DE9112755U1 - Operating aid for a balancing hoist - Google Patents
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Description
Beschreibung:Description:
ie Erfindung betrifft ein Hebezeug zum horizontalen und/oder vertikalen Bewegen einer Last an einem Ausleger mit Hilfe eines Handgriffes, wobei die Eigengewichtsund Lastmomente durch Gegenkräfte ausbalanciert werden.The invention relates to a lifting device for horizontally and/or vertically moving a load on a boom with the aid of a handle, whereby the dead weight and load moments are balanced by counterforces.
Diese Hebezeuge oder Manipulatoren haben häufig einen Ausleger, der um eine Standsäule oder eine hängende, stationäre oder bewegbare Haltevorrichtung um 360° drehbar ist. Zusätzlich wird für eine vertikale Schwenkbewegung der Ausleger als Parallelogrammgestänge ausgeführt, um in jeder möglichen Position des Auslegers eine senkrechte Ausrichtung des Armteiles über dem Lastaufnahmemittel zu erreichen. Die statischen Eigengewichtsmomente werden durch reitende, verschiebbare Gegengewichte oder gemeinsam mit den von einer Anhängelast oder einer dynamischen Bewegung herrührenden Momente durch einen hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagten Fluid-Zy1inder austariert und balanciert. Ein derartiges Gerät ist in der EP-A 0 069 991 dargestellt. Das Hebezeug wird allein oder mit der aufgenommenen Last durch ein am Ende des Auslegers über dem Lastaufnahmemittel angeordneten horizontalen Handbügel vom Bediener manuell geführt.These hoists or manipulators often have a boom that can be rotated 360° around a column or a hanging, stationary or movable holding device. In addition, the boom is designed as a parallelogram rod for a vertical swivel movement in order to achieve a vertical alignment of the arm section above the load-carrying device in every possible position of the boom. The static deadweight moments are balanced and counterbalanced by riding, movable counterweights or together with the moments resulting from a trailer load or a dynamic movement by a hydraulically or pneumatically actuated fluid cylinder. Such a device is shown in EP-A 0 069 991. The hoist is manually guided by the operator, alone or with the load, using a horizontal handrail arranged at the end of the boom above the load-carrying device.
Andere manuell bedienbare Hebezeug-Typen mit Kraftunterstützung haben für die Vertikalbewegung eine Seilwinde, federbelastete Seilzüge oder Vakuumschläuche (Schlauchheber).Other manually operated hoist types with power assistance have a cable winch, spring-loaded cables or vacuum hoses (hose lifters) for vertical movement.
Neben den genannten Handbügeln sind auch Bedienhilfen bekannt, die ähnlich der Lenkstange eines MotorradesIn addition to the handrails mentioned above, operating aids are also known that are similar to the handlebars of a motorcycle
ausgebildet sind und bei denen mit dem oder am Handgriff Schaltfunktionen ausgeführt werden können.designed and where switching functions can be carried out with or on the handle.
Ein derartiger Bügel oder Lenker läßt nur ein Führen des Gerätes in Griffhöhen zu, die der maximalen Reichweite des Bedieners entspricht. Dabei muß der Bediener sich zum Boden hin bei Lastaufnahme bücken. Dies ist ergonomisch ungünstig, zumal bei dem Gerät gemäß der EP-A 0 069 991 das Druckregel system zum Ausbalancieren der Lastmomente nur anspricht, wenn eine lastabhängige Initialkraft angewendet wird und eine Überwindung des systemimmanenten Hysterese-Verhaltens gelingt. Nach oben ist die mit der Last erreichbare Hubhöhe auf die Armreichweite des Bedieners abzüglich der Höhe des Gerätes unterhalb des Handgriffes sowie der Größe des Lastaufnahmemittels beschränkt. In der Praxis ist die Hubhöhe meist noch geringer, weil häufig Schaltelemente erreichbar sein müssen, die oberhalb des Handgriffes liegen. Dies begrenzt den Arbeitsraum der Geräte nach dem Stand der Technik bei ergonomisch verantwortbaren Bedingungen auf Höhen von 0 bis 160 cm über dem Boden. Die horizontale Reichweite des Gerätes ist in der Regel nur erweiterbar, indem der Bediener seinen Standplatz verläßt, wodurch allerdings die Arbeitsgeschwindigkeit, beispielsweise beim Umstapeln von Stückgütern, rapide reduziert wird.Such a handlebar or handlebar only allows the device to be guided at a handle height that corresponds to the maximum reach of the operator. The operator must bend down to the ground when picking up the load. This is ergonomically disadvantageous, especially since the pressure control system for balancing the load moments in the device according to EP-A 0 069 991 only responds when a load-dependent initial force is applied and the system's inherent hysteresis behavior is overcome. The lifting height that can be reached with the load is limited to the operator's arm reach minus the height of the device below the handle and the size of the load-carrying device. In practice, the lifting height is usually even lower because switching elements that are above the handle often have to be accessible. This limits the working space of the state-of-the-art devices under ergonomically acceptable conditions to heights of 0 to 160 cm above the ground. The horizontal reach of the device can usually only be extended by the operator leaving his position, which, however, rapidly reduces the working speed, for example when restacking piece goods.
Von daher liegt der Erfindung das Problem zugrunde, für ein derartiges Hebezeug eine in unterschiedlichen praktischen Anwendungsfällen zuverlässige, schnell handhabbare Bedienhilfe für große Reichweite von einem Standort aus vorzuschlagen.The invention is therefore based on the problem of proposing a reliable, quickly manageable operating aid for a large range from one location for such a lifting device in various practical applications.
Das Problem wird erfindungsgemäß mit Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ergänzungen der Lösung sind in den Unteransprüchen erfaßt.The problem is solved according to the invention with claim 1. Advantageous additions to the solution are covered in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Bedienhilfe ist als Rahmen ausgebildet, beispielsweise aus Rundrohr mit einem Rohrdurchmesser von etwa 20 bis 40 mm. Die Rohrdicke entspricht den Greifmöglichkeiten der menschlichen Hand. Die optimale Rahmengröße z.B. bei einem Viereckrahmen mit je zwei vertikal und horizontal angeordneten Rohren beträgt 30 bis 80 cm in horizontaler und bis 120 cm in vertikaler Richtung. Der Rahmen erweitert die Reichweite eines Bedieners ohne Standortwechsel in ergonomische günstiger Weise ganz erheblich. Rundrohr als Rahmenmaterial ist besonders günstig; es hat ein relativ geringes Gewicht, bietet gute Greifmöglichkeiten für die Hand und im Rohrinneren können erforderlichenfalls Kabel oder Schläuche verlegt werden.The operating aid according to the invention is designed as a frame, for example made of round tube with a tube diameter of around 20 to 40 mm. The tube thickness corresponds to the gripping capabilities of the human hand. The optimal frame size, for example for a square frame with two vertically and horizontally arranged tubes, is 30 to 80 cm horizontally and up to 120 cm vertically. The frame significantly extends the reach of an operator without changing location in an ergonomically favorable way. Round tube as a frame material is particularly favorable; it is relatively light, offers good gripping capabilities for the hand and, if necessary, cables or hoses can be laid inside the tube.
Prinzipiell sind Rahmen als Schaltpultschutz beispielsweise für große Werkzeugmaschinen mit an Galgen aufgehängten schwebenden Schaltpulten bekannt. Die erfindungsgemäße Einrichtung wird jedoch erstmals für ein gattungsgemäßes Hebezeug angewendet und an dieses angepaßt, indem in Fingergriffweite dem Handgriff in vertikaler und/oder horizontaler Erstreckungsrichtung des Handgriffes ein Schaltelement beispielsweise für das Aufnehmen und das Absetzen einer Last zugeordnet wird. Somit kann der Bediener von jeder Greifposition der Hand am Handgriff aus das Schaltelement bedienen.In principle, frames are known as control panel protection, for example for large machine tools with floating control panels suspended from gallows. However, the device according to the invention is being used for the first time for a lifting device of this type and is being adapted to it by assigning a switching element, for example for picking up and setting down a load, to the handle within finger reach in the vertical and/or horizontal extension direction of the handle. The operator can therefore operate the switching element from any gripping position of the hand on the handle.
Als Schaltelement kommt beispielsweise ein parallel zum Rahmen geführter Draht zum Einsatz. Es können auch einzelnen Abschnitten des Handgriffes verschiedene Schaltelemente, Drähte oder Seilzüge zugeordnet werden, entweder für dieselbe Schaltfunktion oder für unterschiedliche Schaltfunktionen. Anstelle eines mechanischen Schaltelementes kann auch ein Lichtvorhang oder eine Lichtschranke; die durch die Hand oder einen Finger des Bedieners unterbrochen wird, die Schaltfunktion übernehmen.For example, a wire running parallel to the frame is used as a switching element. Different switching elements, wires or cables can also be assigned to individual sections of the handle, either for the same switching function or for different switching functions. Instead of a mechanical switching element, a light curtain or a light barrier that is interrupted by the operator's hand or finger can also take over the switching function.
Für die Auf- und Abwärtsbewegung sowie die seitlichen Schwenk- bzw. Drehoperationen, die der Bediener mit dem Hebezeug ausführt, ist es günstig, den Rahmen achsparallel zu einem vertikalen Bauteil des Hebezeuges bzw. dessen Ausleger möglichst unmittelbar über dem Lastaufnahmemittel anzuordnen. Damit wird dem Bediener die Orientierung erleichtert und er kann praktisch "blind" die Bewegungsrichtung der Last oder des Hebezeuges erfühlen.For the up and down movements as well as the lateral swiveling or turning operations that the operator carries out with the hoist, it is advisable to arrange the frame parallel to the axis of a vertical component of the hoist or its boom as directly as possible above the load-carrying device. This makes orientation easier for the operator and he can practically "blindly" feel the direction of movement of the load or the hoist.
Für eine nicht-lineare Führung des Hebezeuges kann es in manchen Fällen günstiger sein, die EedienungshiIfe als ovalen oder runden Rohrkranz auszuführen. Erforderlichenfalls wird für variierende Arbeitsaufgaben der Rahmen gegen einen anders gestalteten ausgetauscht.For non-linear guidance of the hoist, it may in some cases be more advantageous to design the operating aid as an oval or round tubular frame. If necessary, the frame can be exchanged for a differently designed one for varying work tasks.
Wie von Werkzeugmaschinen her bekannt, kann der Rohrrahmen auch ein Schaltpult umschließen, auf dem weitere Schaltelemente zum Beispiel für die Steuerspannung oder Not-Aus-Schaltung angeordnet werden. Auch in diesen Fällen kann erfindungsgemäß ein zumAs is known from machine tools, the tubular frame can also enclose a control panel on which further switching elements, for example for the control voltage or emergency stop circuit, are arranged. In these cases too, according to the invention, a
Beispiel als Sensor- oder Drucktaste ausgebildetes Schaltelement in Fingergriffweite zum Rahmen auf dem Schaltpult angeordnet sein.For example, a switching element designed as a sensor or push button should be arranged within finger reach of the frame on the control panel.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Bedienhilfe liegt im Wesentlichen in der Möglichkeit, ergonomisch günstig undThe advantage of the operating aid according to the invention lies essentially in the possibility of ergonomically favourable and
schnell Bedienbewegungen mit dem Hebezeug auszuführen. Der lange Handgriff läßt eine Lastaufnahme unterhalb des Bodenniveaus, beispielsweise aus einer Grube oder von einem Fahrzeug unterhalb einer Entladerampe zu.to carry out operating movements with the hoist quickly. The long handle allows loads to be picked up below ground level, for example from a pit or from a vehicle below an unloading ramp.
Versuche haben gezeigt, daß beispielsweise beim Stapeln von 10 kg schweren Behältern mit einem am Manipulator befestigten Saugheber eine Stape1 Zykluszeit von weniger als 5 Sekunden bei einer Hubhöhe von 2 m möglich ist. Dazu setzt der Bediener den betriebsbereiten Saugkopf auf den Behälter auf und gibt dem Hebezeug einen vertikalen Anfangsimpuls; das vertikale Handgrifftei1 gleitet durch seine Hand und er muß nur noch eine Seitenkorrektur zum Stapelplatz hin ausführen. Das Lösen des Saugkopfes geschieht dabei durch Ziehen eines parallel zum Handgriff gespannten Seilzuges mit einem Finger.Tests have shown that, for example, when stacking 10 kg containers with a suction lifter attached to the manipulator, a stacking cycle time of less than 5 seconds at a lifting height of 2 m is possible. To do this, the operator places the ready-to-use suction head on the container and gives the lifting device a vertical initial impulse; the vertical handle part slides through his hand and he only has to make a lateral correction towards the stacking location. The suction head is released by pulling a cable tensioned parallel to the handle with a finger.
Die Erfindung soll anhand eines schematischen Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Hebezeuges, Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht der Bedienhilfe.The invention will be explained in more detail using a schematic embodiment. Shown are: Fig. 1 a side view of a hoist, Fig. 2 an enlarged view of the operating aid.
Figur 1 zeigt ein Hebezeug zum Heben und Transportieren von Gegenständen für einen Gewichtsbereich von etwa 5Figure 1 shows a lifting device for lifting and transporting objects for a weight range of about 5
bis 500 Kilogramm. Das Hebezeug arbeitet nach dem Prinzip der Balance und funktioniert in der Hubachse (Schwenkbereich S) wie eine Balkenwaage: linksdrehendes Moment = rechtsdrehendes Moment. Die max. Arbeitshöhe des Hebezeuges wird durch seinen gerätetechnisch begrenzten Hubbereich H bestimmt.up to 500 kilograms. The hoist works according to the principle of balance and functions in the lifting axis (swivel range S) like a beam balance: anti-clockwise moment = clockwise moment. The max. working height of the hoist is determined by its technically limited lifting range H.
In der Ebene arbeitet das Hebezeug nach dem Prinzip eines Schwenkarmes.On the level, the hoist works according to the principle of a swivel arm.
Die gerätetechnische Gesamtreichweite des Hebezeuges (Arbeitsradius R) wird durch einen Schwenkbalken 7, der in einem Balkendrehlager 6 am vorderen Träger 3 rotatorisch gelagert ist, und die Länge des Trägers bestimmt. Der Schwenkbalken 7 trägt ein Armdrehlager 8, in dem ein Auslegerarm 18 rotatorisch gelagert ist. Am Auslegerarm 18 ist ein Lastaufnahmemittel, hier als Saugkopf 9 ausgebildet, sowie ein Handgriff 13 zur Bewegung des gesamten Auslegers befestigt. Damit das Balkendrehlager 6 und das Armdrehlager 8 und damit der Auslegerarm 18 beim Auf- oder Abschwenken immer senkrecht stehen, ist dem System noch eine ParalIeI stange 10 zugeordnet. Dadurch ergibt sich das Prinzip eines Parallelogramm-Auslegers.The total technical range of the hoist (working radius R) is determined by a swivel beam 7, which is rotatably mounted in a beam pivot bearing 6 on the front beam 3, and the length of the beam. The swivel beam 7 carries an arm pivot bearing 8, in which a boom arm 18 is rotatably mounted. A load-carrying device, here designed as a suction head 9, and a handle 13 for moving the entire boom are attached to the boom arm 18. A parallel bar 10 is also assigned to the system so that the beam pivot bearing 6 and the arm pivot bearing 8 and thus the boom arm 18 are always vertical when swiveling up or down. This results in the principle of a parallelogram boom.
Das gesamte Eigengewicht des am Gerätekopf 14 mit horizontal wirkendem Drehlager 5 auf der Standsäule gelagerten Auslegers wird durch das Eigengewicht des Trägers 2 und das relativ zum Schwenklager 1 des Auslegers auf dem Träger 2 verschiebbar gelagerte Gegengewicht 4 ausgeglichen.The entire dead weight of the boom mounted on the device head 14 with a horizontally acting pivot bearing 5 on the support column is balanced by the dead weight of the support 2 and the counterweight 4 which is mounted on the support 2 so that it can move relative to the pivot bearing 1 of the boom.
Der Ausleger samt Lastaufnahmemittel 9 oder Werkzeug ist dadurch in Balance und nach allen Richtungen freiThe boom including load-carrying device 9 or tool is therefore in balance and free in all directions
beweglich. Durch Greifen einer Last L mit dem Saugkopf wird die Balance aufgehoben und die Auslegerseite sackt nach unten. Damit die Last L transportiert werden kann, muß der Ausleger samt Last L in Balance versetzt werden. Dieses wird durch eine Hilfskraft erreicht, indem ein Pneumatikzylinder 11, an Gerätekopf 14 im Drehpunkt 16 befestigt, den Träger 3 im Drehpunkt 17 mit der nötigen Kraft unterstützt. Bei unterschiedlichen Lastmomenten wird die Hilfskraft mittels elektronisch-pneumatischer Druckregelung abgeglichen.movable. By gripping a load L with the suction head, the balance is removed and the boom side sinks downwards. In order for the load L to be transported, the boom and load L must be brought into balance. This is achieved by an auxiliary force in that a pneumatic cylinder 11, attached to the device head 14 at the pivot point 16, supports the carrier 3 at the pivot point 17 with the necessary force. In the case of different load moments, the auxiliary force is adjusted using electronic-pneumatic pressure control.
Figur 2 zeigt die Bedienhilfe gemäß Figur 1 in vergrößerter Ausführung.Figure 2 shows the operating aid according to Figure 1 in an enlarged version.
Unter dem am Schwenkbalken 7 und Armdrehlager 8 angeordneten Auslegerarm 18 ist ein Saugkopf 9 mit Dicht lippen 19 zur Aufnahme der Last L angeordnet. Der nötige Unterdruck im Saugkopf 9 wird über eine Saugleitung 24, die teilweise durch den Schwenkbalken und den Auslegerarm 18 geführt ist, von einem nicht dargestellten Sauggerät erzeugt.A suction head 9 with sealing lips 19 for receiving the load L is arranged under the boom arm 18 arranged on the swivel beam 7 and arm pivot bearing 8. The necessary negative pressure in the suction head 9 is generated by a suction device (not shown) via a suction line 24 which is partially guided through the swivel beam and the boom arm 18.
Die prinzipielle Schaltung der Steuerspannung und die Unterdruckvorwahl geschieht durch Schalter 23 und 25; weitere Schaltelemente können parallel angeordnet werden.The basic switching of the control voltage and the vacuum preselection is done by switches 23 and 25; other switching elements can be arranged in parallel.
Die eigentliche Bedienhilfe besteht aus dem überlangen senkrechten Handgriff 13, der mit einem horizontal verlaufenden Handgriff 26 zu einem Rundrohr-Rahmen vereint ist. Zwischen einem Halter 20 und Belüftungsventilen 27, 28 am Saugkopf 9 sind Schaltseile 21, 22 gespannt, die parallel zu den vertikalen Handgriffen 13 in Fingergriffweite angeordnet sind.The actual operating aid consists of the extra-long vertical handle 13, which is combined with a horizontal handle 26 to form a round tube frame. Switching cables 21, 22 are stretched between a holder 20 and ventilation valves 27, 28 on the suction head 9, which are arranged parallel to the vertical handles 13 within finger reach.
Dieser Handgriff ist speziell für größere Stapelhöhen einer Last L von etwa 2 m ausgelegt. Bei Lastaufnahme ist die Hand des Bedieners in Position U, bei Lastabgabe in Position O. Die Hubbewegung mit der gewichtsmäßig ausbalancierten Last L dauert nur etwa 1 Sekunde, währenddessen die Hand von der Position U nach Position O gleitet. In der Absetzhöhe zieht der Bediener mit einem Finger das Schaltseil 22, wodurch sich dasThis handle is specially designed for larger stacking heights of a load L of around 2 m. When the load is picked up, the operator's hand is in position U, and when the load is released, it is in position O. The lifting movement with the weight-balanced load L only takes around 1 second, during which the hand slides from position U to position O. At the set-down height, the operator pulls the control cable 22 with one finger, which causes the
Belüftungsventil 28 öffnet, und damit Umgebungsdruck im Saugkopf 9 erzeugt wird. Bei diesem Druckgleichgewicht kann die Last L nicht mehr vom Saugkopf gehalten werden; sie wird abgesetzt.Ventilation valve 28 opens, thereby generating ambient pressure in the suction head 9. At this pressure equilibrium, the load L can no longer be held by the suction head; it is deposited.
In gleicher Weise könnten Schaltseile parallel zu den horizontalen Handgriffen 26 geführt sein oder durch eine Lichtschranke ersetzt werden.In the same way, switching cables could be guided parallel to the horizontal handles 26 or replaced by a light barrier.
Claims (8)
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