EP1819627B1 - Hoist device - Google Patents
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- EP1819627B1 EP1819627B1 EP05799624A EP05799624A EP1819627B1 EP 1819627 B1 EP1819627 B1 EP 1819627B1 EP 05799624 A EP05799624 A EP 05799624A EP 05799624 A EP05799624 A EP 05799624A EP 1819627 B1 EP1819627 B1 EP 1819627B1
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- load lifting
- tensioning
- tensioning elements
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- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C13/00—Other constructional features or details
- B66C13/04—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
- B66C13/08—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for depositing loads in desired attitudes or positions
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- B66C1/12—Slings comprising chains, wires, ropes, or bands; Nets
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- B66C13/06—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Lasthebevorrichtung insbesondere für die Automobilindustrie, mit einem Oberrahmen und einem darunter angeordneten Unterrahmen entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 und der
Diese Druckschrift zeigt, ebenso wie die
Lasthebevorrichtungen dienen zum Heben und Transportieren schwerer Lasten, insbesondere von Fahrzeugkarossen in der Automobilindustrie, und müssen daher hohen Belastungen standhalten. Auf von der Decke von Fertigungshallen herabragenden Schienen sind derartige Lasthebevorrichtungen verfahrbar montiert und transportieren die zu fertigende Fahrzeugkarosse von einem Arbeitsschritt zum nächsten. Meistens schwebt die Lasthebevorrichtung samt der Last über den Köpfen vieler Arbeiter, die an der Unterseite der Karosserie schweißen, montieren, verkabeln etc..Lifting devices are used to lift and transport heavy loads, especially car bodies in the automotive industry, and must therefore withstand high loads. On rails coming down from the ceiling of production halls such lifting devices are movably mounted and transport the vehicle body to be manufactured from one work step to the next. In most cases, the load lifting device and the load hover over the heads of many workers who weld, assemble, cabling, etc. at the bottom of the body.
Eine Lasthebevorrichtung ist beispielsweise aus der
Die
Die
Die
Lasthebevorrichtungen müssen eine Menge Erfordernisse erfüllen, um einerseits effizient zu sein und andererseits den gesetzlich vorgeschriebenen Sicherheitsvorkehrungen Rechnung tragen zu können. Darüber hinaus soll die Herstellung von derartigen Lasthebevorrichtungen kostengünstig und ohne viel Aufwand verbunden sein. Folgende Eigenschaften müssen dabei erfüllt sein:
- eine hohe Stabilität des Unterrahmens samt dem darauf befestigten Gehänge für die Aufnahme von Fahrzeugkarossen, gegen darauf wirkende Kräfte, beispielsweise verursacht durch Beschleunigung bzw. Verzögerung beim Verfahren zum nächsten Arbeitsschritt, menschliche Muskelkraft, Kräfte und Vibrationen durch Werkzeuge oder andere Anlagenteile (Manipulatoren),
- eine geringe Bauhöhe im eingefahrenen Zustand bei gleichzeitig großer Hubhöhe,
- eine hohe Sicherheit gegen das Abstürzen der Last, da in den meisten Arbeitsschritten Menschen neben oder unter der Lasthebevorrichtung bzw. der von ihr gehaltenen Last arbeiten,
- ein möglichst kleines Eigengewicht bei großen bewegten Massen,
- günstige Fertigungs-, Montage- und Wartungskosten der Lasthebevorrichtung,
- eine möglichst lineare Hubgeschwindigkeit, wodurch auch geringere Leistung aufweisende und daher kostengünstigere Motoren eingesetzt werden können,
- eine Hubbewegung möglichst in vertikaler Richtung,
- Zusatzvorteile für den Anwender, z.B. Möglichkeit einer Drehbewegung des unteren Aufnahmegestells um eine der beiden horizontalen Raumachsen.
- a high stability of the subframe together with the hanger fastened thereon for receiving vehicle bodies, against forces acting on them, for example caused by acceleration or deceleration in the process to the next work step, human muscle power, forces and vibrations by tools or other equipment parts (manipulators),
- a low overall height in the retracted state with simultaneous high lift height,
- a high degree of safety against the falling of the load, since in most work steps people are working next to or under the load lifting device or the load it holds,
- the smallest possible weight for large moving masses,
- favorable manufacturing, assembly and maintenance costs of the lifting device,
- as linear as possible a stroke speed, which can also be used lower-power and therefore cheaper engines,
- a lifting movement in the vertical direction, if possible,
- Additional benefits for the user, eg possibility of a rotary movement of the lower support frame around one of the two horizontal spatial axes.
Immer wichtiger werden dabei die Bestrebungen nach mehr Sicherheit. Anstelle von zusätzlichen Sicherungsseilen werden vielfach auch mechanische Fangvorrichtungen, ähnlich jenen im Aufzugsbau, oder vollständig redundante Systeme eingesetzt. Mechanische Fangvorrichtungen sind jedoch bei Lasten von einigen Tonnen nicht immer zuverlässig und bei redundanten Systemen werden dieselben Elemente nur in doppelter Ausführung eingesetzt. Aufgrund von Verschleißerscheinungen, die beide Elementsysteme in gleicher Weise betreffen, ist jedoch die Wahrscheinlichkeit hoch, dass bei Versagen eines Systems auch das zweite seine Funktion nicht mehr zuverlässig ausüben kann, so dass die Gefahr eines Lastenabsturzes dadurch kaum verringert werden kann.The efforts for more safety are becoming increasingly important. Instead of additional safety ropes mechanical safety devices, similar to those in elevator construction, or completely redundant systems are often used. However, mechanical safety gears are not always reliable for loads of a few tons and for redundant systems the same elements are only used in duplicate. Due to signs of wear, which affect both element systems in the same way, however, the likelihood is high that in case of failure of a system and the second can no longer perform its function reliably, so that the risk of a crash can hardly be reduced.
Es besteht der Bedarf an einem Schwerlastgehänge insbesondere für die Automobilendmontage, welches durch seine geringe Bauhöhe in eingefahrenem Zustand, sein geringes Eigengewicht und seinen günstigen Preis einen Marktvorteil gegenüber bereits bekannten Hubgehängen bieten. Dieser Vorteil soll dadurch noch gesteigert werden, dass bei Bedarf ein Schwenken des Unterrahmens um eine horizontale Achse, z.B. die Längsachse eines Automobils, (mindestens bis um einen Winkel von 60°) möglich ist. Dabei ist in der Fahrzeugendmontage meistens ein Schwenken um die Fahrzeuglängsachse und in der Fahrzeuglackierung ein Schwenken quer zur Fahrzeuglängsachse von Bedeutung.There is a need for a Schwerlastgehänge especially for the final automotive assembly, which offer a market advantage over already known Hubgehängen by its low height in retracted state, its low weight and its low price. This advantage should be further increased by that at Need pivoting of the sub-frame about a horizontal axis, for example, the longitudinal axis of an automobile (at least up to an angle of 60 °) is possible. In the vehicle final assembly, pivoting about the longitudinal axis of the vehicle and pivoting across the vehicle longitudinal axis are most often important in the vehicle finish.
Die vorliegende Erfindung setzt sich die Aufgabe, diese Ziele zu erreichen und die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme zu umgehen, und eine Lasthebevorrichtung vorzuschlagen, die eine hohe Stabilität des unteren Rahmens samt Aufnahmegestells gegen darauf wirkende Kräfte gewährleistet, ein geringes Eigengewicht aufweist und dabei gleichzeitig bestmögliche Sicherheit für die an der Lasthebevorrichtung arbeitenden Menschen bietet, und welches um eine horizontale Achse verschwenkt werden kann. Mit einer derartigen Vorrichtung sollen große Verschwenkwinkel realisierbar sein und komplizierte Steuer- und Regelmechanismen durch eine einfache Grundkonstruktion umgangen werden. Insbesondere soll das Schlaffwerden von Zugmittel verhindert werden.The present invention has the object to achieve these objectives and to avoid the problems known from the prior art, and to propose a load lifting device which ensures a high stability of the lower frame including receiving frame against forces acting on it, has a low dead weight and thereby at the same time provides the best possible safety for the people working on the lifting device, and which can be pivoted about a horizontal axis. With such a device large pivoting angle should be feasible and complicated control and regulating mechanisms are bypassed by a simple basic design. In particular, the slackening of traction means should be prevented.
Erfindungsgemäß werden diese Ziele mit einer Lasthebevorrichtung der eingangs erwähnten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen erreicht,According to the invention these objects are achieved with a load lifting device of the type mentioned by the measures indicated in the characterizing part of
Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass ein Verschwenken des Unterrahmens ermöglicht wird, ohne dass die Länge einzelner Verspannseile geändert werden muss. Dies vereinfacht das Verschwenken wesentlich, gleichzeitig können alle Vorteile, die den schrägen Verspannseilen innewohnen, voll ausgenutzt werden. Der Ausdruck "zumindest annähernd" bedeutet, dass geringfügige Abweichungen von einem gemeinsamen Angriffspunkt zulässig sind, solange die Verspannseile beim Verschwenken nicht schlaff werden. Bei geringfügige Abweichungen von einem Angriffspunkt muss die Eigendehnbarkeit bzw. die daraus resultierende Längenänderung der Verspannseile die Positionsänderungen der Seilenden bezüglich der Seilrichtung zumindest kompensieren.By this measure it is achieved that a pivoting of the subframe is made possible without the length of individual bracing cables must be changed. This significantly simplifies the pivoting, while all the benefits inherent in the oblique bracing cables can be fully utilized. The term "at least approximately" means that slight deviations from a common point of attack are permissible as long as the bracing cables do not become slack during pivoting. In the case of minor deviations from a point of application, the inherent elasticity or the resulting change in length of the tensioning cables must at least compensate for the changes in position of the cable ends with respect to the cable direction.
In einer Variante der Erfindung ist der Antrieb der Zugmittel mit einem Druckspeicher hydraulisch gekoppelt. Dadurch können wirkungsvoll Dämpfungen bei Stößen und Kollisionen erzielt werden.In a variant of the invention, the drive of the traction means is hydraulically coupled to a pressure accumulator. This can be achieved effectively shock and collision shocks.
In einer Ausführungsform sind der Antrieb für die Zugseile und der Antrieb für die Verspannseile im Hinblick auf die Energieversorgung über einen Druckspeicher hydraulisch miteinander verbunden. Sie sind damit zwar bzgl. der Drehung mechanisch entkoppelt, können aber von derselben Energiequelle versorgt werden.In one embodiment, the drive for the traction cables and the drive for the bracing cables are hydraulically connected to each other with respect to the power supply via a pressure accumulator. Although they are mechanically decoupled with respect to the rotation, but can be powered by the same energy source.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Antrieb für die Zugseile und der Antrieb für die Verspannseile völlig voneinander getrennt.In a further embodiment, the drive for the traction cables and the drive for the tensioning cables are completely separated from each other.
Durch die mechanische Entkopplung der beiden Antriebe werden zwei unabhängige Systeme geschaffen, wobei das aus vertikalen Zugmitteln bestehende Zugmittelsystem zum Heben und Senken der Last benutzt wird, während das aus den schrägen Verspannmitteln bestehende System für ausreichende Stabilität des Unterrahmens samt darauf hängender Last sorgt. Sobald aufgrund von Verschleißerscheinungen ein teilweises oder vollständiges Versagen des Zugmittelsystems auftritt, kann das aus schrägen Verspannmitteln bestehende System, also die schräg verlaufenden Seile, die Last aufnehmen, wodurch ein Herabfallen der Last effizient verhindert werden kann. Obwohl für diese Maßnahme lediglich eine eigene Trommel mit einem dazugehörigen Antrieb, z.B. Elektromotor, erforderlich ist, wird dieses System denselben und in vielen Fällen sogar höheren Sicherheitsstandards gerecht wie Lasthebevorrichtungen aus dem Stand der Technik, die komplizierte bzw. redundante Sicherungssysteme aufweisen.By the mechanical decoupling of the two drives two independent systems are created, wherein the traction means consisting of vertical traction means for raising and lowering of the load is used, while the system consisting of the oblique Verspannmitteln ensures sufficient stability of the subframe, together with the hanging load. As soon as a partial or complete failure of the traction system occurs due to wear, the system consisting of inclined bracing means, ie the inclined ropes, can absorb the load, whereby a drop of the load can be efficiently prevented. Although only a separate drum with an associated drive, e.g. Electric motor is required, this system will meet the same and in many cases even higher safety standards as lifting devices from the prior art, which have complicated or redundant security systems.
Bei einer vollständigen Trennung der Antriebe dient ein erster Motor dem Antrieb der vertikalen Seile, während der zweite Motor zum Abwickeln der schrägen Seile oder auch Verspannseile verwendet wird. Dieser Antrieb hat im Gegensatz zum ersten Motor kein konstantes Übersetzungsverhältnis zwischen der Hubbewegung und dem rotatorischen Antrieb. Da im Normalbetrieb aber nur geringe Kräfte zu übertragen sind, stellt dies kein Problem dar. Im Gegensatz dazu ist die Übersetzung des ersten Motors konstant, wodurch sich eine geringst mögliche Antriebsleistung ergibt. Zur Steuerung des zweiten Antriebs, also jenem für die Verspannseile, kann entweder eine 2-Achsensteuerung verwendet werden, oder es kann eine entsprechende Nachregelung, die durch Erfassen einer relativen Verschiebung zweier, z.B. über eine vorgespannte Feder gekoppelter Elemente zueinander, beispielsweise durch induktive Messwerterfassung, die Verspannseile auf konstanter Spannung halten. Beim Ausfall des Hubmotors kann nun der zweite Motor die Last halten. Erforderlich sind dazu lediglich entsprechend beanspruchbare Zugmittel, ein zuverlässiges Getriebe und entsprechend ausgelegte Bremsen. Es ist nicht notwendig, dass der zweite Motor die Last heben kann.With a complete separation of the drives, a first motor is used to drive the vertical ropes, while the second motor is used to unwind the inclined ropes or bracing cables. In contrast to the first motor, this drive does not have a constant gear ratio between the lifting movement and the rotary drive. However, since only small forces are to be transmitted in normal operation, this is not a problem. In contrast, the ratio of the first motor is constant, resulting in the lowest possible drive power. To control the second drive, so That for the bracing cables, either a 2-axis control can be used, or it can be a corresponding readjustment, by detecting a relative displacement of two, for example via a preloaded spring coupled elements to each other, for example by inductive data acquisition, holding the tension cables at a constant voltage. If the lifting motor fails, the second motor can now hold the load. Required are only correspondingly claimable traction means, a reliable transmission and appropriately designed brakes. It is not necessary that the second motor can lift the load.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Lasthebevorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass zum Verkippen des Unterrahmens mindestens ein vertikales Zugmittel einen von den übrigen vertikalen Zugmitteln unabhängigen Antrieb aufweist. Dies bedeutet dass das vertikale Zugmittelsystem zwei oder mehrere Motoren aufweist, dass also z.B. zwei Zugmittel von einem einzigen Motor aufgewickelt werden, während die übrigen von einem weiteren Motor angetrieben werden. Prinzipiell ist es möglich, dass alle Zugmittel einen eigenen Motor besitzen, wodurch ein Verkippen in alle Richtungen ermöglicht wird. Das Verschwenken bzw. Kippen des Unterrahmens ähnelt dabei dem Spielen mit einer auf Fäden gehaltenen Marionettenfigur.In a particularly preferred embodiment of the invention, the load lifting device is characterized in that for tilting the subframe at least one vertical traction means has a drive independent of the other vertical traction means. This means that the vertical traction system has two or more motors, so that e.g. two traction means are wound by a single motor, while the rest are driven by another motor. In principle, it is possible that all traction means have their own engine, which allows tilting in all directions. The pivoting or tilting of the subframe is similar to playing with a string puppet figure.
In einer weiteren Ausführungsform weist mindestens ein schräg zur Vertikalen verlaufendes Verspannmittel einen von den übrigen schräg zur Vertikalen verlaufenden Verspannmittel unabhängigen Antrieb auf. Bei einem Verkippen der Last durch mehrere unabhängig steuerbare Antriebe im Zugmittelsystem, kann durch diese Maßnahme die erforderliche Spannung in allen Verspannmitteln aufrechterhalten werden, ohne dass eines der Verspannmittel schlaff wird.In a further embodiment, at least one biasing means running obliquely to the vertical has a drive independent of the other biasing means extending obliquely to the vertical. If the load is tilted by a plurality of independently controllable drives in the traction system, the required tension in all bracing means can be maintained by this measure without one of the bracing means becoming slack.
In einer bevorzugten Variante ist das System bestehend aus Oberrahmen, Unterrahmen, Zugmittel und Verspannmittel kinematisch bestimmt, vorzugsweise kinematisch überbestimmt ist. Dadurch wird die Stabilität bezüglich horizontal auf den Unterrahmen wirkender Kräfte und einer Drehung um die Vertikale gewährleistet.In a preferred variant, the system is determined kinematically consisting of upper frame, subframe, traction means and Verspannmittel, preferably kinematically overdetermined. This ensures stability with respect to forces acting horizontally on the subframe and rotation about the vertical.
In einer besonders bevorzugten Variante greifen die Verspannmittel am Unterrahmen an zwei Punkten an, wobei die Verbindungslinie zwischen den beiden Angriffspunkten im wesentlichen durch die vertikale Projektion des Schwerpunktes des Unterrahmens in die die Angriffspunkte umfassenden Horizontalebene geht.In a particularly preferred variant, the tensioning means engage the subframe at two points, wherein the connecting line between the two points of attack in essentially by the vertical projection of the center of gravity of the subframe in the points of attack comprehensive horizontal plane goes.
In einer Ausführung greifen die Verspannmittel am Unterrahmen an mindestens drei Punkten an, wobei der äußere Umriss der mindestens drei Angriffspunkte die vertikale Projektion des Schwerpunktes des Unterrahmens in die die Angriffspunkte umfassenden Horizontalebene umschließt.In one embodiment, the bracing means engage the subframe at at least three points, the outer contour of the at least three points of attack enclosing the vertical projection of the center of gravity of the subframe into the horizontal plane comprising the points of application.
In einer weiteren Ausführung umschließt der Umriss der vertikal in die Horizontalebene des Schwerpunkts des Unterrahmens projizierten Verspannmittel den Schwerpunkt des Unterrahmens.In another embodiment, the contour of the biasing means projected vertically into the horizontal plane of the center of gravity of the subframe encloses the center of gravity of the subframe.
Durch diese Maßnahmen wird erreicht, dass die Last bei einem Ausfall des Zugmittelsystems nicht stark verschwenken kann, sondern im wesentlichen in der ursprünglichen Position verbleibt.By these measures it is achieved that the load can not pivot heavily in case of failure of the traction system, but remains substantially in the original position.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt
-
Fig. 1 eine Lasthebevorrichtung von der Seite mit zwischen vertikalen Seilen angeordneten Verspannseilen, -
Fig. 2 dieselbe Lasthebevorrichtung um 90° gedreht, -
Fig. 3 die Lasthebevorrichtung in dreidimensionaler Darstellung, -
Fig. 4 eine Lasthebevorrichtung mit verkipptem Unterrahmen von der Seite, -
Fig. 5 die Lasthebevorrichtung ausFig. 5 um 90° gedreht, -
Fig. 6 die Lasthebevorrichtung ausFig. 5 in dreidimensionaler Darstellung, -
Fig. 7 eine Detaildarstellung einer Lasthebevorrichtung von der Seite, -
Fig. 8 die Lasthebevorrichtung ausFig. 7 um 90° gedreht, -
Fig. 9 die Lasthebevorrichtung ausFig. 7 in dreidimensionaler Darstellung, -
Fig. 10 eine Lasthebevorrichtung mit vier Motoren, -
Fig. 11 die Lasthebevorrichtung ausFig. 10 um 90° gedreht, -
Fig. 12 eine Lasthebevorrichtung mit vier Motoren in dreidimensionaler Darstellung, -
Fig. 13 eine Lasthebevorrichtung im Detail,bis 16 -
Fig. 17 eine Variante der Erfindung,bis 25 -
Fig. 26 eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung.bis 30
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Fig. 1 a load lifting device from the side with tensioning cables arranged between vertical ropes, -
Fig. 2 the same load lifting device rotated by 90 °, -
Fig. 3 the load lifting device in three-dimensional representation, -
Fig. 4 a load lifting device with a tilted subframe from the side, -
Fig. 5 the load lifting device offFig. 5 turned by 90 degrees, -
Fig. 6 the load lifting device offFig. 5 in three-dimensional representation, -
Fig. 7 a detailed view of a load lifting device from the side, -
Fig. 8 the load lifting device offFig. 7 turned by 90 degrees, -
Fig. 9 the load lifting device offFig. 7 in three-dimensional representation, -
Fig. 10 a load lifting device with four motors, -
Fig. 11 the load lifting device offFig. 10 turned by 90 degrees, -
Fig. 12 a load lifting device with four motors in three-dimensional representation, -
Fig. 13 to 16 a lifting device in detail, -
Fig. 17 to 25 a variant of the invention, -
FIGS. 26 to 30 a preferred embodiment of the invention.
Das Seilsystem besteht aus einer Gruppe von im wesentlichen vertikalen Seilen 3 und einer Gruppe von schräg zur Vertikalen verlaufenden Seilen 4. Um das Verkippen des Unterrahmens 2 nach unten, also eine Verdrehung um eine Horizontalachse, zu verhindern, muss die aus vertikalen Seilen 3 bestehende Gruppe mindestens drei, an den Ecken eines Dreiecks angreifende Seile aufweisen. Bevorzugt werden selbstverständlich vier oder mehr vertikale Seile 3 verwendet, einerseits aus Sicherheits- und Stabilitätsgründen, andererseits werden fast ausschließlich viereckige, bevorzugt rechteckige Unterrahmen 2 eingesetzt. Die Zugseile 3 greifen vorzugsweise im Bereich der Ecken oder im Bereich der Aussenkanten der Rahmen 1, 2 an und sind so angeordnet, dass mit aufgenommener Last alle Zugseile im wesentlichen gleich stark belastet sind. Üblicherweise befindet sich der Schwerpunkt des von den Seilen getragenen Gebildes, bestehend aus Aufnahmegestell 8 für die Last und die Last 9 selbst im wesentlichen unter dem Schwerpunkt des Unterrahmens 2.The cable system consists of a group of substantially
Die schräg zur Vertikalen verlaufenden Seile 4 werden auch Verspannseile genannt. Sie dienen dazu, die Stabilität der Lasthebevorrichtung gegenüber auf den Unterrahmen 2 bzw. das Aufnahmegestell 8 für die Last wirkenden Kräften zu erhöhen und somit ein Schaukeln oder Schwingen des Unterrahmens 2 in Bezug auf den Oberrahmen 1 zu unterdrücken. Derartige Kräfte treten beispielsweise infolge von Beschleunigungen bzw. Verzögerungen beim Anfahren von einem Arbeitsplatz zum nächsten auf, wobei die Trägheit einer mehrere Tonnen wiegenden Last zum Tragen kommt. Viel geringer wirken sich dabei von Menschen oder Werkzeugen übertragene Kräfte aus.The obliquely to the
Mit den schräg zur Vertikalen ausgerichteten Verspannseilen 4 wird eine Verschiebung des Unterrahmens 2 in Horizontalrichtungen und eine Drehung um die Vertikalachse unterdrückt.With the obliquely oriented to the vertical bracing 4 a displacement of the
Die aus schräg gespannten Seilen 4 bestehende Gruppe muss bei ausreichender Vorspannkraft der Seile ebenfalls mindestens drei Seile umfassen, die an mindestens zwei Angriffspunkten 5 am Unterrahmen 2 angreifen. Dabei müssen die drei Verspannseile 4 in jeweils verschiedenen Vertikalebenen liegen. Sie können beispielsweise so verlaufen, wie in
Die drei vertikalen Seile 3 verhindern Drehungen um die Horizontalachsen und Verschiebungen entlang der Vertikalen, während die drei Verspannseile 4 Verschiebungen entlang der Horizontalrichtungen und Drehungen um die Vertikale unterdrücken. Ein derartiges System wird in der Mechanik auch als kinematisch bestimmt bezeichnet.The three
Wie bei der Gruppe vertikaler Seile 3 werden aus denselben Gründen auch bei der Gruppe schräger Seile 4 vier oder mehr Seile bevorzugt. Dabei können jeweils zwei Verspannseile 4 in derselben Ebene liegen. Wie aus
Im dargestellten Ausführungsbeispiel von
Gleich lange Verspannseile 4 stellen auch aus folgendem Grund eine bevorzugte Ausführungsform dar: Bei gleicher Länge können alle Verspannseile 4 mit einem einzigen Antrieb aufgewickelt werden. Im Gegensatz dazu müsste bei ungleichen Winkeln zur Vertikalen und daher unterschiedlichen Seillängen für jedes Verspannseil 4 ein eigener Antrieb mit unterschiedlicher Umdrehungsgeschwindigkeit vorgesehen sein, um zu verhindern, dass Seile beim Heben schlaff werden.Clamping
Um zu verhindern, dass im Falle eines Ausfalls des vertikalen Seilsystems, die Last 9 stark verkippt, muss auch der Schwerpunkt des von den Seilen getragenen Gebildes berücksichtigt werden. Die Verbindungslinie zwischen den Angriffspunkten 5 am Unterrahmen 2 geht vorzugsweise im wesentlichen durch die Projektion des Schwerpunkts des Unterrahmens 2 in die die Angriffspunkte 5 beinhaltenden Horizontalebene (
In vielen Fällen reicht es auch aus, dass die Last nicht auf den Boden stürzt, beispielsweise wenn keine Personen in der Nähe arbeiten. Die Position der Angriffspunkte spielt in diesen Fällen eine untergeordnete Rolle. Um jedoch ein Verrutschen der Last 9 auf dem Aufnahmegestell 8 zu verhindern sollte auf jeden Fall der Schwerpunkt des Unterrahmens 2 innerhalb eines Umrisses liegen, der durch die vertikale Projektion der Verspannseile in die Ebene des Unterrahmens 2 entsteht. Oder in einer weiteren Variante, dass der äußere Umriss der Angriffspunkte 5 die Projektion des Schwerpunktes des Unterrahmens 2 in die die Angriffspunkte 5 umfassenden Horizontalebene umschließt.In many cases it is also sufficient that the load does not fall on the ground, for example when no people work nearby. The position of the attack points plays a minor role in these cases. However, in order to prevent slippage of the
Eine weitere Variante (nicht gezeigt) besteht darin, den in
Selbstverständlich sind auch mehr als vier Verspannseile möglich, z.B. 8, die entlang den Kanten zweier sich durchdringender Tetraeder verlaufen. Wichtig ist nur, dass die Verspannseile dem System Stabilität verleihen und bei einem Ausfall des vertikalen Systems die gesamte Last aufnehmen können.Of course, more than four guy ropes are possible, e.g. 8, which run along the edges of two interpenetrating tetrahedra. The important thing is that the bracing cables give the system stability and can absorb the entire load if the vertical system fails.
Im folgenden sollen anstelle der Ausdrücke "vertikal verlaufende Seile" und "schräg zur Vertikalen verlaufende Verspannseile" die Ausdrücke "vertikal verlaufende Zugmittel" und "schräg zur Vertikalen verlaufende Verspannmittel" verwendet werden, damit alle Äquivalente umfassend. Wie aus den
Die aus Verspannmitteln 4 bestehende Gruppe weist einen vom Antrieb der vertikalen Zugmitteln 3 getrennten Antrieb auf. Die beiden Gruppen sind daher antriebsmäßig voneinander vollständig entkoppelt. Dies bedeutet nicht, dass der Antrieb für die Verspannmittel 4 unabhängig arbeitet. Er muss sehr wohl "mitgehen" und die Spannung in den Verspannmitteln beim Heben und Senken der Last aufrechterhalten.The group consisting of
Der Antrieb der vertikalen Zugmittel weist ein konstantes Übersetzungsverhältnis zwischen der Hubbewegung und der Rotation der mit dem Zugmittel aufzuwickelnden Trommel 11 auf.The drive of the vertical traction means has a constant gear ratio between the lifting movement and the rotation of the
Aufgrund dieser Linerarität können auch Motoren mit geringerer Leistung benutzt werden. Der Antrieb zum Aufwickeln der schrägen Verspannmittel hat im Gegensatz dazu kein konstantes Übersetzungsverhältnis zwischen der Hubbewegung und der Rotation. Da im Normalbetrieb aber nur geringe Kräfte zu übertragen sind - die Hubbewegung erfolgt ja hauptsächlich durch den vertikalen Zugmittelantrieb - , stellt dies kein Problem dar. Es ist lediglich eine Steuerung dieses Antriebs notwendig, um die Verspannmittel 4 zu jeder Zeit des Hebe- oder Senkvorgangs in gespanntem Zustand zu halten und so für Stabilität zu sorgen. Dafür kann beispielsweise eine 2-Achsensteuerung mit entsprechenden Sensoren zur Bestimmung der Absolutposition der Verspannmittel verwendet werden. Eine Nachregelung kann auch aufgrund einer Verschiebung zweier Elemente zueinender, beispielsweise über eine vorgespannte Feder, wobei die Verschiebung über ein induktives System ermittelt werden kann, erfolgen. Je nach gewünschter Spannung der Verspannmittel 4 kann über eine Steuereinheit die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors nachgeregelt werden. Steuerungen, um eine bestimmte (Seil-)Spannung über die Umdrehungsgeschwindigkeit eines Motors konstant zu halten, sind dem Fachmann bestens bekannt und bedürfen hier keiner näheren Erklärung.Because of this linearity, lower power motors can also be used. The drive for winding the oblique biasing means, in contrast, has no constant gear ratio between the lifting movement and the rotation. Since in normal operation but only small forces are to be transmitted - the lifting movement is indeed mainly by the vertical Zugmittelantrieb -, this is not a problem. It is only a control of this drive necessary to the
Beim Ausfall des vertikalen Zugmittelsystems übernimmt nun der Antrieb des Verspannmittelsystems die Last. Erforderlich sind dazu lediglich entsprechend beanspruchbare Verspannmittel, ein zuverlässiges Getriebe und entsprechend ausgelegte Bremsen, sodass ein Absturz der Last zuverlässig verhindert werden kann. Der Motor muss dabei keinesfalls in der Lage sein, die Last zu heben.When the vertical traction system fails, the drive of the tensioning system now takes over the load. Required are only correspondingly claimable bracing, a reliable transmission and appropriately designed brakes, so that a crash of the load can be reliably prevented. The engine does not have to be able to lift the load.
Durch das Merkmal getrennter Antriebe erlegt man zwei Fliegen auf einen Schlag: Die Stabilität einer Lasthebevorrichtung wird durch die Verwendung von Verspannseilen erhöht, während gleichzeitig ohne erhebliche Gewichtszunahme - für die Realisierung dieser Maßnahme sind lediglich ein zusätzlicher, von der Leistung im Vergleich zum Hubmotor wesentlich kleiner dimensionierter Motor und eine Trommel erforderlich - wesentlich mehr Sicherheit für die Arbeiter und die zu haltende Last gewährleistet wird.The characteristic of separate drives means that two birds are killed at the same time: the stability of a lifting device is increased by the use of bracing cables, while at the same time without significant weight gain - for the realization of this measure, only one additional, compared to the lifting motor, is much smaller dimensioned motor and a drum required - much more safety for the workers and the load to be kept is guaranteed.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung soll im folgenden beschrieben werden.
Die Zugmittel und Verspannmittel werden in der Regel aus der Richtung des Unterrahmens 2 kommend über Umlenkrollen 12 oder direkt auf mit Rillen oder Führungen versehenen Trommeln 11 geführt. Die Trommeln 11 dienen dem Aufwickeln der Zug- und Verspannmittel und werden von Motoren 13 betrieben. Umlenkrollen 12, Trommeln 11 und Motoren 13 sind auf dem Oberrahmen 1 gelagert bzw. befestigt.The traction means and Verspannmittel are usually out of the direction of the
Die aus den
Während in den
Die beiden Verspannseile 4 bilden mehr oder weniger ein Zeigerpaar, das dieselbe Achse aufweist. Unter Zeigerpaar werden in dieser Anmeldung zwei Geraden verstanden, die im wesentlichen in einer Ebene liegen und zumindest annähernd von einem einzigen Punkt ausgehen. Es ist deutlich zu sehen, dass die beiden Verspannseile 4 an ihrem Ende in ein Gelenk 14 übergehen, welches die Drehung des Unterrahmens 2 bezüglich der Verspannseile 4 um eine Achse 15 ermöglichen, die durch die beiden gegenüberliegenden Angriffspunkte 5 der jeweils zwei Verspannseile 4 am Unterrahmen definiert ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um ein Kardangelenk, dessen eine Achse normal zur Drehachse 15 und normal auf die vertikal verlaufenden Zugmittel 3 steht und dessen zweite Achse im wesentlichen normal zu den Verspannmittel 14 ausgerichtet ist. Das Ende der Verspannmittel 4 ist dabei an Halterungen 16 befestigt, die einen Teil des Kardangelenks bilden und um dieselbe Achse drehbar sind. Denkbar sind selbstverständlich auch Drehgelenke, Kugelgelenke u.dgl.The two
Die gedachten Verlängerungen der Seile bzw. die durch die Verspannmittel 4 definierten Geraden schneiden einander in einem Punkt, der auf der Drehachse 15 liegt. Geringfügige Abweichungen von dieser Forderung sind zulässig, solange die Verspannmittel bei einer Verschwenkung des Unterrahmens straff gespannt bleiben. Mit anderen Worten müssen die bei einer Verschwenkung des Unterrahmens auftretenden Lageänderungen der Enden der Verspannmittel kleiner sein, als die durch die Eigendehnung ermöglichten Längenänderungen der Verspannmittel. Um eine horizontale Drehachse 15 zu definieren, müssen die Verspannseile jedoch zumindest annähernd in einem gemeinsamen Punkt am Oberrahmen angreifen.The imaginary extensions of the cables or the straight lines defined by the bracing means 4 intersect each other at a point which lies on the axis of
Die Anbindung der Zugmittel 3 erfolgt vorzugsweise ebenfalls über Kardangelenke, jedoch reicht bei Verschwenkungen um die Drehachse 15 auch ein einfaches Drehgelenk oder eine simple Verankerung des Zugmittels 3 am Unterrahmen 2.The connection of the traction means 3 is preferably also via universal joints, however, is sufficient for pivoting about the
Durch das Betätigen der Zugmittel 3 kann nun eine Verschwenkung des Unterrahmens 2 um die horizontale Drehachse 15 erfolgen, ohne dass dabei die Länge der Verspannseile 4 verändert bzw. justiert werden muss. Dies ermöglicht eine einfache Steuerung der Lasthebevorrichtung, insbesondere kann für die vier Verspannmittel 4 ein einziger Antrieb verwendet werden. Einen Rahmen im verschwenkten Zustand zeigt
Wie das Beispiel aus
Wie die Anknüpfung der Verspann- und Zugmittel am Tripelpunkt erfolgen kann zeigt
Die
Es ist nicht unbedingt notwendig, dass die durch die Angriffspunkte 5 der Verspannseile 4 definierte Drehachse 15 parallel zur Fahrzeugslängsachse orientiert ist. Prinzipiell ist jede Orientierung möglich, jedoch ist insbesondere bei der Fahrzeugendmontage ein Schwenken einzig um die Fahrzeugslängsachse und in der Fahrzeugtauchlackierung ein Schwenken quer zur Fahrzeugslängsachse von Bedeutung.
Zusätzlich zu der beschriebenen Konstruktion können selbstverständlich auch weitere Zug- und Verspannmitteln vorgesehen sein, um die Sicherheit zu erhöhen oder die Stabilität zu verbessern. In diesem Zusammenhang wird auf den vorderen Teil der Beschreibung verwiesen.It is not absolutely necessary that the axis of
In addition to the construction described, of course, further tensioning and tensioning means may be provided in order to increase safety or to improve the stability. In this context, reference is made to the front part of the description.
Die
Wie bereits früher erwähnt ist es notwendig, die Verspannmittel ständig unter Zug zu halten, um die Lasthebevorrichtung unempfindlich gegenüber Querkräften zu machen. Dabei muss die Vorspannkraft größer sein als die am Unterrahmen wirkenden Querkräfte. Bei der vorliegenden Erfindung ist es nur notwendig, die beiden Zeigerpaaren straff zu halten. Voraussetzung dafür ist, dass sie sich immer in gleichem Maße verlängern oder verkürzen.As previously mentioned, it is necessary to keep the tensioning means constantly under tension to make the load lifting device insensitive to lateral forces. The preload force must be greater than the transverse forces acting on the subframe. In the present invention, it is only necessary to keep the two pairs of pointers taut. The prerequisite is that they always extend or shorten to the same extent.
Eine weitere Überlegung in diesem Zusammenhang betrifft den Einsatz berührungsloser Stromübertragungssysteme, die zwar immer mehr in der Automobilindustrie eingesetzt werden, aber bei höheren Strömen überproportional teuer werden. Es ist daher sinnvoll, Energiespeicher zu benützen.Another consideration in this context relates to the use of non-contact power transmission systems, which are increasingly used in the automotive industry, but at high currents are disproportionately expensive. It therefore makes sense to use energy storage.
Letztendlich ist es notwendig, die Sicherheit des Systems zu erhöhen, da an bzw. unter diesen Hubgehängen gearbeitet wird. Bei Ausfall einer Systemkomponente (z.B. des Antriebsmotors) darf es zu keinem gefährlichen Zustand für Arbeiter kommen.Ultimately, it is necessary to increase the safety of the system, as is working on or under these Hubgehängen. Failure of a system component (e.g., the drive motor) should not result in a dangerous condition for workers.
Die in der
Mit 18 ist eine motorbetriebene Trommel für Zugmittel bezeichnet (der Motor ist der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet, jedoch seine Wirkung mit dem kreisförmigen Pfeil angedeutet), die drehfest mit einer Gewindemutter 19 verbunden ist. Die Gewindemutter 19 verschiebt während der Drehung der Trommel 18 eine am Drehen gehinderte Gewindespindel 20. Die Gewindespindel 20 wiederum wirkt auf den Kolben eines Hydraulikzylinders 21, welcher zur Energiespeicherung seinen Inhalt in einen druckvorgespannten Speicher 22, z.B. einen Blasenspeicher, Kolbenspeicher, Membranspeicher, Federspeicher u. dgl., fördert. Die bei der Abwärtsbewegung ansonsten vergeudete Energie wird im Speicher konserviert und beim Heben der Last wieder genutzt. Zusätzlich zum im wesentlichen inkompressiblen Druckmedium enthält der Speicher auch kompressible oder (feder-)elastische Mittel, die auch Stöße auffangen bzw. dämpfen können.Indicated at 18 is a motor-driven drum for traction means (the motor is not shown for clarity, but its effect indicated by the circular arrow), which is rotatably connected to a threaded
Wenn, wie im Falle der Verschwenkung, zwei oder mehrere unabhängig angetriebene Trommeln für zwei oder mehrere Gruppen von Zugseilen vorgesehen sind, können entsprechend mehr Trommeleinheiten in den Druckspeicher münden. Zwei davon sind in
Mehrere im folgenden beschriebene Varianten können unabhängig voneinander oder auch gleichzeitig verwirklicht sein, um einen oder mehrere der oben genannten Zwecke zu verfolgen:
Zwischen dem Zylinder 21und dem Druckspeicher 22ist ein Ventil 23, z.B. 2/2 Wegeventil, geschaltet, welches die Verbindung des Zylinders 21mit dem Druckspeicher 22 bei Stillstand schließt und dabei gleichzeitig als hydraulische Bremse wirkt.Zwischen dem Zylinder 21und dem Druckspeicher 22 istweiters eine Sicherheitsschaltung 24 vorgesehen, beispielsweise eine Drossel zusammen mit einem Staudruckmesser oder ein Durchflussmesser. Bei einem zu hohen Staudruck bzw. zu hoher Geschwindigkeit des Druckmittels in der Druckleitung, was einer erhöhten Geschwindigkeit des Unterrahmens entspricht, wird das Ventil geschlossen und damit die Hubbewegung zuverlässig beendet. Mit der strichlierten Linie ist schematisch eine Steuerleitung zum Ventil 23 dargestellt, welches entsprechende Informationen in bezug auf den Druckmittelfluss zwischen Zylinder und Druckspeicher liefert.
- Between the
cylinder 21 and theaccumulator 22, avalve 23, for example 2/2 way valve, connected, which is the connection of thecylinder 21 to theaccumulator 22 at standstill closes while acting as a hydraulic brake. Between thecylinder 21 and theaccumulator 22, asafety circuit 24 is further provided, for example, a throttle together with a dynamic pressure gauge or a flow meter. At a high back pressure or too high speed of the pressure medium in the pressure line, which corresponds to an increased speed of the subframe, the valve is closed and thus the lifting movement ended reliably. The dashed line schematically shows a control line to thevalve 23, which provides corresponding information with respect to the pressure medium flow between the cylinder and pressure accumulator.
Die
Im dargestellten Beispiel der
Bei anderen als in der
Es ist wichtig zu bemerken, dass es nicht unbedingt notwendig ist, diverse Hydraulikzylinder in denselben Druckspeicher münden zu lassen. Um eine effiziente Dämpfung bei Stößen zu erreichen, könnte jede angetriebene Trommel oder Trommelgruppe auch ihren eigenen, von den anderen getrennten Druckspeicher aufweisen.It is important to note that it is not absolutely necessary to discharge various hydraulic cylinders into the same accumulator. To achieve efficient shock absorption, each driven drum or drum group could also have their own separate accumulators from the others.
Wenn nun beim Abwärtsbewegen des Unterrahmens 2 die Kolben der Zylinder 21, 21' das Druckmittel in den Druckspeicher drängen, wird Druckenergie erzeugt und gespeichert, die dann beim Aufwärtsbewegen der Last wieder zur Verfügung steht und den Motor unterstützt. Gleichzeitig wird - ein offenes Ventil 33 vorausgesetzt - die Druckenergie auch auf die Trommel 32 bzw. die Trommeln der Verspannseile übertragen, die dadurch angetrieben werden und die Verspannseile unter ständigem Zug halten.Now, when the downward movement of the
Die Antriebe für Zug- und Verspannmittel sind in obiger Ausgestaltung nach wie vor mechanisch unabhängig voneinander, also im Sinne, dass sie unabhängige Drehbewegungen vollführen, einzig und allein die für den Antrieb erforderliche Energie wird von einem einzigen Motor zur Verfügung gestellt.The drives for tension and Verspannmittel are in the above embodiment still mechanically independent of each other, ie in the sense that they perform independent rotational movements, only and the energy required for the drive is provided by a single motor.
Wie bereits oben erwähnt ist der Einsatz eines Druckspeichers nicht auf einen Einsatz in einem System gemäß
Bei zunehmendem Energieverbrauch infolge schwererer Lasten und wachsendem Eigengewicht von Lasthebevorrichtungen, als auch durch das Erfordernis von schnellen Bewegungen der Last, stellt die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine kosten- und energiesparende Maßnahme dar.With increasing energy consumption due to heavier loads and increasing dead weight of lifting devices, as well as by the requirement of rapid movements of the load, the inventive design represents a cost and energy-saving measure.
Ein weiterer vorteilhafter Effekt dieser Ausgestaltung besteht darin, dass starke Stöße, Kollisionen u. dgl. durch das hydraulische System aufgefangen werden können. In diesem Zusammenhang wirkt der Druckspeicher als Puffer und schützt die gesamte Konstruktion vor Schäden.Another advantageous effect of this embodiment is that strong shocks, collisions u. Like. Can be collected by the hydraulic system. In this context, the pressure accumulator acts as a buffer and protects the entire construction from damage.
Alle oben beschriebenen Elemente können selbstverständlich auch für sich gesehen eingesetzt werden. So könnten z.B. nur die Trommeln für die Verspannseile oder nur die Trommeln für die Zugseile an einen Druckspeicher gekoppelt sein, usw.Of course, all the elements described above can also be used individually. For example, only the drums for the tension cables or only the drums for the traction cables are coupled to a pressure accumulator, etc.
Durch die Maßnahme wird es möglich - und dies funktioniert nur bei Verwendung von zu Zeigerpaaren vereinigten Verspannmittel ein Hubwerk für die Automobilindustrie zu gestalten, welches leicht, stabil, kostengünstig und sicher ist und vor allem ohne wesentliche Mehrkosten um eine horizontale Achse schwenkbar ist.The measure makes it possible - and this works only when using combined to pointer pairs Verspannmittel a hoist for the automotive industry which is lightweight, stable, cost-effective and safe and, above all, can be pivoted about a horizontal axis without significant additional costs.
Claims (13)
- A load lifting device, especially for the automobile industry, with an upper frame (1) and a lower frame (2) positioned below it, wherein the lower frame (2) is held on the upper frame (1) by at least three essentially vertical traction elements (3) and at least four tensioning elements (4) that run obliquely to the vertical and can be moved vertically by driving the traction elements (3) and tensioning elements (4), and wherein two tensioning elements (4) are attached, at least approximately, to a common point (5) on the lower frame (2), furthermore the ends of the two tensioning elements (4) terminate at a joint (14), which is connected to the lower frame (2) and allows rotation of the lower frame (2) relative to the tensioning elements (4) around an axis of rotation (15) which is defined by the two points of attachment (5) of the tensioning cables (4) to the lower frame (2), characterized in that a traction element (3) is attached, at least approximately, to each of the two points of attachment (5) that define the axis of rotation (15) and forms a triple point together with two tensioning elements (4) attached to each point of attachment.
- A load lifting device according to claim 1, characterized in that, to allow the tilting of the lower frame (2), at least one vertical traction element (3) has a drive that is independent of the other vertical traction elements.
- A load lifting device according to claim 1 or 2, characterized in that the system consisting of the upper frame (1), the lower frame (2), the traction elements (3), and the tensioning elements (4) is kinematically determined and preferably kinematically overdetermined.
- A load lifting device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the line connecting the two points of attachment (5) of the tensioning elements (4) passes essentially through the vertical projection of the center of gravity of the lower frame (2) onto the horizontal plane that contains the points of attachment.
- A load lifting device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the outline of the tensioning elements (4) vertically projected onto the horizontal plane of the center of gravity of the lower frame (2) contains the center of gravity of the lower frame (2).
- A load lifting device according to one of claims 1 to 5, characterized in that four tensioning elements (4) are provided, which extend from the upper frame (1) to the lower frame (2) essentially along the edges of a preferably regular tetrahedron.
- A load lifting device according to one of claims 1 to 6, characterized in that all of the tensioning elements (4) have essentially the same length, at least when the upper frame (1) and the lower frame (2) are in a parallel position.
- A load lifting device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the drive of one or more traction elements (3) is hydraulically coupled to a pressure accumulator (22) via a hydraulic cylinder (21, 21').
- A load lifting device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the drive of one or more tensioning elements (4) is hydraulically coupled to a pressure accumulator (22) via a hydraulic cylinder (21, 21').
- A load lifting device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the drive of the tensioning elements (4) is hydraulically powered by the pressure energy stored in the pressure accumulator (22).
- A load lifting device according to claim 8 or 9, characterized in that a safety circuit, which closes the pressure line when a certain fluid flow is exceeded, is provided between the hydraulic cylinder (21, 21') and the pressure accumulator (22).
- A load lifting device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the drive of the traction elements (3) and the drive of the tensioning elements (4) are coupled to the same pressure accumulator (22).
- A load lifting device according to one of claims 8 to 12, characterized in that the traction elements (3) and possibly the tensioning elements (4) are driven by one or more drums (18, 18', 32), wherein the rotational motion of the drums acts on the piston of a hydraulic cylinder (21, 21', 31) via a spindle (20) and vice versa.
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