Einrichtung zum schrittweisen Versetzen einer Last
Diese Erfindung betrifft eine Einrichtung zum schrittweisen Versetzen einer Last mit zwei Böcken, die mittels einer Antriebsvorrichtung abwechselnd aufeinander zu und voneinander wegbewegt werden, und mit einem mit den Böcken zusammenwirkenden Versetzorgan.
Derartige Einrichtungen werden beispielsweise beim Anortbringen von am Boden erstellten Baukonstruktionen, bei Setzungskorrekturen, beim Verschieben von Brückenelementen und bei der Erstellung mehrgeschossiger Skelettbauten benutzt. Zu ihrer Betätigung dienen gewöhnlich hydraulische Antriebsmittel. Mit diesen bietet sich jedoch kein einfacher Weg zur Erzielung des axialsymmetrischen Aufbaus an, der wegen des geringeren Raumbedarfs der geringeren Schubbelastung und der besseren Zentrierbarkeit anzustreben ist. Der Erfindung liegt das Bestreben zugrunde, eine Hubvorrichtung zu schaffen, bei der der genannte Nachteil vermieden wird.
Erfindungsgemäss wird das dadurch erzielt, dass zwischen den beiden Böcken zwei mit dem Versetzorgan gleichachsige, an den einander zugekehrten Seiten im Gewindeeingriff stehende, schraubstützenartig zusammenwirkende Rohrabschnitte angeordnet sind, von denen der erste Rohrabschnitt unverdrehbar mit dem einen Bock verbunden ist, während der zweite Rohrabschnitt am anderen Bock abgestützt ist und mit einer Drehantriebsvorrichtung in Eingriff steht. Bei einer solchen Vorrichtung kann vorteilhafterweise das Eingriffsgewinde beider Rohrabschnitte in mindestens einer Schraubrichtung selbsthemmend ausgeführt werden. Auf diese Weise lässt sich ohne zusätzliche Hilfsmittel eine zuverlässige, kontinuierliche Sicherung gegen Rücklauf erzielen.
Im folgenden wird als Beispiel eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 im Längsschnitt eine Einrichtung zum schrittweisen Versetzen einer Last an einer Hubstelle,
Fig. 2 ausschnittweise eine schaubildliche Ansicht einer Sprosse und Klinke, und
Fig. 3 zwei an einer Hubstelle zusammenarbeitende Einrichtungen im Querschnitt längs der Linie III-III in Fig. 1.
In Fig. 1 ist eine Hubstelle in einer Phase des Hebevorgangs dargestellt. In einem Fundament 1 ist eine Säule 2 von rechteckigem Querschnitt eingegossen, an der eine die Last darstellende Betondecke 3 mittels der Einrichtung 4 schrittweise senkrecht hochklettert. Für diesen Zweck ist die Säule 2 in verschiedenen Höhen mit je einem Paar waagerechter, einander paralleler Ausnehmungen 5, 6, 5', 6' versehen.
In die untersten Ausnehmungen 5, 6 sind zwei Auflagerstangen 7, 8 eingeschoben, deren Enden beidseitig über die Ausnehmungen 5, 6 hinausragen. In Fig.
1 sind nur die vorn herausragenden Enden zu erkennen, an denen zwei Auflager 9, 10 lösbar verankert sind.
Auf den Auflagern 9, 10 ruht ein kastenartig ausgebildeter Auflagerbock 11, der eine senkrecht verlaufende, mittige Ausnehmung 17 hat und in dessen Innern zwei gefederte Klinken 19, 20 schwenkbar befestigt sind.
Oberhalb des Auflagersbocks 11 ist im Abstand ein gleichbeschaffener Hebebock 13 mit einer mittigen Ausnehmung 18 und zwei Klinken 19', 20' so angeordnet, dass die mittigen Ausnehmungen 17, 18 beider Böcke 11, 13 fluchten.
Auflagerbock 11 und Hebebock 13 sind durch eine Hubvorrichtung 12 miteinander verbunden. Diese weist einen Fussteil 24 mit einer kreisförmigen, oben offenen FühruIlgsrilme auf, der gleichachsig mit den Ausnehmungen 17, 18 an der Oberseite des Auflagerbocks 11 unverdrehbar befestigt ist. Er dient gleichzeitig als Gehäuse für ein gleichachisges, auf der Rinnensohle eingebautes Axial-I(egelrollenlager 27, das sehr grosse, senkrecht von oben nach unten wirkende Druckkräfte aufnehmen kann.
Auf dem Rollenlager 27 ist gleichachsig ein unterer Rohralbschnitt 25 frei drehbar gelagert. Dieser weist an seiner Aussenseite ein rechtsgängiges selbsthemmendes Sägengewinde auf, das sich fast über seine ganze Höhe erstreckt, und ist dicht an seinem unteren Ende mit einem Aussenzahnkranz 29 versehen. Mit diesem Zahnkranz 29 steht ein Ritzel 30 eines reversierbaren, mit Oberlastsicherung versehenen Elektromotors 22 in Eingriff, dessen Gehäuse seitlich am Auflagerbock 11 befestigt ist.
Der untere Rohrabschnitt 25 steht mit einem oberen Rohrabschnitt 26 in Gewindeeingriff, der gleichachsig mit den Ausnehmungen 17, 18 auf der Unterseite des Kletterbocks 13 unverdrehbar befestigt ist. Der obere Rohrabschnitt 26 hat einen grösseren Aussendurchmesser als der untere Rohrabschnitt 25; sein Innengewinde erstreckt sich fast über seine ganze Höhe und ist dem Aussengewinde des unteren Rohrabschnitts 25 angepasst. Ferner sind zwei nicht dargestellte höhenverstellbare Endschalter vorhanden.
Axial durch die beschriebene Hubvorrichtung 12 erstreckt sich eine oben und unten herausragende, rohrförmige Sprossenleiter 14. Ihr unteres Ende ist in der Betondecke 3 verankert. Die Sprossenleiter 14 weist zahlreiche gleichabständige, nach diametral entgegengesetzten Seiten vorstehende, bolzenartige Sprossen 32 auf, die mit den beidseitig der Sprossenleiter 14 in den Böoken 11, 13 angeordneten Klinken 19, 19', 20, 20' zusammenwirken und dabei mit diesen in und ausser Eingriff kommen.
Wie die Fig. 2 zeigt, ist zu diesem Zwecke die Angriffsfläche der Klinken 19, 19', 20, 20' der Form nach an die Angriffsfläche der Sprossen 32 angepasst.
Da die Auflagerstangen 7, 8 beidseitig die Ausnehmungen 5, 6 der Säule 2 überragen, lässt sich auf der anderen, in Fig. 1 nicht sichtbaren Seite der Säule 2 eine zweite Einrichtung 4 der beschriebenen Art ansetzen.
Das zeigt die Fig. 3 in Draufsicht.
Die Wirkungsweise ist folgende: In der in Fig. 1 dargestellten Ausgangsstellung sind die Klinken 19', 20' des Hebebocks 13 ausser Eingriff, während die Klinken 19, 20 des Auflagerbocks 11 formschlüssig eine Sprosse 32 der Sprossenleiter 14 untergreifen. Die ganze Last der Betondecke 3 wird infolge dieses Eingriffs vom Auflagerbock 11 getragen, während der Hebebock 13 unbelastet ist.
Bei der Inbetriebsetzung des Elektromotors 22 dreht sich die Abtriebswelle des Elektromotors 22 im Gegensinne der Uhrzeigerwelle. Sein Ritzel 30 setzt dabei den Zahnkranz 29 und damit den unteren, frei drehbaren Rohrabschnitt 25 in Drehbewegung, während sich der obere Rohrabschnitt 26 infolge seiner Befestigung am Hebebock 13 nicht drehen kann. Infolge des Gewindeeingriffs der beiden Rohrabschnitte 25, 26 wird auf diese Weise der Abstand zwischen Ibeiden Böcken 11, 13 vergrössert; beide Rohrabschnitte 25, 26 wirken schraubstützenartig zusammen und stemmen beide Böcke 11, 13 wie ein Keil auseinander. Der unbelastete Hebebock 13 wird gehoben, denn der belastete Auflagerbock 11 kann wegen seiner Abstützung an den Auflagern 9, 10 nicht ausweichen.
Die dabei auftretenden Axial kräfte werden von den Kegelrollen des Rollenlagers 27 im Fussteil 24 der Hubvorrichtung 12 aufgenommen, während der Formschluss zwischen den Klinken 19, 20 und der von ihnen untergegriffenen Sprosse 32 verhindert, dass sich das erzeugte Drehmoment auf die Last überträgt.
Im weiteren Verlaufe des Hebevorganges greifen die im aufwärtssteigenden Hebebock 13 angeordneten Klin ken 19', 20' formschlüssig unter die nächstobere
Sprosse 32 der Sprossenleiter 14, um anschliessend das ganze Gewicht der Sprossenleiter 14 und damit auch das der daran verankerten Betondecke 3 zu übernehmen und diese weiter hochzuheben. Im selben Masse werden die Klinken 19, 20 des Auflagerbocks 11 entlastet. Sie können somit im weiteren Verlaufe der nächstunteren
Sprosse 32" gelenkig ausweichen und sich unter dieselbe setzen. Schliesslich erreicht der Hebebock 13 seine obere Endstellung, worauf der obere Rohrabschnitt 25 den oberen Endschalter betätigt, der den Drehsinn des Eleketromotors 22 umkehrt.
In der ersten Phase des so eingeleiteten Rücklaufs der Hubvorrichtung 12 setzt sich die Sprosse 32", der das Klinkenpaar 19, 20 des Auflagerbockes 11 gelenkig ausgewichen ist, langsam auf diesem Klinkenpaar 19, 20 ab. Der Auflagerbock 11 übernimmt damit wieder die gesamte Last, die er während des vorangegangenen Hebevorganges an den Hebebock 13 übergeben hat.
Zwischen beiden Lastwechseln ist die Last um eine Strecke gehoben worden, die dem Sprossenabstand der Sprossenleiter 14 entpsricht.
Im weiteren Verlaufe des Rücklaufs weicht das nunmehr unbelastete Klinkenpaar 19', 20' des Hebebocks 13 der nächstunteren Sprosse 32"' der Sprossen leiter 14 gelenkig aus und setzt sich unter dieselbe.
Schliesslich betätigt der obere Rohrabschnitt 26 in seiner unteren Endstellung den unteren Endschalter, der den Drehsinn des Elektromotors 22 umkehrt. Damit ist der in Fig. 1 dargestellte Ausgangszustand wiederhergestellt, worauf sich der ganze Prozess so oft wiederholt, bis die Last 3 an die Auflager 9, 10 anzustossen droht. In dieser Phase werden die Auflagerstangen 7, 8 aus den Ausnehmungen 5, 6 in die nächsthöheren Ausnehmungen 5', 6' derselben Säule 2 umgesteckt. Aus dieser neuen Ausgangsstellung kann der beschriebene Vorgang von neuem ablaufen.
Der Hauptvorteil der beschriebenen Einrichtung besteht in dem einfacheren und einfacher zu steuernden Elektroantrieb. Zur Versorgung wird anstatt des aufwendigen und störanfälligen Hydraulikaggregats nur ein Netzanschluss benötigt, der für die Speisung anderer Baumaschinen auf Baustellen ohnehin vorhanden ist.
Wegen der geringeren Störanfälligkeit und der Möglichkeit einer weitgehenden Automatisierung brauchen keine Spezialkräfte den Hebevorgang laufend zu überwachen, und auch die Ersatzteil-Bereitstellung verringert sich auf ein Mindestmass.
Die sich oft ausschliessenden Anforderungen an höchste Betriebssicherheit bei geringstem Aufwand lassen sich mit der beschriebenen Einrichtung leicht erfüllen. Dazu trägt in erster Linie der axialsymmetrische Aufbau der Einrichtung 4 bei. Die Schubbelastung der einzelnen Bauteile und deren Abnutzung wird dadurch auf ein Mindestmass verringert. Es können ferner Querschnittsformen für die tragenden Bauteile eingesetzt werden, die trotz verhältnismässig hoher Belastbarkeit raum- und gewichtssparend sind und geringe Herstel lungskosten verursachen. Die Symmetrieachse der Einrichtung stellt gleichzeitig ihre Schwerlinie dar, wodurch der Aufwand für die laufende Zentrierung entfällt und Bedienungsfehler rechtzeitig erkannt und abgestellt werden können.
Zur Betriebssicherheit trägt ferner sehr wesentlich die durchgehend aufrechterhaltene Selbsthaltung bei, die durch die Selbsthemmung des Eingriffsgewindes erzielt wird. Diese verhindert die Umkehr des Kraftflusses wie ein Gesperre: Bei Betriebsunterbruch verharrt die Hubvorrichtung 12 und damit die ganze Einrichtung 4 mitsamt der Betondecke 3 in der zuletzt eingenommenen Lage; der Läufer des Elektromotors 22 wird selbst dann nicht in rückläufige Bewegung versetzt, wenn die ganze Last vom Hebebock 13 getragen wird. Auf diese Weise werden bei Lastwechseln oder Störungen auftretende Rückläufe und Verkantungen vermieden, die bei grossen Spannweiten zu enormen örtlichen Überlastungen führen können. Zur Betriebssicherheit trägt auch die Selbsteinrastung der Klinkenpaare 19, 20 und 19', 20' bei.
Der Lastwechsel läuft so in beiden Richtungen ohne menschliches Zutun ab, so dass Fehlbedienungen ausgeschlossen sind. Letzteres gilt auch für die Selbstreversierung des Elektromotors 22, die durch das Zusammenwirken der beiden höhenverstellbaren Endschalter mit dem oberen Rohrabschnitt 26 bewirkt wird.
Bei der in Fig. 3 dargestellten paarweisen Verwendung der beschriebenen Einrichtung 4 an einer Hubstelle ist die Biegebeanspruchung der Säule 2 und ein grosser Teil der Kantenpressung in den Ausnehmungen 5, 6, 5', 6' aufgehoben. Dazu ist aber ein absoluter Gleichtakt der beiden Elektromotore 22 anzustreben, damit die Last in allen Phasen gleichmässig auf beide Einrichtungen 4 verteilt bleibt. Zu diesem Zweck werden die Wicklungen der beiden Elektromotoren 22 parallel geschaltet und nur von einem Endschalterpaar gesteuert. Auf ähnliche Weise ist ein Gleichtakt zwischen mehreren Hubstellen erzielbar.
Für das Eingriffsgewinde lässt sich auch ein anderes Profil verwenden, z. B. das Trapezprofil. Der Gewindesinn spielt dabei keine Rolle; da der Motor reversierbar ist, kann ebenso gut ein Rechtsgewinde wie ein Linksgewinde benützt werden. Ebenso kann der obere Rohrabschnitt 26 einen kleineren Aussendurchmesser aufweisen als der untere Rohrabschnitt 25.
Es ist ohne weiteres verständlich, dass die beschriebene Vorrichtung eine Last in jeder beliebigen Richtung des Raums versetzen kann. Sie kann beispielsweise in horizontaler Richtung für die rasche Auswechslung eines Brückenelementes bei einer Brücke mit hoher Verkehrsfrequenz oder als Zugmittel beim Anortbringen eines schweren Fertigteils benutzt werden. Da jede Versetzbewegung eine Relativbewegung ist, spielt es ferner keine Rolle, ob die Last am Versetzbaum oder an einem der beiden Böcke 11, 13 angreift.
Schliesslich können bei mindestens einem der beiden Rohrabschnitte 25. 26 auf der nicht mit Gewinde versehenen Mantelfläche Versteifungselemente, wie z. B.
Versteifungsrippen, und Schmiernippel angebracht werden.