JP5852733B2 - バランサ - Google Patents

Description

本発明は、荷物を上昇、保持および下降するためのバランサであって、このバランサが、圧力媒体によって作動させて回転させることができるケーブルドラムを備え、このケーブルドラムが、前記ケーブルドラムから巻き解きおよびそこに巻き付けることができる荷物を受けるためのケーブルを有し、規定された回転速度を超えた場合のケーブルドラムの緊急制動用装置を有し、緊急制動のためのこの装置が少なくとも１つのロック要素を備え、この少なくとも１つのロック要素が、ケーブルドラムに締結され、ばね負荷されてフリーホイール位置に保持され、そして遠心力によって作動されることによって展開したロック位置に移動されることができ、このロック位置において、ロック要素が、ケーブルドラムに対して固定されているストッパと係合することによって、ケーブルドラムの回転が阻止されるバランサに関する。

この種類のバランサは、例えば、特許文献１から知られている。前記出願は、バランスつり上げ装置（バランサ）の回転速度を制限するための、特につり上げ装置の緊急制動用装置が記載されている。つり上げ装置は、ハウジングに回転可能に取り付けられ、ハウジング内で空気圧により長手方向に変位させることができるピストンによって回転させることができると共にケーブルドラムを搬送するねじ付きスピンドルを備え、さらに、ハウジングに固定接続されるスピンドルナットを備え、ねじ付きスピンドルで長手方向に変位させることができるケーブルドラムは、ねじ付きスピンドルと共に回転するようにそれに固定接続されている。ケーブルドラムの緊急制動用装置は複数の歯止めを備え、これらの歯止めは、弾性保持力に抗して、ねじ付きスピンドルに対して平行である旋回ピンを中心に、半径方向内側の待機位置から外側ブレーキ位置まで旋回されることができ、これらの歯止めは、ケーブルドラムが回転するときに回転方向にそれぞれ向いており、保持力の大きさによって予め決定される回転速度を超えると、遠心力により負荷されるようにして前記歯止めの自由端がブレーキ位置内に旋回されることができる。半径方向に展開したブレーキ位置において、歯止めは、ハウジングに固定配置される外側停止要素の対応するストッパ内に係合する。ケーブルドラムの緊急制動用装置全体は、ある種類の滑りクラッチを介して、ねじ付きスピンドルの先端側に締結されている。歯止めがばねの保持力に抗して旋回ピンを中心に半径方向外側に移動された場合に、回転スピンドルの、したがってケーブルドラムの回転が内側コーンと外側コーンとの間の摩擦接続部を介して停止され、歯止めに割り当てられる停止要素のストッパ面と係合される。

特許文献１によるケーブルドラムの緊急制動用装置は、ドラムが停止状態にあり、ケーブルに逆方向の張力が存在するときに、歯止めがそれらの初期位置に自動的に戻るように構成されている。

緊急ブレーキ／緊急制動手段を有する圧縮空気バランサも、例えば、特許文献２から知られている。前記圧縮空気バランサにおいて、ケーブルドラムの緊急制動用装置は少なくとも１つのブレーキシューを備え、このブレーキシューは、ケーブルドラムと共にドラム軸線を中心として平行に旋回されることができ、待機位置からブレーキ位置内に移動されることができ、そのブレーキ位置において、固定したシリンダを有する摩擦接続部を形成し、少なくとも１つの別個の遠心要素は、規定された回転速度を超えるモーメントを発生させ、このモーメントは、ブレーキシューを待機位置からブレーキ位置に旋回させ、摩擦接続部によって発生されるモーメントは、ブレーキシューをブレーキ位置に保持し、ブレーキシューをブレーキ位置に押し込む。ブレーキは、ケーブルが荷物がない状態である限りアクティブである。荷物が掛けられたことによりケーブルに張力が生じると、ブレーキが自動的に解除される。

上述の緊急制動動作は、例えば、荷物がケーブルから取り外された場合に提供される。この場合、平衡位置のための抗力は、ガス圧が負荷されるバランサの当該ピストンのために存在せず、その結果、ピストンは、それを支配するガス圧によって突然軸方向に変位され、ケーブルドラムは急激に回転される。緊急ブレーキがない場合、結果としてケーブル端部は非常に加速され、その結果、ケーブル端部は激しく動き、損傷または破壊をもたらすであろう。

この点で、上述の緊急制動動作が適切かつ必要である。しかし、前記緊急制動動作の構成は、ケーブルに掛かる荷物の部分のみがいくつかの状況下で自由になっている環境では不可能である。例えば、比較的重い荷物用フックがケーブルに依然として引っ掛けられている場合、ケーブルの急激な制動は、荷物用フックの慣性力により、負荷フックがケーブル上で跳ね回り、ケーブルへの衝撃導入をもたらすことがある。次に、モーメントが反対の回転方向でケーブルドラムに導入されるであろう。その結果、ブレーキ装置が係合解除するであろう。対応する抗力がないので、ケーブル端部は、依然としてバランサを支配する過剰な圧力によって再び加速されるであろう。

欧州特許出願公開第１１３６４２３Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１０３４４２４Ｂ４号明細書

したがって、本発明の目的は、これに関連して冒頭に記載した種類のバランサを改良することである。

この目的は、荷物を上昇、保持および下降するためのバランサであって、このバランサが、圧力媒体によって作動されるケーブルドラムを備え、このケーブルドラムが、前記ケーブルドラムから巻き解きおよびそこに巻き付けることができる荷物を受けるためのケーブルを有し、規定された回転速度を超えた場合のケーブルドラムの緊急制動用装置を有し、緊急制動のためのこの装置が少なくとも１つのロック要素を備え、この少なくとも１つのロック要素が、ケーブルドラムに締結され、ばね負荷されてフリーホイール位置に保持され、そして遠心力によって作動されるようにして展開されたロック位置に移動されることができ、このロック位置において、ロック要素が、ケーブルドラムに対して固定されているストッパと係合することによって、ケーブルドラムの回転が阻止され、ロック要素の起動後、前記ロック要素と、それと相互作用するストッパとが係合解除されて移動したときに、ロック要素が展開位置に保持されることによって特徴付けられるバランサによって達成される。

本発明は、本発明によるバランサが、少なくとも１つのロック要素を備える緊急制動用装置を備え、前記少なくとも１つのロック要素が、遠心力によって作動されて展開されることができ、起動後に、ケーブルドラムに加えられるトルクの回転方向に関係なく、ロック位置に留まるというように効果に要約することができる。この場合、緊急制動用装置は、ロック要素が関連のストッパから簡単に係合解除することができるが、結果として、原則的に、ロック動作が解消されないように構成される。

本発明においては、係合解除とは、ロック要素が必ずしも関連のストッパと接触または当接する必要がないことを意味する。

本発明によるバランサは、その回転軸線に沿って変位させることができるケーブルドラムと、ガス圧によって負荷されるピストンの軸方向運動をケーブルドラムの回転運動および軸方向運動に変換するボールねじ機構とを備えることができる。この場合、ケーブルドラムの軸方向変位は、巻き付け中および巻き解き中に、ある時点でケーブルが、ケーブルドラムを囲む包囲ハウジングから出るように好都合に寸法決めされる。

本発明によるバランサの好ましい一変形例では、ロック要素は、ばね負荷された状態で展開位置に保持される。緊急制動用装置が起動された後、バランサを再作動させるために、対応する手動操作によって、ロック解除動作を行う必要がある。

本発明は、原則的に、予め規定された制限回転速度を超えた場合、ケーブルドラムの回転方向に関係なく、緊急制動用装置を起動することができるようなものであることを理解されたい。例えば、遠心力によって作動されて展開することができるロック要素は、ケーブルドラムが予め定められた位置、例えばケーブルが完全に巻き解かれるかまたは完全に巻き付けられるエンドストッパの１つに配置されたときにのみ、ロック解除位置に自動的に復帰されるように設けることもできる。

代わりに、手動で作動されるロック解除動作が前記エンド位置の１つのみで可能であるように意図することができる。

本発明によるバランサの好都合な一実施形態では、ロック要素が、片側に旋回されることができ、遠心力によって作動されるようにして内側旋回フリーホイール位置から、半径方向に展開したロック位置に移動させることができるロックレバーとして構成される。

本発明によれば、緊急制動用装置は、当然、例えばケーブルドラムに対して共通の半径上に配置される複数のロックレバーを備えることができる。

ロック要素は、好ましくは、ケーブルドラムの回転軸線に対して略平行に延びる回転軸線を中心にそれぞれ旋回させることができる。

本発明によるバランサの好都合な一変形例では、ロック要素が予め規定された死点位置（Totpunktlage）を越えて偏位された場合に、保持ばねが、起動されたロック要素を展開位置に保持するように、保持ばねがロック要素の旋回ピンから離間してロック要素に取り付けられている。

前記保持ばねはまた、非作動状態でロック要素をフリーホイール位置（Freilaufstellung）に保持するものであることが特に有利である。

本発明によるバランサの特に有利な一実施形態では、緊急制動用装置が、さらに、ケーブルドラムに旋回可能に連結されかつ作動状態でロック要素に作用する少なくとも１つの遠心レバーを備えているものである。遠心レバーは、例えば、ロック要素を介して内側旋回位置に保持することができる。保持ばねの保持力の大きさに依存するケーブルドラムの規定された回転速度を超えた場合に、遠心レバーは半径方向外側に偏位され、ばね力に抗してロックレバーを展開位置に押し込む。ここで、死点位置を通過した場合に、ばね力のみによってロック要素が完全な外側旋回位置へのさらなる旋回運動を発生させるように、ロック要素が保持ばねに取り付けられてる。その後、ロック要素はこの位置に復帰ばねを介して保持される。

複数のロック要素が設けられた場合、各ロック要素に遠心レバーを割り当てることができる。

このために、フリーホイール位置において、遠心レバーおよびロック要素が、ケーブルドラムの回転軸線に対して略接線方向にケーブルドラムの周辺に延び、偏位の場合に、逆方向の旋回運動を行うと好都合である。

ケーブルドラムは、例えば、固定したケージまたはシリンダ内に回転可能におよび／または軸方向に変位可能に配置されることができ、展開位置において、ロック要素はケージまたはシリンダのロック用開口部内に係合することができる。代わりに、展開位置において、ロック要素は、ケージまたはシリンダのリブまたは溝内に、あるいはバランサハウジングのリブまたは溝内に係合することもできる。

本発明によるバランサの好都合な一変形例では、ケーブルドラムの緊急制動用装置が、ケーブルドラムの端面に、好ましくは、このために設けられる取付プレートに配置されるている。

添付図面を参照して、本発明について以下に説明する。

本発明によるバランサの縦断面図を示している。 ケーブルドラムを囲むケージの、およびケージに対するその位置でのケーブルドラムの緊急制動用装置の斜視図を示している。 緊急制動用装置を有するケーブルドラムの端面図をそれぞれ示している（これらの図は、ロック要素および遠心レバーの異なる状態をそれぞれ示している）。

最初に図１について説明する。前記図は、圧縮空気バランサとしてのバランサ１の縦断面図を示している。バランサ１は、円筒状ハウジング２と、ハウジング２の端面に取り付けられる接続カバー３とを備える。回転するように固定配置されかつ玉軸受スピンドル５として部分的に構成される軸４は、バランサ１の長手方向中心軸線に沿って延びている。ケーブルドラム７と共に回転するようにそれと固定接続されるスピンドルナット６は、玉軸受スピンドル５に回転可能に配置されている。スチールケーブルがケーブルドラムに巻き付けられおよびそこから巻き解くことができる。簡略化のため、スチールケーブルは図面に示されていない。

ハウジング２は、圧縮空気が充填されるチャンバ８を備え、このチャンバ８内に、ピストン９が軸４に沿って変位させることができるように配置されている。ピストン９は、周辺シールリップ１０ａによって円筒状チャンバ８の包囲壁に対してシールされている。ピストン９は、第２のシールリップ１０ｂによって軸４に対して内側にシールされている。ケーブルドラムに面するその側面において、前記ピストン９は軸方向玉軸受１１を介してケーブルドラム７に作用する。軸方向玉軸受１１はピストン９とケーブルドラム７との間の相対回転を許容する。固定した玉軸受スピンドル５、または玉軸受スピンドル５として構成される軸４の当該部分と、ケーブルドラム７と共に回転するようにそれと固定接続されるスピンドルナット６との相互作用により、ケーブルドラム７は、ピストン９の軸方向変位の結果として軸４を中心に回転し、同時に軸方向に変位され、正確に言うと、その程度だけ、ケーブルドラム７に巻回されているケーブルがケーブルドラム７から巻き解かれるかまたはこれに巻き付けられる。

この場合、玉軸受スピンドル５の玉転動軌道の間隔が、ケーブルドラムに巻回されるケーブルが、常に、このために設けられるケーブル出口開口部から同じ箇所で出るように寸法決めされる。

ケーブルドラム７のピストン９と対向する側の端面には、ケーブルドラム７と共に回転するようにそれと固定接続される取付プレート１２が設けられている。ケーブルドラム７は、ハウジング内に回転可能に固定されて配置またはフランジ接続された円筒状ケージ１３内の中央に配置されている。

ケージ１３の斜視図は図２から見ることができる。前記ケージ１３は略円筒状のものであり、ピストン９に対向する側で、締結フランジ１４によってハウジング２にフランジ接続されている。ケージ１３の周面には、さらに以下に説明するようにロック要素１６と相互作用する多数の開口部１５が設けられている。

１６で示したロック要素および遠心レバー１７は旋回可能に移動可能であるように、１２で示した取付プレートに取り付けられ、この取付プレートは、上述したように、ケーブルドラム７と共に回転すべくその端面に固定接続され、略環状であり、そしてケージ１３の円周内に挿入される。ロック要素１６のおよび遠心レバー１７の旋回ピン１８、１９は軸４に対して略平行に延び、同時に、この軸４はケーブルドラム７の回転軸線を規定する。

ロック要素１６と遠心レバー１７は、取付プレート１２の円周面上に、円周に対してロック要素１６と遠心レバー１７が略接線方向に延びるように、間隔を持って配置されている。ロック要素１６によっておよび遠心レバー１７によって行うことができる旋回運動が逆方向にそれぞれ行われ、ロック要素１６および遠心レバー１７が、前記ロック要素１６および遠心レバー１７のフリーホイール位置で環状取付プレート１２の内周にほぼ当接する。この位置は特に図３ａに示されている。この位置において、ロック要素１６は、内側から外側に向かって見ると、遠心レバー１７の上方に位置する。この位置で、ロック要素１６が保持ばね２０によって保持されている。保持ばね２０は、同様に、取付プレート１２の内周に対して接線方向に、または軸４と同心に延びる円周に対して接線方向に延びている。正確に言うと、図３ａに示した初期位置において、ロック要素１６が保持ばね２０を介して内側旋回位置に保持され、すなわち、時計回り方向（回転方向は図中の表示との関係で）とは逆方向の旋回ピン１９を中心とするモーメントを受け、ロック要素１６が死点位置を介して半径方向外側に旋回された場合に対抗するモーメントを受けるように、保持ばね２０が旋回ピン１９から離間してロック要素１６に偏心して取り付けられている。死点位置は、保持ばね２０および旋回ピン１９の両方の締結点が互いに面一になるように配置される当該位置である。死点位置において、フリーホイール位置内へのロック要素１６の自動復帰運動はもはや不可能である。

次に、ケーブルドラム７が、例えば、時計回り方向とは逆方向の、保持ばね２０の力によって予め決定される規定された回転速度を超える回転を受けた場合に、遠心レバー１７が同様に時計回り方向とは逆方向に偏位される。この場合、遠心レバー１７の自由端２１は保持ばね２０の死点位置を越えて半径方向外側にロック要素１６を押し、その結果、ロック要素１６はケージ１３の開口部１５の１つの中にロック係合する。この場合、保持ばね２０は、半径方向に展開したロック位置にロック要素１６を保持する。説明した例示的な実施形態では、緊急制動用装置は、ケーブルの意図しない巻き付けに対する固定手段として構成され、その他に、落下阻止装置として構成することもできる。

図２から理解できるように、ロック要素１６は時計回り方向（図２の表示との関係で）と逆方向の回転に抗してケーブルドラム７を拘束する。ロックレバー１６および遠心レバー１７の構成に対応して鏡面反転した構造の場合、時計回り方向への回転の阻止が可能であろう。

ロック解除動作は、ロック要素１６の対応して手動で作動された復帰の場合にのみ可能である。

バランサ１のチャンバ８には、圧力媒体接続部（図示せず）を介して圧縮空気が充填される。チャンバ８内の圧力は、荷物が掛けられている場合にケーブルドラム７により軸方向玉軸受１１を介してピストン９に加えられる力とほぼ平衡状態となる。ケーブルドラム７の運動は、ピストン９の軸方向運動とケーブルドラム７のその軸線を中心とする回転とをもたらすチャンバ８の圧力負荷の制御動作を介して行われる。その過程で、ケーブル（図示せず）が巻き付けられおよび巻き解かれる。負荷を突然損失した場合、この力の平衡は崩壊され、ケーブルドラム７の規定された制限回転速度を超えるようになる。結果として、旋回ピン１８を中心とする遠心レバー１７の偏位、したがって旋回ピン１９を中心とするロック要素１６の偏位がもたらされる。この種類の偏位が可能である回転速度および／または遠心力は、保持ばね２０の特性および遠心レバー１７の質量に依存する。

１ バランサ
２ ハウジング
３ 接続カバー
４ 軸
５ 玉軸受スピンドル
６ スピンドルナット
７ ケーブルドラム
８ チャンバ
９ ピストン
１０ａ、１０ｂ シールリップ
１１ 軸方向玉軸受
１２ 取付プレート
１３ ケージ
１４ 締結フランジ
１５ 開口部
１６ ロック要素
１７ 遠心レバー
１８ 旋回ピン
１９ 旋回ピン
２０ 保持ばね
２１ 遠心レバーの自由端

Claims (9)

1. 荷物を上昇、保持および下降するためのバランサ（１）であって、前記バランサ（１）が、圧力媒体によって作動されるケーブルドラム（７）を備え、前記ケーブルドラム（７）が、前記ケーブルドラム（７）から巻き解きおよび前記ケーブルドラム（７）に巻き付けることができる前記負荷を受けるためのケーブルを有し、規定された回転速度を超えた場合の前記ケーブルドラム（７）の緊急制動用装置を有し、前記緊急制動用装置が少なくとも１つのロック要素（１６）を備え、前記少なくとも１つのロック要素（１６）が、前記ケーブルドラム（７）に締結され、ばね負荷されてフリーホイール位置に保持され、そして遠心力によって作動されて展開したロック位置に移動されることができ、前記ロック位置において、前記ロック要素（１６）が、前記ケーブルドラム（７）に対して固定されているストッパと係合することによって、前記ケーブルドラム（７）の回転が阻止されるバランサ（１）において、前記ロック要素（１６）の起動後、前記ロック要素（１６）と、前記ロック要素（１６）と相互作用する前記ストッパとが係合解除されて移動したときに、前記ロック要素（１６）が展開位置に保持されるものであり、
   緊急制動用前記装置が、さらに、前記ケーブルドラム（７）に旋回可能に連結されかつ作動状態で前記ロック要素（１６）に作用する少なくとも１つの遠心レバー（１７）を備えていることを特徴とするバランサ（１）。
2. 前記ロック要素（１６）がばね負荷状態で前記展開位置に保持されることを特徴とする請求項１に記載のバランサ。
3. 前記ロック要素（１６）が、旋回可能なロックレバーとして構成され、前記旋回可能なロックレバーが、遠心力によって作動されることによって、内側旋回フリーホイール位置から、半径方向に展開したロック位置に移動されることができることを特徴とする請求項１または２に記載のバランサ。
4. 前記ロック要素（１６）が死点位置を越えて偏位される場合に、保持ばね（２０）が前記ロック要素（１６）を前記展開位置に保持するように、前記保持ばね（２０）が、前記ロック要素（１６）の旋回ピン（１９）から離間して前記ロック要素（１６）に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のバランサ。
5. 前記保持ばね（２０）が前記ロック要素（１６）を非作動状態で前記フリーホイール位置に保持することを特徴とする請求項４に記載のバランサ。
6. 前記遠心レバー（１７）が、前記ロック要素（１６）を介して内側旋回停止位置に保持されることを特徴とする請求項１〜５に記載のバランサ。
7. 前記フリーホイール位置において、前記遠心レバー（１７）および前記ロック要素（１６）が、前記ケーブルドラム（７）の軸に対して略接線方向に前記ケーブルドラム（７）の周辺に延び、偏位時に、逆方向の旋回運動を行うことを特徴とする請求項６に記載のバランサ。
8. 前記ケーブルドラム（７）が、固定したケージ（１３）またはシリンダ内に回転可能におよび／または軸方向に変位可能に配置されること、および前記展開位置において、前記ロック要素（１６）が、前記ケージ（１３）またはシリンダのあるいは固定したハウジングのロック用開口部（１５）、リブまたは溝内に係合することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のバランサ。
9. 前記ケーブルドラム（７）の前記緊急制動用装置が前記ケーブルドラム（７）の端面に設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のバランサ。

Images