DE102009023922A1

DE102009023922A1 - Als Hebezeug ausgebildete Zahnstangenwinde und Verfahren zur Bereitstellung einer erforderlichen Arbeitsleistung zur Betätigung der Zahnstangenwinde

Info

Publication number: DE102009023922A1
Application number: DE200910023922
Authority: DE
Inventors: Stefan Rewald
Original assignee: REWALD GmbH
Current assignee: REWALD GmbH
Priority date: 2009-06-04
Filing date: 2009-06-04
Publication date: 2010-12-09
Also published as: EP2437999A1; EP2437999B1; WO2010139405A1

Abstract

Die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Bereitstellung einer erforderlichen kinematischen Energie in Form von Bewegungsenergie zum Verrichten einer Arbeitsleistung beim Anheben einer Masse mittels einer Zahnstangenwinde und eine Einrichtung zum Einbringen einer kinetischen Energie zu realisieren sowie eine Einrichtung mit einem möglichen periodischen Wechsel von potentieller und kinetischer Energie bei Betätigung der Zahnstangenwinde zu entwickeln, wurde dadurch gelöst, dass zuerst eine kinetische Energie in Form einer Bewegungsenergie auf eine Einrichtung zur Speicherung einer potentiellen Energie in Form einer in einen Federspeicher eingebrachten Lageenergie und anschließend eine Bewegungsenergie als kinetische Energie über eine Handkurbel auf ein Antriebsglied einer Zahnstangenwinde übertragen wird, wobei gleichzeitig mit der Betätigung der Handkurbel die in der Einrichtung zur Speicherung der potentiellen Energie gespeicherte Arbeitsleistung freigegeben wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine mechanisch angetriebene, d. h. vorwiegend durch eine Handkurbel betätigbare und als Hebezeug ausgebildete Zahnstangenwinde mit einer mit einem oder mehreren als Antrieb dienenden Zahnrädern im Eingriff stehenden Zahnstange zum Anheben von großvolumigen Körpern oder Teilen desselben unter Einsatz einer Einrichtung zur Minderung der direkt aufzuwendenden manuellen Arbeitsleistung zur Betätigung derselben, sowie ein Verfahren zur Bereitstellung einer erforderlichen kinematischen Energie in Form von Bewegungsenergie zum Verrichten einer Arbeitsleistung beim Anheben einer Masse eines großvolumigen Körpers mittels einer Zahnstangenwinde.
Es sind Zahnstangenwinden bekannt, mit denen sowohl Lasten als auch großvolumige Behälter angehoben werden können. So finden Zahnstangenwinden mit einem Handkurbelantrieb für eine Hub- und Absetzvorrichtung für transportable Raumzellen, Baubuden, Großbehälter oder dgl. nach der G 82 35 609 U1 und für eine Hub- bzw. Absetzvorrichtung für kastenförmige Gegenstande, z. B. Großbehälter nach der DE 35 06 422 A1 Anwendung. Die bekannten Zahnstangenwinden werden von Hand über einen Kurbeltrieb betätigt.
Die eingesetzten Zahnstangenwinden bestehen aus einer angetriebenen Zahnstange, die in einer Dimension höhenverstellbar in einem Gehäuse angeordnet und über einen von Hand betätigbaren Antrieb in einer Dimension verschiebbar ausgeführt ist. Nach der DE 279 215 A ist zum Antrieb einer Zahnstange einer Zahnstangenwinde ein Kraftausgleichsgetriebe eingesetzt worden. Mit diesem offenbarten Kraftausgleichsgetriebe soll bei einer Betätigung der Zahnstangenwinde ein ausgeglichener Betätigungskraftaufwand möglich sein. Hierzu ist ein technisch aufwendig aufgebautes Zahnradgetriebe mit einem sogenannten Vorgelege versehen. Mit diesem Getriebeaufwand wird lediglich bei einer eingebrachten Bewegungsenergie ein verzögerter Bewegungsablauf der Zahnstange ausgelöst, d. h. die Zahnstange bewegt sich langsamer und die momentan aufzuwendende Bewegungsenergie ist geringer, muss jedoch über eine längere Zeit als Bewegungsenergie eingebracht werden.
Alle bekannte Zahnstangenwinden weisen den Nachteil auf, und das unabhängig davon, ob zur Betätigung der Zahnstange ein Antriebsgetriebe vorgeschaltet ist oder ob der Antrieb der Zahnstange direkt erfolgt, dass nach dem Gesetz der Erhaltung der Energie immer für die Betätigung der Zahnstange als Arbeit für das Anheben eines großvolumigen Körpers durch eine Bedienperson für das Verrichten dieser Arbeit zum Betätigen der Zahnstange eine konstante Energiemenge in Form von einer Bewegungsenergie (kinetische Energie) durch Betätigung einer Handkurbel aufgebracht werden muss, d. h. es ist nur möglich, mit einer über eine bestimmte Zeit aufgebrachten Bewegungsenergie die Zahnstangenwinde zu betätigen.
Das Ziel der Erfindung besteht in der Minderung der direkt während der Betätigung der Zahnstange der Zahnstangenwinde aufzubringenden Bewegungsenergie.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das durch eine Bedienperson für das Bedienen einer Zahnstangenwinde aufzubringende Arbeitsvermögen (mechanische Energie) durch eine Einrichtung zur Freisetzung einer potentiellen Energie nach einer vorangestellten Erzeugung dieser potentiellen Energie mittels einer kinetischen Energie und durch eine Einrichtung zum Einbringen einer kinetischen Energie in Form einer Bewegungsenergie zu realisieren und hierfür eine Einrichtung mit einem möglichen periodischen Wechsel von potenteller und kinetischer Energie bei Betätigung der Zahnstangenwinde zu entwickeln.
Diese Aufgabe wird mit den in dem unabhängigen Schutzanspruch genannten technischen Mitteln gelöst.
Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
1 eine erfindungsgemäß ausgebildete Zahnstangenwinde in Ansicht auf den Handkurbelantrieb,
2 eine Zahnstangenwinde aus Richtung A nach 1,
3 eine Zahnstangenwinde aus Richtung B nach 2.
Eine erfindungsgemäß ausgebildete Zahnstangenwinde besteht aus einer Zahnstange 1, einer Antriebseinrichtung 2 und aus einem Energiespeicher 3. Die Antriebseinrichtung 2 ist durch eine Handkurbel 4 betätigbar und besteht vorwiegend aus einem nicht dargestellten Zahnradgetriebe. Als Antriebseinrichtung 2 ist jedoch auch als gleichwirkendes Mittel ein Schneckenradantrieb oder ein Ratschenantrieb einsetzbar. Der mechanisch angetriebenen Zahnstange 1 der Zahnstangenwinde ist ein Energiespeicher 3 zugeordnet.
Dieser Energiespeicher 3 besteht im vorliegenden Anwendungsfall aus einer Gasdruckfeder. Als äquivalentes technisches Mittel kann jedoch jedes Energiespeichermittel eingesetzt werden, mit dem Energie von einer Form in eine andere umgewandelt werden kann. Das ist mit jedem Mittel möglich, mit dem Bewegungsenergie, d. h. kinetische Energie in eine potentielle Energie, d. h. in Lageenergie umgewandelt werden kann.
Für den Fachmann stehen alle Energiespeicher abrufbereit zur Verfügung, wie beliebige Federspeicherwerke oder auch mittels Elektroenergie aufladbare Antriebsysteme.
Mit einer gemeinsamen Aufnahme 5 ist sowohl der aus einer Gasdruckfeder bestehende Energiespeicher 3 als auch die Antriebseinrichtung 2 für die Zahnstange 1 verbunden. Sowohl die durch die Antriebseinrichtung 2 betätigbare Zahnstange 1 als auch ein durch die Gasdruckfeder des Energiespeichers 3 beweglicher Antriebsstößel 6 sind mit einem gemeinsamen Gelenkhebel 7 verbunden. Dieser ist sowohl über einen Bolzen 8 mit der Zahnstange 1 als auch mit dem Antriebsstößel 6 der Gasdruckfeder des Energiespeicher 3 gelenkig verbunden.
Zur Betätigung der erfindungsgemäß ausgebildeten Zahnstangenwinde erfolgt in zwei zeitlich getrennten aufeinander folgenden Leistungszeitpunkten eine Bereitstellung von einem erforderlichen Arbeitsvermögen durch Einbringung einer poten tiellen Energie in Form einer Lageenergie, beispielsweise durch Spannen einer Feder und durch das Einbringen von kinetischer Energie in Form von Bewegungsenergie, beispielsweise durch Betätigen eines Handkurbelantriebes zum Verrichten einer Arbeitsleistung beim Anheben einer Masse eines großvolumigen Körpers mittels einer Zahnstangenwinde.
Hierzu wird zuerst eine kinetische Energie in Form einer Bewegungsenergie auf eine Einrichtung zur Speicherung einer potentiellen Energie in Form einer in einen Federspeicher eingebrachten Lageenergie aufgebracht und anschließend eine Bewegungsenergie als kinetische Energie über eine Handkurbel auf ein Antriebsglied einer Zahnstangenwinde übertragen, wobei gleichzeitig mit der Betätigung der Handkurbel die in der Einrichtung zur Speicherung der potentiellen Energie gespeicherte Arbeitsleistung während der Betätigung der Zahnstange freigegeben wird. Der Energiespeicher 3 ist hierzu auf die Leistungsfähigkeit der erfindungsgemäß ausgebildeten Zahnstangenwinde abgestimmt. Bei dem Überschreiten einer erforderlichen Bewegungsenergie zur Betätigung der Antriebseinrichtung für die Zahnstange wird hiervon abhängig die in dem Energiespeicher 3 abgelegte potentielle Energie freigegeben.

1: Zahnstange
2: Antriebseinrichtung
3: Energiespeicher
4: Handkurbel
5: Aufnahme
6: Antriebsstößel
7: Gelenkhebel
8: Bolzen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 8235609 U1 [0002]
- DE 3506422 A1 [0002]
- DE 279215 A [0003]

Claims

Verfahren zur Bereitstellung eines erforderlichen Arbeitsvermögens zum Verrichten einer Arbeitsleistung beim Anheben einer Masse eines großvolumigen Körpers mittels einer Zahnstangenwinde, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst eine kinetische Energie in Form einer Bewegungsenergie auf eine Einrichtung zur Speicherung einer potentiellen Energie in Form einer in einen Federspeicher eingebrachten Lageenergie übertragen wird und anschließend eine Bewegungsenergie als kinetische Energie über eine Handkurbel auf ein Antriebsglied einer Zahnstangenwinde übertragen wird, wobei gleichzeitig mit der Betätigung der Handkurbel die in der Einrichtung zur Speicherung der potentiellen Energie gespeicherte Arbeitsleistung freigegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kinematische Energie durch Rückführung der Zahnstangenwinde in die Ausgangsposition vor einer Betätigung der Zahnstangenwinde zwecks Anhebung eines Körpers auf die Einrichtung zur Speicherung einer potentiellen Energie aufgebracht wird.
Zahnstangenwinde zur Realisierung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein eine Bewegungsenergie auf die Zahnstange (1) übertragende Antriebseinrichtung (2) und getrennt von dieser ein eine potentielle Energie aufnehmender Energiespeicher (3) vorgesehen sind, wobei diese potentielle Energie zeitlich getrennt vor der Betätigung der Zahnstange (1) auf den Energiespeicher (3) in Form einer auf diesem aufgebrachten Bewegungsenergie während einer Rückführung der Zahnstange (1) in eine Ausgangsstellung der Zahnstange (1) übertragbar ist.
Zahnstangenwinde nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (3) in seiner Dimension im entspannten Zustand dem Hub der Zahnstage (1) entspricht.
Zahnstangenwinde nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (2) für die Zahnstange (1) und der Energiespeicher (3) einerseits über eine gemeinsame Aufnahme (5) mit der Antriebseinrichtung (2) und andererseits über einen Gelenkhebel (7) die Zahnstange (1) mit einem am entgegenliegenden Ende der Antriebseinrichtung (2) vorgesehenen Antriebsstößel (6) des Energiespeichers (3) mit einander verbunden sind.
Zahnstangenwinde nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (2) einerseits zur Betätigung der Zahnstange (1) während des Anhebens einer Last und andererseits zur Übertragung einer potentiellen Energie auf den Energiespeicher (3) außerhalb des Arbeitshubes der Zahnstange (1) vorgesehen ist.