EP4249420A1 - Lastausgleichsvorrichtung für eine hubapplikation mit einem zu hebenden bzw. zu senkenden gegenstand - Google Patents

Lastausgleichsvorrichtung für eine hubapplikation mit einem zu hebenden bzw. zu senkenden gegenstand Download PDF

Info

Publication number
EP4249420A1
EP4249420A1 EP22163264.9A EP22163264A EP4249420A1 EP 4249420 A1 EP4249420 A1 EP 4249420A1 EP 22163264 A EP22163264 A EP 22163264A EP 4249420 A1 EP4249420 A1 EP 4249420A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lifting
load balancing
platform
force
spring
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.)
Pending
Application number
EP22163264.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Steven Walther
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP22163264.9A priority Critical patent/EP4249420A1/de
Priority to PCT/EP2023/054424 priority patent/WO2023180002A1/de
Publication of EP4249420A1 publication Critical patent/EP4249420A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F3/00—Devices, e.g. jacks, adapted for uninterrupted lifting of loads
    • B66F3/08—Devices, e.g. jacks, adapted for uninterrupted lifting of loads screw operated
    • B66F3/12—Devices, e.g. jacks, adapted for uninterrupted lifting of loads screw operated comprising toggle levers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F7/00—Lifting frames, e.g. for lifting vehicles; Platform lifts
    • B66F7/06—Lifting frames, e.g. for lifting vehicles; Platform lifts with platforms supported by levers for vertical movement
    • B66F7/0608—Lifting frames, e.g. for lifting vehicles; Platform lifts with platforms supported by levers for vertical movement driven by screw or spindle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F7/00—Lifting frames, e.g. for lifting vehicles; Platform lifts
    • B66F7/06—Lifting frames, e.g. for lifting vehicles; Platform lifts with platforms supported by levers for vertical movement
    • B66F7/065—Scissor linkages, i.e. X-configuration

Definitions

  • the invention relates to a load balancing device for hoists and similar applications according to the preamble of patent claim 1.
  • the invention relates to a mechanically acting load balancing device for increasing the performance and efficiency of vertical lifting applications.
  • This should be able to be flexibly integrated into existing or newly designed lifting systems, which relieves the load on the drive train or the entire lifting mechanism and thus significantly increases the efficiency of the overall system. This relief not only reduces the drive power and energy consumption, but also makes the entire lifting device smaller and lighter, increases the load capacity and thus increases the power density of the entire system.
  • the required solution should be light and easy to maintain after moving to a maintenance position.
  • the solution to this problem involves the interaction of mechanically acting spring elements with a scissor mechanism actuated by a spreading unit, which in turn acts to support a load-carrying device, hereinafter referred to as a “platform”.
  • the solution according to the invention therefore shows a combination of mechanically acting spring elements with a scissor mechanism actuated by a spreading unit, which generates a uniform stroke force curve between two platforms that are movable vertically to one another.
  • This load balancing device is characterized by compact dimensions, flexible handling and high performance with low manufacturing, assembly and maintenance costs.
  • a load balancing device is used for a lifting application with a device to be lifted or closed Lowering object proposed, with a movable platform, the platform carrying the object, and the platform being supported by at least one spring element to balance the load.
  • the spring element acts on a spreading unit, which directs a spring force of the spring element for spreading into a scissor arrangement, the spring force acting as a resulting lifting force on the platform through the scissor arrangement, and the lifting geometry formed by means of the spreading unit and the scissor arrangement via a Essential lifting distance of the platform is given a substantially constant lifting force.
  • the load balancing device is also characterized by compact dimensions, flexible handling and high performance with low manufacturing, assembly and maintenance costs.
  • the stroke geometry is advantageously designed in such a way that a spring force that changes over the course of the stroke is essentially compensated for by a lever effect that changes over the course of the stroke. This results in essentially constant support, i.e. optimized load balancing, even with steep spring characteristics, and in many cases makes high spring preload to use the spring in a working range that is as linear as possible obsolete.
  • the expansion unit comprises thrust struts, wherein the thrust struts are each articulated between the spring accumulator and a scissor arm of the scissor arrangement.
  • the spreading unit advantageously acts on a curve geometry, the curve geometry determining the course of the leverage of the spreading unit on the scissor arrangement. This allows non-linear spring force curves to be compensated; In addition, it is possible to design a variable support force in the stroke course that is desired in some applications by means of a corresponding design of the curve geometry.
  • the curve geometry is formed by at least one curved surface of a scissor arm of the scissor arrangement, with the spring force of the spreading unit acting on the curved surface by means of a slider or a roller construction.
  • the expanding unit has an expanding wedge geometry at least on one side. This makes a particularly compact design possible. In addition, even flat spring characteristics can be easily converted into constant load compensation or a constant supporting force. Depending on the application, it may make sense to provide an expanding wedge arrangement at one end of the tension spring and push struts at another end of the spring. A combination of a curve geometry with shear struts or an expanding wedge arrangement is also possible.
  • the load balancing device can also perform a vertical guiding function;
  • the supported hoist can then be structurally simpler and limited to the lifting function.
  • the Figure 1 On the left shows schematically two embodiment variants A1, A2 of the transmission kinematics of the device according to the invention with gear elements and the corresponding force-stroke curve on the right.
  • the figure shows two centrally connected, mutually pivotable scissor arms (3), to which two also pivotally mounted push struts (4) are connected, the opposite side of the push struts being mounted coaxially.
  • a tension-acting spring energy storage device (5) is also connected coaxially.
  • the movable platform, with which the weight of the object to be moved is introduced into the arrangement, is shown in the schematic representations for reasons of clarity Figures 1 - 5 not shown.
  • the tensile force emanating from the energy storage (spring arrangement) causes the scissor arms (3) to spread apart via the push struts (4).
  • the compensation force (F) acts at the ends of the scissor arms.
  • a lifting curve geometry (7) (short: lifting curve or curve geometry) to the scissor arms (3) on the fixed or floating bearing side instead of the thrust struts, in order to achieve the spreading of the scissors (3) by means of an expansion shaft running along the lifting curve ; such variants D and E are in the Figures 4 and 5 shown.
  • the reference number (3) is used both for the scissor mechanism (short: scissors) and for an individual scissor arm.
  • the Figures 2 , 3 and 5 show the variants B, C and E.
  • These solutions each include the expanding wedge technology in different combinations and are particularly suitable for spring accumulators with flat characteristics, for example the commercially available ones Tension springs or advantageously have oval wire tension springs.
  • the stroke curve geometry variant D and E
  • the force-stroke curve can also be optimally coordinated.
  • the floating bearing guide shown in variants B, C, D and E can also be dispensed with if a straight-line, vertical guide function is not required for the application or if the lifting platform already has a vertical guide. This is often the case when existing lifting devices are retrofitted with a load balancing device.
  • the Figure 6 shows a technical implementation of variant A1. This explains the interaction of the mechanism's gear elements.
  • the spring accumulator integrated into the lifting mechanism consists of a spring package, which is made up of two compression springs mounted one inside the other. These are mechanically integrated between the thrust struts in such a way that the spring storage unit acts like a tension spring.
  • the Figure 7 shows a first technical version of variant D ( Figure 4 ) with a straight-line, vertical guiding function of the load balancing device according to the invention.
  • Four parallel-acting high-performance oval wire tension springs serve as spring accumulators, which have a higher power density, higher spring preload and lower spring rates compared to round wire tension springs.
  • the number of springs can increase or decrease the compensation load;
  • coupling means (not shown) can also be provided in order to be able to react to different loads during operation.
  • the lifting curve is part of the scissor arm contour, with the expansion shaft being axially guided by a centrally installed shaft.
  • the Figure 8 shows a technical version of variant D ( Figure 4 ) without guiding function with 4 oval wire tension springs acting in parallel as energy storage.
  • the floating bearing-side guidance was omitted, which means that the straight-line, vertical guidance function is no longer necessary.
  • the expansion shaft is guided along the centrally installed lifting curve using a profile roller.
  • An increase in the compensation force is achieved by adding spring elements in pairs. It is therefore also technically possible to Figure 8
  • the version shown can be operated with, for example, only 2 or with 6 or 8 tension springs acting in parallel.
  • the high spring preload wound into the oval wire tension springs allows the desired compensation force to be generated without having to additionally pretension the springs. Since the tension springs are moved together in a block in the upper lifting position, no additional measures need to be taken to isolate the force or energy of the energy storage device in the event of maintenance.
  • the Figure 9 shows the integration of two parallel acting Load balancing devices Fig.5 into an existing lifting and lowering conveyor device.
  • This lifting and lowering conveyor device is used to convey a body shell in series production of motor vehicles.
  • Figure 4 partly relieves the load on the hoist with drive train and partly increases the load capacity of the device (here by 40%). Since this retrofitting requires relatively little effort and there is no need for a costly overall conversion of the lifting and lowering conveyor device to accommodate higher loads, this results in considerable economic advantages.
  • AGVs automated guided vehicles
  • the load balancing device shown for an AGV has both a vertical guidance and drive function integrated, which results in its use as a lifting table.
  • the load balancing device shown with guidance and drive functions can be used as a lifting table for high loads of up to 3 tons on driverless transport vehicles.
  • the drive function is carried out here via two electrically synchronized push chain drives and the vertical guidance and load balancing function is carried out via two centrally installed load balancing devices Figure 6 realized.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lastausgleichsvorrichtung für eine Hubapplikation mit einem zu hebenden bzw. zu senkenden Gegenstand, mit einer beweglichen Plattform, wobei die Plattform den Gegenstand trägt, wobei die Plattform zum Lastausgleich durch zumindest ein Federelement (5) unterstützt ist. Dabei wirkt das Federelement (5) auf eine Spreizeinheit (4, 6, 7), welche eine Federkraft des Federelementes (5) zum Spreizen in eine Scherenanordnung (3) leitet, wobei durch die Scherenanordnung die Federkraft als eine resultierende Hubkraft hebend auf die Plattform wirkt, und wobei durch die mittels der Spreizeinheit (4, 6, 7) und der Scherenanordnung (3) gebildete Hubgeometrie eine im wesentlichen konstante Hubkraft über eine wesentliche Hubstrecke der Plattform gegeben ist. Durch eine Anpassung der Geometrie, insbesondere der Länge/Größe der konstruktiven Elemente der Spreizeinheit und der Länge der Schenkel der Scherenanordnung, kann die Größe und die Linearität bzw. Konstanz der Unterstützungskraft (Hubkraft) auf einfache Weise eingestellt werden. Die Lastausgleichsvorrichtung zeichnet sich zudem durch kompakte Abmessungen, eine flexible Handhabung und eine hohe Leistungsfähigkeit bei geringem Fertigungs-, Montage- und Wartungsaufwand aus.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lastausgleichsvorrichtung für Hubwerke und ähnliche Anwendungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Die Erfindung betrifft eine mechanisch wirkende Lastausgleichsvorrichtung zur Leistungs- und Effizienzsteigerung von vertikalen Hubapplikationen. Diese soll flexibel in bestehende oder neu konzipierte Hubsysteme integriert werden können, wodurch der Antriebsstrang bzw. die gesamte Hubmechanik entlastet und damit die Effizienz des Gesamtsystems signifikant gesteigert werden kann. Durch diese Entlastung können nicht nur die Antriebsleistung und der Energieverbrauch gesenkt, sondern auch die gesamte Hubvorrichtung entsprechend kleiner und leichter dimensioniert, die Tragfähigkeit erhöht und somit die Leistungsdichte des Gesamtsystems gesteigert werden.
  • Bislang wurden beispielsweise bei Hubvorrichtungen, wie in DE 10 2012 020 264 B4 beschrieben, Druckfederelemente zwischen Unterrahmen und Oberrahmen bzw. Hubplattform platziert, um so eine Entlastung des Hubwerks sowie des Antriebsstrangs zu erzielen. Diese direkte Anbindung bringt einige Nachteile mit sich. So werden beispielsweise massive Führungselemente und aufwendige Federlagerungen benötigt, um das Ausknicken der Druckfederelemente zu verhindern. Denn sollten Seitenkräfte auf die Federelemente einwirken, würde dies die Lebensdauer erheblich reduzieren. Damit eine signifikante Entlastung des Hubwerks auch in oberer Stellung erfolgt, muss aufgrund der flachen Federkennlinie eine hohe Federvorspannung auf die Federelemente aufgebracht werden. Bei Wartungsarbeiten am Hubsystem muss jedoch die in der Federvorspannung gespeichert Energie sicher vom Hubsystem getrennt bzw. entkoppelt oder eingeschlossen werden, was zu aufwendigen Wartungskonzepten und ggf. zusätzlichen Vorrichtungen führt.
  • Des Weiteren kann nachteilig bei einer direkten Einbindung der Federelemente kein konstanter Kraftverlauf über den gesamten Hub erzeugt werden, da die Federkraft beim Zusammenfahren gemäß der Federkennlinie zunimmt.
  • Lösungen mit Ausgleichsgewichten, wie sie beispielsweise von Personenaufzügen bekannt sind, leisten zwar eine konstante Unterstützung über die gesamte Hubhöhe, sind aber meistens nicht mobil einsetzbar und weisen hohe bewegte Massen auf und sind daher für viele industrielle Einsatzzwecke nicht geeignet.
  • Es ist also eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lastausgleichsvorrichtung für eine Hubapplikation (Hubanwendung, Hubwerk, Hub-Senkfördereinrichtung, Hubtisch oder dergleichen) vorzuschlagen, die über eine Hubhöhe eine möglichst lineare und dabei möglichst konstante Unterstützungskraft bietet. Die geforderte Lösung soll dabei leicht sein und nach Anfahren einer Wartungsposition gefahrlos zu warten sein.
  • Die Lösung dieser Aufgabe umfasst das Zusammenwirken aus mechanisch wirkenden Federelementen mit einem durch eine Spreizeinheit betätigen Scherenmechanismus, der wiederum unterstützend auf ein Lastaufnahmemittel, im Folgenden als "Plattform" bezeichnet, wirkt. Die erfindungsgemäße Lösung zeigt dabei also eine Kombination aus mechanisch wirkenden Federelementen mit einem durch eine Spreizeinheit betätigten Scherenmechanismus, welcher einen gleichmäßigen Hub- Kraftverlauf zwischen zwei vertikal zueinander beweglichen Plattformen erzeugt. Jene Lastausgleichsvorrichtung zeichnet sich durch kompakte Abmessungen, eine flexible Handhabung und eine hohe Leistungsfähigkeit bei geringem Fertigungs-, Montage- und Wartungsaufwand aus.
  • Die Aufgabe wird insbesondere durch die Vorrichtung aus Patentanspruch 1 gelöst. Dabei wird eine Lastausgleichsvorrichtung für eine Hubapplikation mit einem zu hebenden bzw. zu senkenden Gegenstand vorgeschlagen, mit einer beweglichen Plattform, wobei die Plattform den Gegenstand trägt, und wobei die Plattform zum Lastausgleich durch zumindest ein Federelement unterstützt ist. Dabei wirkt das Federelement auf eine Spreizeinheit, welche eine Federkraft des Federelementes zum Spreizen in eine Scherenanordnung leitet, wobei durch die Scherenanordnung die Federkraft als eine resultierende Hubkraft hebend auf die Plattform wirkt, und wobei durch die mittels der Spreizeinheit und der Scherenanordnung gebildete Hubgeometrie über eine wesentliche Hubstrecke der Plattform eine im wesentlichen konstante Hubkraft gegeben ist. Durch eine Anpassung der Geometrie, insbesondere der Länge/Größe der konstruktiven Elemente der Spreizeinheit und der Länge der Schenkel der Scherenanordnung, kann die Größe und die Linearität bzw. Konstanz der Unterstützungskraft (Hubkraft) auf einfache Weise eingestellt werden. Die Lastausgleichsvorrichtung zeichnet sich zudem durch kompakte Abmessungen, eine flexible Handhabung und eine hohe Leistungsfähigkeit bei geringem Fertigungs-, Montage- und Wartungsaufwand aus.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Deren Merkmale und Vorteile können bedarfsweise sowohl einzeln als auch in Kombination miteinander realisiert werden.
  • Vorteilhaft ist die Hubgeometrie derart ausgestaltet, dass eine sich im Hubverlauf ändernde Federkraft durch eine sich im Hubverlauf ändernde Hebelwirkung im Wesentlichen kompensiert ist. Das ergibt eine im wesentlichen konstante Unterstützung, also einen optimierten Lastausgleich, auch bei steilen Federkennlinien, und macht in vielen Fällen eine hohe Federvorspannung zur Verwendung der Feder in einem möglichst linearen Arbeitsbereich obsolet.
  • In einer konstruktiv einfachen Ausführungsform umfasst die Spreizeinheit Schubstreben, wobei die Schubstreben jeweils zwischen dem Federspeicher und einem Scherenarm der Scherenanordnung angelenkt sind.
  • Vorteilhaft wirkt die Spreizeinheit auf eine Kurvengeometrie, wobei die Kurvengeometrie den Verlauf der Hebelwirkung der Spreizeinheit auf die Scherenanordnung vorgibt. Dadurch können nichtlineare Verläufe der Federkraft ausgeglichen werden; zudem ist es damit möglich, eine in manchen Anwendungen gewünschte veränderliche Unterstützungskraft im Hubverlauf mittels einer entsprechenden Ausprägung der Kurvengeometrie zu gestalten. Dabei wird in einer konstruktiv einfachen und kompakten Variante die Kurvengeometrie durch zumindest eine gekrümmte Oberfläche eines Scherenarms der Scherenanordnung gebildet, wobei die Federkraft der Spreizeinheit mittels eines Gleitstücks oder einer Rollenkonstruktion auf die gekrümmte Oberfläche wirkt.
  • In einer Variante weist die Spreizeinheit zumindest einseitig eine Spreizkeilgeometrie auf. Damit ist eine besonders kompakte Bauform möglich. Zudem können damit auch flache Federkennlinien gut in einen konstanten Lastausgleich bzw. eine konstante Stützkraft umgesetzt werden. Je nach Anwendungsfall kann es sinnvoll sein, an einem Ende der Zugfeder eine Spreizkeilanordnung vorzusehen, und an einem anderen Ende der Feder Schubstreben. Auch eine Kombination einer Kurvengeometrie mit Schubstreben oder einer Spreizkeilanordnung ist möglich.
  • Bei entsprechender Dimensionierung der Lastausgleichsvorrichtung kann diese auch eine vertikale Führungsfunktion ausüben; das unterstützte Hubwerk kann dann konstruktiv einfacher ausgeführt sein und sich auf die Hubfunktion beschränken.
  • Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lastausgleichsvorrichtung und vorteilhafte Ausgestaltungen sind nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.
  • Dabei zeigen:
    • Figur 1
    zwei Ausführungsformen A1, A2 der erfindungsgemäßen Getriebekinematik der Lastausgleichsvorrichtung mit Schubstreben als Spreizvorrichtung in schematischer Darstellung,
    Figuren 2-5
    weitere Ausführungsformen B, C, D, E der erfindungsgemäßen Getriebekinematik der Lastausgleichsvorrichtung mit alternativen Spreizvorrichtungen in schematischer Darstellung,
    Figur 6
    eine technische Umsetzung der Variante A1 mit vertikaler Führungsfunktion in gesenkter (unterer) und ausgefahrener (oberer) Stellung,
    Figur 7
    eine technische Umsetzung der Variante D mit vertikaler Führungsfunktion in gesenkter (unterer) und ausgefahrener (oberer) Stellung,
    Figur 8
    eine technische Umsetzung der Variante D ohne vertikale Führungsfunktion in gesenkter (unterer) und ausgefahrener (oberer) Stellung,
    Figur 9
    eine technische Umsetzung einer Integration der Variante D in eine bestehende Hub-Senkfördereinrichtung,
    Figur 10
    eine technische Umsetzung der Variante D als Hubtisch mit Elektrozylinder-Doppelmotorantrieb gesenkter (unterer) und ausgefahrener (oberer) Stellung, und
    Figur 11
    eine technische Umsetzung der Variante A1 als Hubtisch mit Schubketten-Doppelmotorantrieb gesenkter (unterer) und ausgefahrener (oberer) Stellung.
  • Die Figur 1 zeigt links schematisch zwei Ausführungsvarianten A1, A2 der Getriebekinematik der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Getriebeelementen und rechts jeweils den dazugehörigen Kraft- Hubverlauf. In der Figur sind zwei mittig verbundene, gegeneinander schwenkbare Scherenarme (3) dargestellt, an denen jeweils zwei ebenfalls schwenkbar gelagerte Schubstreben (4) angebunden sind, wobei die Gegenseite der Schubstreben koaxial gelagert ist. Hierzu ist, ebenfalls koaxial gelagert, ein auf Zug wirkender Federenergiespeicher (5) angebunden. Die bewegliche Plattform, mit der die Gewichtskraft des zu bewegenden Gegenstandes in die Anordnung eingebracht wird, ist aus Gründen der Übersichtlichkeit in den schematischen Darstellungen der Figuren 1 - 5 nicht dargestellt.
  • Durch die vom Energiespeicher (Federanordnung) ausgehende Zugkraft wird über die Schubstreben (4) das Auseinanderspreizen der Scherenarme (3) erzielt. An den Enden der Scherenarme wirkt infolgedessen die Kompensationskraft (F).
  • Wenn auf eine geradlinige, vertikale Führungsfunktion applikationsbedingt verzichtet werden kann, können die Loslagerführungen (2) der Variante A1 entfallen, woraus wiederum Bauraum- und Kostenvorteile resultieren. Diese Ausführung ist schematisch in der unteren Hälfte der Figur 1 anhand der Variante A2 dargestellt.
  • Es ist ebenso möglich, fest- oder loslagerseitig anstelle der Schubstreben eine Hubkurvengeometrie (7) (kurz: Hubkurve oder Kurvengeometrie) an die Scherenarme (3) anzubringen, um so mittels einer entlang der Hubkurve laufenden Spreizwelle ein Aufspreizen der Schere (3) zu erreichen; solche Varianten D und E sind in den Figuren 4 und 5 dargestellt. Hinweis: Im Folgenden wird das Bezugszeichen (3) sowohl für den Scherenmechanismus (kurz: Schere) als auch für einen einzelnen Scherenarm verwendet.
  • Die Figuren 2, 3 und 5 zeigen die Varianten B, C und E. Diese Lösungen umfassen in unterschiedlichen Kombinationen jeweils die Spreizkeiltechnik und eignen sich besonders für Federspeicher mit flachen Kennlinien, die beispielsweise handelsüblichen Zugfedern oder vorteilhaft Ovaldrahtzugfedern aufweisen. Durch die Anpassung der Hubkurvengeometrie (Varianten D und E) kann zudem der Kraft- Hubverlauf optimal abgestimmt werden.
  • Die gewählten Verhältnisse von Scherenarm- und Schubstrebenlängen in Verbindung mit der Lage der Schwenkachsen und der Federkennlinie sowie ggf. die Ausprägung der Hubkurven erlauben es, den Kraft- Hubverlauf der Vorrichtung zu beeinflussen. Am schematisch dargestellten Kraft- Hubverlauf in Figur 1 ist zu erkennen, dass eine nahezu konstante Hubkraft erreicht werden kann. Wird der reale Kraftverlauf mit einem ideal wirkenden Konstant-Kraftverlauf verglichen, so sind Linearitätsabweichung von unter ±1% technisch realisierbar. Als Obergrenze bezogen auf das Kosten- Nutzenverhältnis wird eine Linearitätsabweichung von ±15% angesehen.
  • Wie bereits Anhand der Variante A2 beschrieben, kann auf die in den Varianten B, C, D und E gezeigte Loslagerführung auch verzichtet werden, wenn eine geradlinige, vertikale Führungsfunktion applikationsbedingt nicht benötigt wird, bzw. die Hubplattform bereits eine vertikale Führung besitzt. Dies ist oft dann der Fall, wenn bestehende Hubvorrichtungen mit einer Lastausgleichsvorrichtung nachgerüstet werden.
  • Im Folgenden werden technische Umsetzungsmöglichkeiten der Varianten aus Figur 1 und der Variante D aus Figur 4 sowie Anwendungsbeispiele dazu aufgezeigt; die Varianten B, C und E zeigen Abwandlungen in anderen Kombinationen von Spreizmitteln.
  • Die Figur 6 zeigt eine technische Umsetzung der Ausführungsvariante A1. Diese erläutert das Zusammenwirken der Getriebeelemente des Mechanismus'. Der hier in die Hubmechanik integrierte Federspeicher besteht aus einem Federnpaket, welches sich aus zwei ineinander montieren Druckfedern zusammensetzt. Diese sind mechanisch so zwischen die Schubstreben eingebunden, dass die Federspeichereinheit wie eine Zugfeder wirkt.
  • Durch die Verwendung von massiven Druckfedern kann eine besonders hohe Leistungsdichte erzielt werden.
  • Die Figur 7 zeigt eine erste technische Ausführung der Variante D (Figur 4) mit geradliniger, vertikaler Führungsfunktion der erfindungsgemäßen Lastausgleichsvorrichtung. Als Federspeicher dienen hier 4 parallel wirkende Hochleistungs-Ovaldrahtzugfedern, die im Vergleich zu Runddrahtzugfedern eine höhere Leistungsdichte, höhere Federvorspannungen und geringere Federraten aufweisen. Durch die Federnanzahl kann die Kompensationslast erhöht oder verringert werden; dazu können auch Kupplungsmittel (nicht dargestellt) vorgesehen sein, um im Betrieb auf unterschiedliche Lasten reagieren zu können. Im gezeigten Beispiel ist die Hubkurve Bestandteil der Scherenarmkontur, wobei die Spreizwelle mittels einer mittig verbauten Welle axial geführt wird.
  • Die Figur 8 zeigt eine technische Ausführung der Variante D (Figur 4) ohne Führungsfunktion mit 4 parallel wirkenden Ovaldrahtzugfedern als Energiespeicher. Bei dieser Ausführung wurde auf die loslagerseitige Führung verzichtet, wodurch die geradlinige, vertikale Führungsfunktion entfällt. Die Führung der Spreizwelle entlang der mittig verbauten Hubkurve erfolgt hier vorteilhaft mittels einer Profillaufrolle. Eine Erhöhung der Kompensationskraft wird durch das paarweise Hinzufügen von Federelementen erzielt. Es ist somit auch technisch möglich, die in Figur 8 gezeigte Ausführung mit bspw. nur 2 oder mit 6 oder 8 parallel wirkenden Zugfedern zu betreiben. Durch die in den Ovaldrahtzugfedern eingewundene, hohe Federvorspannung kann die gewünschte Kompensationskraft erzeugt werden, ohne die Federn zusätzlich vorspannen zu müssen. Da die Zugfedern in der oberen Hubstellung auf Block zusammengefahren sind, müssen hier im Wartungsfall keine zusätzlichen Maßnahmen zur Kraft- bzw. Energietrennung des Energiespeichers getroffen werden.
  • Die Figur 9 zeigt die Integration von zwei parallel wirkenden Lastausgleichsvorrichtungen aus Abb.5 in eine bestehende Hub-Senkfördervorrichtung. Diese Hub- Senkfördervorrichtung wird zur Förderung einer Rohkarosse in der Kraftfahrzeug- Serienfertigung genutzt. In der Industrie besteht häufig der Wunsch, bestehende Anlagen in ihrer Leistungsfähigkeit zu erhöhen. In diesem Beispiel wird durch Integration der Ausführungsvariante D aus Figur 4 teilweise das Hubwerk mit Antriebsstrang entlastet und zum anderen Teil die Tragfähigkeit der Vorrichtung (hier um 40%) erhöht. Da diese Nachrüstung mit einem verhältnismäßig geringen Aufwand verbunden ist und ein kostspieliger Gesamtumbau der Hub- Senkfördervorrichtung auf höhere Traglasten entfällt, resultieren daraus erhebliche wirtschaftliche Vorteile.
  • Ein weiteres Anwendungsgebiet für Lastausgleichsvorrichtungen sind Hubapplikationen, die auf fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) zum Einsatz kommen. Hierbei kommt der Aspekt der Energieersparnis und Leistungssteigerung besonders stark zum Tragen, da die Energiebereitstellung bzw. -versorgung mit einem hohen Aufwand verbunden ist und in den meisten Fällen die Hubleistung den begrenzten Faktor dahingehend darstellt.
  • Bei der in Figur 10 gezeigten Lastausgleichsvorrichtung für ein FTF wurde sowohl eine vertikale Führungs- als auch Antriebsfunktion integriert, woraus sich die Verwendung als Hubtisch ergibt.
  • Die in Figur 11 dargestellte Lastausgleichsvorrichtung mit Führungs- und Antriebsfunktion kann als Hubtisch für hohe Traglasten bis 3t auf fahrerlosen Transportfahrzeugen eingesetzt werden. Die Antriebsfunktion wird hier über zwei elektrisch zueinander synchronisierte Schubkettenantriebe und die vertikale Führungs- und Lastausgleichsfunktion über zwei mittig verbaute Lastausgleichvorrichtungen aus Figur 6 realisiert.

Claims (5)

  1. Lastausgleichsvorrichtung für eine Hubapplikation mit einem zu hebenden bzw. zu senkenden Gegenstand,
    mit einer beweglichen Plattform, wobei die Plattform den Gegenstand trägt,
    wobei die Plattform zum Lastausgleich durch zumindest ein Federelement (5) unterstützt ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Federelement (5) auf eine Spreizeinheit (4, 6, 7) wirkt, welche eine Federkraft des Federelementes (5) zum Spreizen in eine Scherenanordnung (3) leitet, wobei durch die Scherenanordnung die Federkraft als eine resultierende Hubkraft hebend auf die Plattform wirkt, und dass durch die mittels der Spreizeinheit (4, 6, 7) und der Scherenanordnung (3) gebildete Hubgeometrie eine im wesentlichen konstante Hubkraft über eine wesentliche Hubstrecke der Plattform gegeben ist.
  2. Lastausgleichsvorrichtung Patentanspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Spreizeinheit (4, 6, 7) Schubstreben (4) umfasst, wobei die Schubstreben (4) jeweils zwischen dem Federelement (5) und einem Scherenarm der Scherenanordnung (3) angelenkt sind.
  3. Lastausgleichsvorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Spreizeinheit (4, 6, 7) auf eine Kurvengeometrie (7) wirkt, wobei die Kurvengeometrie (7) den Verlauf der Hebelwirkung der Spreizeinheit (4, 6, 7) auf die Scherenanordnung (3) vorgibt.
  4. Lastausgleichsvorrichtung nach Patentanspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kurvengeometrie (7) durch zumindest eine gekrümmte Oberfläche eines Scherenarms der Scherenanordnung (3) gebildet ist, wobei die Federkraft über die Spreizeinheit (4, 6, 7) mittels eines Gleitstücks oder einer Rollenkonstruktion auf die gekrümmte Oberfläche wirkt.
  5. Lastausgleichsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Spreizeinheit (4, 6, 7) zumindest einseitig eine Spreizkeilgeometrie aufweist.
EP22163264.9A 2022-03-21 2022-03-21 Lastausgleichsvorrichtung für eine hubapplikation mit einem zu hebenden bzw. zu senkenden gegenstand Pending EP4249420A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22163264.9A EP4249420A1 (de) 2022-03-21 2022-03-21 Lastausgleichsvorrichtung für eine hubapplikation mit einem zu hebenden bzw. zu senkenden gegenstand
PCT/EP2023/054424 WO2023180002A1 (de) 2022-03-21 2023-02-22 Lastausgleichsvorrichtung für eine hubapplikation mit einem zu hebenden bzw. zu senkenden gegenstand

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22163264.9A EP4249420A1 (de) 2022-03-21 2022-03-21 Lastausgleichsvorrichtung für eine hubapplikation mit einem zu hebenden bzw. zu senkenden gegenstand

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4249420A1 true EP4249420A1 (de) 2023-09-27

Family

ID=80928853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22163264.9A Pending EP4249420A1 (de) 2022-03-21 2022-03-21 Lastausgleichsvorrichtung für eine hubapplikation mit einem zu hebenden bzw. zu senkenden gegenstand

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4249420A1 (de)
WO (1) WO2023180002A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5833198A (en) * 1997-05-22 1998-11-10 Graetz Manufacturing Inc. Mechanically operated lift table
US20110240409A1 (en) * 2010-04-02 2011-10-06 Herkules Equipment Corporation Scissor lift assembly
DE102012020264B4 (de) 2012-10-12 2018-11-15 EXPERT-TÜNKERS GmbH Motorisch in vertikaler Richtung höhenverstellbarer Hubtisch, zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie
EP3476792A1 (de) * 2017-10-25 2019-05-01 Flexlift Hubgeräte GmbH Scherenhubtisch

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3434344B2 (ja) * 1994-03-30 2003-08-04 セントラルコンベヤー株式会社 電動テーブルリフタ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5833198A (en) * 1997-05-22 1998-11-10 Graetz Manufacturing Inc. Mechanically operated lift table
US20110240409A1 (en) * 2010-04-02 2011-10-06 Herkules Equipment Corporation Scissor lift assembly
DE102012020264B4 (de) 2012-10-12 2018-11-15 EXPERT-TÜNKERS GmbH Motorisch in vertikaler Richtung höhenverstellbarer Hubtisch, zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie
EP3476792A1 (de) * 2017-10-25 2019-05-01 Flexlift Hubgeräte GmbH Scherenhubtisch

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023180002A1 (de) 2023-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0983897B1 (de) Hebevorrichtung
EP2719653B1 (de) Motorisch in vertikaler Richtung höhenverstellbarer Hubtisch, z. B. zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie
DE102009010280B4 (de) Mechanisches Bearbeitungsstations-Teileträger-Hubwerk
EP3088347B1 (de) Regalbediengerät
EP0501254B1 (de) Scherenhubtisch
EP2218662A2 (de) Hubbalkenförderer
EP3138807A1 (de) Hubvorrichtung
DE102015005924A1 (de) Hubwagen und Vorrichtung zum Transport von Lasten
EP4249420A1 (de) Lastausgleichsvorrichtung für eine hubapplikation mit einem zu hebenden bzw. zu senkenden gegenstand
EP1340709B1 (de) Transportanlage zum Transport von Bauteilen
EP3428115A1 (de) Hebeeinrichtung und verfahren zum bewegen eines hubschlittens
EP3590881A1 (de) Transporteinrichtung
EP4244091A1 (de) Antriebsanordnung für die verlagerung einer kontaktiervorrichtung sowie kontaktiervorrichtung und deren verwendung
DE102011001518A1 (de) Regalbediengerät
EP1378480A1 (de) Transportfahrzeug zum Transport von Bauteilen
WO2018172361A1 (de) Gelenkkettenantrieb, insbesondere für eine fahrtreppe
DE102005039945B4 (de) Scherenhubtisch
EP1772417B1 (de) Hubtisch
EP1190981A1 (de) Scherenhubtisch
DE202018003699U1 (de) Vorrichtung zum Wechseln von Stützwalzen an einem Walzgerüst
DE2414764C3 (de) Einrichtung zum Kurzkuppeln zweier Fahrwerke eines Schienenfahrzeugs mit Tragschnäbeln
EP1362821A1 (de) Portalhubwagen
DE102017108669A1 (de) Vorrichtung für den Transport von Werkstücken
DE102011100926A1 (de) Hydraulikzylinder (Hubzylinder) für Fahrzeughebebühnen
DE3735243A1 (de) Vorrichtung zum neutralisieren von ueberhanglasten

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR