ARBEITS- ODER HEBEBUHNE
Die Erfindung bezieht sich auf eine Arbeits- oder Hebebühne der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
Eine Arbeitsbühne ist eine auch als Montagebühne bezeich¬ nete Hebebühne, die insbesondere für Montagen, Reparatur- und Wartungsarbeiten zur Aufnahme von Personen und deren Arbeitsgerät bestimmt ist. Sie weist in der Regel einen stationär oder fahrbar auf dem Boden stehenden Unterbau auf.
Bei einer aus der US-A-4 967 733 bekannten Hebebühne gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sind auf einem Unterbau vier senkrecht stehende Säulen angeordnet, an denen eine Plattform auf- und abbewegbar ist. Jede der Säulen weist eine Zahnstange auf, in welche jeweils ein an der Plattform gelagertes Zahnrad eingreift. Eine ebenfalls an der Platt¬ form angeordnete Antriebseinrichtung dient zum Antrieb der vier Zahnräder. Die zwei Zahnräder jeweils einer Schmalsei¬ te der Plattform sind auf einer gemeinsamen drehbaren Welle angeordnet. Jede der beiden Wellen wird durch jeweils eine Kette von der Antriebseinrichtung angetrieben, welche einen im mittleren Bereich der Plattform angeordneten Elektro¬ motor und ein Getriebe aufweist.
Durch die mechanische Verbindung der vier Zahnräder mit der Antriebseinrichtung soll gewährleistet sein, dass die
Plattform gleichmassig gehoben und abgesenkt wird. Dies ist bei gleichmässiger Belastung der Plattform in der Regel auch möglich. Bei einseitiger Belastung der Plattform neigt
diese jedoch zum Verkanten, welches durch Spiel in den Kettenantrieben noch begünstigt wird. Diesem Mangel kann zwar dadurch entgegenwirkt werden, dass die Antriebs¬ einrichtung überdimensioniert wird. Trotzdem wird sich ein Spiel zwischen den beiden Wellen, auf denen die Zahnräder angeordnet sind, insbesondere mit Ketten als Kraftübertra¬ gungsglieder, kaum vermeiden lassen. Ferner ist eine solche Ausführung schwer und materialintensiv und hat infolge des erheblichen Gewichtes auch einen relativ grossen Energie- bedarf, der sich insbesondere bei Batteriebetrieb nach¬ teilig auswirkt.
Die aufladbare Batterie der bekannten Hebebühne muss demzufolge in ihrer Kapazität und Grosse derart bemessen sein, dass sie zur Speisung des Hubmotors ausreicht. Eine solche Batterie in der Grosse einer Autobatterie erhöht jedoch das Gewicht der Hebebühne erheblich. Zum Laden dieser Batterie dient ein an der Hebebühne angeordnetes Ladegerät.
Ferner ist aus der WO-92/12091 eine an zwei Säulen auf- und abbewegbare Hebebühne grosser Bauart bekannt, welche für Fassadenarbeiten aussen an Gebäuden aufgestellt wird. Bei dieser Hebebühne ist jeder Säule an der Plattform ein Antrieb zugeordnet, der ein in eine an der Säule angeord¬ nete Zahnstange eingreifendes Zahnrad aufweist. Jeder Säule ist an der Plattform zusätzlich ein weiteres in die jewei¬ lige Zahnstange eingreifendes Zahnrad zugeordnet. Diese zusätzlichen Zahnräder sind über eine Synchronisierwelle starr miteinander verbunden. Beide Antriebe werden über eine Steuereinrichtung geschaltet und ausser Betrieb gesetzt, wenn durch Sensoren festgestellt wird, dass einer der Antriebe nicht mehr fähig ist, die Plattform horizontal
zu halten. Diese Sensoren sind derart angeordnet, dass sie eine relative Bewegung zwischen dem jeweiligen Antrieb und der Plattform erfassen. Eine elektromagnetische Bremse dient zur Arretierung der Plattform in der jeweiligen Stellung.
Bei dieser bekannten Hebebühne wird ein weiterer Betrieb bei ungleicher Lastverteilung durch das Stillsetzen der Antriebe verhindert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Arbeits¬ oder Hebebühne in Leichtbauweise zu schaffen, bei der die Plattform auch bei ungleicher Lastverteilung stets waag¬ recht gehalten wird. Ferner soll ein Absenken der angeho- benen Plattform auch bei einem Ausfall der Netzspannung möglich sein, ohne das Gesamtgewicht der Arbeits- oder Hebebühne durch eine schwere Batterie zu erhöhen.
Die gestellte Aufgabe gelingt erfindungsgemäss durch die in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 und 17 angege¬ benen Merkmale.
Bei der erfindungsgemäsεen Lösung wird eine einseitige Belastung der Plattform durch eine Steuer- bzw. Regelein- richtung erfasst und einer Verkantung bzw. Schrägstellung entgegengewirkt. Zum Ausgleich werden den beiden Elektro- antrieben in Abhängigkeit von einer einseitigen Belastung unterschiedliche Leistungen zugeführt, so dass durch unterschiedliche Drehmomente eine Kompensation stattfindet. In der Folge bewegt sich die Plattform sowohl beim Heben als auch beim Absenken stets horizontal bzw. parallel zum Unterbau, unabhängig von der Verteilung der Belastung und während der Fahrt entstehenden Lastwechseln.
Vorzugsweise wird die Belastung der Plattform durch Wegmessungen an beiden Seiten erfasst. Dazu eignen sich erfindungsge äss an beiden Elektroantrieben angeordnete Drehwinkelgeber. Deren Ausgangssignale werden in der Steuer- bzw. Regeleinrichtung miteinander verglichen.
Bereits geringfügige Abweichungen werden durch den beiden Elektroantrieben zugeführte individuell bemessene Leistun¬ gen ausgeregelt.
Während bei der Hubbewegung das Drehmoment der beiden
Elektroantriebe geregelt wird, erfolgt beim Absenken eine Regelung des Bremsmomentes, indem die Elektroantriebe generatorisch gebremst werden. Falls die Arbeits- oder Hebebühne mit einer aufladbaren Batterie ausgerüstet ist, kann die beim generatorischen Bremsen erzeugte elektrische Energie zum Aufladen der Batterie ausgenutzt werden. Eine solche Batterie kann durch einen Verzicht auf Überdimen¬ sionierung der Antriebseinrichtung relativ klein bemessen sein.
Da durch den Erfindungsgegenstand bereits entstehende Weg¬ abweichungen zwischen den beiden Seiten der Plattform aus¬ geregelt werden, genügt es, die Elektroantriebe nur so gross zu bemessen, dass sie die Nennbelastung der Plattform überwinden. Eine Überdimensionierung wie bei einer ungere¬ gelten Einrichtung ist nicht erforderlich. Dadurch ergeben sich erhebliche Gewichtseinsparungen gegenüber bekannten Arbeits- oder Hebebühnen gleicher Tragfähigkeit. Die erfin- dungsgemässe Arbeits- oder Hebebühne ist daher wesentlich einfacher zu transportieren, wodurch ihren Einsatzmöglich¬ keiten kaum Grenzen gesetzt sind.
Mit einer aufladbaren Batterie lässt sich die Arbeits- oder Hebebühne bekanntlich netzunabhängig ausrüsten. Eine solche Ausrüstung ist vorteilhaft, wenn kein Netzanschluss in der Nähe des Aufstellortes ist. Durch die erfindungsgemäss individuell geregelten Antriebe kann auf eine Überdimen¬ sionierung verzichtet werden, so dass die Leistungsaufnahme der Antriebe auf ein Minimum beschränkt werden kann. Dadurch wird auch die Kapazität und Grosse einer solchen Batterie zugunsten eines geringeren Gewichtes positiv beeinflusst.
Eine weitere Verringerung des Gewichtes ist dann möglich, wenn die Arbeits- oder Hebebühne mit einem Netzteil für den Betrieb an Netzspannung bestimmt ist, jedoch bei einem Ausbleiben der Netzspannung geregelt abgesenkt werden soll. Dies ist erfindungsgemäss dadurch möglich, dass das Netz¬ teil mit einer derart bemessenen elektrisch aufladbaren Batterie verbunden ist, dass damit bei einem Ausfall der Netzspannung die Steuereinrichtung und die Antriebs- einrichtung ausschliesslich zum geregelten Absenken der Plattform gespeist werden.
Eine solche Batterie kann relativ klein bemessen sein, da sie keine Leistung für die Speisung der Motoren der Antriebseinrichtung aufbringen muss. Sie muss lediglich die Steuereinrichtung sowie die Ruhestrom- oder Federdruck¬ bremsen speisen, deren Stromaufnahme im Vergleich zu der¬ jenigen der Motoren gering ist. Das geregelte Absenken erfolgt durch generatorisches Bremsen der Motoren.
Die weiteren Patentansprüche kennzeichnen vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sowie weitere erfinderische Merkmale.
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Eine Arbeitsbühne in einer Seitenansicht auf eine Breitseite, mit einem Unterbau, bei hochgefahrener Plattform,
Fig. 2 die Arbeitsbühne nach Fig. 1 in einer Seiten¬ ansicht auf eine Schmalseite,
Fig. 3 die Arbeitsbühne nach Fig. 1 in einer Draufsicht,
Fig. 4 die Arbeitsbühne nach Fig. 1 in zusammengelegtem, transportfertigem Zustand, in einer Seitenansicht auf eine Breitseite,
Fig. 5 die Antriebsverbindung zwischen der Plattform und einer der Säulen als Detail nach Fig. 1,
Fig. 6 eine Draufsicht nach Fig. 5 und
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Arbeits- oder Hebebühne mit zwei an einer Wand befestigten Säulen.
Die in der Fig. 1 dargestellte Arbeitsbühne weist einen
Unterbau 10 mit vier darauf senkrecht stehenden Säulen 11, 12, 13, 14 auf, von denen die Säulen 13, 14 in dieser Darstellung verdeckt und daher nicht sichtbar sind. Eine nahe der oberen Endstellung dargestellte Plattform 15 ist an den genannten Säulen heb- und senkbar gehalten. Der
Unterbau 10 kann mittels Laufrollen 16 auf einem Boden 17 stehen oder anstelle der Laufrollen auch Stellfüsse aufweisen.
Die Säulen sind zusammengesetzt aus fest mit dem Unterbau 10 verbundenen Säulen-Basiselementen 11a, 12a und darauf aufgesteckten Säulen-Aufsteckelementen 11b, 12b. Die Auf¬ steckelemente sind an ihren Stossstellen 18 mittels nicht dargestellter Zapfen miteinander verbunden und mit manuell lösbaren Verklinkungen gesichert.
Alle Säulen 11 bis 14 weisen jeweils an den Breitseiten der Arbeitsbühne einander zugekehrte Zahnstangen 20 auf, in welche an der Plattform 15 angeordnete Zahnräder 21, 22 eingreifen, die mittels Elektroantrieben 23, 24 antreibbar sind. Die vorzugsweise aus oberflächengehärtetem Aluminium bestehenden Säulen 11 bis 14 können auch selbst als Zahn¬ stangen ausgebildet sein. Die Zahnräder 21, 22 bestehen vorzugsweise aus einem Kunststoff mit Stahleinlage.
Die an der Plattform 15 angebauten, mechanisch voneinander unabhängigen Elektroantriebe 23, 24 werden durch eine an der Plattform 15 angebaute elektronische Steuer- bzw. Regeleinrichtung 25 individuell geregelt, um zu gewähr¬ leisten, dass sich die Plattform 15 stets horizontal bzw. parallel zum Unterbau 10 bewegt. Die Regelung kann in Abhängigkeit von der Drehzahl, dem Drehwinkel und/oder vom Drehmoment erfolgen.
Auf der Plattform 15 befindet sich ein um einen Winkel von 90° zur Breitseite hin hochklappbares Geländer 26, an des¬ sen oberem Rand 27 ein Betätigungselement 28 als Schalter und Sollwerteinsteller für die Fahrgeschwindigkeit und Richtung sowie in Fig. 1 nicht sichtbare Steckdosen zum Anschluss nicht dargestellter elektrischer Geräte angeordnet sind.
Alle an der Plattform 15 angeordneten elektrischen Geräte bzw. Teile 23, 24, 25, 28 sind über ein Schleppkabel 29 mit einem im Unterbau 10 angeordneten elektrischen Netzan- schluss verbunden, der seinerseits über ein Anschlusskabel 30 an eine nicht dargestellte Netzsteckdose anschliessbar ist. Das Schleppkabel 29 befindet sich auf einer im Unter¬ bau 10 angeordneten selbsttätigen Spannvorrichtung 31. Es kann aber auch ein selbsttätig spannendes Schleppkabel sein, um zu gewährleisten, dass es ständig gestreckt beim Absenken der Plattform 15 nicht eingeklemmt wird.
Gemäss Fig. 2 lässt die Ansicht auf die Schmalseite der Arbeitsbühne erkennen, dass zwischen den Säulen 11, 13 und auch 12, 14 fest mit den Säulenelementen verbundene hori- zontale Verstrebungen 32 angeordnet sind. Diese dienen zur Versteifung des Säulenaufbaues und bilden zudem ein Geländer an beiden Schmalseiten. In der Fig. 2 sind auch die bereits erwähnten Steckdosen 33 erkennbar.
Aus der Fig. 3 geht insbesondere hervor, dass die an den Schmalseiten angeordneten Elektroantriebe 23, 24 sich diagonal gegenüberliegenden Säulen 12, 13 zugeordnet sind. Zu den Schmalseiten parallel verlaufende Wellen 34, 35 verbinden die Elektroantriebe 23, 24 zusätzlich mit Zahn- räder 21', 22*, die den Zahnstangen 20 der anderen beiden, sich ebenfalls diagonal gegenüberliegenden Säulen 11, 14 zugeordnet sind. Durch eine solche Anordnung ist die Platt¬ form mit allen vier Säulen 11, 12, 13, 14 antriebs¬ verbunden.
Jeder der beiden Elektroantriebe 23, 24 setzt sich zusammen aus einem Elektromotor 36, einem Untersetzungsgetriebe 37, einer Ruhestrom- bzw. Federdruckbremse 38 und einem als
Weggeber dienenden digitalen Istwertgeber 39. Dieser befindet sich unmittelbar auf der Motorwelle und weist beispielsweise eine optisch abtastbare Scheibe mit einhun¬ dert Löchern auf. Dies ergibt eine hohe Auflösung, so dass bereits geringfügige Abweichungen der zurückgelegten Weg¬ strecken beider Elektroantriebe 23, 24 erfasst und auf die übertragen werden.
Die Steuer- bzw. Regeleinrichtung 25 weist ein Vergleichs- element auf, welches die digitalen Signale beider Istwert¬ geber 39 miteinander vergleicht und das Differenzsignal einer ebenfalls in der Steuereinrichtung 25 enthaltenen Auswerte-Schaltungsanordnung zuführt. Von dieser Schal¬ tungsanordnung werden den beiden Elektroantrieben 23, 24 zugeordnete Leistungsendstufen individuell angesteuert.
Jedem der beiden Elektroantriebe 23, 24 ist eine separate Regeleinrichtung 25a, 25b zugeordnet, denen eine Führungs- Regeleinrichtung übergeordnet ist. Dieser ist das Betäti- gungselement 28 als Fahrschalter und Sollwerteinsteller für die Fahrgeschwindigkeit und Richtung in Form Steuerhebels zugeordnet. Eine elektrische Verbindung 40 verbindet die beiden Teile 25a, 25b der Steuer- bzw. Regeleinrichtung 25 miteinander.
Die beiden Elektroantriebe 23, 24 werden beim Absenken der Plattform 15 als Generatoren geschaltet, deren abgegebene elektrische Energie einem Verbraucher bzw. einem Speicher zugeführt wird. Als Speicher kann beispielsweise eine aufladbare Batterie als Akku dienen, die zum Speisen der Steuer- bzw. Regeleinrichtung 25 sowie der Antriebs¬ einrichtung 23, 24 bestimmt ist.
Anstelle der vorstehend beschriebenen Batterie ist es auch möglich, eine aufladbare Batterie derart zu bemessen, dass damit bei einem Ausfall der Netzspannung die Steuer- bzw. Regeleinrichtung 25 sowie die Ruhestrom- bzw. Federdruck- bremsen 38 ausschliesslich zum geregelten Absenken der Plattform 15 gespeist werden.
Das Untersetzungsgetriebe 37 passt die Drehzahl und das Drehmoment des Elektromotors 36 an die für die Zahnräder 21, 21' erforderlichen Werte an. Die Ruhestrombremse 38 gewährleistet bei jedem Halt und auch bei einem Strom¬ ausfall einen sicheren Stillstand der Plattform 15 in jeder Stellung.
Die durch die Steuer- bzw. Regeleinrichtung 25 bewirkte
Regelung gewährleistet, dass die Plattform 15 an allen vier Säulen gleichm ssig gehoben und gesenkt wird, indem einsei¬ tige Belastungen der Plattform 15 durch Ausgleichen der Dreh- bzw. Bremsmomente ausgeregelt werden. Eine mecha- nische Verbindung zwischen den Antriebselementen an beiden Schmalseiten der Plattform 25 entfällt dadurch. Durch den Wegfall von mechanischen Verbindungselementen ergibt sich zudem, wie bereits erwähnt, eine Gewichtseinsparung.
Ferner ergibt sich eine Gewichtseinsparung insbesondere dadurch, dass die Elektroantriebe durch eine rationelle Ausnutzung der Energie nicht überdimensioniert zu werden brauchen.
Es ist auch denkbar, anstelle der rotierenden Elektro¬ antriebe 23, 24 Linearantriebe einzusetzen, welche ohne rotierende Antriebselemente an den Säulen angreifen.
Gemäss Fig. 3 sind die Säulen 11 bis 14 im Querschnitt achteckig. An einer ihrer Flächen ist die Zahnstange 20 angeordnet. Dieser gegenüberliegend greifen an jeder Säule 11 bis 14 zwei Abstützrollen 41 als Abstützelemente sym- metrisch zum Zahnrad 21' in einem Winkel von 90° zueinander an jeweils zwei Flächen der Säule an. Diese Abstützrollen 41 sind jeweils an einem mit der Plattform 15 verbundenen Abstützelementen-Träger 42 frei drehbar angeordnet. Sie gewährleisten einerseits einen sicheren Eingriff der Zahn- räder 21, 21*, 22, 22* in die Zahnstangen 20 und anderer¬ seits zentrieren sie durch die Umklammerung die Säulen 11 bis 14 zueinander. Die an den Säulen 11 bis 14 kletter¬ fähige Plattform 15 erhöht durch eine solche Anordnung die Statik der Arbeitsbühne.
Anstelle von zwei umfangsseitig zueinander versetzt angeordneten Abstützrollen ist es auch möglich, in jeder Ebene nur eine Abstützrolle anzuordnen, welche dem jeweiligen Zahnrad 21, 21', 22, 22' um 180° versetzt gegenüberliegt.
Die Abstützrollen 41 bestehen aus Kunststoff, vorzugsweise aus einem unter dem Markennamen Delrin bekannten Poly- acetal-Kunststoff.
Die Fig. 4 zeigt die transportfertig zusammengelegte Arbeitsbühne. Die Plattform 15 ist bis zum Unterbau 10 auf den Säulen-Basiselementen 11a, 12a abgesenkt. Die Säulen- Aufsteckelemente 11b, 12b sind in dem als Kasten ausgebil- deten Unterbau 10 untergebracht. Auch die Laufrollen 16 (Fig. 1) sind im Unterbau 10, in der Fig. 4 jedoch nicht sichtbar, untergebracht. Das Verbindungskabel 29 ist in der selbsttätigen Spannvorrichtung 31 (Fig. 1) aufgerollt. In
diesem Zustand ist die Arbeitsbühne problemlos als ein¬ stückiges Transportgut transportierbar. Um die Transpor- tierbarkeit noch zu erhöhen, können seitlich am Unterbau 10 mindestens zwei nach der Seite gerichtete, nicht darge- stellte Transportrollen angeordnet sein, die zum Fahren des hochkant gestellten Unterbaus 10 mit der darauf abgesenkten Plattform 15 bestimmt sind.
Eine weitere Ausführung ist dadurch möglich, dass an der Plattform 15 vorzugsweise zwei nach unten gerichtete Rollen angeordnet sind, die bei vollständig abgesenkter Plattform
15 gegenüber den Standflächen bzw. anstelle der Laufrollen
16 gemäss Fig. 1 angeordneten Stellfüssen nach unten herausragen. Damit lässt sich die Arbeits- oder Hebebühne in der Arbeitsstellung bei vollständig abgesenkter Platt¬ form 15 auf dem Boden verfahren.
Die in der Fig. 5 dargestellte Antriebsverbindung zwischen der Plattform 15 und der als Beispiel für alle Säulen 11 bis 14 dienenden Säule 11 zeigt, dass jeweils zwei Abstütz¬ rollenpaare 41, 41' übereinander angeordnet sind, davon das eine Paar 41 auf einer Ebene oberhalb der Achse 43 des Zahnrades 21 und das andere Paar 41' auf einer Ebene unter¬ halb dieser Achse 43.
Die Anordnung von insgesamt vier dem Zahnrad 21 gegenüber¬ liegenden Abstützrollen 41, 41' ergibt eine besonders hohe Stabilität und Standfestigkeit der Arbeitsbühne, da die Plattform 15 gleichermassen an allen vier Säulen 11 bis 14 angreift. Ferner ist dadurch ein absolut sicherer Eingriff jedes einzelnen der vier Zahnräder 21, 21', 22, 22' in die Zahnstangen 20 der Säulen 11 bis 14 gewährleistet.
Anstelle der Laufrollen 16 lassen sich auch Stellfüsse montieren, die bei entsprechender Anpassung auch zum Aufstellen der Arbeitsbühne auf einer Treppe geeignet sind.
Die erfindungsgemässe Arbeitsbühne erfüllt hohe Anforderun¬ gen an die Sicherheit und weist trotz des relativ leichten Aufbaues einen hohen Grad an Stabilität auf. Zudem lässt sie sich mit wenigen Handgriffen zusammenlegen und ist problemlos transportierbar. Sie ist besonders vorteilhaft für Arbeiten in mittelhohen Räumen, wie beispielsweise in Wohn- und Geschäftsräumen einsatzfähig.
Die Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf eine Arbeits- oder Hebebühne mit zwei Säulen 70, 71, welche mittels mindestens einer Verstrebung 72 miteinander verbunden und die Verstre¬ bung 72 mittels mindestens eines Befestigungselementes 73 pro Säulenelement an einer Wand 74 befestigt sind. An den Säulen 70, 71 ist je eine Zahnstange 75 angeordnet, in welche je ein Zahnrad 76 eingreift. Die Anordnung der Antriebselemente entspricht jener, die zu den Figuren 5 und 6 erläutert ist, wobei jedem der Zahnräder 76 ein hier nicht dargestellter Elektroantrieb zugeordnet ist.
Da die Plattform 77 gemäss Fig. 7 nur von den beiden Säulen 70, 71 getragen wird, kann zusätzlich zu den antreibbaren Zahnrädern 76 an jeder Säule je ein mitlaufendes, jedoch nicht dargestelltes Abstütz-Zahnrad an einer nach unten gerichteten, ebenfalls nicht dargestellten Konsole ange¬ ordnet sein, um eine ausreichende Abstützung der Plattform 77 zu gewährleisten.
Die Ausführungsform nach den Figur 7 betrifft eine feste Installationen. Im Gegensatz dazu ist es auch möglich, eine
Ausführung mit zwei Säulen, ähnlich derjenigen nach Fig. 7, jedoch ohne Wand-Befestigungselement 73, mit einem transportablen Unterbau zu kombinieren.
Die Säulen bei allen beschriebenen Ausführungsformen können beispielsweise auch eine andere Querschnittsform als ein Achteck aufweisen. Mit Ausnahme der Zahnstangen kann ihr Querschnitt auch rund sein, wenn die Stützrollen einem solchen Profil angepasst sind.
Die Säulen 11, 12, 13, 14; 70, 71 bestehen vorzugsweise aus einem Aluminium-Profil, in welches die Zahnstangen 20; 75 nach dem Extrudieren (Ziehen bzw. Strangpressen) mechanisch eingearbeitet werden. Anschliessend werden die Zahnstangen an der Oberfläche nachgehärtet. Solche Säulen sind bei ausreichender Festigkeit leicht und eignen sich daher besonders gut für eine transportable Arbeitsbühne.