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Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Mehrsäulen-Hebebühne od.
dgl.
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gemäß dem Oberbeoriff des 1. Anspruches.
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Zweisäulen-Hebebühnen dieser Art mit separaten Antrieben für jeweils
wenigstens einen auf einer Hubsäule angeordneten Hubschlitten sind bekannt. Das
Höhenverstellen solcher Hubschlitten erfolgt dabei beispielsweise durch eine mit
den Hubschlitten zusammenwirkende, jeweils einer Hubsäule zugeordnete Spindel, die
durch einen Elektromotor angetrieben ist. Der Gleichlauf dieser Spindeln wird in
der Regel rittels Synchronlauf der ~lektror,lotoren erreicht.
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Man kennt auch bereits Zweisäulen-Hebebühnen, bei denen Schlitten
od. dgl. Hubelemente über eine Hydraulik gehoben bzw. abgesenkt werden. Diese vorbekannten
Hebebühnen haben jedoch noch erhebliche Nachteile. Beispielsweise sind die mit Spindelantrieb
und synchronlaufenden Elektromotoren versehenen Hebebühnen verhältnismäßig aufwendig
und auch störempfindlich, insbesondere was die Spindeln, Spindelmutter usw. anbetrifft.
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Bei mit einer Hydraulikeinrichtung versehenen Hebebühne ist erwünscht,
daß nur eine einzige Druckquelle (Pumpe, Pumpenantrieb, Ölsumpf usw.) benötigt wird.
Es treten jedoch erhebliche Schwierigkeiten auf, einen Gleichlauf von zwei oder
mehr Hubzylindern in engen Toleranzgrenzen sicherzustellen. So hat man bereits in
noch nicht zum
Stand der Technik gehörenden Versuchen bei einer
Hubsäule einer Zweisäulen-Hebebühne einen Differentialkolben vorgesehen, dessen
Hauptzylinder von unten durch von der Druckquelle kommendem Drucköl beaufschlagt
wird und dessen Zweitzylinder über eine Verbindungsleitung mit der Hydraulikeinrichtung
einer zweiten Hubsäule in Verbindung steht. Theoretisch müßte bei Flächengleichheit
zwischen der Kolbenfläche beim Zweitzylinder des Differentialkolbens einerseits
und dem Kolben des weiteren Zylinders Gleichlauf gewährleistet sein.
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Versuche haben jedoch gezeigt, daß z. B. Leckagen, Wärmedehnung, Leitungsdehnungen
und Kompressibilität des Öls Einflußgrößen sind, die bewirken, daß die beiden an
den beiden Hubsäulen angeordneten Hubschlitten sich in der Praxis nicht im gewünschten
Gleichlauf bewegen. Hebebühnen der vorbeschriebenen Art werden häufig als Kraftfahrzeug-Hebebühnen
eingesetzt. Aus Sicherheitsgründen müssen hier, aber auch bei anderwärtiger Verwendung
gewisse Mindesttoleranzen bezüglich des Gleichlaufes eingehalten werden, beispielsweise
soll eine maximale Abweichung von 50 mm bezüglich der Hubhöhe nicht überschritten
werden.
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Solche Hebebühnen können nicht nur zum Anheben von Kraftfahrzeugen
Verwendung finden und gegebenenfalls auch mit mehr als zwei Hubsäulen ausgerüstet
sein.
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Es besteht daher die Aufgabe, eine Mehrsäulen-Hebebühne od. dgl. Hubgerät
mit mehreren Hubelementen zu schaffen, das unter Vermeidung der Nachteile von vorbekannten
Hebebühnen od. dgl. verhältnismäßig einfach und störunanfällig ist, andererseits
einen genügenden Gleichlauf der Hubelemente an den einzelnen Hubsäulen gewährleistet.
Ferner besteht die Aufgabe, ein Verfahren zur Gleichlaufsteuerung von Mehrsäulen-Hebebühnen
od. dgl. der eingangs erwähnten Art zu schaffen.
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Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bezüglich der Hebebühne
in den Merkmalen des Kennzeichnungsteiles von Anspruch 1. Eine solche Mehrsäulen-Hebebühne
kann mit Hilfe einer einzigen Hydraulik-Druckquelle betrieben und dabei ein ausreichender
Gleichlauf der Hubelemente auf den einzelnen Hubsäulen od. dgl. mit verhältnismäßig
einfachen und betriebssicheren Mitteln erreicht werden. Weiterbildungen der Hebebühne
od. dgl. sind in den Vorichtungs-Unteransprüchen aufgeführt.
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Wie erwähnt, betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Steuern
der Hubelemente der Hebebühne od. dgl. entsprechend dem Oberbegriff des 8 Anspruchs,
wobei sich eine Problematik analog der vorbeschriebenen Aufgabenstellung ergibt.
Die erfindungsgemäße Lösung für dieses Verfahren ist insbesondere in den Kennzeichnungsmerkmalen
den 8. Anspruches aufgeführt, wobei auch für die Vorteile des Verfahrens analoges
wie bei der Vorrichtung gilt.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen, stark schematisiert, Fig. 1 eine schematische Stirnansicht
einer Zweisäulen-Hebebühne, Fig. 2 einz Hydrauli'einrichtung einer ersten Ausführung
für die Hebebühne nach Fig. 5 und Fig. 3 einen etwas abgewandelten Hydraulikplan
für eine Hebebühne gemäß Fig. 1.
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Die Wirkungsweise der Erfindung wird anhand einer Zweisäulen-Hebebühne
1 gemäß Fig. 1 erläutert, obgleich sie auch an anderen, beispielsweise mit mehr
als zwei Hubelementen versehenen Hebegeräten zu realisieren ist. Bei dieser Zweisäulen-Hebebühne
1 (kurz Hebebühne 1) sind die
beiden Hubsäulen mit 2 u. 3 bezeichnet.
Jede davon trägt als Hubelement einen Hubschlitten 4 bzw. 5. Unmittelbar an der
Oberseite 6 des Fundamentes 7, auf dem die Hubsäulen 2 u. 3 befestigbar sind, befindet
sich eine diese Hubsäulen 2, 3 verbindende Abdeckung 8, unterhalb der Verbindungs-,
Steuer- und Rücklaufleitungen zwischen den Hubsäulen 2, 3 angeordnet sein können.
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In Fig. 2 erkennt man unten, stark schematisiert eine im ganzen mit
10 bezeichnete Druckquelle üblicher Bauart.
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Sie weist einen ölsumpf 11, eine ölpumpe 12, als Antrieb dafür einen
Motor M sowie eine Überdrucksicherung 14 auf.
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Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 u. 2 führt ein Leitungsabschnitt
15 a bis 15 e von der öl pumpe 12 zum ersten Hydraulikzylinder 16. Dabei sind in
dem Leitungsabschnitt 15 a bis 15 e ein erstes Hydraulikventil 17, ein Rückschlagventil
18 sowie eine Drossel 19 angeordnet.
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Der erste Hydraulikzylinder 16 gehört als Hauptzylinder zu einem im
ganzen mit 21 bezeichneten Differentialzylinder mit einem zweiseitig beaufschlagten
Kolben 22. Der mit dem Leitungsabschnitt 15 e in Verbindung stehende erste Hydraulikzylinder
16 wird hier "Hauptzylinder 16" genannt. Die ihm zugeordnete wirksame Kolbenfläche
F 1 wird mit dem Druck p 1 beaufschlagt. Der zum Differentialzylinder 21 gehörige,
mit der ringförmigen Kolbenfläche F 2 wirkende Zylinder wird hier Zweitzylinder
23 genannt; in ihm herrscht ein gegenüber p 1 geringerer Druck p 2.
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Von der Anschlußstelle des Leitungsabschnittes 15 e abgewandten Ende
24 des Differentialzylinders 21 führt ein weiterer Leitungsabschnitt 25 zu einer
Anschlußstelle 26 eines weiteren Leitungsabschittes 27 a bis 27 c, die eine Verbindung
zwischen einem weiteren Hydraulikzylinder 29 und einem 3/3-Wegeventil 30 herstellt.
In dem Leitungsabschnitt 27 a bis 27 c ist zwischen der Anschlußstelle 26 und dem
als Plungerzylinder ausgebildeten weiteren Hydraulikzylinder eine Drossel 2d vorgesehen.
Die zum Zweitzylinder 23 des Differentialzylinders 21 gehörige Kolbenfläche F 2
ist gleich der Kolbenfläche F 3 des Kolbens 31
des weiteren Hydraulikzylinders
29, der in der Zweisäulen-Hebebühne 1 der rechten Hubsäule 3 zuzuordnen ist. Die
in Fig. 2 schematisch angedeuteten Kolbenstangen 32 und 33 stehen in bekannter Weise
mit den Hubschlitten 4 u. 5 der Hebebühne 1 in Verbindung.
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Die Kolbenfläche F 2 des Zweitzylinders 23 ist kleiner als die Kolbenfläche
F 1 des Hauptzylinders und die Kolbenfläche F 3 des weiteren Hydraulikzylinders
29 ist gleich der Kolbenfläche F 2 des Zweitzylinders 23. Ferner ist der im weitern
Hydraulikzylinder 29 herrschende Druck p 2 kleiner als der Druck p 1 im ersten Hydraulikzylinder
16. Vom Leitungsabschnitt 15 führt eine Druckleitung 34 zum 3/3-Wegeventil 30. Vom
ersten Hydraulikventil 17 führt eine Rückleitung 35 zum ölsumpf 11. Eine weitere
Rückleitung 36 führt vom 3/3-Wegeventil 30 zu der vorerwähnten Rückleitung 35. Die
strichpunktiert eingezeichneten Pfeile zeigen den ölfluß beim Drucköl, die gestrichelt
gezeichneten Pfeile den ölfluß beim Rücklauf. Erfindungsgemäß arbeitet die im ganzen
mit 40 bezeichnete Hydraulikeinrichtung einschließlich ihrer Gleichlaufsteuerung
bei der Ausführung nach Fig. 2 folgendermaßen: Druckpumpe 12 fördert, wenn das erste
Hydraulikventil 17 dem Leitungsabschnitt 15 auf Durchlaß gesteuert, Drucköl gegen
die Fläche F 1 des Kolbens 22 des Differentialzylinders 21. Dieser hebt an, bewegt
den Hubschlitten 4 undmittelbar und fördert über den Zweitzylinder 23 und den Leitungsabschnitt
25, 27 d, 28, 27 c Drucköl gegen die Kolbenfläche F 3 des weiteren Hubzylinders
29. Die Flächen F 1, F 2 u. F 3 der Kolben 22 u. 31 sind dabei so ausgelegt, daß
die auf die beiden Hubschlitten 4 u. 5 zu übertragende Kräfe K 1 u. K 2 soweit aneinander
angepaßt sind, daß die Hubschlitten 4 u. 5 mindestens in etwa die gleiche Hubbewegung
ausführen, obgleich der auf die Kolbenfläche F 3 wirkende Druck p 2 kleiner als
der Druck p 1 ist. Ohne die eingangs erwähnten unerwünschten Einflußgrößen wie Leckagen,
Wärmedehnung, Leitungsdehnung usw. würden sich die beiden Kolbenstangen 32, 33 und
damit auch die beiden Hubschlitten 4 u. 5 im Gleichlauf nach
oben
bewegen; in der Praxis kommt es jedoch zu einem Vorlaufen bei einem Kolben 22 oder
ji . Ein solcher Vorlauf wird durch ein elektrisches Differenzmeßgerät 41 erfaßt,
welches elektrisch das 3/3-Wegeventil 30 wie folgt steuert: Bleibt z. B. die Kolbenstange
33 des weiteren Hydraulikzylinders 29 um einen vorgegebenen Betrag hinter der Kolbenstange
32 zurück, öffnet Ventil 30 die Druckleitung 34 und es kann zusätzliches Drucköl
über den Leitungsabschnitt 27 a bis 27 c den Kolben 31 beaufschlagen. Der Ungleichlauf
wird ausgeglichen. Eilt dagegen die Kolbenstange 33 der Kolbenstange 32 und damit
der Hubschlitten 5 dem Hubschlitten 4 voraus, öffnet das Ventil 30 die Rücklaufleitung
36, so daß ein Teil des über den Leitungsabschnitt 25 zufließenden Drucköls nicht
zum weiteren Hydraulikzylinder 29 gelangt, sondern über die Leitungsabschnitte 27
a, Ventil 30, Leitungsabschnitte 36 u. 35 zum Ölsumpf 11 zurückfließen kann. Das
Ansprechen des Differenzmeßgerätes auf unterschiedliche Hubhöhen ist z. B. über
einen Stellknopf 42 bei der Differenzmeßeinrichtung 41 vorgebbar. Man kann beispielsweise
eine Höhendifferenz von 40 mm zwischen den beiden Hubschlitten 4 u. 5 noch tolerieren
und vorgeben, daß bei größerer Ungleichheit der Hubhöhen der beiden Hubschlitten
4 u. 5 die Gleichlaufsteuerung 40 im vorerwähnten Sinne den Gleichlauf wieder herstellt.
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In Fig. 2 ist noch zu erkennen, daß mit Hilfe des ersten Hydraulikventils
17 die Hubschlitten 4 u. 5 abgelassen werden können. Dieses Ventil 17 öffnet dann
die Leitungsabschnitte 15 e, 15 b und 15 c zur Rückleitung 35, der Kolben 22 des
Differntialzylinders 21 kann sich absenken und (bei geschlossenem 3/3-Wegeventil
30) fließt im weiteren Hydraulikzylinder 29 befindliches Ö1 über die Leitungsabschnitte
27 c, 27 b u. 25 im (ungefähren) Gleichlauf in den Zweitzylinder 23 des Differentialzylinders
21. Beim Auftreten von Ungleichlauf wird das über das elektrische Differenzmeßgerät
41 gesteuerte 3/3-Wegeventil in der vorbeschriebenen Weise ebenfalls tätig. Die
elektrische Verbindungsleitung zwischen dem
Differenzmeßgerät 41
und dem 3/3-Wegeventil 30 ist mit 43 bezeichnet.
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In Fig. 3 ist eine gegenüber Fig. 2 etwas abgewandelte Ausführung
der Erfindung dargestellt. Dabei ist das 3/3-Wegeventil 30 durch je ein separates
2/2-Wegeventil 44 u. 45 ersetzt. Diese beiden Ventile 44, 45 stehen über eine elektrische
Leitung 46 mit dem Differenzmeßgerät 41 in Verbindung. Von der Anschlußstelle 26
zwischen den Rohrabschnitten 25 und 27 b führt bei der Hydraulikeinrichtung 40 a
nach Fig. 3 ein Leitungsabschnitt 47 zu einer Zweigstelle 48 eines zwischen den
beiden 2/2-Wegeventilen 44 u. 45 angeordneten Verbindungsrohres 49.
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Die bei der Hydraulikeinrichtung 40 bereits erwähnte Druckleitung
34 steht bei der Ausführung nach Fig. 3 mit dem 2/2-Wegeventil 45 in Verbindung,
während die Rückleitung 36 bei der Ausführung nach Fig. 3 vom 2/2-Wegeventil 44
ausgeht und ebenfalls an die in den ölsumpf 11 führende Rückleitung 35 angeschlossen
ist. Die Arbeitsweise der Hydraulikeinrichtuing 40 a nach Fig. 3 ist analog der
bereits beschriebenen Hydraulikeinrichtung 40 gemäß Fig. 1 u. 2 folgende: Eilt des
Kolben 31 des weiteren Hydrauliezylinaers 29 dem Kolben 22 des erstEn Hydraulikzylindersl6
um einen bestimmten Betrag vor, spricht das Differenzmeßgerät 41 an und steuert
über die elektrische Verbindung 46 das 2/2-Wegeventil 44, so daß etwas Ö1 über die
Leitungsabschnitte 47, 36 u. 35 zum Ölsumpf 11 fließen kann. Eilt dagegen der Kolben
31 des weiteren Hydraulikzylinders 29 dem des ersten Hydrauli;zyiinders 16 nach,
wird analog das andere 2/2-Wegeventil 45 geöffnet und zusätzliches Drucköl kann
über die Leitungsabschnitte 34, 49, 47, 27 b, c zum weiteren Hydraulikzylinder 29
fließen und seine Hubbewegung dementsprechend etwas beschleunigen, bis sich die
beiden Hubhöhen bei den Hydraulikzylindern 16 u. 29 bzw. die Höhenlagen der Schlitten
4 u. 5 wieder aneinander angeglichen haben. Für das Absenken der Hubschlitten 4
u. 5 gilt unter Bezugnahme auf die vorstehenden Erörterungen bei der Hydraulikeinrichtung
40 nach Fig. 2 analoges.
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In Fig. 3 sind die Hubschlitten 4 u . 5 strichpunktiert und mit Kolbenstangen
32 u. 33 in Verbindung stehend angedeutet. Die größere Fläche F 1 des Kolbens 22
des Differentialzylinders 21 ist in aller Regel doppelt so groß wie die Fläche F
2, die zum Zweitzylinder 23 des Differentialzylinders gehört, wobei die Fläche F
3 des weiteren Hydraulikzylinders 29 gleich der Fläche F 2 ist.
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Bei der Bewegung des Zweitzylinders 23 mit der Kolbenfläche F 1 werden
dann (theoretisch) gleiche Ö1-volumina verdrängt wie beim weiteren Hydraulikzylinder
29 auf die Fläche F 3 wirksam werden. In der Praxis auftretende Abweichungen davon
werden durch die erfindungsgemäße Gleichlaufsteuerung ausgeglichen. Wenn nun statt
eines weiteren Hydraulikzylinders 29 mehrere (nicht gezeichnete) weitere Hydraulikzylinder,
z. B. 29, 29 a an einer Hebebühne vorgesehen sind, wird man die Fläche F 1 entsprechend
vergrößern und die Flächen F 3 u. F 3 a der beiden weiteren Hydraulikzylinder 29
u. 29 a haben zusammen eine Fläche, die der Fläche F 2 des Differentialzylinders
21 entspricht. Jeder weitere Hydraulikzylinder 29, 29 a, 29 b, 29 c usw. ist dann
mit einer entsprechenden Gleichlaufeinrichtung versehen, die ein 3/3-Wegeventil
30 oder zwei 2/2-Wegeventile 44 u. 45 aufweist.
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Ganz allgemein kann gesagt werden: Bei einer erfindungsgemäßen Mehrsäulen-Hebebühne
1 od. dgl. hebezerGt wird durch die Gleichlaufsteuerung der weiteren Hydraulikzylinder
29, 29 a, 29 b usw. dafür gesorgt, daß gleiche Drucköl-Volumina beim Zweitzylinder
23 und den weiteren Hydraulikzylindern 29, ggfs. 29 a, 29 b usw. wirksam und dadurch
gleiche Hubwege auf- oder abwärts getätigt werden. Das erfindungsgemäß Verfahren
zur Gleichlaufsteuerung der Hubelemente von Hebebühnen od. dgl. Hebegeräte bewirkt
also, daß an die Hubhöhe eines ersten Hydraulikzylinders 16 bezüglich ihrer Hubhöhe
anzugleichende weitere Hubzylinder 29, 29 a, 29 b usw. mit einem niedrigeren Druck
p 2 betrieben werden
als der auf die Fläche F 1 des ersten Hydraulikzylinders
16 des Differntialzylinders 21 wirkt, und daß beim Voreilen eines mit niedrigerem
Druck p 2 betriebenen weiteren Hydraulikzylinders 29, 29 a usw. diesem zusätzlich
Drucköl zugeführt oder bei seinem Voreilen Drucköl von ihm abgelassen wird.
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Die Erfindung erriiöglichst einen guten, für oie praktischen Bedürfnisse
ausreichend genauen Gleichlauf bei hydraulisch betätigten Hebebühnen od. dgl. Hebegeräten;diese
sind robust, wenig stör- und verschleißanfällig, insbesondere im Vergleich zu Hebebühnen,
bei denen Spindeln mit Hilfe von synchron laufenden Elektromotoren bewegt werden.
Insbesondere ist die erfindungsgemäße Hebebühne od. dgl.
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auch gegen Beaufschlagung mit Wasser, Dampf, Lack usw., die im Bereich
von Kraftfahrzeug-Fertigung, - Reparatur und -Reinigung auftreten können, weitgehend
unempfindlich.
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Unter einem 3/3-Wegeventil versteht man in einschlägigen Fachkreisen
ein Ventil, das drei Anschlußstellen und drei Schaltstellungen (offen/geschlossen/offen)
hat. Unter einem 2/2-Wegeventil versteht man ein Ventil mit zwei Anschlußstellen
und zwei Schaltstellungen (geschlossen/offen).
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Die Hydraulikeinrichtung 40 mit dem ersten Hydraulikzylinder 16 und
einem oder mehreren weiteren Hydraulikzylindern 29, 29 a, 29 b usw. bildet eine
Gesamthydraulik mit einzelnen, z. B. auf den Kolben 22 oder den Kolben 31 wirkenden
Teil-Hydrauliken, wobei diese Teil-Hydrauliken voneinander abhängig sind. Die Wahl
eines geringeren Druckes p 2 bei einem oder mehreren weiteren Hydraulikzylindern
29 im Vergleich zum auf die Fläche F 1 des Kolbens 22 des ersten Hydraulikzylinders
16 wirkenden Druckes p 1 ermöglicht, einen oder mehrere weitere Hydraulikzylinder
29, 29 a usw. mit Hilfe von Ventilen 30 bzw. 44 und 45 weitgehend unabhängig vom
ersten Hydraulikzylinder 16 im Sinne des Gleichlaufs der Kolben 22, 31 und damit
der entsprechenden Hubschlitten 4, 5 zu steuern.
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Bei verschiedenen weiteren Hydraulikzylindern 29, 29 a können auch
jeweils unterschiedliche Ventile, z. B. ein 3/3-Wegeventil 30 bei dem einen und
zwei 2/2-Wegeventile 44, 45 bei einem anderen "weiteren Hydraulikzylinder 29" angeordnet
sein.
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Alle vorbeschriebenen und in den Ansprüchen aufgeführten Merkmale
können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich
sein.
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- Zusammenfassung -