DE2361694A1 - Pneumatisch oder hydraulisch betriebene hebevorrichtung - Google Patents

Description

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Dipl.-Ingr. Wolfgang MM ; ^

6 Frankfurt a. M. 1 ,

ParksfcaßelS

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JACK FRANCIS VAUGHEiT, Palos Verdes Peninsula, California Ü.S.A.

Pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung

Die Erfindung betrifft eine pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung. .. .

Derartige Hebevorrichtungen finden bevorzugt anstelle mecha- : nischer Hebevorrichtungen Verv/endung, x^enn die anzuhebenden Gegenstände massiv und schwer sind, wenn der Raum unter dem anzuhebenden Objekt für eine mechanische' Hebevorrichtung: zu klein ist, oder wenn das Objekt eine nicht ausreichende ■ Festigkeit besitzt, um die konzentriert angreifenden, mechanischen Kräfte auszuhalten. Beispiele derartiger Objekte, die normalerweise durch pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtungen gehoben werden, sind in der Fertigbautechnik verwendete Gegenstände und beschädigte Flugzeuge. Für derartige Gegenstände v/erden pneumatische oder hydraulische Hebevorrichtungen verwendet, weil sie vor ihrem Betrieb eine minimale

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Ausdehnung besitzen und die Lasten über eine relativ große Hubstrecke heben. Einige der bekannten pneumatischen oder hydraulischen Hebevorrichtungen passten sich in ihrer Form, auch der Form der Unterseite des zu hebenden Gegenstandes an.

Pneumatisch oder hydraulisch betreibbare Hebevorrichtungen, bekannter Art bestehen oft aus einem oder mehreren dehnbaren Säcken, die aus gummiertem Stoff hergestellt sind und unter Druck mit irgend einem geeigneten Fluid, wie z.B. Luft oder ¥asser, gefüllt v/erden. Eine HauptSchwierigkeit bei derartigen Hebevorrichtungen für sehr schwere Lasten besteht dabei darin, daß diese Hebevorrichtungen nur eine sehr kleine Stabilität gegenüber Scherkräften und gegenüber Kippbewegungen besitzen, sobald die Last angehoben ist. Manchmal werden deshalb im Innern dieser Hebeeinheiten Verstrebungen angebracht, ihr Erfolg ist aber relativ gering, weil die Hebesäcke über ihre gesamte Auflagefläche und ihren gesamten Hub stabil sein müssen,

Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung anzugeben, die für ganz verschiedene Lasten und in ihrem gesamten Hebebereich eine hohe Stabilität gegenüber Scherkräften und Kippbewegungen .besitzt und dabei einfach und billig herstellbar ist.

In einem Beispiel der Erfindung liegt eine obere Platte .auf einer unteren Basisplatte, und eine an ihrem Umfang zusammenhängende elastische ¥and verbindet die beiden Platten und formt mit diesen zusammen eine aufblasbare Kammer, mittels der sich Lasten anheben lassen. Ein Bereich des Umfangs der elastischen ¥and umgibt dabei eine relativ große Fläche von einer der beiden Platten, der andere Bereich der elastischen liand definiert eine schmalere Fläche auf der anderen der

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beiden Platten, beide Flächen sind dabei zueinander "symmetrisch. Aufgrund dieser Anordnung ist die elastische Wand von einer zur anderen Platte nach innen geneigt und ist bestrebt, die obere Platte an einem seitlichen Abgleiten gegenüber der Basisplatte zu hindern, weil, entgegengesetzte Neigungen der elastischen Wände horizontalen Bewegungen der oberen Platte an jedem ■"' beliebigen Durchmesser der Vorrichtung entgegenstehen. Da· außerdem das in der Kammer Tanter-Druck gesetzte Fluid einen einheitlichen Druck auf die Unterseite der oberen Platte ausübt, hindert die elastische Wand die obere Platte daran, aus ihrer horizonta- .' len Lage herauszukippen. Auf diese Weise stabilisiert die An-* Ordnung die Last und bewirkt, daß die Last gleichmäßig; längs · einer vertikalen Hebeachse angehoben wird.

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Eine weitere Eigenschaft dieser Anordnung besteht darin, daß ".; bei nur gering aufgepumpter Kammer die relativ lockere elastische ¥and über die Oberfläche derjenigen Platte ausgedehnt: ist, an der sie befestigt ist, und daß bei für einen Hebevorgang er- ; '. forderlichen allmählichen Aufpumpen sich der: eingefallene Teil."-,-. der elastischen Wand von der Platte löst und" dadurch die unter Druck stehende Fläche reduziert. Wird also der Druck des Fluids erhöht, so nimmt die unter Druck stehende Flache ab,- die Last sucht sich dabei eine. -Gleichgewichtslage., wobei es für jede^: " beliebige Last und für jedes vorgegebene Fluid eine Gleichgewichtslage innerhalb des Arbeitsbereiches gibt. In der Gleichgewichtslage ist die Last stabil und läßt sich von da aus erneut in eine Gleichgewichtslage anheben oder absenken, je nachdem, ob der Druck des Fluids erhöht oder vermindert wird.

Für manchen Verwendungszweck der Erfindung erweist es sich als ■ vorteilhaft, wenn die Hülle zwischen den beiden Platten in; ■" aufgeblasenem Zustand die Form.; eines Halbtoroides annimmt. Die Hülle legt diese Form nahe, da sie aus einem abgeschnittenen konischen Stück eines Folienmaterials besteht., -wobei die äußere

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und die innere Umfangskante der Hülle an einer der "beiden Platten befestigt ist und wobei außerdem ein stetiger Zwischenbereieh der Hülle mit der anderen Platte verbunden ist und eine Fläche definiert, die kleiner ist als die auf der ersten Platte durch die äußere Umfangskante der Hülle definierte !Fläche, die aber größer ist als die auf der ersten Platte durch die innere Umfangskante definierte Fläche. Die äußere Umfangswand der halbtoroiden Hülle besitzt dabei dieselben Eigenschaften wie die äußere Umfangswand der zuerst genannten • Ausführungsform der Erfindung und stabilisiert auf dieselbe Weise die Last. Zusätzlich zeigt auch die innere Umfangswand der Hülle denselben Stabilisierungseffekt, weil diametral entgegengesetzte Teile der Wand eine entgegengesetzte Wandsteigung besitzen und gegenüber seitlichen Verschiebungen der oberen Platte entgegengesetzt gerichtete Kräfte zur Wirkung bringen.

Das zum Aufpumpen der Hebevorrichtung erforderliche Fluid strömt bevorzugt über einen Druckregler ein, der die Vorgabe eines bestimmten Druckes für das Fluid gestattet. Bei derjenigen Ausführungsform der Erfindung, bei der eine halbtoroide, aufgepumpte Hülle zur Erzeugung einer halbtoroiden Kammer eingesetzt ist, definiert die innere Umfangswand der Hülle eine weitere zentrale Kammer. Diese beiden Kammern können getrennt voneinander mit einem Fluid vorgegebenen Druckes beaufschlagt v/erden. Es kann aber auch nur eine Einlaßstelle für das Fluid in einer der beiden Kammern vorgesehen sein, wobei dann eine geeignete Einrichtung für den Fluidaustausch zwischen beiden Kammern vorhanden sein soll. In einer derartigen Anordnung wird der Fluidaustausch zwischen den beiden Kammern bevorzugt durch ein Ventil geregelt und die Kammer,in die von der anderen Kammer das Fluid einströmt wird bevorzugt aber nicht notwendigerweise über ein oder -mehrere Ablaßventile in die Atmosphäre entlüftet. Die Erfindung ermöglicht es also in den beiden Kammern gleichen Druck aufrecht zu erhalten oder

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in einer Kammer einen Kotieren Druck als in der anderen herzustellen. ' .

In einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung, bei der wiederum eine semitoroide Hülle verwendet ist, wird die obere Hebeplatte weggelassen, so daß 'die Hülle direkt gegen die Last aufgepumpt wird. Die semitoroide Hülle übt dabei den schon genannten Stabilisierungseffekt aus, mit dem Vorteil, daß im Bereich der lastauflage eine Anpassung der Hülle an die Form der last erreicht ist. Das Fluid ist dabei über die Auflagefläche der last in einer Weise verteilt,, die sich mit einer ' festen, ebenen Auflageplatte nicht erreichen läßt. .'■"../""-'

Pur verschiedene Verwendungszwecke wird eine flexible obere Hebeplatte gewählt, die sich bis zu einem bestimmten Grad an ■ die untere Fläche der nicht planaren Last anpaßt. Falls er- ■ wünscht, kann die durch die innere Ümfangswand erzeugte in— ; nere Kammer der semitoroiden Hülle auf Atmosphärendruck ge- ■ halten werden, um eine zentrale Durchbiegung der oberen Hebeplatte nach unten zu erzielen,und um dadurch die Auflagefläche mit einer nach unten ausgebuchteten Last zu vergrößern.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. -. . Γ

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine aufpumpbare Hebevorrichtung, bei der sich eine aufpumpbare Hülle ■ zwischen zwei parallelen Platten befindet;

Fig. 2 "zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer aufpumpbaren Hebevorrichtung, bei der. eine semitoroide, aufpumpbare Hülle zwischen zwei parallelen Platten vorgesehen ist; - · ^: ■-'■

Fig. 3 zeigt einen der Fig. 2 ähnlichen Querschnitt mit Einrichtungen, die ein Aufpumpen der durch das Halbto-".-.-■" roid gebildeten Kammer und der von der inneren ümfangswand des Halbtoroids gebildeten zentralen. Kammer 509825/0105

unabhängig voneinander ermöglicht;

Pig. 4 zeigt einen der Pig. 2 ähnlichen Querschnitt mit Einrichtungen, die es gestatten, die halbtoroide Hülle mit kleinerem Druck als die zentrale, innere Kammer aufzupumpen?

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt einer aufpumpbaren Hebevorrichtung mit einer semitoroiden Hülle, die nur eine Basisplatte enthält;

Pig. 6-9 zeigen die.in den Pig. 1 - 4 dargestellten Strukturen in umgekehrter Arbeitslage;

Pig. 10 zeigt, wie·sich, die semitoroide Hülle der in Pig. 5 dargestellten Vorrichtung an eine Last mit unebener Auflagefläche anpaßt;

Pig. 11 zeigt die in I¹Xg. 4 dargestellte Anordnung, bei der die feste obere Hebeplatte durch eine biegbare Platte ersetzt ist, die sich der durchgebogenen Unterseite der Last anpaßt;

Pig, 12 zeigt, wie sich.eine nur durch eine seniitoroide, aufpumpbare Hülle getragene flexible Platte an eine gekrümmte Last anpaßt;

Pig. 13 zeigt, wie durch Reduktion des Druckes in der semitoroiden Hülle der Pig. 12 die Last abgesenkt wird und die Auflagefläche zwischen flexibler Platte und-. Hülle zunimmt.

Pig. 1 zeigt einen Querschnitt' durch eine zylindersymmetrische, aufpumpbare Hebevorrichtung, die die erste Ausführungsforni der Erfindung darstellt. Diese Vorrichtung ist in voll aufgepumptem Zustand dargestellt. Eine Hülle 8 in Porm eines Kegelstumpfes befindet sich zwischen der unteren Basisplatte 11 und der oberen Hebeplatte 12. Die Kante 9 mit dem größeren Durehmesser wird in geeigneter Weise luftdicht mit der oberen PIache der.Basisplatte 11 verbunden, die Kante 10 mit dem kleine-

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ren Durchmesser wird entsprechend an die Unterseite der· Hebeplatte 12 angebracht. Die Basisplatte 11 besitzt mittig eine ; zylindrische Erhebung 13, die als Stütze für die Hebeplatte 12 dient, wenn die Platte abgesenkt ist und kein -Fluid im Innenraura der Hebevorrichtung vorhanden ist. Auf diese Weise wird vermieden, daß die Hebeplatte 12 die Hülle 8 in Ruhestellung beschädigt. Das Fluid kann,wie durch den Pfeil 14 dargestellt, in den Innenraum der Vorrichtung über Druckventile 15 eingelassen werden. Als Fluid kann dabei z.B. Luft, Dampf, Gas-, Wasser oder Öl verwendet werden.

Das durch eine in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung anhebbäre Gewicht ist gleich dem Produkt aus Druck des Fluids und der Fläche, mit der das Fluid gegen die die Last tragende Hebe- ^: platte 12 drückt. Da die untere Kante 9 der Hülle 8 einen größeren Durchmesser als die Kante 10 besitzt, nimmt die effektive Fläche an der unteren Seite der Hebeplatte 12, auf die der Fluiddruck wirkt, mit. zunehmender Lasthöüe ab. Ist z.B. die Hebeplatte 12 kaum von der Erhebung 13 der Basisplatte 11 abgehoben, so wird die Hülle 8 fast vollständig mit einer. · durch den Durchmesser der äußeren Kante 9 vorgegebenen Fläche gegen die Unterseite der Platte 12 gedrückt. Ist dagegen die obere Platte 12, wie in Fig. 1 gezeigt, vollständig angehoben, so ist die entsprechende Kontaktfläche durch den kleineren Durchmesser der Kante" 10 festgelegt. In allen Ausführungsforemen der-vorliegenden Erfindung nimmt also mit wachsender Höhe die Druckangriffsfläche ab. Soll also eine auf der Platte 12 liegende last angehoben/werden, so muß verstärkter-Druck ausgeübt werden, um die last über ihre jeweilige Gleichgewichtslage anzuheben. Umgekehrt muß der Druck abgesenkt werden, wenn die Last unter ihre jeweilige Gleichgewichtslage abgesenkt v/erden soll. Die Erfahrung hat gezeigt, daß mit Verwendung eines den Druck regulierenden Ventils, welches den Druck innerhalb der Vorrichtung steuert, eine sehr genaue Steuerung/der vertikalen Position der Last erreicht werden Icann. ' . —

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Die Hebevorrichtung besitzt ferner einen sehr hohen Grad an. statischer Stabilität bei beliebigem Hub innerhalb des Arbeitsbereiches. Ist z.B. die Hebeplatte 12 mit einer Last beladen und, wie'in Pig. 1 dargestellt, mittels des Druckreglers 15 auf den vollen Hub ausgesteuert, so würde bei einer lastzunahme die Platte 12 in Richtung auf die Basisplatte sinken wollen. Aufgrund der konischen Gestalt der Hülle 8 würde dann aber die Druckangriffsfläche auf der unteren Seite der Platte 12 mit dem Absinken dieser Platte 12 zunehmen. Als Folge dieses Verhaltens würde die Platte. 12 eine neue Gleichgewichtslage einnehmen, die nur geringfügig unter ihrer ursprünglichen Lage gegeben wäre, eine Verstellung des Druckreglers 15 wäre dafür nicht erforderlich.

Die konische Form der Hülle 8 trägt auch zur Stabilität der oberen Platte 12 im Hinblick auf horizontale Bewegungen gegenüber der Basisplatte 11 bei. Während des Betriebes v/erden die Platten 11 und 12 durch, das I?luid im Innern der Vorrichtung auseinandergehalten. Den hierfür erforderlichen Kräften stehen die Last auf der Platte 12 und radiale Spannungen in der Hülle 8 entgegen. Ein durch die Symmetrieachse der in.Fig. 1 dargestellten Vorrichtung vorgenommener scheibenförmiger Ausschnitt stellt.ein bifilares Pendel dar, welches aus zwei parallelen Durchmesserstreifen der Platten 11 und 12 "besteht, die durch zwei angewinkelt verlaufende Streifen der Hülle S miteinander verbunden sind. Diese Streifen der Hülle 8 besitzen ihren unteren, an der Basisplatte 11 befestigten Ende einen größeren Abstand voneinander als an ihrem oberen,an der oberen Platte 12 befestigten Ende. Der in Innern der Hebevorrichtung vorhandene Druck drückt die zwei Platten auseinander und setzt die Streifen der Hülle 8 unter Spannung. Wie .unter Maschinenbauingenieuren bestens bekannt ist * besitzt ein bifilares Pendel mit zueinander nicht parallelen, unter Spannung stehenden Teilstücken die Eigenschaft, das eine feste, unelastische Teilstück über dem anderen festen, unelastischen Teilstüclc zu zentrieren und in einer zueinander parallelen Lage zu

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halten. In der vorliegenden Erfindung erzeugt diese Eigenschaft einen hohen Grad an horizontaler Scher Stabilität-", und die. Eigenschaft der Platten, in paralleler Stellung zu verharren,,: ; erzeugt eine große Kippstabilität. Diese Vorteile ergeben sich aufgrund, der konischen Form der Hülle 8 nach Fig. 1. _:

Fig. 2 zeigt einen zentralen Querschnitt durch eine ringförmige: Hebevorrichtung, die eine weitere Ausfuhrungsform der Erfindung darstellt. Diese Vorrichtung ist in aufgepumptem Zustand " dargestellt. Folienmaterial in Form eines Kegelstumpfes ist zwischen der festen Basisplatte 16 und der festen Hebeplatte 17 zu einer semitoroiden Hülle 18 verarbeitet. Die Außenkante 9 mit dem größeren Durchmesser ist wiederum in irgendeiner ge^ eigneten Weise luftdicht mit der-Basisplatte 16 verbunden, ebenso ist nun auch die Innenkante 10 mit dem kleineren Durehmesser mit der Basisplatte 16 verbunden. Der ringförmige Keil ;_: der Hülle 15, der etwa in der Mitte zwischen der äußeren Kante 9 und der inneren Kante 10 liegt, ist mit" der unteren S ei te. der Hebeplatte 17 mittels eines massiven Befestigungsringes19 befestigt. Der Befestigungsring 19 dient außerdem zur Unter-. Stützung der Hebeplatte 17, wenn die Vorrichtung nicht aufgepumpt ist und sich kein Fluid in Inneren der Hebevorrichtung befindet. Auf diese Weise beschädigt die belastete Platte 17 nicht die Hülle 18, wenn sich diese in Ruhelage befindet. In : die Hülle kann, wie der Pfeil 20 versinnbildlicht_fdurch das druckregelnde Ventil 21 Fluid eingelassen werden. Das Fluid kann vom Innenraum 22 der Hülle über eine beliebige Anzahl von Öffnungen 24 in der Innenwand der Hülle in die luftdichte Kammer 23 in der Mitte der Vorrichtung gelangen, wie durch den Doppelpfeil 25 angegeben, ist. Aus diesem Grund sind die. Drücke /. im Innenraum 22 der Hülle und in der Mittelkammer 23 der Vor- ;' richtung in der zweiten Ausführungs-form der Erfindung gleich _;" groß. Als Fluid kann wiederum z.B. Luft, Dampf, Gas,· Wasser oder Öl verwendet werden, -. ^:

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V/ie oben anhand der ersten Ausführungsform, gezeigt ist,· "bewirkt die konische Form der Hülle, daß die effektive Druckangriffsflache mit zunehmender Höhe abnimmt. Dadurch wird eine hohe Stabilität der vertikalen lage und eine genaue Steuerung der Höhe durch entsprechende Einstellung des druckregelnden Ventils 21 erreicht. Ebenso trägt die konische Form der Hülle, wie schon erläutert, zur horizontalen Stabilität der Hebeplatte bei. Würde wiederum ein zentraler, scheibenförmiger Ausschnitt aus der Anordnung der Pig. 2 genommen, so würde dieser Ausschnitt ein doppelt bifilares Pendel darstellen, welches aus einander gegenüberliegenden Streifen der Platten 16 und 17 und aus zwei Paaren von winklig angeordneten Streifen der Hülle 18 besteht* Jedes Paar dieser. Streifen der Hülle 18 besitzt am unteren," mit der Basisplatte 16 verbundenen Ende, einen größeren Abstand als an den mit der Platte 17 verbundenen Punkten. Der Druck im Innenraum der Vorrichtung drückt die beiden Platten auseinander und versetzt die radialen Streifen der Hülle 18 in Spannung und erzeugt dabei eine fachwerkartige Struktur. Ein derartiges Doppelbifilarpendel mit nicht parallelen,unter Spannung stehenden Teilstücken besitzt die Eigenschaft, eine Platte über der anderen zu zentrieren, und die beiden Platten in zueinander paralleler Lage zu halten. Diese Tendenz zur Zentrierung erzeugt eine große horizontale Scherstabilität, die Tendenz der Platten^eine parallele Stellung einzunehmen, erzeugt eine hohe Kippstabilität. Diese Vorteile der konischen Hüllenform werden in der ■ in Pig. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung aufgrund der semitoroiden Gestalt der Hülle 18 noch verstärkt. Wie in Pig. 2 gezeigt ist, besteht diese Ausführungsform tatsächlich aus zwei konzentrischen Kegeln anstelle des einen, in Pig. 1 gegebenen Kegels. Aus diesem Grund ist die Scher- und Kippstabilität der zweiten Ausführungsform etwa doppelt so groß wie die Stabilität der ersten Ausführungsform. .

Pig. 3 zeigt einen zentralen Querschnitt durch eine ringförmige Hebevorrichtung, die die dritte Ausführungsform darstellt. Die-

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se Vorrichtung ist wiederum in aufgepumptem Zustand gezeigt./ Polienmaterial in Form eines Kegelstumpfes ist zwischender. festen Basisplatte 26 und der festen Hebeplatte. 27 als semitoroide Hülle 18 ausgebildet. Die Kante 9 mit dem größeren DurchV nesser ist in geeigneter, luftdichter Weise mit der Basisplatte 2o verbunden, ebenso ist die Kante 10 mit dem kleineren Durch- _; messer in gleicher Weise an die Basisplatte 26 angebracht. Der ringförmige Teil der Hülle 18,^;der etwa in der Mitte zwischen der äußeren Kante 9 und der inneren Kante 10 liegt, ist an die Unterseite der Hebeplatte 27 mit einem Befestigungsring 28 befestigt. Die untere Seite der Platte 27 besitzt eine Erhebung 29, die zur Halterung der Platte 27 dient, wenn die Vorrichtung nicht aufgepumpt ist, d.h. sich also kein Fluid im Inneren der\ .Vorrichtung befindet. Durch diese Erhebung 29 wird die belastete Platte 27 daran gehindert, die Hülle 18 in ihrer Ruhelage zu beschädigen. Wie durch den Pfeil 31 angedeutet ist» kann durch dasaruckregelnde Ventil 32I¹IuXd in den Innenräum 30 der Hülle eingelassen werden. Das Fluid kann außerdem, durch ein zweites, druckregelndes Ventil 35 in' die zentrale Kammer eingelassen werden, wie durch den Pfeil 34 angedeutet ist. Die Drucke im Innenraum 30 der Hülle und in der zentralen Kammer können daher in dieser dritten Ausführungsform der Erfindung unabhängig voneinander gesteuert werden. Sofern es wünschenswert' ist, kann- der Druck im Innenraum 30 der Hülle größer, gleich oder kleiner als der Druck in der zentralen Kammer 33 gewählt werden. Wiederum lassen sich alle bekannten Fluide, wie z. 3. Luft, Dampf, Gas, Wasser oder Öl einsetzen." .

"»'."ie anhand der zweiten Ausführungsform schon erläutert wurde, nimmt aufgrund der konischen Form der Hülle die effektive Druckangriffsfläche ab mit zunehmender Höhe der Hebeplatte. Dadurch wird ein sehr hoher Grad an Stabilität der vertikalen Position'erzielt, außerdem kann durch. Einstellung der Ventile 32 und 35 eine präzise Steuerung des Hubes erreicht werden. Vie schon erläutert, tragt die konische Form der Hülle außerdem zur Stabilität der Hebeplatte bei. ' ■

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Pig. 4 zeigt einen zentralen Querschnitt durch eine ringförmige Hebevorrichtung, die die vierte Aus führ ungs form der Erfindung darstellt. Diese Vorrichtung ist wiederum in aufgepumptem Zustand dargestellt. iOlienmaterial in Eorm eines Kegelstumpfes ist zwischen der festen Basisplatte 36 und der festen Hebeplatte 37 aIs semitoroide Hülle 18 ausgebildet· Die Kante 9 mit dem größeren Durchmesser ist luftdicht mit der Basisplatte 36 verbunden, ebenso ist die Kante 10 mit dem kleineren Durchmesser luftdicht mit der Basisplatte 36 verbunden. Der ringförmige Teil der Hülle 18, der etwa in der Mitt-e zwischen äußerer Kante 9 und innerer Kante 10 liegt, ist an die Unterseite der Hebeplatte 37 mittels eines Befestigungsringes 19 befestigt, Wie in der zweiten Ausführungsform, dient dieser'Sing auch zur Stützung der Hebeplatte, wenn die Vorrichtung unaufgepua.pt ist, d.h. wenn sich Ice in Pluid im -Innenraum der.Vorrichtung befindet. Wie durch den Pfeil 39 angedeutet, kann ein Pluid durch das druckregelnde Ventil 40 in die zentrale Kammer 38 eingelassen werden. Wie durch den Pfeil 41 angedeutet, kann ein gewisser Teil des Pluids aus der Kammer 38 ausströmen und durch das einstellbare Ventil 42 in den Innen.— raum 43 der aufpumpbaren Hülle 18 gelangen, vergleiche auch den Pfeil 44. Die äußere Wand* der Hülle 18 enthält mindestens eine Öffnung 45, durch die das Pluid, wie durch den Pfeil 46 angedeutet, in die umgebende Atmosphäre abgelassen werden kann. Zusätzlich ist mindestens eine Öffnung 47 in der Basisplatte 36 vorgesehen, durch die das Pluid,„entsprechend dem Pfeil 48, in die Atmosphäre ablaßbar ist. Von den Öffnungen .45 oder 47 kann dabei eine weggelassen werden. Mit einer derartigen Anordnung kann, je nach der Stellung des Ventils 42 und je nach der Pläche der Öffnung oder der Öffnungen, der Druck in der Hülle 1S als ein konstanter Bruchteil des Druckes in der zentralen Kammer 38 festgesetzt werden. Obwohl dabei ständig ein geringer Teil des Fluids während des Betriebs der Vorrichtung durch die Ausströmöffnung bzw. -öffnungen verlorengeht, besitzt diese Ausfüh— rungsform geringere Spannung in der inneren Hälfte der Hülle 18 als die anderen Ausführungsformen. Wiederum können alle geeig-

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neten Fluide eingesetzt v/erden; da in diesem Fall a^er ein Teil des Fluids in die Atmosphäre abgelassen wird, eignet sich insbesondere Luft oder Dampf als Fluid. . .

Wie schon für die vorangegangenen Ausführungsformen erläutert, ist aufgrund der konischen Form der Hülle eine große Stabilitat "bezüglich des Hubes, bezüglich horizontaler "Verschiebungen und bezüglich Kipp bewegung en der Hebeplatte vorhanden. > '-'.''

Fig. 5 zeigt einen zentralen Querschnitt durch eine ringförmige Hebevorrichtung, die die fünfte Ausführungsform der Er- : findung darstellt. Diese Vorrichtung ist wiederum in voll aufgepumptem Zustand dargestellt. Folienmaterial in Form eines Kegelstumpfes ist in Form einer "semitoroiden Hülle 18 auf die Basisplatte 49 aufgebracht. Die Kante 9 mit dem größeren Durchmesser ist mittels des Befestigungsringes 50 an der Basisplatte 49 befestigt, die Kante 10 mit dem kleineren Durchmesser ist auf die gleiche Weise mit dem Befestigungsrimg 51 an der Ba- " sisplatte 49 befestigt. Diese Befestigungsringe dienen zur Aufnahme der Last, wenn sich die Vorrichtung in vollständig abgesenktem Zustand befindet und kein Fluid im Innenraum der Hülle vorhanden ist. In Fig. 5 stellt sich der ringförmige -.Teil 55 der Hülle 18, der etwa in der Mitte zwischen äußerer Kante 9 und innerer Kante 10 liegt, nach oben auf, sobald ein Fluid in den Innenraum 52 der Hülle 18 hineingepumpt wird. Das Fluid kann, wie durch den Pfeil 54 angedeutet, durch das Druokregelvetil 53 in den Innenraum der Hülle gelangen. Im Betrieb drückt der ringförmige Teil 55 der Hülle 18 gegen die Unterseite.der Last (nicht dargestellt), die gehoben werden soll. -Die Unter- .-" ; seite der last sollte dabei keine spitzen Ansätze enthalten, .· die die Hülle 18 durchlöchern würden. Dagegen braucht die Last keine ebene untere Fläche zu besitzen, da sich die aufgepumpte" Hülle 18 an die untere Fläche der Last anpassen kann.-Als Fluid kann wiederum insbesondere'·-Luft, Dampf, Gas, Wasser oder Öl Verwendung finden.

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Wie schon erläutert, besitzt diese Vorrichtung aufgrund der konischen· Portn der Hülle eine große Stabilität bezüglich ihres Hubes, bezüglich horizontaler Verschiebungen der Last und bezüglich Kippbewegungen der Last.

Die in den Pig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsformen arbeiten auch in ihrer umgekehrten Lage in genau derselben Weise. Pig. 6 gibt die in Pig. 1 dargestellte Vorrichtung in umgekehrter Lage wieder; Fig. 7 gibt die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung, Pig. 8 die in Pig. 3 dargestellte Vorrichtung und I¹Ig. 9 die in S¹Xg. 4 dargestellte Vorrichtung jeweils in umgekehrter Lage wieder.

Pig. 20 zeigt, wie die semitoroide Hülle 18 der Pig. 5 sich an eine Last 58 anpaßt, die keine ebene Uhterfläche besitzt. Die Last 58 kann z.B. aus einem Bootskörper bestehen. Offensichtlich, formt dann die semitoroide Hülle 18 zwei einander diametral entgegenliegende Einbuchtungen 60, die sich dem Bootskörper vollständig in ihrer Porm anpassen. Die Pläche der Hülle 18 über die ein Druckkontakt mit der Last atattfindet, ändert sich je nach dem Gewicht der Last und umgekehrt mit der Größe des Druckes des Pluids im Innern der Hülle.

Pig. 11 zeigt eine biegbare obere Platte 62, die die feste Hebeplatte 37 der Pig. 4 ersetzt, sie zeigt außerdem'einen biegbaren Befestigungsring 19a, der den massiven Befestigungsring 19 ersetzt. Die fexible Platte 62 kann z.B. aus geschichtetem Gummi, Kunststoff und textlien Verstärkungseinlagen bestehen. Liegt die Last 64, z.B. ein Bootsrumpf mit konvexer ITntörseite auf der flexiblen Platte 62, so formt diese.flexible Platte eine Mulde mit bogenförmigem Querschnitt, in der die Last stabil und mit relativ geringem Druck eigebettet ist.

Die in Pig. 12 dargestellte Anordnung zur Aufnahme einer Last · 65 enthält eine biegbare obere Platte 66, die auf einer setaitoroiden Hülle 68 liegt. Die semitoroide Hülle 68 wird mittels

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des Druckregelventils 70 unter entsprechendem Fluiddruck" gehalten, dagegen ist die zentrale Kammer 72, die cvon der semitoroiden Hülle eingeschlossen ist, mittels einer Düse 74 "belüftet. Der Atmosphärendruck in der zentralen Kammer 72 erleichtert der flexiblen Platte 66, sich nach unten auszuwuchten und entsprechend an die nach unten ausgebuchtete Last 65 anzupassen.

Pig. 13 zeigt, wie die Last 65 in Fig. 12 abgesenkt wird, in dem der Druck des Fluids innerhalb der semitoroiden Hülle 68 vermindert wird. Ss ist- leicht einsehbar, daß eine Verminderung des Fluiddruckes eine Zunahme der KontäktfIache zwischen Hülle und flexibler Platte. 66 bewirkt. Da di© Druckangriffs-fläche mit abnehmendem Druck zunimmt-, erreicht die Last rasch ihre neue Gleichgewichtslage. ..Auf diese Art und Weise kann, eine neue Gleichgewichtslage rasch eingestell-tr werden.

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Claims (1)

1. 2381694

   Patentansprüche

   Pneumatisch oder hydraulisch."betriebene Hebevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Basisplatte (11? 16; 26; 36; 49) und über dieser eine Hebeplatte (12; 17; 27; 37) vorgesehen ist, daß zwischen diesen beiden Platten eine Hülle (18) als Semitoroid ausgestaltet ist und zum Anheben der Hebeplatte .aufpumpbar an die beiden Paltten angebracht ist, daß ein Ventil (15; 21; 33; 53; 70) vorgesehen ist, durch das ein Fluid unter Druck in das Innere der Hülle (18) einströmt und diese aufpumpt, daß die äußere Umfangskante (9) der Hülle (18) luftdicht an eine der beiden Platten angebracht ist und eine erste Fläche einschließt, daß ein ringförmiger Mittelteil der Hülle (18) an die andere der beiden Platten angebracht ist und auf dieser Platte eine zweite Fläche definiert, daß die innere Umfangskante (10) der Hülle (18) an der ersten der beiden Platten angebracht ist und dort eine zweite Fläche definiert, daß die erste Fläche wesentlich größer als die zweite Fläche ist und im wesentlichen symmetrisch zu dieser liegt, daß die Außenwand der Hülle am Umfang der Vorrichtung von der ersten Fläche zur zweiten Fläche auf der zweiten Platte schräg nach oben geneigt ist und Spannungen in den diametral entgegen gesetzten Teilen der äußeren Wand der Hülle seitliche Verschiebungen der Hebeplatte relativ zur Basisplatte hemmen und dadurch die Last stabilisieren, daß die zweite Fläche wesentlich größer als die dritte Fläche ist und zu dieser symmetrisch liegt, und daß die Innenwand der Hülle schräg nach oben .und nach außen geneigt die dritte Fläche auf der einen Platte und die zweite Fläche auf der anderen Platte miteinander verbindet und die Spannungen in diametral entgegengesetzten Teilen dieser inneren Wand äer Hülle (18) seitliche Verschiebungen der Hebeplatte relativ zur Ba-

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   sisplatte hemmen und dadurch die last stabilisieren.

   2. Pneumatisch oder hydraulisch "betriebene Hebevorrichtung nach Anspruch 1, . ' ^ ■

   d a d u r c h .g e k en η ζ e ic h η e t, , _ daß das Ventil (15; 21; 32; 40; 53; 70) durch welches' das Fluid unter Druck in den Innenraum, derHülle (18) einströmt "eine Vorrichtung zur Druckregelung enthält, mittels der der Druck des Fluids zwischen den beiden ■ Platten steuerbar ist. -.-_

   3. Pneumatisch.oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung nach Anspruch 1,

   d a d u r c h ge k e η η ze i c h η e t," daß eine der beiden Platten die Basisplatte und die ande-* re Platte die Hebeplatte darstellt.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1,

   d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t, .", ■ -.""'■ daß die Platte (11; 16; 26; 36; 49) die Basisplatte und " die andere Platte (12; 17; 27; 37) die Hebeplätte dar-; stellt. ; - -" ■ ; :■■=, _; -

   5. Pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung. ■ nach Anspruch 1, ;"""■:

   d a d u r c h ge k e η 41 ζ e i. c h η e t, . daß die Platte (11; 16; 26; 36) die Hebeplatte und die ,: Platte (12; 17; 27; 37) die Basisplatte darstellt. ; '

   6. Pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung nach Anspruch 1, -■ ■ dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t, ■ daß Öffnungen (46, 47)zum Ablassen des zwischen den beiden Platten befindlichen Fluids vorgesehen sind,' um Schwingungen der Hebeplatte zu.vermeiden. ' : —

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   7. Pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung nach. Anspruch. 1, . -· .

   dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (18) und die untere Platte eine einzige Kammer des unter Druck stehenden Fluids bilden, die die Hebeplatte stützt.

   S. Pneumatisch, oder hydraulisch "betriebene Hebevorrichtung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (17; 27; 37) milder Platte (11; 16; 26; 36) und mit der inneren Wand der ein Semitoroid darstellenden Hülle (18) eine zentrale, geschlossene und ausdehnbare Kammer (23; 33; 38) bilden, in die außerdem über ein Einlaßventil (35; 40) ein Fluid einpumpbar ist und eine zusätzliche Hubkraft erzeugt.

   9. Pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung nach Anspruch 8,

   dadurch gekennzeichnet,' daß die Einlaßventile (-35; 40), durch die Fluid in die zentrale Kammer (33; 38) einpumpbar ist, einen Druckregler enthält.

   10. Pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung nach Anspruch 8, "*·

   dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil (21), durch welches das Fluid unter Druck einströmt, mit. der semitoroiden Kammer (22) in Verbindung steht und die semitoroide Kammer (22) mit der zentralen Kammer (23) kommuniziert und in diese Kammer (23) das Fluid unter Druck einleitet.

   11. Pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung nach Anspruch 8,

   dadurch gekennzeichnet,

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   - 19 - ■--■..■"

   daß die Einlaßventile (32, 35) das Fluid-unter Druck in die semitoroide Kammer (30) und ebenso ^;äuf direktem Weg■·. in die zentrale Kammer (33) zufließen lassen,

   12. Pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung nach Anspruch 8,

   dadurch -gekennzeichnet, daß das Einlaßventil (4-0) das .Fluid unter Druck in die zentrale Kammer (38) hineinleitet, und die zentrale Kammer (38) kommunizierend mit der semitoroiden Kammer (43) verbunden ist.

   13. Pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung nach Anspruch 10,

   dadurch ge k e η η ζ e ic ti ή e t, ^;i daß Ablaßöffnungen (45) zum Ablassen des Fluids aus der semitoroiden Kammer (43) vorgesehen sind, um Schwingungen der Hebeplatte (37) zu vermindern»

   14. Pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung nach Anspruch 12, ' dadurch gekennzeichnet,.

   daß eine Torrichtung (42) zur Einstellung des Durchflusses von der zentralen Kammer (38) zur semitoroiden Kammer (43) vorgesehen ist.

   15. Pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung nach Anspruch 8,

   . dadurch gekennzeichnet, :.'."."■ daß die Einlaßventile (32, 35) durch die das Fluid in die zentrale Kammer (33) und in diesemitoroide Kammer(30) e ins tr oat, ö. eixss Ib en Fluiddruck in beiden Kammern ,erzeugen. · ■■_:■.■--,..■-

   16. Pneumatisch, oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung nach Anspruch 3,' ^

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   dadurch gekennzeichnet,, daß die Ventile (32, 35), durch die das Fluid in die "beiden Kammern (30, 33) eintritt, in der zentralen Kammer (33) einen höheren Druck aufrechterhalten als in der setnitoroiden Kammer (30). . .

   17. Pneumatisch oder hydraulisch "betriebene Hebevorrichtung nach'Anspruch 8,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (32, 35), durch die das Fluid in die beiden Kammern eintritt, in der semitoroiden Kammer (30) einen höheren Druck aufrechterhalten als in der zentralen Kammer (33).

   18. Pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß Erhebungen. (13? 29; 50; 51) zum Schutz der Hülle (18) vorgesehen sind , die eine Annäherung der Hebeplatte an die Basisplatte begrenzen, wenn die Hülle (18) nicht aufgepumpt ist.

   19· Pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung

   nach Anspruch 18,

   dadurch gekennzeichnet, daß sich die Erhebung (13)"auf der Oberfläche der Basis- ' platte befindet.

   20. Pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung

   nach Anspruch 18,

   dadurch gekennzeichnet,' daß die Erhebung zur Festlegung eines Mindestabstandes ■■ zwischen den beiden Platten als Befestigungsringe (50, 51) ausgebildet ist, mittels der die Hülle (13) auf einer der beiden Platten befestigbar ist.

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   21. Pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung, dadurch g e k e η η ζ ei c-h η e t, daß eine Hülle (13) auf einer Basisplatte (49) befestigt ist und mittels eines unter Druck eingepumpten !Fluids eine Last anhebt'und sich dabei der Form der Last an— . paßt, daß die Hülle (18) in auf geblasenem Zustand die. /.; Gestalt eines Semitoroides besitzt, daß die äußere Kante (9) der Hülle (18) an der Basisplatte.(49) befestigt ist und eine relativ große Fläche auf dieser Basisplatte einschließt, daß die innere Kante (10) der Hülle (18) an der Basisplatte (49) befestigt ist und .eine relativkleine Fläche einschließt, daß beide Flächen im wesentlichen symmetrisch zueinander liegen, daß die äußere Wand der aufgepumpten Hülle (18) nach oben und innen gerichtet ansteigt und dabei Spannungen in den diametral gegenüberliegenden Teilen der äußeren Wand der Hülle (18) hervorruft, die seitliche Verschiebungen der angehobenen Last relativ zur Basisplatte hemmen.und die Last gegen-, über der Basisplatte stabilisieren, und daß die innere Wand der aufgepumpten Hülle nach oben und außen gerichtet ansteigt und Spannungen in den diametral entgegen—· gesetzten Teilen der inneren Wand vorhanden sind, die ebenfalls seitliche Verschiebungen der angehobenen Last hemmen und die Last gegenüber der Basisplatte stabilisieren. ■■-..- - -. - ..-■"-: '- ■ ''':_'_ -V

   22. Pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung nach Anspruch 21,

   dad u r c h g e kenη ζ e i c h η e t, ; daß ein Einlaßventil (53) vorgesehen ist, durch das . . . sich im Innern der· Hülle (18) ein., vorgegebener Druck aufrechterhalten läßt. - ;; ■ ■ ~ ·

   23. Pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung / nach Anspruch 1, . - : " dadurch \ g e k e η al ζ e i ο h net, : :

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   daß die Heizplatte (62; 66) biegbar ist und sich unter der Einwirkung des Gewichts der Last deformiert und sich dabei teilweise an die nicht .ebene Unterseite der Last anpaßt s-

   24. Pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung nach Anspruch. 1 ,

   dadurch gekennzeichnet, daß die durch'transversalen Schnitt erzeugte Gestalt der semitoroiden Hülle (18) nach oben zu konvergent gegen die Hebeplatte ausgeformt ist,

   25. Pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung nach Anspruch 24,

   dadurch gekennzeich.net, daß die beiden Platten und die innere \iand der semitoroiden Hülle eine zentrale, geschlossene und ausdehnbare Kammer bilden, und daß ein Yentil vorgesehen ist, durch welches, das S¹IuId unter Druck in die zentrale Kammer einströmbar ist und dadurch zusätzliche Hebekräfte zum Anheben der Last entstehen.

   26. Pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet,, daß die Hebeplatte und die Basisplatte und die innere Wand der semitoroiden Hülle eine zentrale Kammer (72) ausbilden , mit einer in die umgebende Atmosphäre führenden Öffnung (74), aufgrund derer sich der mittlere Bereich der flexiblen Hebeplatte (66) leichter an eine nach unten gewölbte last anpaßt.

   27. Pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hebevorrichtung nach Anspruch: 1,

   dadurch gekennze. ichnet, daß die Querschnittsfläche der Hülle (18) in Richtung

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   der Hebeplatte abnimmt, daß die Druckangriffsfläehe auf der Unterseite der HeTDeplatte mit alone amend ein Druck im Hülleninneren zunimmt, und daß die Größe; der Druckangriff sf lache auf der Unterseite der Heheplatte sieh aTb*- hängig vom Gewicht der Last verändert und mit abnehmendem Druck des Fluids im Innern der Hülle (18). zunimmt.

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