DK149659B - Hoejdeindstillelig understoetningsindretning for en belastning, navnlig en arbejdsmaskine eller maskindel - Google Patents

Description

i 149659

Opfindelsen angår en understøtningsindretning for en belastning, navnlig en arbejdsmaskine eller maskin-del, hvis position i forhold til et stel skal kunne indstilles ved en i det væsentlige lineær bevægelse med en 5 vertikal komposant, omfattende et mellem stellet og belastningen virkende fjederelement til inden for et forudbestemt indstillingsområde at frembringe en i det væsentlige konstant kompensationskraft til udbalancering af den i bevægelsesretningen virkende komposant af tyng-10 dekraftspåvirkningen på belastningen.

Ved arbejdsmaskiner eller dele heraf, som skal være tilgængelige for manuel betjening eller skal kunne bringes til at indtage en ønsket position i forhold til et arbejdsemne, kræves sædvanligvis mulighed for en posi-15 tionsindstilling ved en i det væsentlige lineær forskydningsbevægelse, som ofte omfatter en vertikal bevægelses-komposant. Til udførelse af en sådan ren højdeindstilling eller en skrå indstillingsbevægelse med vertikal komposant er det navnlig ved arbejdsmaskiner eller ma-20 skindele med forholdsvis stor vægt kendt at gøre brug af hjælpeforanstaltninger i form af mekaniske, elektro-mekaniske og/eller hydrauliske indstillingsarrangementer, således at manuelt arbejde ved løftning og sænkning kan undgås. Sådanne hjælpeforanstaltninger omfatter typisk 25 drivarrangementer, f.eks. i form af elektriske, hydrauliske eller pneumatiske indstillingsmotorer, og transmissionsindretninger med f.eks. tandhjuls- og tandstangsudvekslinger eller snekkedrev, som kan være motordrevne eller indrettede til at omsætte en enklere og mindre 30 arbejdskrævende manuel operation, f.eks. drejning af en aksel ved hjælp af et håndtag, til den vertikale eller delvis vertikale indstillingsbevægelse.

Afhængigt af den nøjagtighed, hvormed positionsindstillingen skal kunne foretages, kan disse hjælpe-35 foranstaltninger have en mere eller mindre kompliceret konstruktiv udførelse, men de vil uundgåeligt udgøre en 2 149659 ekstra komplikation og derfor virke i retning af en fordyrelse af den samlede arbejdsmaskine med tilhørende understøtning.

Fra beskrivelsen til US patent nr. 3.370.556 kendes 5 en understøtningsindretning af den nævnte art specielt udformet til understøtning af en bordplade, hvor et par højdeforskydelige søjler med kædeforbindelser er forbundet til den lavest liggende ende af en svingbar føringsskinne, hvorpå der er anbragt en forskydelig slæde, som 10 påvirkes af trækfjedre.

For en understøtningsindretning af den angivne art tilsigtes det ved opfindelsen at anvise en konstruktivt enkel udformning med lavere omkostninger end de ovennævnt ekend te hjælpeforanstaltninger, med hvilken det ma-15 nuelle arbejde ved højdeindstilling af en tung arbejdsmaskine eller maskindel kan elimineres eller nedsættes betydeligt.

Understøtningsindretningen ifølge opfindelsen er med henblik herpå ejendommelig ved, at belastningen er 20 forbundet med et triangulært arrangement af tre med faste indbyrdes afstande liggende føringsorganer, hvoraf de to er anbragt mod en i det væsentlige retlinet anlægsflade på en første føringsskinne, som er lineært udstrakt i bevægelsesretningen og fast forbundet med nævnte stel, 25 og det tredje føringsorgan er anbragt mod en anlægsflade på en anden føringsskinne, hvorhos nævnte anlægsflader vender bort fra hinanden, og at den højest liggende ende af den anden føringsskinne er svingbart lejret ved den højest liggende ende af den første føringsskinne, medens 30 fjederelementet er forbundet mellem de lavest liggende ender af de to føringsskinner til påvirkning af den svingbare anden føringsskinnes lavest liggende ende i retning bort fra den første føringsskinne med en forspændingskraft til frembringelse af nævnte kompensations-35 kraft i anlægspunktet mellem den anden føringsskinnes anlægsflade og det mod denne anbragte føringsorgan.

3 149659

Alene ved hjælp af forspændingskraften fra fjederanordningen opnås med denne udformning en kompensationskraft, som virker i modsat retning af tyngdekraftspåvirkningen på belastningen, dvs. arbejdsmaskinen eller ma-5 skindelen, og kan bringes til helt at udbalancere denne, således at højdeindstillingen kan foretages som en minimalt arbejdskrævende, manuel betjeningsoperation, uden at der hertil kræves motordrivarrangementer, transmissionsindretninger eller andre mere komplicerede hjælpe-10 foranstaltninger.

En i det væsentlige konstant kompensationskraft kan opnås ved, at anlægsfladen på den anden føringsskinne er i det væsentlige retlinet inden for indstillingsområdet, og at fjederanordningen omfatter en trykfjeder med i det 15 væsentlige asymptotisk karakteristik for fjederkraften som funktion af deformationen.

Da en fjederanordning af denne art imidlertid i sig selv repræsenterer en vis komplikation, foretrækkes det til opnåelse af en i det væsentlige konstant kompensa-20 tionskraft i indstillingsområdet, at fjederanordningen omfatter en trykfjeder med i det væsentlige lineær karakteristik, og at anlægsfladen på den anden føringsskinne inden for indstillingsområdet har et forholdsvis fladt kurvet forløb.

25 I praksis har det vist sig, at en fuldtud· brugbar tilnærmelse til en sådan form af anlægsfladen på den anden føringsskinne kan opnås ved, at anlægsfladen på den anden føringsskinne inden for indstillingsområdet omfatter to eller flere retlinede afsnit, der danner 30 små indbyrdes vinkler.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 og 2 viser en første udførelsesform for en understøtningsindretning ifølge opfindelsen til ren 35 højdeindstilling ved en vertikal bevægelse, fig. 3 og 4 er kraftdiagrammer til forklaring af virkemåden ved to alternative udformninger af udførelses- 4 149659 formen i fig. 1 og 2, og fig. 5 viser en anden udførelsesform, hvor indstil-lingsbevægelsén omfatter både en vertikal og en horisontal komposant.

5 Ved udførelsesformen i fig. 1 og 2 tjener et par skråtstillede monteringsskinner 1 som monteringsanordning til fastgørelse af en belastning, som f.eks. kan udgøres af en ikke-vist arbejdsmaskine eller maskindel.

For hver af monterings skinnerne 1 omfatter under-10 støtningsindretningen to parallelle vanger 2 og 3, der ved hjælp af tværstykker 4 er forbundet med hinanden og med de tilsvarende vanger for den anden af monteringsenderne 1, således at vangerne 2 og 3 og tværstykkerne 4 tilsammen danner en rammekonstruktion i fast for-15 bindelse med monterings skinnerne 1 og den dertil fastgjorte belastning.

Med henblik på højdeindstilling af denne rammekonstruktion i forhold til et stationært stel er vangerne 2 og 3 udformede med et triangulært arrangement af fø-20 ringsorganer, som i den viste udførelsesform for hver af vangerne 2 omfatter to drejeligt lejrede ruller 5 og 6 og for hver af vangerne 3 en tredje drejeligt lejret rulle 7. Rullerne 5 og 6 er vertikalt forskudt for hinanden og ligger hver for sig i samme højde i hver 25 af vangerne 2, medens rullerne 7, der ligeledes ligger i samme højde i hver af vangerne 3, er placerede i det væsentlige midt mellem rullerne 5 og 6.

Rullerne 5 og 6 i vangerne 2 er anbragt mod en i det væsentlige retlinet anlægsside på hver af to ver-30 tikale føringsskinner 8, som er fast forbundet med en rektangulær bundramme med rammestykker 9-12, der indgår i understøtningsindretningens stationære stel.

Ved sin højest liggende ende er hver af føringsskinnerne 8, som er indbyrdes forbundet ved hjælp af tvær-35 stykker 13, forbundet med et tværstykke 14, hvori den højest liggende ende af en anden føringsskinne 15 er svingbart lejret på en aksel 16. Som anlæg for ruller- 5 149659 ne 7 i vangerne 3 har hver af føringsskinnerne 15 en anlægsflade/ som vender bort fra anlægsfladen på den overfor liggende faste føringsskinne 8.

Ved deres lavest liggende ender er hver af de faste 5 føringsskinner 8 og den hermed over tværstykket 14 svingbart forbundne føringsskinne 15 forbundet med hinanden over en fjederanordning, som i den viste udførelsesform udgøres af en cylindrisk skruetrykfjeder 17 med lineær karakteristik. Fjederen 17's sammentrykning 10 kan forindstilles ved hjælp af en justeringsskrue 18, som er monteret i det ene bundrammestykke 12.

Som det nærmere vil fremgå af det følgende, medfører denne fjederforspænding af hver af de svingbare føringsskinner 15, at de mod disse liggende ruller 7 påvir-15 kes med en normalkraft, som udbalancerer tyngdekraftspåvirkningen på belastningen. Herved kan højdeindstilling af belastningen ved vertikal op- eller nedadgående bevægelse af dennes rammekonstruktion med monteringsskinnerne 1 udføres manuelt ved en minimal ydre kraftpåvirk-2 0 ning.

Til fastholdelse af den højdeindstillelige rammekonstruktion i en ønsket position inden for indstillingsområdet kan understøtningsindretningen være forsynet med en fortrinsvis trinløs arreteringsmekanisme af i og for 25 sig kendt udførelse. Som vist skematisk i fig. 1 og 2 kan en sådan arreteringsmekanisme for eksempel omfatte en med et håndtag 19 betjent friktionsbremse 20, som virker på den ene af vangerne 2, der er forbundet med monteringsskinnerne 1.

30 Kraftdiagrammerne i fig. 3 og 4 viser i forenklet form for to forskellige højdeindstillinger af rammekonstruktionen med monteringsskinnerne 1 svarende til henholdsvis den nederste og den øverste yderstilling for indstillingsområdet ved udførelsesformen i fig. 1 og 2 35 den af fjederanordningen 17 frembragte forspændingskraft henholdsvis og F2f ^en herved frembragte normalkraft henholdsvis og N2 i anlægspunktet mellem 6 149659 . rullen 7 og anlægsfladen 15' på føringsskinnen 15 og den som kompensationskraft henholdsvis K-j_ og K2 i retning mod tyngdekraftspåvirkningen virkende vertikale komposant af denne normalkraft. Af føringsskinnerne 8 5 og 15 ses kun den mod rullen 7 vendende anlægsside 15' af skinnen 15, og af føringsorganerne ses kun rullen 7.

Med betegnelserne α - for vinklen mellem skinnen 15's anlægsside 15' 10 og en lodret linie parallel med skinnen 8, x - for den variable lodrette afstand fra skinnen 15's omdrejningsakse 16' til rullen 7's anlægspunkt 7', og

A - for den lodrette afstand fra omdrejningsaksen 15 16' til angrebspunktet 17' for fjederkraften F

fås for normalkraften i et vilkårligt punkt i indstillingsområdet

N = —— - F

cosa x og for den som kompensationskraft virkende vertikale 20 komposant heraf K = N sinot = — tga F.

x

Da afstanden fra anlægspunktet 7' til den ovennævnte lodrette linie er konstant og kan betegnes a, fås tga = ^ 25 K=iF*i = ^2F-

Til opnåelse af en konstant kompensationskraft K i indstillingsområdet kræves således, at fjederkraften F varierer med x2.

Da fjederlængden varierer proportionalt med tga og 30 dermed omvendt proportionalt med x, kan en konstant kompensationskraft K opnås med et fjederelement, hvis karakteristik for fjederkraften F som funktion af de- c2 formationen F har formen F = -- , hvilket med til- (1-f)2 nærmelse kan realiseres med en fjederanordning sammensat 35 af passende dimensionerede bladfjedre.

Som illustreret i fig. 4 kan der imidlertid også ved en udførelse som vist i fig. 1 med en fjederanord- 7 149659 ning i form af en cylindrisk skruetrykfjeder med lineær karakteristik inden for indstillingsområdet med tilnærmelse opnås en i det væsentlige konstant kompensationskraft.

5 For en trykfjeder med lineær karakteristik kan fje derkraften F med tilnærmelse udtrykkes som en lineær funktion F = · f hvoraf man med vinklen β mellem tangenten til skinnen 10 15's anlægsside 15" i anlægspunktet for rullen 7 får normalkraften

N = JL_ Δ F

N cosg x F' medens der for kompensationskraften fås K - c3 ; f.

15 En konstant kompensationskraft vil i dette tilfælde kunne opnås i princippet ved, at skinnen 15's anlægsflade 15" inden for indstillingsområdet har et forholdsvis fladt kurvet forløb som vist i fig. 4, idet det herved med god tilnærmelse er muligt at få en i det væ-20 sentlige konstant værdi for funktionen (f/x)tg(3. Betingelsen vil således i princippet kunne opfyldes med en kurveform for anlægssiden 15" svarende til et polynomium. I praksis kan en fuldtud brugbar tilnærmelse tilmed ofte opnås ved at lade anlægsfladen bestå af to el-25 ler flere retlinede afsnit, afhængigt af indstillingsområdets længde, f.eks. som vist i fig. 1 to retlinede afsnit 15a og 15b.

Ved den sidstnævnte udførelse opnås i hele indstillingsområdet med god tilnærmelse fuld kompensation for 30 tyngdekraftspåvirkningen ved en meget enkel, konstruktiv udførelse af understøtningsindretningen.

Ved udførelsesformen i fig. 5 skal positionen af en kun skematisk vist arbejdsmaskine 21 i forhold til et fast stel,omfattende et par monteringsskinner 22 sva-35 rende til skinnerne 1 i fig. 1 og 2, kunne indstilles ved en lineær forskydningsbevægelse, omfattende både en vertikal og en horisontal bevægelseskomposant. Til stel- 8 149659 let er fast forbundet den første, i bevægelsesretningen udstrakte føringsskinne 23, hvis overside tjener som anlægsside for to føringsruller 24 og 25 i et triangulært arrangement af føringsruller i forbindelse med ar-5 bejdsmaskinen 21.

Ved den øverste ende af føringsskinnen 23 er svingbart lejret den øverste ende af den anden føringsskinne 27, hvis underside tjener som anlægsside for den tredje føringsrulle 28 i det nævnte arrangement.

10 De lavest liggende ender af de to føringsskinner 23 og 27 er ligesom ved udførelsesformen i fig. 1 og 2 forbundet over en fjederanordning 29, som også i den her viste udførelsesform omfatter en cylindrisk skruetrykfjeder, som frembringer en forspændingskraft til på-15 virkning af den svingbare føringsskinne 27's lavest liggende ende i retning bort fra føringsskinnen 23.

Virkemåden er i princippet den samme som for udførelsesf ormen i fig. 1 og 2, idet kompensationskraften i dette tilfælde udgøres af komposanten i den ved skinnen 20 23 definerede bevægelsesretning af den som følge af forspændingskraften fra fjederanordningen 29 frembragte normalkraft i anlægspunktet mellem skinnen 27's underside og føringsrullen 28.

Betingelserne for opnåelse af en konstant kompensa-25 tionskraft er i princippet de samme som beskrevet i det foregående. Med et forholdsvis kort indstillingsområde kan en tilstrækkelig god tilnærmelse dog i praksis opnås ved en retlinet udformning af den som anlægsside for føringsrullen 28 tjenende underside af skinnen 27.

30

Claims (2)

149659

1. Understøtningsindretning for en belastning, navnlig en arbejdsmaskine eller maskindel, hvis position i forhold til et stel (9-12) skal kunne indstilles ved 5 en i det væsentlige lineær bevægelse med en vertikal komposant, omfattende et mellem stellet (9-12) og belastningen virkende fjederelement til inden for et forudbestemt indstillingsområde at frembringe en i det væsentlige konstant kompensationskraft til udbalancering 10 af den i bevægelsesretningen virkende komposant af tyng-dekraftpåvirkningen på belastningen, kendetegnet ved, at belastningen er forbundet med en triangulært arrangement af tre med faste indbyrdes afstande liggende føringsorganer, hvoraf de to (5, 6; 24, 25) er 15 anbragt mod en i det væsentlige retlinet anlægsflade på en første føringsskinne (8, 23), som er lineært udstrakt i bevægelsesretningen og fast forbundet med nævnte stel (9-12), og det tredje føringsorgan (7, 28) er anbragt mod en anlægsflade (15', 15") på en anden føringsskinne 20 (15, 27), hvorhos nævnte anlægsflader vender bort fra hinanden, og at den højest liggende ende af den anden føringsskinne (15, 27) er svingbart lejret ved den højest liggende ende af den første føringsskinne (8, 23), medens fjederelementet (17, 29) er forbundet mellem de la-25 vest liggende ender af de to føringsskinner til påvirkning af den svingbare anden føringsskinnes (15, 27) lavest liggende ende i retning bort fra den første føringsskinne (8, 23) med en forspændingskraft (F) til frembringelse af nævnte kompensationskraft (K) i anlægspunk-30 tet mellem den anden føringsskinnes (15, 27) anlægsflade og det mod denne anbragte føringsorgan (7, 28).

2. Understøtningsindretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at anlægsfladen (15') på den anden føringsskinne (15) er i det væsentlige retlinet in- 35 den for indstillingsområdet, og at fjederanordningen (17) omfatter en trykfjeder med i det væsentlige asymptotisk karakteristik for fjederkraften (F) som funktion af deformationen (F) .