren Minimalwert eingestellt wird. Durch die ständige Ausregelung müssen von der Bedienungsperson trotz der Hebehilfe relativ große Kräfte noch aufgebracht werden , um die Last zu bewegen, da die vom Benutzer aufgebrachte äußere Kraft ebenfalls ausgeregelt wird. Aufgrund des Wippens des Parallelogrammauslegers benötigt zudem das Hebezeug einen Raum, der auch eine Verletzungsgefahr für den Benutzer darstellt.From DE-PS 32 04 885 a hoist for manually moving loads is known. The load to be moved is reduced so far by a parallelogram boom that the load can be controlled manually by an operator acting next to the load. The hoist designed as a parallelogram boom constantly regulates the load so that the weight is always set to a preset minimum value. Due to the constant adjustment, relatively large forces have to be applied by the operator in spite of the lifting aid to move the load, since the external force applied by the user is also corrected. Due to the rocking of the parallelogram boom, the hoist also needs a space that also poses a risk of injury to the user.

Andererseits sind Steinversetzmaschinen und Mauerhilfen bekannt ("Mauermax" der Steinweg GmbH & Co. KG, 7712 Werne), die das Ergreifen mehrerer Steine auf einmal ermöglichen sollen, um insbesondere bei Einsätzen im Baugewerbe die vorgeschriebene Gewichtsgrenze von 25kg nicht überschreiten zu müssen. Diese Maschine arbeitet mit zwei verschiedenen Hubgeschwindigkeiten, so daß auch hier der Bauarbeiter nicht selbst Bewegung und Geschwindigkeit des zu bewegenden Gegenstandes beeinflussen kann. Trotz ihrer Wendigkeit und Tragfähigkeit sind diese Maschinen daher für die meisten Anwendungsgebiete zu groß und zu langsam, zumal die Bedienungsperson stets eine Hand für die Bedienung der Vorrichtung benötigt und insofern nicht unmittelbar mit beiden Händen zugleich die Gegenstände in ihre Soll-Position einrichten kann. Insofern bestimmt die Maschine den Arbeitsrythmus des Arbeiters.On the other hand, stone transfer machines and masonry aids are known ("Mauermax" from Steinweg GmbH & Co. KG, 7712 Werne), which are intended to enable several stones to be gripped at one time, so that they do not have to exceed the prescribed weight limit of 25kg, particularly when used in the construction industry. This machine works with two different lifting speeds, so that here too the construction worker cannot influence the movement and speed of the object to be moved. Despite their maneuverability and load capacity, these machines are therefore too large and too slow for most areas of application, especially since the operator always needs one hand to operate the device and, therefore, cannot immediately set the objects into their desired position with both hands. In this respect, the machine determines the working rhythm of the worker.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Trage- und Hebehilfe der eingangs genannten Gattung derart weiterzubilden, daß ein natürlicher Arbeitsrythmus beibehalten werden kann und dennoch eine günstige Seilzugtechnik einsetzbar ist.Based on this prior art, the invention has for its object to develop a carrying and lifting aid of the type mentioned in such a way that a natural working rhythm can be maintained and yet a cheap cable technology can be used.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.This object is achieved by the features mentioned in claim 1.

Die Maschine ist dabei lediglich ein Hilfsmittel und entlastet zumindest teilweise den zu bewegenden Gegenstand, so daß dieser mühelos bewegt werden kann. Dadurch kann sowohl die Bewegungsrichtung als auch die Bewegungsgeschwindigkeit vom Bediener unabhängig von der Maschine bestimmt werden. Sobald die Trage- und Hebehilfe eine Veränderung der am Gegenstand angreifenden Kräfte erfaßt, findet ein Nachstellen dergestalt statt, daß die voreingestellte reduzierte Gewichtskraft wieder aufgebaut wird. Diese führt dazu, daß eine Bewegung in Richtung einer von außen angreifenden Kraft erfolgt, so daß der Bediener weitestgehend das Gefühl hat, lediglich diese teilweise Last zu bewegen. Somit kann der Bediener seinen persönlichen Arbeitsrythmus beibehalten, und die Maschine wirkt lediglich unterstützend. Die Hubkraft der Trage- und Hebehilfe wird individuell auf die Last abgestimmt.The machine is only an aid and relieves at least partially the object to be moved, so that it can be moved effortlessly. This allows both the direction of movement and the speed of movement to be determined by the operator independently of the machine. As soon as the carrying and lifting aid detects a change in the forces acting on the object, readjustment takes place in such a way that the preset reduced weight is built up again. This leads to a movement in the direction of an externally acting force, so that the operator largely has the feeling that he is only moving this partial load. This enables the operator to maintain his personal working rhythm and the machine only acts as a support. The lifting power of the carrying and lifting aid is individually matched to the load.

Das Gewicht kann sowohl auf eine Restlastkomponente reduziert werden, die beispielsweise eine 100kg schwere Last auf 2kg reduziert, so daß diese Last zunächst in ihrer Ruhelage verbleibt, bis die Restlast und eine zur Beschleunigung notwendige Kraft aufgebracht worden ist, jedoch ist auch ein vollständiger Lastausgleich verbunden mit einem Schwebezustand der Last möglich. In diesem Fall muß die zur Beschleunigung notwendige Kraft von Hand aufgebracht werden. Als drittes ergibt sich noch die Möglichkeit eines grundsätzlichen Anhebens, also eines Kraftüberschusses, so daß in diesem Fall zum Absenken eine Kraft von Hand aufgebracht werden muß.The weight can be reduced to a residual load component, which, for example, reduces a 100kg load to 2kg, so that this load initially remains in its rest position until the residual load and a force necessary for acceleration have been applied, but complete load balancing is also connected possible with a suspended state of the load. In this case, the force required to accelerate must be applied by hand. Third, there is the possibility of a basic lifting, that is to say an excess of force, so that in this case a force must be applied by hand to lower it.

Diese verschiedenen Ausbildungsformen werden dadurch verwirklicht, daß einerseits bis zur Einregelung der Last verbunden mit der Erfassung der Gewichtskraft eine Regelung durchgeführt wird, die die insbesondere bei der Seilzugtechnik auftretenden Probleme einer bekannten Dehnung des Seiles eliminiert. In Abhängigkeit von Seilkraft und Dehnungsänderung des Seiles läßt sich die vom motorischen Antrieb aufzubringende Kraft genau ermitteln, so daß die Vorrichtung selbsttätig das Gewicht auf einen voreinstellbaren Gewichtswert reduziert. An dieser Stelle findet dann ein Übergang auf eine Steuerung statt, in die nur noch die Seilkraft eingeht, da Veränderungen der Seilkraft unmittelbar durch den Einfluß einer äußeren Kraft hervorgerufen werden, so daß die vom Benutzer aufzubringende Kraft auch bei größeren Lasten im Bereich des voreinstellbaren Gewichtswertes bleibt.These various forms of training are realized in that, on the one hand, a regulation is carried out until the load is regulated in conjunction with the detection of the weight, which in particular Problems of a known elongation of the rope occurring in the cable pull technology are eliminated. Depending on the rope force and change in elongation of the rope, the force to be exerted by the motor drive can be determined precisely, so that the device automatically reduces the weight to a presettable weight value. At this point there is a transition to a control system in which only the rope force is involved, since changes in the rope force are caused directly by the influence of an external force, so that the force to be applied by the user is also within the range of the presettable weight value with larger loads remains.

Bei einer Ausbildung nach den Ansprüchen 4-7 stützt sich die Vorrichtung über einen Standfuß ab. Zwar können dort Gegengewichte vorgesehen werden, jedoch kann auch die Vorrichtung selbst als Gegengewicht dienen mit dem Vorteil, daß keine Entlastung bei Wegfall der Last stattfindet. Wird eine ungerade Anzahl von Gelenkarmen vorgesehen, so ist die Wahrscheinlichkeit verringert, daß sämtliche Arme sich gerade in einem Totpunkt bei völliger Streckung sämtlicher Gelenkarme befinden, was eine Bewegung erschweren würde und gerade der Einsatz der Seilzugtechnik wird durch die Möglichkeit einer einfachen Umlenkung unterstützt.In an embodiment according to claims 4-7, the device is supported on a stand. Counterweights can be provided there, but the device itself can also serve as a counterweight with the advantage that there is no relief when the load is removed. If an odd number of articulated arms is provided, the likelihood is reduced that all of the arms are currently in a dead center with all articulated arms fully extended, which would make movement more difficult and the use of the cable technology is supported by the possibility of a simple deflection.

Trotz der Gewichtsentlastung verbleibt selbstverständlich eine Massenträgheit, die sich beim Beschleunigen des Gegenstandes bemerkbar macht. Um dem abzuhelfen, können Hilfsmittel beispielsweise in Form von Servohebeln vorgesehen werden, die ein Beschleunigen und Abbremsen der Last unterstützen (Anspruch 8). Um die Trägheitsmomente weiter zu verringern, werden auch Antrieb und Seilwinde am Standfuß angeordnet, so daß die Gelenkarme selbst bei ausreichender Dimensionierung auf ein Minimum reduziert werden können, wobei eine Kraftbegrenzung auf ein vertretbares Gewicht stattfinden kann. Die dadurch bedingte leichte Bauweise ermöglicht einen einfachen Transport der Trage- und Hebehilfe in zusammengeklappter Form, so daß die Trage- und Hebehilfe auch für kleinere Einsätze und an engen und unzugänglichen Stellen eingesetzt werden kann.Despite the weight relief, there is of course inertia that is noticeable when the object is accelerated. To remedy this, aids can be provided, for example in the form of servo levers, which support acceleration and braking of the load (claim 8). In order to further reduce the moments of inertia, the drive and cable winch are also arranged on the base, so that the articulated arms can be reduced to a minimum even with sufficient dimensioning, and a force limitation to an acceptable weight can take place. The resulting lightweight construction enables easy transportation of the carrying and lifting aid in a folded form, so that the carrying and lifting aid can also be used for smaller operations and in tight and inaccessible places.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Im folgenden wird die Erfindung anhand der einzigen Figur an einem Ausführungsbei spiel näher erläutert.Further advantages result from the subclaims. In the following the invention with reference to the single figure in a game Ausführungsbei explained.

Die Figur zeigt die Trage- und Hebehilfe in einer Seitenansicht.The figure shows the carrying and lifting aid in a side view.

Die Trage- und Hebehilfe 10 dient zum Bewegen von Gegenständen 11. Derartige Gegenstände können z.B. Mauersteine sein, die zu einem Mauerwerk 17 zusammengefügt werden. Gerade in diesem Bereich bestehen Vorschriften, die die vom Arbeitspersonal anzuhebenden Lasten beschränken. Wenn sich auch der Einsatz der Trage- und Hebehilfe 10 gerade für derartige Zwecke eignet, bei denen kleinere Lasten angehoben werden, ist ein Einsatz auch auf anderen Gebieten wie z.B. im Werkstattbereich denkbar. Die Trage- und Hebehilfe macht sich im wesentlichen im Bereich der Vertikalbewegungen des Gegenstandes bemerkbar, also dort, wo eine Bewegung mit oder gegen die Gewichtskraft G des Gegenstandes 11 erfolgt. Das Anheben und Senken des Gegenstandes erfolgt über einen motorischen Antrieb, der über ein Zugseil 14 mit dem Gegenstand verbindbar ist. Ferner ist eine Einrichtung 13 vorgesehen, die die Gewichtskraft des Gegenstandes erfaßt. Die Einrichtung 13 zum Erfassen der Kräfte erfaßt die Gewichtskraft G während aller Bewegungen kontinuierlich und vergleicht die dabei ermittelte Gewichtskraft mit einem einstellbaren Gewichtswert. Ist der Wert noch nicht erreicht oder bereits überschritten, so beeinflußt die Einrichtung 13 den motorischen Antrieb zu einer Bewegung, die die Gewichtskraft auf diesen Wert reduziert. Der Wert bewegt sich dabei in einem Bereich, der auch einen vollständigen Gewichtsausgleich der Last mit einschließen kann.The carrying and lifting aid 10 is used to move objects 11. Such objects can e.g. Be bricks that are assembled into masonry 17. In this area in particular there are regulations that limit the loads to be lifted by the workforce. Even if the use of the carrying and lifting aid 10 is particularly suitable for purposes in which smaller loads are lifted, use in other areas such as e.g. conceivable in the workshop area. The carrying and lifting aid is essentially noticeable in the area of the vertical movements of the object, that is, where there is movement with or against the weight G of the object 11. The object is raised and lowered via a motor drive which can be connected to the object via a pull cable 14. Furthermore, a device 13 is provided which detects the weight of the object. The device 13 for detecting the forces continuously detects the weight G during all movements and compares the weight determined thereby with an adjustable weight value. If the value has not yet been reached or has already been exceeded, the device 13 influences the motor drive for a movement which reduces the weight to this value. The value is in a range that can also include full weight compensation of the load.

Während des Einregelns des voreinstellbaren Gewichtswertes arbeitet die Regeleinrichtung beispielsweise dadurch, daß sie einerseits den Rotationswinkel der Seilwinde 16 erfaßt und diesen beispielsweise gemeinsam mit der Seilkraft auswertet. Einer bestimmten Kraft entspricht dabei eine bestimmte Dehnung des Seils und somit ein bestimmter Rotationswinkel der Seilwinde. Sobald sich hier der voreinstellbare Gewichtswert einstellt, erkennt die Regelung, daß eine weitere Erhöhung der Seilkraft zu einem Anheben des Gegenstandes führt und schaltet in diesem Moment auf eine Steuerung um, in die nur noch die Seilkraft eingeht. Somit führt jede Veränderung der Seilkraft unmittelbar zu einer Reaktion der Vorrichtung. Dies ermöglicht den Einsatz der Seilzugtechnik, die im Stand der Technik bisher für Trage- und Hebehilfen noch nicht eingesetzt wurde. Der Bediener hat beide Hände frei, da keine gesonderten Steuerorgane oder Bedienelemente zu betätigen sind, um die Last zu bewegen, da die Erfassung der Last selbständig erfolgt, so daß der Bediener mit dem Gegengewicht nicht hantieren muß.During the adjustment of the presettable weight value, the control device works, for example, in that on the one hand it detects the angle of rotation of the cable winch 16 and evaluates this together with the cable force, for example. A certain force corresponds to a certain elongation of the rope and thus a certain angle of rotation of the winch. As soon as the preselectable weight value is set here, the control recognizes that a further increase in the rope force leads to a lifting of the object and at this moment switches to a control system in which only the rope force is included. Thus, any change in the rope force immediately leads to a reaction of the device. This enables the use of cable pull technology, which has not yet been used in the prior art for carrying and lifting aids. The operator has both hands free since there are no separate control elements or operating elements to be actuated to move the load, since the load is detected independently, so that the operator does not have to handle the counterweight.

Es findet also ein fließender Übergang zwischen einer Lageregelung zu Beginn des Tätigwerdens der Trage- und Hebehilfe und einer Steuerung statt. Die Seilkraft kann zum Beispiel dadurch erfaßt werden, daß die Einrichtung 13 zum Erfassen der Seilkraft eine beweglich gelagertes Umlenkrad 15 umfaßt, das über der Seilwinde 16 angeordnet ist. Dadurch führt jede Bewegung der Lagerung des Umlenkrades zu einem Wert, der von der Einrichtung 13 erfaßt wird. Alternativ besteht zum Beispiel die Möglichkeit Dehnungsmeßstreifen vorzusehen, die die Seilkraft erfassen.So there is a smooth transition between a position control at the beginning of the action of the carrying and lifting aid and a control. The rope force can be detected, for example, by the device 13 for detecting the rope force comprising a movably mounted deflection wheel 15 which is arranged above the winch 16. As a result, each movement of the bearing of the deflection wheel leads to a value which is detected by the device 13. Alternatively, it is possible, for example, to provide strain gauges that measure the rope force.

Die Trage- und Hebehilfe 10 führt nun auch kein Wippen mehr durch, da von dem bekannten Prinzip eines Parallelogrammauslegers abgewichen wird. Durch den Einsatz des Seiles 14 kann nun ein vorbestimmbarer Bewegungsbereich der Gelenkarme 10b vorgesehen werden, der vorzugsweise über den Köpfen der Benutzer liegt. Insofern müssen auch nicht die beim Wippen auftretenden Massenträgheitskräfte des Parallelogrammauslegers überwunden werden.The carrying and lifting aid 10 now also no longer seesaws, since there is a departure from the known principle of a parallelogram boom. By using the cable 14, a predeterminable range of movement of the articulated arms 10b can now be provided, which is preferably above the heads of the users. In this respect, the inertia forces of the parallelogram arm that occur when seesawing do not have to be overcome.

Dem Bediener wird das Gefühl vermittelt, lediglich einen Teil der Last zu bewegen. Der Wert wird nahezu konstant gehalten. Als Folge davon führt jede äußere Kraft, die am Gegenstand angreift, zu einer Lageänderung des Gegenstandes, da die Einrichtung 13 stets bestrebt ist, den ihr vorgegebenen Gleichgewichtszustand wieder herzustellen.The operator is given the feeling of only moving part of the load. The value is kept almost constant. As a result, any external force that acts on the object leads to a change in the position of the object, since the device 13 always endeavors to restore its predetermined state of equilibrium.

In einer vereinfachten, zeichnerisch nicht dargestellten Ausführungsform besteht jedoch auch die Möglichkeit, bei bekannter Gewichtskraft G eine bestimmte Gegenkraft fest anzusetzen. Sobald der Bediener in diesem Fall den zu bewegenden Gegenstand an der Einrichtung befestigt, wird diese Gegenlast zugeschaltet, so daß sich eine Gewichtsentlastung oder ein Gewichtsausgleich einstellt. Unter dieser Entlastung kann der Gegenstand dann mit einem Teil der sonst erforderlichen Kraft bewegt werden. Sobald der Gegenstand abgesetzt ist, wird die Gegenkraft abgeschaltet, so daß der Gegenstand einerseits seine volle Gewichtskraft wieder erhält. In der automatisierten Ausführungsform findet diese Rückstellung selbsttätig dadurch statt, daß bei Wegfall der Gewichtskraft die Einrichtung selbst für eine Reduzierung auf einen Minimalwert zur Seilzugstraffung sorgt.In a simplified embodiment not shown in the drawing, however, there is also the possibility of applying a specific counterforce with a known weight G. Once the operator is in In this case, the object to be moved is attached to the device, this counter-load is switched on, so that a weight relief or a weight compensation occurs. Under this relief, the object can then be moved with part of the force otherwise required. As soon as the object is set down, the counterforce is switched off, so that the object regains its full weight. In the automated embodiment, this resetting takes place automatically in that when the weight ceases to exist, the device itself ensures a reduction to a minimum value for tensioning the cable.

Da das Zugseil 14 naturgemäß vertikal am Gegenstand angreift, macht sich die Trage- und Hebehilfe in erster Linie beim Heben und Senken der Last bemerkbar. Alternativ können dabei folgende drei Möglichkeiten für die Restlast verwirklicht werden:

  • 1. Das Gewicht wird bis auf eine Restlast-Komponente verringert. Beispielsweise wird die Gewichtskraft einer 100kg-Last zu 98% von der Trage- und Hebehilfe aufgenommen. Die Bedienungsperson bewegt somit lediglich noch 2kg, diese verbleibenden 2kg sorgen aber dafür, daß die Last zunächst in ihrer Ruhelage verbleibt. Die Trage- und Hebehilfe erfaßt das Gewicht des Gegenstandes selbständig. Soll der Gegenstand 11 bewegt werden, muß zuerst die Restlast aufgebracht werden und darüber hinaus noch eine zur Beschleunigung notwendige Kraft. Beide Kräfte zusammen ergeben die äußere Kraft F.
  • 2. Die Gewichtskraft G kann jedoch auch zu 100% von der Trage- und Hebehilfe aufgenommen werden. Dies führt zu einem Schwebezustand der Last. Soll diese Last bewegt werden, sind lediglich die Beschleunigungskräfte aufzubringen, um eine Bewegung des Gegenstandes hervorzurufen.
  • 3. Die Gewichtskraft G wird durch die Trage- und Hebehilfe 10 mehr als ausgeglichen, so daß ein Kraftüberschuß besteht. Dies führt zu einem selbsttätigen Anheben des Gegenstandes, so daß zum Absenken und zum Beschleunigen eine äußere Kraft F aufgebracht werden muß.
Since the pull rope 14 naturally acts vertically on the object, the carrying and lifting aid is primarily noticeable when lifting and lowering the load. Alternatively, the following three options can be implemented for the residual load:
  • 1. The weight is reduced to a residual load component. For example, 98% of the weight of a 100kg load is absorbed by the carrying and lifting aid. The operator therefore only moves 2kg, but these remaining 2kg ensure that the load initially remains in its rest position. The carrying and lifting aid detects the weight of the object independently. If the object 11 is to be moved, the residual load must first be applied and, in addition, a force necessary for acceleration. Both forces together give the external force F.
  • 2. However, the weight G can also be 100% absorbed by the carrying and lifting aid. This leads to a suspended state of the load. If this load is to be moved, only the acceleration forces have to be applied to cause the object to move.
  • 3. The weight G is more than compensated for by the carrying and lifting aid 10, so that there is an excess of force. This leads to an automatic lifting of the object, so that an external force F must be applied for lowering and accelerating.

In allen Fällen ist sichergestellt, daß das Seil unter Zug gehalten wird, so daß keine Schlaufen am Arbeitsplatz herumliegen, die Stolperfallen für das Bedienungspersonal bilden können.In all cases, it is ensured that the rope is kept under tension so that there are no loops lying around at the workplace, which can create stumbling blocks for the operating personnel.

Betrachtet man nun die Figur, so ist ersichtlich, daß die Trage- und Hebehilfe 10 einen Standfuß 10a umfaßt, an dem vorzugsweise eine ungerade Zahl von Gelenkarmen 10b angelenkt ist. Durch die ungerade Anzahl von Gelenkarmen wird erreicht, daß es nahezu ausgeschlossen ist, daß sich sämtliche Gelenkarme 10b gerade am oberen Totpunkt befinden, also unmittelbar in gleicher Richtung orientiert sind, so daß bei einer in der Figur beispielsweise nach links gerichteten Bewegung zusätzliche Kräfte aufgebracht werden müssen, um zunächst einmal die Gelenkarme gegeneinander zu bewegen.If one now looks at the figure, it can be seen that the carrying and lifting aid 10 comprises a base 10a, to which an odd number of articulated arms 10b are preferably articulated. The odd number of articulated arms means that it is almost impossible for all articulated arms 10b to be at top dead center, that is to say they are oriented directly in the same direction, so that additional forces are exerted in the case of a movement, for example, to the left in the figure to move the articulated arms against each other.

Die ungerade Anzahl von Gelenkarmen ermöglicht aber auch eine sinnvolle Seilführung auf einfache Weise jeweils mittels zwei Umlenkrädern je Gelenkarm, ohne daß eine gesonderte Umlenkung am letzten Arm erforderlich ist. Das Zugseil 14 wird vorzugsweise durch die Mittelpunkte der zwischen den Gelenkarmen angeordneten Gelenke 10c geführt.However, the odd number of articulated arms also enables a sensible cable guidance in a simple manner, in each case by means of two deflection wheels per articulated arm, without a separate deflection on the last arm being necessary. The pull cable 14 is preferably guided through the center points of the joints 10c arranged between the joint arms.

Am Standfuß 10a befindet sich sowohl der motorische Antrieb 12 mit der Einrichtung zum Erfassen der Gewichtskraft 13 als auch eine Seilwinde 16. Durch die Anordnung dieser Teile am Standfuß müssen diese Elemente nicht noch zusätzlich bewegt werden, wenn eine Querbewegung der Last erfolgt. Dadurch können aber auch die Massenträgheitskräfte verringert werden, die durch die Trage- und Hebehilfe selbst hervorgerufen werden. Diesem Zweck dient auch eine unterschiedliche Länge der Gelenkarme 10b, deren Länge mit zunehmendem Abstand vom Standfuß abnimmt, so daß der längste am wenigsten zu bewegende, mit der größten Massenträgheit versehene Arm am Standfuß angeordnet ist. Nicht verringert werden jedoch die Massenträgheitskräfte, die der Gegenstand 11 Bewegungen entgegensetzt. Um auch hierfür eine Abhilfe zu schaffen, kann die Trage- und Hebehilfe mit Hilfsmitteln versehen werden, die beispielsweise in Form eines Hebels Hilfskräfte zur Verfügung stellt, die eine Beschleunigung und ein Abbremsen des Gegenstandes unterstützen.Both the motor drive 12 with the device for detecting the weight 13 and a cable winch 16 are located on the stand 10a. The arrangement of these parts on the stand means that these elements do not have to be additionally moved when the load is moved transversely. However, this can also reduce the inertia forces caused by the carrying and lifting aid itself. This purpose is also served by a different length of the articulated arms 10b, the length of which decreases with increasing distance from the base, so that the longest least movable arm, which is provided with the greatest inertia, is arranged on the base. However, the inertial forces that the object 11 counteracts movements are not reduced. In order to provide a remedy for this, the carrying and lifting aid can be provided with aids which, for example in the form of a lever, provide auxiliary workers who assist in accelerating and braking the object.

Es versteht sich von selbst, daß die Gewichtskraft G in irgendeiner Form von der Trage- und Hebehilfe aufgenommen werden muß. Zum einen kann die Vorrichtung selbst so schwer ausgebildet sein, daß sie die entsprechenden Kräfte aufbringt. Dies erschwert jedoch den Transport und die Bewegung der gesamten Vorrichtung. Andererseits kann natürlich auch die Vorrichtung in irgendeiner Form an ihrem Einsatzort leicht lösbar befestigt werden und bedarfsweise mit Gegenmassen ausgestattet werden. Für die Regelung oder Steuerung stehen je nach Einsatzzweck sämtliche Möglichkeiten offen, beginnend mit einer unempfindlichen Handsteuerung über eine elektrische oder elektronische Steuerung oder Regelung bis hin zu einer rechnergestützten Regelung.It goes without saying that the weight G must be absorbed in some form by the carrying and lifting aid. On the one hand, the device itself can be so heavy that it applies the appropriate forces. However, this complicates the transportation and movement of the entire device. On the other hand, the device can of course also be attached in some form to its place of use in an easily detachable manner and, if necessary, equipped with counterweights. Depending on the application, all options are available for regulation or control, starting with an insensitive manual control via an electrical or electronic control or regulation to computer-aided regulation.

Da die Vorrichtung nun aber stets versucht, die Last auf den ihr vorgegebenen Wert zu verringern, können natürliche Bewegungsabläufe mit Geschwindigkeiten von 0-60 m/min durchgeführt werden, die ein äußerst natürliches Arbeiten zumindest im Bereich von kleineren Lasten ermöglichen.However, since the device now always tries to reduce the load to its predetermined value, natural movements can be carried out at speeds of 0-60 m / min, which enable extremely natural working, at least in the range of smaller loads.

Grundsätzlich ist die Trage- und Hebehilfe aber auch einer Automatisierung zugänglich, da lediglich eine Gewichtserfassung erfolgen muß. Wird der Vorrichtung dann aber zusätzlich noch eingegeben, an welcher Stelle die Lasten abgesetzt werden sollen, lassen sich Ablaufzyklen beispielsweise mittels einer numerisch kontrollierten Steuerung (CNC-Steuerung) verwirklichen.Basically, the carrying and lifting aid is also accessible to automation, since only a weight must be recorded. If the device is then additionally entered at which point the loads are to be deposited, sequence cycles can be implemented, for example, by means of a numerically controlled control (CNC control).

Claims (8)

Trage- und Hebehilfe (10) mit Gewichtsausgleich zum Bewegen von Gegenständen (11), - mit einem motorischen Antrieb (12), - mit einer Einrichtung (13) zum kontinuierlichen Erfassen der durch den Gegenstand hervorgerufenen Kräfte während aller Bewegungen, - mit einer Regeleinrichtung (R), die den motorischen Antrieb so auf einen voreinstellbaren Gewichtswert einregelt, daß die Gewichtskraft des Gegenstandes zumindest teilweise verringert ist, - wobei eine zusätzliche am Gegenstand (11) angreifende Kraft durch den dabei entstehenden Kraftüberschuß den Gegenstand bewegt, insbesondere anhebt oder senkt, dadurch gekennzeichnet, daß der motorische Antrieb (12) unmittelbar mit dem Gegenstand (11) über ein Seil (14) verbunden ist und daß die Einrichtung (13) zum Erfassen der Kräfte die Seil kraft erfaßt, wobei die Regeleinrichtung nach Einregelung des voreinstellbaren Gewichtswertes auf eine Steuerung umschaltet, die in Abhängigkeit der Veränderung der Seilkraft den Gegenstand bewegt.Carrying and lifting aid (10) with weight balance for moving objects (11), - with a motor drive (12), - With a device (13) for the continuous detection of the forces caused by the object during all movements, with a control device (R) which regulates the motor drive to a presettable weight value such that the weight of the object is at least partially reduced, - An additional force acting on the object (11) moves, in particular raises or lowers, the object due to the excess force that arises in the process, characterized in that the motor drive (12) is connected directly to the object (11) via a rope (14) and in that the device (13) for detecting the forces detects the rope force, the control device after adjusting the preselectable weight value a control switches, which moves the object depending on the change in rope force. Trage- und Hebehilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Regelung zumindest die Seilkraft des als Antrieb (12) dienenden Elektromotors sowie der Drehwinkel der Seilwinde (16) als Regelparameter in die Regeleinrichtung eingehen.Carrying and lifting aid according to claim 1, characterized in that at least the cable force of the electric motor serving as drive (12) and the angle of rotation of the cable winch (16) are included as control parameters in the control device during the control. Trage- und Hebehilfe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erfassen der Seilkraft ein beweglich gelagertes Umlenkrad (15) umfaßt, das über der Seilwinde (16) angeordnet ist.Carrying and lifting aid according to claim 1 or 2, characterized in that the device for detecting the cable force comprises a movably mounted deflection wheel (15) which is arranged above the cable winch (16). Trage- und Hebehilfe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Standfuß (10a) umfaßt, an dem eine ungerade Anzahl von Gelenkarmen (10b) angelenkt ist.Carrying and lifting aid according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a base (10a) to which an odd number of articulated arms (10b) are articulated. Trage- und Hebehilfe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkarme (10b) eine unterschiedliche, vorzugsweise mit zunehmendem Abstand zum Standfuß (10a) von Gelenkarm zu Gelenkarm abnehmende Länge aufweisen.Carrying and lifting aid according to claim 4, characterized in that the articulated arms (10b) have a different length, preferably decreasing with increasing distance from the base (10a) from articulated arm to articulated arm. Trage- und Hebehilfe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Gelenkarmen (10b) Umlenkräder (15) vorgesehen sind, die das Seil durch die Mittelpunkte der zwischen den Gelenkarmen angeordneten Gelenke (10c) führen.Carrying and lifting aid according to claim 4 or 5, characterized in that deflection wheels (15) are provided on the articulated arms (10b), which guide the rope through the center points of the joints (10c) arranged between the articulated arms. Trage- und Hebehilfe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb und eine Seilwinde (16) am Standfuß (10a) angeordnet sind.Carrying and lifting aid according to one of the preceding claims, characterized in that the drive and a cable winch (16) are arranged on the base (10a). Trage- und Hebehilfe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung über Hilfsmittel verfügt, die eine Beschleunigung und ein Abbremsen des Gegenstandes unterstützen.Carrying and lifting aid according to one of the preceding claims, characterized in that the device has aids which support acceleration and braking of the object.
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