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Hebevorrichtung
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Die Erfindung betrifft eine Hebevorrichtung, insbesondere hydraulische
Hebevorrichtung, vor allem zum Heben von Schrenhebetischen mit einem Arbeitszylinder,
insbesondere einem hydraulischen Arbeitszylinder.
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Hebevorrichtungen der genannten Art sind bekannt. Sie sind meist als
Arbeitszylinder ausgeführt, der aus Zylinderboden, Zylinderhülse, Kolbenstange und
Kolben besteht, wobei das Hydrauliköl durch Ölanschlüsse in den Arbeitszylinder
zwischen Kolben und Zylinderboden zu - und abgeführt wird. Eingesetzt werden solche
hydraulischen Hebevorrichtungen u.a. auf dem Gebiet der Scherenhebetische. Dort
sind diese über an deren Enden angebrachte Lagerelemente gelenkig mit Traversen
verbunden, welche zwischen einander entsprechenden Scherenpaaren angeordnet sind.
Es ist somit bei dieser Ausführungsform durch die geschilderte Anordnung mit nur
einer Hebevorrichtung gewährleistet, daß eine auf dem Oberrahmen angeordnete Ladeplattform
von dem Unterrahmen des Schrenhebetisches abgehoben werden kann.
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Sowohl den hydraulischen Hebevorrichtungen als auch deren Anwendung
in Scherenhebetischen ist jedoch eigen, daß diese ausnahmslos zum Heben von Lasten
bzw. zum Bcwegen der Scheren eines Scherenhebetisches einsetzbar sind, somit von
diesen keine Nebenfunktion übernommen werden kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hebevorrichtung derart
auszugestalten, daß mit dieser gleichzeitig beim Hebevorgang bzw. in mindestens
einem stationären Hebepunkt das Gewicht eines zu hebenden Gegenstandes bestimmt
werden kann.
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Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Hebevorrichtung der genannten
Art dadurch, daß zwischen dem Zylinderboden des Arbeitszylinders und dem diesen
zugekehrten Lagerelement din Kraftaufnehmer angeordnet ist.
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Der Vorteil der genannten Erfindung besteht darin, daß aufgrund der
Integrierung des Kraftaufnehmers in eine Hebevorrichtung auf eine separate Waage
verzichtet werden kanal.
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Die Folge davon sind verringerte Anschaffungs-, Wartungskosten, verminderter
Platzbedarf sowie erhöhter Bedienungskomfort.
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Besonders hervorzuheben ist die Tatsache, daß Verladevorgänge wesentlich
schneller abgewickelt werden können, da gleichzeitig mit dem Hubvorgang eine Gewichtsmessung
vorgenommen werden kann.
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Der der Erfindung zugrundeliegende Kraftaufnehmer besteht aus Meßelementen,
die insbesondere Federkörper sein können und für eine bestimmte Kraftrichtung geeicht
sind. Zur exakten Bestimmung des zu messenden Gewichtes sind diese Kraftaufnehmer
meist mit Dehnungsmeßstreifen ausgerüstet. Es ist jedoch auch denkbar, die auf den
Kraftaufnehmer wirkenden Kräfte induktiv zu ermitteln. Andererseits ist es möglich,
das Meßsystem derart auszugestalten, daß mit diesemefleSektronische überlastsicherung
gekoppelt ist, welche dann anspricht, wenn die vom Arbeitszylinder aufgebrachte
Kraft einen einstellbaren Wert überschreitet. Interessant könnte dies besonders
bei der Bestimmung des zulässigen Gewichtes eines Lastkraftwagens bzw.
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bei der Beladung eines Flugzeuges hinsichtlich dessen zulässigen Startgewichtes
sein.
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Gem. einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist der Kraftaufnehmer
zylinderförmig ausgebildet und über ein Flanschteil mit dem Zylinderboden des Arbeitszylinders
verbunden.
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Infolge der zylinderförmigen Ausgestaltung des Kraftaufnehmers bietet
sich der Boden des Arbeitszylinders als Kontaktfläche von Kraftaufnehmer zu Arbeitszylinder
an. Durch diese Anordnung ist gewährleistet, daß die vom Arbeitszylinder üblicherweise
direkt in das Lagerlement übertragene Hubkraft möglichst über die ganze Kontaktfläche
in den Kraftaufnehmer eingeleitet werden kann. Die exakte Fixierung von Kraftaufnehmer
und Arbeitszylinder wird durch eine am Umfang derselben angeordnete flanschförmige
Verbindung erreicht.Dabei kann beispielsweise der den Arbeitszylinder überdeckende
Teil des Flansches mit diesem verschweißt sein, hingegen der den Kraftaufnehmer
überdeckende Teil eine Schraubverbindung aufweisen, wodurch ein einfacher Ein- bzw.
Ausbau des Kraftaufnehmers jederzeit möglich ist.
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Weiterhin ist gem. einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
vorgesehen, daß die dem Lagerelement zugewandte Oberfläche des Kraftaufnehmers einen
Lagerzapfen aufweist, wodurch eine exakte Lagerung des Kraftaufnehmers im Lagerelement
ermöglicht wird. Bevorzugt weist das Lagerelement auf seiner dem Kraftaufnehmer
zugewandten Oberfläche eine kreisförmige Ausnehmung zur Aufnahme des Lagerzapfens
auf, wobei die lichte Höhe des Lagerzapfens größer als die Tiefe der Ausnehmung
ist.
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Eine diesbezügliche Ausgestaltung der Verbindung von Lagerzapfen und
Lagerelement hat den Vorteil, daß die Hebevorrichtung sich einer einseitigen Belastung,
beispielsweise der Ladefläche des Scherenhebetisches anpassen kann. Infolge der
einseitigen Belastung besteht die Gefahr, daß sich die Ladefläche hinsichtlich ihrer
normalen Betriebslage neigt, wodurch Verpsannungen in der Hebevorrichtung hervorgerufen
werden. Die Minimierung der Auflage fläche zwischen dem mit dem Arbeitszylinder
verbundenen Kraftaufnehmer sowie dem Lagerlelement beinhaltet den Vorteil, daß in
Grenzen einer Neigung beispielsweise einer Ladefläche gefolgt werden kann, und einer
Verspannung der Hebevorrichtung entgegengewirkt wird.
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Um eine durch die Verspannung bewirkte unrichtige Meßwertaufnehme
weiterhin zu reduzieren, ist die Kontaktfläche Von Lagerzapfen und Lagerelement
vorteilhaft derart ausgeführt, daß die Kopffläche des Lagerzapfens aufgewölbt ist,
die der Kopffläche zugekehrte Bodenfläche der Ausnehmung des Lagerelementes eben
ist und die Kopf fläche punktförmig an der Bodenfläche anliegt, sowie zwischen der
äußeren Umfangsfläche des Lagerzapfens und der inneren Umfangsfläche der Ausnehmung
ein Spalt verbleibt.
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Aufgrund dieser Ausgestaltung ist zur Fixierung von Lagerzapfen und
Lagerelement vorgesehen, daß das Lagerelement und der Lagerzapfen mit senkrecht
zur Lagerelement- bzw.
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Zapfenachse angebrachter Bohrung versehen sind, wobei die Bohrungsachsen
von Lagerelement und Lagerzapfen bei der Auflage der Kopffläche des Lagerzapfens
an der Bodenfläche des Lagerelementes identisch sind, die Bohrung des Lagerzapfens
größer ist als die des Lagerlementes und ein beide Bohrungen durchsetzter Spannstift
fest aber lösbar mit der Lagerlementen-Bohrung verbunden ist.
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Durch die genannten Ausgestaltungen von LageEiement} Lagerzapfen,
deren Berührungsflächen sowie deren Befestigung ist sichergestellt, daß ein Verspannen
der beiden Teile vermieden wird und alle nicht in Achsrichtung der Teile liegenden
Kräfte weitgehend eliminiert werden, wodurch eine exakte Meßwertaufnehmung möglich
ist. Abgesehen von den genannte Maßnahmen ist desweiteren vorgesehen, daß die Lagerachsen
und Lagerelement, Ausnehmung, Lagerzapfen, Kraftaufnehmer und Arbeitszylinder in
unbelastetem Zustand identisch sind.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind in der Beschreibung der Figuren
und in den Unteransprüchen dargestel}t, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale
und alle Kombinationen von
Einzelmerkmalen erfindungswesentlich
sind.
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In den Figuren 1 und 2 ist die Erfindung an einer Ausführungsform
eines Scherenhebetisches beispielsweise dargestellt, ohne auf diese Ausführungsform
beschränkt zu sein.
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Fig. 1 zeigt eine geschnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen Hebevorrichtung,
wobei der Hydraulikzylinder sowie dessen Teile nur teilweise dargestellt sind.
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Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht eines Scherenhebetisches mit
eingebauter Hebevorrichtung.
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Der in Fig. 1 teilweise dargestellte Arbeitszylinder 1 der hydraulischen
Hebevorrichtung weist an seinem unteren Ende einen Zylinderboden 2 auf, der in unmittelbarer
Anlage mit der dem Lagerzapfen 3 abgewandten Deckelfläche 4 des zylinderischen Kraftaufnehmers
5 gelangt. Die Verbindung von Arbeitszylinder 1 und Kraftaufnehmer 5 geschieht über
einen Flansch 6, wobei das arbeitszylinderseitige Flanschteil mit diesem fest, hingegen
das kraftaufnehmerseitige Ende über eine Schraubenverbindung 7 mit diesem lösbar
verbunden ist. An seinem Umfang weist der Kraftaufnehmer 5 eine Steckverbindung
8 mit einem Anschluß 9 zur Weiterleitung der vom Kraftaufnehmer 5 gewonnenen Daten
an ein nicht dargestelltes Anzeigegerät auf. Das dem Lagerzapfen 3 zugewandte Lagerelement
lo weist auf seiner dem Kraftaufnehmer 5 zugewandten Fläche eine kreisförmige Ausnehmung
11 auf, welche den Lagerzapfen 3 aufnimmt, wobei jedoch die lichte Höhe des Lagerzapfens
3 größer ist als die Tiefe der Ausnehmung 11.
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Din {;ooffläche 12 des Lagerzapfens 3 ist dabei aufgewölbt, die der
Kopffläche 12 zugekehrte Bodenfläche 13 der Ausnehmung 11 des Lagerlementes dagegen
eben, so daß die Kopffläche 12 punktförmig an der Bodenfläche 13 anliegt. Weiterhin
sind der
Lagerzapfen 3 sowie die Ausnehmung 11 derart gestaltet,
daß zwischen degäuBeren Umfangsfläche 14 des Lagerzapfens 3 und der inneren Umfangs
fläche 15 der Ausnehmung 11 ein Spalt verbleibt. Der Lagerzapfen 3 und das Lagerelement
lo sind durch einen Spannstift 16 fixiert, der senkrecht zur Lagerelementen- bzw.
Lagerzapfenachse angebrachte Bohrungnl7 und 18 durchsetzt. Dabei ist die Bohrung
18 im Lagerzapfen 3 größer als die Bohrung 17 im Lagerelement lo, somit eine begrenzte
Schwenkbarkeit des mit dem Kraftaufnehmers 5 verbundenen Arbeitszylinders1 im Lagerelement
lo möglich. Das Lagerelement lo weist an seiner der Ausnehmung 11 abgekehrten Oberfläche
einen Ansatz 19 mit einer Bohrung 20 zur Befestigung des unteren Teils der Hebeeinrichtung
im Schrenhebetisch auf.
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Beim Heben einer Last wirkt auf die Hebevorrichtung eine in Richtung
des Pfeiles gem. Fig. 1 wirkende Kraft, wobei die von der Kraft hervorgerufene Spannung
mit Hilfe von Lm Kraftaufnehmer 5 angeordneten, nicht dargestellten Dehnungsmeßstreifen
im Sinne einer Interpretation der Belastungsgröße ausgewertet werden können. Voraussetzung
ist nur, daß die Wirkrichtung der anliegenden Kraft mit der Achsrichtung des Kraftaufnehmers
5 übereinstimmt.
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Das untere Ende der in Fig. 2 dargestellten Hebevorrichtung 21 ist
nalog der in Fig. 1 teilweise dargestellten Hebevorrichtung ausgeführt. Außer den
dort genannten Teilen - Lagerelement lo, Kraftaufnehmer 5, Arbeitszylinder 1 mit
Zylinderboden 2 besteht der Arbeitszylinder 1 aus einem nicht dargestellten Arbeitskolben
sowie der Kobenstange 22. Der in Fig. 2 dargestellte Scherenhebetisch 23 besteht
aus einem Unterrahmen 24 und einem Oberrahmen 25, der auf seiner Oberseite mit einem
Lastaufnahmtisch 26 versehen ist. Zwischen Ober- und Unterrahmen ist an bei den
Seiten des Scherenhebetisches ein Scherenpaar, bestehend aus den Scheren 27 und
28 angeordnet. Mit 29 sind die entsprechenden Festenden der Scheren bezeichnet,
mit 30 die
Losenden. Im Scherendrehpunkt 31 sind die Scherenpaare
über ein Querjoch 32 miteinander verbunden. Desgleichen sind die beidseitig angeordneten
Scheren 27 sowie 28 über Stege 33 und 34 miteinander verbunden. Zwischen den Stegen
33 und 34 ist die Hebevorrichtung 21 im unteren Teil über den Ansatz 19 des Lagerelementes
lo, im oberen Teil über die Kolbenstange 22 gelenkig, aber fest mit den Stegen verbunden.
Bei Beaufschlagung des Hubkolbens des Arbeitszylinders 1 werden infolgedessen die
Stege 33, 34 und somit die Scheren 27, 28 auseinandergedrückt, wobei die Losenden
30 auf Ablaufbahnen 35 abrollen. Zur weiteren Verstärkung des Oberrahmens 25 sind
die Scheren 27, 28 im Bereich des Oberrahmens 25 durch Profile 36 verstärkt.
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Ein Absenken des Scherenhebetisches 23 unter eine Minimalhöne wird
durch Anschläge 37 verhindert.
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Aufgrund der Mechanik des in Fig. 2 dargestellten Scherenhebetisches
23 verändert die Hebevorrichtung 21 beim Ausfahren des Lastaufnahmetisches 26 seine
position, um im ausgefahrenen Zustand eine nahezu senkrechte Stellung einzunehmen.
Infolge der Änderung der Lage der Hebeeinrichtung 21 ändert sich bei gleichbliebender
Last auf dem Lastaufnahmetisch 26 die Meßwertausgabe des Kraftaufnehmers 5 in Abhängigkeit
von der Position des Lastaufnahmetisches. Gleichbleibende mechanische Verhältnisse
liegen demnach immer nur in einem Betriebspunkt Vor. Dieser läßt sich entweder durch
die Höhe des Lastaufnahmetisches 26, oder durch die Position des Losendes 30 einer
Schere auf der Ablaufbahn 35 bestimmen. Wie in Fig. 2 dargestellt, ist im Bereich
der Ablaufbahn 35 des unteren Losendes 30 ein Sensor 38 vorgesehen, welcher bei
einer bestimmten Position des Lastaufnahmetisches 26 einen Kontakt auslöst und dieser
seinerseits die Messung im Kraftaufnehmer 5 herbeiführt.
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Es ist selbstverständlich auch möglich, den Sensor 33 an jeder beliiebigen
Stclle d<r.r Ablaufs hin 3t3 anzuordnen. Dabei ist nur zu beachten, daß jeweils
für eine bC!St immLc Stellung des Sensors
bei gleichzeitiger fehlender
Last auf dem Lastaufnahmetisch 26 des Meßwertsystem geeicht werden muß.