DE4342716A1

DE4342716A1 - Lifting device for manual manipulator

Info

Publication number: DE4342716A1
Application number: DE19934342716
Authority: DE
Inventors: Wolfgang A Dipl I Bittenbinder
Original assignee: ZASCHE FOERDERTECHNIK GmbH
Current assignee: ZASCHE FOERDERTECHNIK GmbH
Priority date: 1993-12-15
Filing date: 1993-12-15
Publication date: 1995-06-22

Abstract

The lifting device is for a manually operated manipulator consisting of a long vertical guide part (1) connected to the manipulator and a longitudinally movable lifting part (2) fitted in the guide part. The lifting part has a load bearer (5) at the bottom end. A pressure-operated cylinder (6) is provided to operate the lifting part. The cylinder has a moving part (8), between which and the lifting part a mechanical transmission is fitted, providing a relatively high lift of the lifting part for a relatively low lift of the cylinder. This transmission may be in the form of a rope (10) and pulley (9). The rope is connected via flanges to the guide part at one end and the lifting part at the other.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubvorrichtung für ein Handhabungsgerät, insbeson dere für einen handgeführten Manipulator, die aus einem länglichen vertikalen Führungsteil, das mit dem Handhabungsgerät verbunden ist, und aus einem an dem Führungsteil längsverschieblich geführten Hebeteil besteht, welches an seinem unteren Ende ein Lastaufnahmemittel trägt.The invention relates to a lifting device for a handling device, in particular for a hand-held manipulator that consists of an elongated vertical Guide part, which is connected to the handling device, and from one the guide part consists of a longitudinally displaceable lifting part, which on carries a load handler at its lower end.

Derartige Hubvorrichtungen sind bekannt. Sie können durch einen elektromoto rischen Antrieb beispielsweise über einen Seil-, Riemen- oder Kettenzug, oder auch über eine Zahnstange betätigt werden. Solche Antriebe für eine Hubvorrich tung besitzen eine große Masse, die bei der Handhabung bewegt werden muß und es ist ein erheblicher Regelaufwand für den Elektromotor erforderlich. Hinzu kommt, daß eine Haltebremse erforderlich ist, um eine angehobene Last sicher in der angefahrenen Hubhöhe zu halten.Such lifting devices are known. You can by an electric motor drive, for example, via a cable, belt or chain hoist, or can also be operated via a rack. Such drives for a lifting device tion have a large mass that must be moved during handling and a considerable control effort for the electric motor is required. In addition comes that a holding brake is required to safely lift a load in to maintain the approached lifting height.

Andrerseits hat man auch zum Anheben der Last schon direkt wirkende hydrauli sche oder pneumatische Zylinder eingesetzt. Diese bedingen eine erhebliche Bauhöhe, weil die Länge der Zylinder der angestrebten Hubhöhe entsprechen muß. Das zieht wiederum eine große Masse nach sich, und es kommt bei hydrau lischen Zylindern noch die Gefahr der Umweltgefährdung durch das eingesetzte Hydrauliköl hinzu. Als nachteilig ist es auch anzusehen, daß in beiden Fällen die Last während des Hubvorganges um die Zylinderachse verdreht werden kann.On the other hand, there are already directly acting hydraulics for lifting the load cal or pneumatic cylinders are used. These require a considerable amount Overall height because the length of the cylinders corresponds to the desired lifting height got to. This in turn entails a large mass, and it comes to hydrau cylinders still pose the risk of environmental hazard from the used Hydraulic oil added. It is also disadvantageous that in both cases the Load can be rotated around the cylinder axis during the lifting process.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hubvorrichtung zu schaffen, die einen konstruktiv einfachen Antrieb mit geringen Abmessungen und geringer Masse aufweist und der auch die übrigen Nachteile der bekannten Ausführungen nicht besitzt.The invention has for its object to provide a lifting device that a structurally simple drive with small dimensions and less Has mass and also the other disadvantages of the known designs does not own.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch, daß zur Betätigung des Hebeteils ein mit dem Führungsteil verbundener druckmittelbetätigter Zylinder vorgesehen ist, zwischen dessen beweglichem Teil und dem Hebeteil ein mecha nisches Übersetzungsgetriebe zur Erzielung eines relativ großen Hubes des Hebeteils bei relativ geringem Hub des Zylinders eingeschaltet ist. Auf diese Weise kann der Zylinder wesentlich kürzer ausgebildet sein, als die angestrebte Hubhöhe, wodurch nicht nur die Masse der gesamten Einrichtung verringert wird, sondern auch die räumliche Unterbringung des Zylinders vereinfacht wird.This object is achieved according to the invention in that for actuating the Lifting part a pressure medium operated cylinder connected to the guide part is provided, a mecha between the movable part and the lifting part African transmission gear to achieve a relatively large stroke of Lifting part is switched on with a relatively small stroke of the cylinder. To this In this way, the cylinder can be made significantly shorter than the desired one Lifting height, which not only reduces the mass of the entire device, but also the spatial placement of the cylinder is simplified.

Das Übersetzungsgetriebe kann beispielsweise aus einer Rolle, die mit dem beweglichen Teil des Zylinders verbunden ist, bestehen, um die ein biegeschlaf fes Zugmittel, vorzugsweise ein Seil geschlungen ist, dessen eines Ende mit dem Führungsteil und dessen anderes Ende mit dem Hebeteil verbunden ist. Es handelt sich dabei um die Umkehrung eines einzügigen Flaschenzugs, durch den mit einfachsten Mitteln der Weg des Hebeteils gegenüber dem des Zylinders verdop pelt wird.The transmission gear can, for example, from a role that with the Movable part of the cylinder is connected, to which a plump sleep traction means, preferably a rope is looped, one end of which with the Guide part and the other end is connected to the lifting part. It deals the reversal of a single-pass pulley, through which with simplest means to double the path of the lifting part compared to that of the cylinder pelt is.

Diese Wirkung kann dadurch noch weiter ausgenutzt werden, daß am beweglichen Teil des Zylinders und am Führungsteil jeweils mehrere parallele Rollen gelagert sind, und ein Zugmittel mit seinem einen Ende am Führungsteil befestigt und anschließend abwechselnd über die Rollen des Zylinders und des Führungsteils geschlungen und mit seinem anderen Ende am Hebeteil befestigt ist. Dies ist die Umkehrung eines mehrzügigen Flaschenzugs und hat zur Folge, daß einem bestimmten Zylinderhub ein mehrfacher Weg des Hebeteils entspricht.This effect can be exploited even further in that the movable Part of the cylinder and on the guide part each stored several parallel rollers are, and a traction means with one end attached to the guide part and then alternately over the roles of the cylinder and the guide part looped and attached to the lifting part with its other end. this is the Reversal of a multi-pass pulley system and has the consequence that one certain cylinder stroke corresponds to a multiple path of the lifting part.

Eine vergleichbare Wirkung kann dadurch erzielt werden, daß das Übersetzungs getriebe aus einer am Führungsteil gelagerten Stufentrommel mit zwei nebenein ander liegenden Bereichen unterschiedlicher Durchmesser besteht, wobei an beiden Bereichen die Enden zweier biegeschlaffer Zugmittel befestigt sind und diese die Bereiche in entgegengesetzten Richtungen umschlingen, und wobei das andere Ende des den Bereich kleineren Durchmessers umschlingenden Zugmittels mit dem beweglichen Teil des Zylinders und das andere Ende des den Bereich größeren Durchmessers umschlingenden Zugmittels mit dem Hebeteil verbunden ist. Je nach Wahl der Durchmesser der beiden Bereiche können so nahezu beliebige Übersetzungen zwischen dem Zylinderhub und dem Weg des Hebeteils erzielt werden.A comparable effect can be achieved in that the translation gear from a step drum mounted on the guide part with two next to each other other areas of different diameters, where both areas the ends of two flexible traction devices are attached and these wrap around the areas in opposite directions, and the other end of the traction means wrapping around the area of smaller diameter with the moving part of the cylinder and the other end of the area larger diameter looping traction device connected to the lifting part is. Depending on the choice the diameter of the two areas can be almost any ratio between the cylinder stroke and the path of the lifting part be achieved.

Eine geringe Bauhöhe der gesamten Hubvorrichtung kann dadurch erreicht werden, daß der Zylinder und das Übersetzungsgetriebe horizontal am oberen Ende des Führungsteils angeordnet sind und das vom Übersetzungsgetriebe zum Hebeteil geführte Zugmittel durch eine weitere am Führungsteil gelagerte Rolle aus der horizontalen in die vertikale Richtung umgelenkt ist.A low overall height of the entire lifting device can thereby be achieved be that the cylinder and the transmission gear horizontally at the top Are arranged end of the guide part and that from the transmission gear to Lifting part guided traction means by another roller mounted on the guide part is diverted from the horizontal to the vertical direction.

Um Probleme der Umweltgefährdung zu vermeiden, ist es zweckmäßig, den Zylinder als Pneumatikzylinder auszuführen. Das hat den weiteren Vorteil, daß das Betriebsmittel Druckluft in mechanischen Werkstätten von vorneherein zur Verfügung steht. Der Pneumatikzylinder kann dabei als Leichtlaufzylinder mit einer reibungsarmen Dichtung ausgeführt sein.In order to avoid problems of environmental hazard, it is advisable to Execute cylinders as pneumatic cylinders. This has the further advantage that compressed air in mechanical workshops from the outset Available. The pneumatic cylinder can be used as a smooth-running cylinder a low-friction seal.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings. It demonstrate:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Hubvorrichtung, Fig. 1 is a side view of a lifting device according to the invention,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer gegenüber Fig. 1 abgeänderten Ausführung, Fig. 2 is a side view of a comparison with FIG. 1 modified embodiment,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Draufsicht gemäß Linie III-III der Fig. 2, Fig. 3 is a partially sectional plan view according to line III-III of Fig. 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer weiteren Variante gegenüber Fig. 1, Fig. 4 is a side view of another variant with respect to FIG. 1,

Fig. 5 eine teilweise geschnittene Draufsicht gemäß Linie V-V der Fig. 4 und Fig. 5 is a partially sectioned plan view according to line VV of Fig. 4 and

Fig. 6 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführung mit horizontal angeordnetem Zylinder. Fig. 6 is a side view of another embodiment with a horizontally arranged cylinder.

Die Hubvorrichtung nach Fig. 1 besteht aus dem Führungsteil 1, an dem längsver schieblich das Hebeteil 2 geführt ist. Das Führungsteil 1 ist an seinem oberen Ende mit einer Abwinklung 3 versehen, an der es mit einem Bauteil 4 eines Handhabungsgerätes, beispielsweise einem Auslegerarm verbunden ist. Das Hebeteil 2 trägt an seinem unteren Ende ein Lastaufnahmemittel, in Fig. 1 einen schematisch strichpunktiert dargestellten Parallelgreifer. The lifting device according to Fig. 1 consists of the guide member 1 to which the längsver displaceable lifting member 2 is guided. The guide part 1 is provided at its upper end with a bend 3 , at which it is connected to a component 4 of a handling device, for example a cantilever arm. The lifting part 2 carries at its lower end a load-carrying means, in Fig. 1 a parallel gripper shown schematically in broken lines.

Zur Betätigung der Hubvorrichtung ist ein Pneumatikzylinder 6 vorgesehen, der mittels zweier Winkel 7 an das Führungsteil 1 angeschraubt ist. Das bewegliche Teil des Pneumatikzylinders, nämlich die Kolbenstange 8 trägt eine Rolle 9, um die ein Seil 10 geschlungen ist, welches mit seinem einen Ende an dem mit Führungsteil 1 verbundenen Flansch 11 und an seinem anderen Ende an dem mit dem Hebeteil 2 verbundenen Flansch 12 befestigt ist.To actuate the lifting device, a pneumatic cylinder 6 is provided, which is screwed onto the guide part 1 by means of two angles 7 . The movable part of the pneumatic cylinder, namely the piston rod 8, carries a roller 9 , around which a rope 10 is wound, which has one end on the flange 11 connected to the guide part 1 and the other end on the flange 12 connected to the lifting part 2 is attached.

Wird bei dieser Vorrichtung der Pneumatikzylinder 6 im Sinne eines Anhebens deren Kolbenstange 8 mit Druckluft beaufschlagt, dann wird sich die Kolbenstange 8 und mit ihr die Rolle 9 nach oben bewegen. Durch die Übersetzung mittels des Seiles 10 und der Rolle 9 wird dabei das Hebeteil 2 den doppelten Weg der Kolbenstange ausführen.If in this device the pneumatic cylinder 6 is acted upon by lifting the piston rod 8 with compressed air, then the piston rod 8 and with it the roller 9 will move upwards. Due to the translation by means of the rope 10 and the roller 9 , the lifting part 2 will double the way of the piston rod.

Die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Variante baut auf diesem Prinzip auf, führt es jedoch weiter. Der Grundaufbau der Hubvorrichtung ist der gleiche wie in Fig. 1. Im Gegensatz dazu trägt jedoch hier die Kolbenstange 8 zwei parallele Rollen 13 und auch am Führungsteil 1 sind zwischen zwei Flanschen 14 zwei parallele Rollen 15 gelagert. Ein Seil 10 ist mit seinem einen Ende am Führungsteil 1 und mit seinem anderen Ende am Hebeteil 2 befestigt. Dazwischen ist es abwechselnd über die Rollen 13 an der Kolbenstange und die Rollen 15 am Führungsteil 1 geschlungen. Auf diese Weise ergibt sich, daß bei einem bestimmten Hub der Kolbenstange 8 das Hebeteil den vierfachen Weg dieses Hubes ausführt.The variant shown in FIGS. 2 and 3 builds on this principle, but continues it. The basic structure of the lifting device is the same as in FIG. 1. In contrast to this, however, the piston rod 8 carries two parallel rollers 13 and two parallel rollers 15 are also mounted on the guide part 1 between two flanges 14 . A rope 10 is attached at one end to the guide part 1 and at the other end to the lifting part 2 . In between, it is alternately looped over the rollers 13 on the piston rod and the rollers 15 on the guide part 1 . In this way it follows that with a certain stroke of the piston rod 8, the lifting part executes four times the distance of this stroke.

Eine prinzipiell unterschiedliche Art des zwischen Pneumatikzylinder und Hebeteil eingeschalteten Übersetzungsgetriebes ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Dort ist am Führungsteil 1 zwischen Flanschen 16 eine Stufentrommel 17 drehbar gelagert, die einen Bereich 18 mit größerem Durchmesser und eine Bereich 19 mit kleinerem Durchmesser aufweist. Am Bereich 18 ist ein Seil 20 befestigt mehrfach um diesen Bereich geschlungen, wobei es mit seinem anderen Ende am Flansch 12 des Hebeteils befestigt ist. Ein davon getrenntes Seil 21 ist am Bereich 19 der Stufentrommel 17 befestigt, umschlingt diesen Bereich mehrfach und ist an seinem anderen Ende mit der Kolbenstange 8 verbunden.A fundamentally different type of the transmission gear engaged between the pneumatic cylinder and the lifting part is shown in FIGS . 4 and 5. There, a stepped drum 17 is rotatably mounted on the guide part 1 between flanges 16 , which has an area 18 with a larger diameter and an area 19 with a smaller diameter. At the area 18 , a rope 20 is fastened several times around this area, with its other end being fastened to the flange 12 of the lifting part. A rope 21 separated therefrom is fastened to the area 19 of the step drum 17 , wraps around this area several times and is connected at its other end to the piston rod 8 .

Führt bei dieser Ausführung die Kolbenstange 8 einen bestimmten Hub aus, dann setzt sie dabei durch Einwirkung des Seiles 21 auf den Bereich 19 der Stufentrommel 17 diese in Drehung. Da die Bereiche 18 und 19 der Stufentrommel fest miteinander verbunden sind, wird dabei das Seil 20 auf den Bereich 18 der Stufentrommel aufgewickelt, wobei das Hebeteil 2 einen Weg zurücklegt, der zum Hub der Kolbenstange 8 im gleichen Verhältnis steht, wie der Durchmesser des Bereiches 18 zum Durchmesser des Bereiches 19. Durch entsprechenden Wahl dieser Durchmesser hat man so in weiten Grenzen die Möglichkeit, ein gewünsch tes Übersetzungsverhältnis zu erzielen.If the piston rod 8 executes a certain stroke in this embodiment, then it sets the region 19 of the stage drum 17 in rotation by the action of the rope 21 . Since the areas 18 and 19 of the stepped drum are firmly connected to one another, the cable 20 is wound onto the area 18 of the stepped drum, the lifting part 2 covering a path which is in the same ratio to the stroke of the piston rod 8 as the diameter of the area 18 to the diameter of the area 19 . By appropriate choice of these diameters you have the possibility to achieve a desired transmission ratio within wide limits.

Die Ausführung nach Fig. 6 schließlich entspricht in ihrem grundsätzlichen Aufbau der Fig. 1. Im Gegensatz dazu ist jedoch der Zylinder 6 nicht am Führungsteil 1, sondern auf einer horizontalen Tragplatte 22, die am oberen Ende des Führungs teils 1 befestigt ist, angeordnet. Der Pneumatikzylinder 6 beansprucht deshalb bei dieser Ausführung nur einen geringen Anteil der vertikalen Gesamtbauhöhe der Hubvorrichtung. Um diese Ausführung wirksam werden zu lassen, ist es erforder lich, eine weitere Rolle 23 vorzusehen, durch die das Seil 10 aus der horizontalen in die vertikale Richtung umgelenkt wird.Finally, the embodiment according to FIG. 6 corresponds in its basic structure to FIG. 1. In contrast to this, however, the cylinder 6 is not arranged on the guide part 1 , but on a horizontal support plate 22 which is fastened to the upper end of the guide part 1 . The pneumatic cylinder 6 therefore only requires a small portion of the total vertical height of the lifting device in this embodiment. In order to make this version effective, it is required to provide a further roller 23 through which the cable 10 is deflected from the horizontal into the vertical direction.

BezugszeichenlisteReference list

1 Führungsteil
2 Hebeteil
3 Abwinklung
4 Bauteil
5 Lastaufnahmemittel
6 Pneumatikzylinder
7 Winkel
8 Kolbenstange
9 Rolle
10 Seil
11 Flansch
12 Flansch
13 Rollen
14 Flansche
15 Rollen
16 Flansche
17 Stufentrommel
18 Bereich (größeren Durchmessers)
19 Bereich (kleineren Durchmessers)
20 Seil
21 Seil
22 Tragplatte
23 Rolle. 1 guide part
2 lifting part
3 bend
4 component
5 load suspension devices
6 pneumatic cylinders
7 angles
8 piston rod
9 roll
10 rope
11 flange
12 flange
13 rolls
14 flanges
15 rolls
16 flanges
17 stage drum
18 area (larger diameter)
19 area (smaller diameter)
20 rope
21 rope
22 support plate
23 roll.

Claims

1. Lifting device for a handling device, in particular for a hand-held manipulator, which consists of an elongated vertical guide part ( 1 ) which is connected to the handling device, and of a lifting part ( 2 ) which is guided in a longitudinally displaceable manner on the guide part ( 1 ) and which its lower end carries a load-carrying means ( 5 ), characterized in that for actuating the lifting part ( 2 ) there is provided a pressure medium-operated cylinder ( 6 ) connected to the guide part ( 1 ), between the movable part ( 8 ) and the lifting part ( 2 ) a mechanical transmission gear to achieve a relatively large stroke of the lifting part ( 2 ) with a relatively small stroke of the cylinder ( 6 ) is switched on.

2. Lifting device according to claim 1, characterized in that the transmission gearing consists of a roller ( 9 ), which is connected to the movable part ( 8 ) of the cylinder ( 6 ), around which a flexible traction means, preferably a rope ( 10 ) is looped, one end of which is connected to the guide part ( 1 ) and the other end of which is connected to the lifting part ( 2 ) (one-way bottle train).

3. Lifting device according to claim 1, characterized in that on the movable part ( 8 ) of the cylinder ( 6 ) and on the guide part ( 1 ) each have a plurality of parallel rollers ( 13 , 15 ) and a traction means ( 10 ) with one end attached to the guide part ( 1 ) and then alternately looped over the rollers ( 13 , 15 ) of the cylinder ( 6 ) and the guide part ( 1 ) and fastened with its other end to the lifting part ( 2 ) (multi-pulley pulley block).

4. Lifting device according to claim 1, characterized in that the transmission gearing consists of a step drum ( 17 ) mounted on the guide part ( 1 ) with two regions ( 18 , 19 ) of different diameters, with one region at both regions ( 18 , 19 ) two flexible slack traction means ( 20 , 21 ) are attached and these loop around the areas ( 18 , 19 ) in opposite directions, and wherein the other end of the area ( 19 ) smaller diameter looping traction means ( 21 ) with the movable part ( 8 ) of the Cylinder ( 6 ) and the other end of the traction means ( 20 ) wrapping around the region ( 18 ) of larger diameter is connected to the lifting part ( 2 ).

5. Lifting device according to one of the preceding claims, characterized in that the cylinder ( 6 ) and the transmission gear ( 8 , 9 , 10 ) are arranged horizontally at the upper end of the guide part ( 1 ) and from the transmission gearing to the lifting part ( 2 ) guided traction means ( 10 ) is deflected from the horizontal to the vertical direction by a further roller ( 23 ) mounted on the guide part ( 1 ).

6. Lifting device according to one of the preceding claims, characterized in that the cylinder ( 6 ) is a pneumatic cylinder.

7. Lifting device according to claim 6, characterized in that the pneumatic cylinder ( 6 ) is designed as a smooth-running cylinder with a low-friction seal.