Hebebühne, insbesondere für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine Hebebühne für Lasten, insbesondere für
Kraftfahrzeuge mit mindestens einem Paar von hydraulischen Hubzylindereinheiten, deren ausfahrbare Teile je mit einem Aufnahmeglied für
die anzuhebende Last versehen sind, und mit einer Gleichlaufeinrichtung für den Hub der beiden Zylindereinheiten, die ein mechanisches Verbindungsglied
aufweist, über das die ausfahrbaren Teile der Hubzylindereinheiten miteinander verbunden sind.
Neben bekannten Gleichlaufeinrichtungen, die schaltungsmäßig auf die
hydraulischen Antriebe der Hubzylindereinheiten einer Hebebühne einwirken, haben sich insbesondere bei Kraftfahrzeughebebühnen immer noch
mechanische Gleichlaufeinrichtungen als geeignet und zuverlässig erwiesen. Bei den mechanischen Gleichlaufeinrichtungen wird das synchrone und im
Hubweg aufeinander abgestimmte Ausfahren der Hubzylindereinheiten dadurch erreicht, daß die ausfahrbaren Teile dieser Zylindereinheiten durch
mechanisch-konstruktive Mittel miteinander verbunden sind.
So sind mechanische Gleichlaufeinrichtungen bekannt, bei denen an den
ausfahrbaren Teilen der Hubzylindereinheiten Zahnräder gelagert sind, welche mit ortsfesten Zahnstangen kämmen. Die Zahnräder der beiden
Hubzylindereinheiten sind ihrerseits drehfest über eine gemeinsame Welle miteinander verbunden. Da beide Zahnräder durch die sie verbindende Welle
notwendigerweise nur gleiche Drehwinkel ausführen können, garantiert eine solche Einrichtung einen sehr guten Gleichlauf. Nachteilig ist, daß im
wesentlichen von den Hubzylindern getrennt ortsfeste Zahnstangen montiert
werden müssen, die einen zusätzlichen Aufwand erfordern. Der Typ einer
solchen Hebebühne ist beispielsweise in der EP-A-449 055 beschrieben.
Bei anderen Hebebühnen sind die ausfahrbaren Teile der Hubzylindereinheiten
durch starre, mitfahrende Brücken untereinander verbunden. Eine solche Anordnung ergibt sich beispielsweise aus der US-A-3 279 562. Die vollständig
starre Verbindung der beiden ausfahrenden Teile der Hubzylindereinheiten
über eine derartige Traverse führt, obwohl diese Traverse noch zusätzlich mittels Rollen an Gleitflächen geführt werden kann, bei ungleicher Last oder
ungleicher Beaufschlagung der Zylinderräume mit Hydrauliköl leicht zu gewissem Verkanten, wodurch sich die Führungsreibung in den Zylindern
erhöht und ein zusätzlicher Verschleiß eintreten kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hebebühne der eingangs
bezeichneten Art mit einer mechanischen Gleichlaufeinrichtung zu versehen, die einerseits einen geringen Konstruktionsaufwand, andererseits einen
ausreichenden Gleichlauf garantiert, ohne dabei zu große Biegemomente in dem mechanischen Verbindungsglied zu erzeugen, die zu
Verkantungsbewegungen zwischen Kolbenstange und Zylindergehäuse bzw. Zylindergehäuse und Zylinderführung führen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
des Patentanspruches 1 gelöst.
Es hat sich gezeigt, daß ein ausreichender Gleichlauf zwischen zwei
Hubzylindereinheiten erzeugt werden kann, wenn man keine durchgehende
Traverse zwischen den Zylindereinheiten verwendet, sondern an den ausfahrbaren Teilen der Zylindereinheiten lediglich starre Hebel anbringt,
deren Enden durch ein Gelenk miteinander verbunden sind. Die Hebel brauchen dabei nur jeweils die halbe Länge des Abstandes zwischen den
Zylindereinheiten aufzuweisen.
Die Erfindung wäre zwar grundsätzlich auch auf Hebebühnen anwendbar, die
mehr als ein Paar von Hubzylindereinheiten aufweisen, wobei jedes Paar durch erfindungsgemäße Hebel zu verbinden wäre, darüber hinaus aber auch die
Paare untereinander durch erfindungsgemäße Hebel verbunden sein könnten, in erster Linie richtet sich die Erfindung jedoch auf Kraftfahrzeughebebühnen, die
nur ein Paar von Hubzylindereinheiten aufweisen, wobei diese beiden Hubzylindereinheiten vollständig selbständig angeordnet sind und voneinander
unabhängige Aufnahmeglieder für die Last tragen, abgesehen von der Gleichlaufeinrichtung, die gerade deshalb erforderlich ist, weil es sich bei den
Zylindereinheiten um zwei selbständige Ausfahrstützen handelt.
Weiterhin sind ein Hauptanwendungsgebiet für die Erfindung sog. Unterflurhebebühnen, obwohl die Erfindung auch auf Hebebühnen in anderer
Anordnung anwendbar ist. Bei Unterflurhebebühnen sind die Hubzylindereinheiten in einer Grube im Untergrund versenkt und die
Aufnahmeglieder für die Last befinden sich dabei an den oberen Enden der ausfahrbaren Teile der Hubzylindereinheiten, welche durch Öffnungen in der
Grubenabdeckung dann über Bodenniveau zum Anheben beispielsweise eines zuvor über sie gefahrenen Kraftfahrzeugs ausgefahren werden. Diese
Unterflur-Hebebühnen haben ihre Besonderheit noch darin, daß grundsätzlich angestrebt wird, daß beim Heben lediglich ein ausfahrbares Teil von
zylindrischem Querschnitt leicht abdichtbar durch eine entsprechende Öffnung in der Grubenabdeckung bewegt werden soll, und daß beim Anheben alle
übrigen Konstruktionselemente, darunter insbesondere auch diejenigen für die Gleichlaufeinrichtung, innerhalb der Grube verbleiben.
Auch wenn die Erfindung allgemeiner zu sehen ist, soll sie im folgenden nur
auf die Anwendung von Zweistempel-Unterflurhebebühnen weiter beschrieben werden.
Die gelenkige Verbindung zwischen den beiden Hebeln, welche starr mit den
ausfahrbaren Teilen der Hubzylindereinheiten verbünden sind, kann unterschiedlich ausgeführt sein. Wesentlich ist die gelenkige Verbindung um
eine Achse, die horizontal und senkrecht zu der Ebene verläuft, welche die beiden Zylinderachsen beinhaltet, um die Übertragung der internen
Biegemomente aus dem einen Hebel in den anderen zu reduzieren. Eine weitere Ausführungsform sieht zusätzlich eine Verschwenkungsmöglichkeit der
Hebel um eine Achse vor, die parallel zu den Achsen der Hubzylindereinheiten verläuft. Hierdurch ist es möglich, daß der Gelenkpunkt nicht mehr auf einer
direkten Verbindungslinie zwischen den Zylinderachsen liegt, sonden außerhalb einer Ebene, welche durch die Zylinderachsen verläuft, wodurch die Hebel mit
der gedachten direkten Verbindung zwischen den Zylinderachsen ein stumpfwinkliges Dreieck bilden. Indem man den Gelenkpunkt sozusagen in
horizontaler Richtung ausweichen läßt, lassen sich Ausrichtungsfehler in der Parallelität der Zylinderachsen sowie Montageungenauigkeiten im
Zylinderabstand, die bei starren Traversen zu Verspannungen führen können, welche den Leichtlauf der Zylinder beeinträchtigen, kompensieren. Da es sich
bei den Antriebseinheiten dem Wort nach um Zylinder handelt, ist ein gewisses Verdrehen von Kolbenstange gegenüber dem Zylindergehäuse meist möglich,
so daß das eventuell erforderliche Ausweichen des Gelenkpunktes in einer horizontalen Richtung in gewissen Grenzen keine Schwierigkeiten bereitet.
Sollte ein derartiges seitliches Ausweichen des Gelenkpunktes nicht erwünscht
sein, läßt sich auch das Gelenk selbst derart gestalten, daß es ein gewisses Längenänderangsspiel in Richtung der Hebel zuläßt, um eine gewisse
Anpassung an den Abstand der Zylindereinheiten zu ermöglichen.
In einer anderen Ausruhrungsform können auch die Hebel selbst teleskopisch
ausziehbar ausgebildet sein, so daß sie an unterschiedliche Zylinderabstände angepaßt werden können, wodurch sich für unterschiedlich breite Hebebühnen
die Bauteilvielfalt vermindern läßt.
Die Hebel sind zweckmäßigerweise aus einem biegesteifen Profil hergestellt,
welches insbesondere hohen Biegewiderstand in einer vertikalen Ebene aufweist, in der sich die Gleichlaufenpassungskräfte auswirken. Dabei können
die Hebel in ihrem Querschnitt von ihren starren Befestigungspunkten an den
Hubzylindereinheiten ausgehend zum Gelenkpunkt verjüngt ausgeführt sein, da die größten eventuell auftretenden Biegemomente an den Befestigungsstellen
der Hebel an den Zylindereinheiten auftreten.
Grundsätzlich sind zwei Arten von Hubzylindereinheiten bekannt, nämlich
solche, bei denen die Kolbenstange mit einem Fußpunkt am Boden befestigt ist und das Zylindergehäuse der ausfahrbare Teil ist, welcher sich entlang der
Kolbenstange nach oben oder unten bewegt, und diejenigen, bei denen das Zylindergehäuse am Boden befestigt ist und die Kolbenstange nach oben
ausfährt. Bekannt sind auch noch Hubzylindereinheiten mit Mehrfachkolben bzw. konzentrischen Kolben-Zylinderanordnungen, die sich im Endeffekt aber
auch in diese beiden Gruppen einordnen lassen.
Bei Unterflurhebebühnen hat sich eine Anordnung als besonders zweckmäßig
herausgestellt, bei der die Kolbenstangen am Grubenboden ortsfest montiert sind und die diese umgebenden Zylindergehäuse die ausfahrbaren Teile
darstellen. Da nämlich bei Unterflurhebebühnen die mechanischen Gleichlaufmittel - und dies war auch bereits bei bekannten Hebebühnen mit
Zahnradgleichlauf oder Traverse der Fall - innerhalb der Grube verbleiben sollen, sind sie so anzuordnen, daß sie sich bei abgesenkter Hebebühne
möglichst in der Nähe des Grubenbodens und bei angehobener Hebebühne gerade unter der Grubenabdeckung befinden. Die Anordnung mit ausfahrbaren
Zylindergehäuse ist auch bei der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt, weil dann die Hebel unmittelbar an den Zylindergehäusen in der Nähe von
deren unteren Enden fest angebracht werden können.
Sind die Kolbenstangen dagegen nach oben ausfahrbar, können die Hebel nur
dann relativ tief unten angebracht werden, wenn sie über ein parallel zu den Zylindergehäusen verlaufendes Zwischenglied mit den oben austretenden
Kolbenstangen verbunden sind. Für einen Zahnradgleichlauf ist diese Anordnung bereite aus der DE-U-89 07 280 bekannt. In Anwendung auf die
vorliegende Erfindung könnte eine solche Ausführung zu gewissen Instabilitäten führen.
Soll ein seitliches Ausweichen des Gelenks (vergl. Anspruch 2) nicht
erwünscht sein, kann man auch so vorgehen, daß einer der Hebel endseitig eine Gabel und der andere Hebel endseitig eine Lasche aufweist, daß Gabel
und Lasche unter Ausbildung von sich parallel zu den Achsen der Hubzylindereinheiten erstreckenden, ebenen Führungsflächen ineinander
steckbar sind und daß Gabel und Lasche durch einen senkrecht zu den Führungsflächen durch Bohrungen einsetzbaren Bolzen zu einem Gelenk
verbindbar sind, bei dem eine Schwenkbewegung der Arme um die Achsen der Hubzylindereinheiten auf die fertigungs-, verformungs- und
temperaturbedingten Toleranzen zwischen den Berührungsflächen beschränkt ist. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Bohrungen in der Gabel oder die
Bohrung in der Lasche als Langloch ausgebildet sind (ist), so daß die Enden der Hebel in Richtung zu deren Längserstreckung relativ zueinander bewegbar
sind.
Zusammenfassend ergeben sich aus der erfindungsgemäßen Ausbildung der
Gleichlaufvorrichtung folgende Vorteile:
Da die Krafteinleitung von einem Gleichlaufhebel zum anderen im Gelenk erfolgt, führt der günstige Biegemomentenverlauf mit dem Wert
Null in der Gelenkmitte bei der Ausgestaltung und Dimensionierung der Gleichlaufhebel zu leichten und einfachen Bauteilen.
Wegen der statisch bestimmten Konstruktion, dem Ausgleich von Unparailelität der Zylinder und der Verminderung von Momenten und
Spannungen infolge der Nachgiebigkeit der Hebel im Gelenk ergeben sich insgesamt kleinere Bauteilquerschnitte und eine verringerte
Führungsreibung in den Zylindern.
Weiter entsteht durch den Einsatz leichterer, kleinerer und einfacherer
Bauteile u.a. ein verminderter Montage-, Lagerhaltungs- und Oberflächenschutzaufwand. Insgesamt werden für die erfindungsgemäße
Ausführung nur wenige, leichte und verhältnismäßig einfache Bauteile benötigt und durch die gelenkige Verbindung der Hebel und der
dadurch möglichen Auslenkung der Hebelenden aus der die Zylinderachsen verbindenden Ebene, bzw. einer teleskopartigen
Verschiebung zwischen den Zylinderachsen bei Einsatz einer Drehmomentenstütze wirken sich Fertigungs- und
Montageungenauigkeiten in der Parallelität und im Abstand der beiden Zylinder und ebenso Verformungen weniger kritisch aus.
Tm folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen noch zusätzlich erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1 eine Zweistempel-Unterflurhebebühne mit Gleichlaufeinrichtung in
perspektivischer Ansicht,
Fig. 2 eine Detaildarstellung eines Gelenkes der Gleichlaufverbindung, mit
einem Freiheitsgrad in der Ebene der Zylinderachsen,
Fig. 3 eine Detaildarstellung eines als Kugelgelenk ausgebildeten Gelenkes,
und
Fig. 4 eine alternative Gelenkausbildung.
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In der Figur 1 ist eine Zweistempel-Unterflurhebebühne für Kraftfahrzeuge
dargestellt. Sie kann als komplette Einheit in eine entsprechend ausgehobene, schmale Grube eingesetzt werden und weist deshalb eine Bodenplatte 2,
Seitenwände 4 und eine Abdeckplatte oder Grubenabdeckung 6 auf. Angeordnet in dem so ausgebildeten Rahmen oder Gehäuse sind zwei
Hubzylindereiüheiten 8, deren Kolbenstangen 10 mit ihren Fußpunkten auf der
Bodenplatte 2 abgestützt sind. Die Kolbenstangen 10 umgebend und in deren Längsrichtung gegenüber diesen verschiebbar bzw. nach oben ausfahrbar, sind
zwei Zylindergehäuse 12 vorgesehen. Die Zylindergehäuse 12 sind durch zwei abdichtend passende Öffnungen 14 durch eine Führung im Bereich der
Grubenabdeckung 6 nach oben Überflur ausfahrbar. Die Zylindergehäuse 12 tragen an ihren oberen Enden Lastaufnahmeglieder 16 zum Unterstützen eines
Kraftfahrzeuges, welche im Ausführungsbeispiel noch mit Schwenkarmen 18 versehen sind. Die genaue Ausbildung dieser Lastaufnahmeglieder ist vom
speziellen Einsatzzweck der Hebebühne abhängig.
Zum Betreiben der hydraulischen Hubzylindereinheiten 8 sind natürlich noch
ein Leitungssystem für Hydraulikflüssigkeit und entsprechende Steuereinrichtungen erforderlich, die in der Zeichnung jedoch nicht dargestellt
sind.
Wie aus der Zeichnung weiter zu ersehen ist, ist am unteren Ende jedes
Zylindergehäuses 12 ein Hebel 20 starr angebracht. Die Enden beider Hebel treffen sich in der Mitte zwischen den beiden Hubzylindereinheiten 8 und sind
dort durch ein Gelenk 22 miteinander verbunden. Es ist zu erkennen, daß im speziellen Ausfuhrungsbeispiel die Hebel 20 ein nach oben offenes, U-förmiges
Querschnittsprofil aufweisen, welches einen erheblichen Biegewiderstand in senkrechter Richtung hat. Außerdem sind die Hebel 20 von ihrer starren
Befestigung an den Zylindergehäusen 12 ausgehend zum gemeinsamen Gelenkpunkt 22 hin verjüngt ausgeführt. Diese Ausbildung trägt dem zum
Gelenkpunkt hin abnehmenden Biegemoment bei Belastung Rechnung und führt
damit zur Materialersparnis bzw. leichteren Bauteilen.
Das Gelenk 22 ist im Ausfuhrungsbeispiel der Fig. 1 als ein Gelenk mit einem
Bewegungsfreiheitsgrad in der Ebene der Zylinderachsen ausgebildet. Dieses Gelenk ist in Fig. 2 im einzelnen, und zwar in auseinandergezogener
Darstellung gezeigt. In das Ende 24 eines linken Hebels 20 ist ein Gelenkstück 26 fest eingespannt. Dieses Gelenkstück 26 weist einen mittleren
Gelenkabschnitt 28 mit zylindrisch gewölbten Lagerflächen 30 auf, deren Wölbungsachse in horizontaler Richtung verläuft.
An den mittleren Gelenkabschnitt 28 schließt sich in Richtung auf einen
rechten Hebel 20 hin ein Fortsatz 32 mit rechteckigem Querschnitt an, der im Ausführungsbeispiel in horizontaler Richtung zwar die gleiche Breite aufweist
wie der Gelenkabschnitt 28, in senkrechter. Erstreckung aber eine geringere Dicke aufweist als letzterer.
Das Ende 34 des rechten Hebels 20 weist einen U-förmigen Führungsquerschnitt auf, der mit einer Abdeckplatte 36 zu einem rechteckigen
Führungskanal 38 verschraubbar ist. In diesen Führungskanal 38 ist das Gelenkstück 26 einführbar, wobei die Höhe des Führungskanals 38 der Dicke
des Gelenkabschnittes 28 des Gelenkstückes 26 entspricht, so daß dieses mit seinen Lagerflächen 30 in etwa linienförmige Berührung mit der oberen und
unteren Begrenzung des Führungskanals 38 gelangt. Der Fortsatz 32 des Gelenkstückes 26 ist zwar in seiner Breite in den Führungskanal 38 eingepaßt,
seine Dicke in vertikaler Richtung ist aber geringer als die Höhe des Führungskanals 38, der ohnehin hinter der Abdeckplatte 36 nach oben hin
offen ist.
Dadurch, daß die oberen und unteren Begrenzungsflächen des Führungskanals
38 im Bereich der Abdeckplatte 36 nicht den Gelenkabschnitt 28 des
Gelenkstückes 26 entsprechend gewölbt sondern eben ausgeführt sind, ist das
Gelenkstück 26 mit seinem Gelenkabschnitt 28 in Richtung der Hebel 20 im Führungskanal 38 axial verschiebbar, wodurch die Hebelanordnung sich
Abstandsungenauigkeiten der Zylinder anpassen kann. Der Fortsatz 32 des Gelenkstückes 26 wirkt dagegen bei dieser Ausfuhrungsform als
Drehmomentstütze, die ein Verschwenken der Hebel gegeneinander in einer horizontalen Ebene verhindert. Der mögliche Auslenkwinkel der Hebel 20
gegeneinander in einer vertikalen Ebene braucht nicht sehr groß zu sein, so daß die in Fig. 2 dargestellte Geometrie einen genügenden
Auslenkungsspielraum bietet.
In Figur 3 ist in schematischer Darstellung ein Gelenk zwischen Hebeln 20 in
auseinandergezogener Darstellung im Vertikalschnitt gezeigt, welches als Kugelgelenk ausgebildet ist. Das Ende 40 eines linken Hebels 20 ist mit einem
Gelenkkopf 42 versehen, der einen zylindrischen Grundkörper 44 aufweist, dessen Stirnseiten je mit einer Kugelkalotte 46 versehen sind. Entsprechend
weist das Ende 48 eines rechten Hebels 20 zwei Kugelpfannen 50 als Sitz für die Kugelkalotten 46 des Hebelendes 40 auf. Durch diese teilweise kugelige
Lagerung sind die Hebel in mehreren Ebenen gegeneinander begrenzt verschwenkbar, so daß der Gelenkpunkt zwischen den Hebeln 20 in einer
horizontalen Ebene auslenkbar ist. Das seitliche Ausweichen des Gelenkpunktes ermöglicht Anpassung der aus den beiden Hebern 20
bestehenden Gleichlaufverbindung an Maßabweichungen, die von Ungenauigkeiten in der Montage der Hubzylindereinheiten 8 herrühren können.
Figur 4 zeigt ein Gelenk, bei dem ein Verschwenken der Hebel 20 um die
Achsen der Hubzylindereinheiten 8 unterdrückt werden soll. Die Hebel 20 besitzen endseitig eine Gabel 52 bzw. eine Lasche 54, die ineinander steckbar
sind, wobei sie sich längs parallel zu den Achsen der Hubzylindereinheiten 8 erstreckender, ebener Führungsflächen 56 berühren. Gabel 52 und Lasche 54
besitzen Bohrungen 58 und 60, in die ein Bolzen 62 senkrecht zu den
Führungsflächen 56 eingesetzt ist. Durch diese Konstruktion ist eine
Schwenkbewegung der Arme 20 um die Achsen der Hubzylindereinheiten 8 auf die fertigungs- und temperaturbedingten Toleranzen zwischen den
Berührungsflächen 56 beschränkt. Zum Ausgleich von Abstandsänderungen zwischen den Achsen der Hubzylindereinheiten 8, bedingt durch nicht exakt
achsparallelen Einbau, Temperatureinflüssen oder Verformung, ist die Bohrung 60 in der Lasche 54 als Langloch ausgebildet, so daß die Enden der Hebel
in Richtung ihrer Längserstreckung relativ zueinander bewegbar sind. Die Langlochausbildung kann alternativ auch an der Gabel 52 vorgenommen
werden.