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Hebebühne für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft hydropneumatische
Hebebühnen. Sie geht dabei aus von einer bekannten Hebebühne (USA.-Patentschrift
1915 024) mit einem in einem stationären Zylinder geführten heb- und senkbaren
Führungszylinder, mit dem über eine die Tragarme aufnehmende Traverse ein Hochdruckzylinder
wesentlich geringeren Durchmessers verbunden ist, in dem ein mit dem stationären
Zylinder verbundener Kolben gleitet, dessen Kolbenstange hohl ist und der mit Durchtrittsöffnungen
für ein hydraulisches Hochdruckmedium versehen ist. Genaugenommen geht die Erfindung
von einer in die Praxis eingeführten Variante der vorbeschriebenen Hebebühne aus,
bei welcher der Hochdruckzylinder mit dem stationären Zylinder und der Hubkolben
mit der Traverse verbunden sind. Diese letztere Ausführung hat gegenüber der erstgenannten
den Vorteil, daß die hohle Kolbenstange und die zum Verstopfen neigenden Bohrungen
im Hochdruckkolben vermieden werden, die Anlage daher einfacher und weniger störanfällig
ist. Derartige als Hochdruckhebebühnen bekannte Vorrichtungen haben den großen Nachteil,
daß beim plötzlichen Versagen des Hochdrucksystems, also beispielsweise bei einem
Bruch der Öl-
leitung, sich die angehobene Bühne sehr schnell absenken und
den darunter befindlichen Arbeiter zerquetschen kann. Außerdem sind diese Hebebühnen
direkt abhängig von einem elektrisch gespeisten Hochdruckpumpenaggregat, also bei
jedem Stromausfall nicht betriebsbereit.
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Anders ist dies bei Hebebühnen, bei welchen zum Anheben ein pneumatisches
Medium, also beispielsweise Preßluft, dient, da dieses unter Druck stehenden Behältern
entnommen wird, die nur in gewissen Zeitabständen erneut unter Druck gesetzt werden
müssen, so daß auch bei Stromausfall die Hebebühne noch eine gewisse Zeit funktionsfähig
bleibt. Derartige mit Preßluft betriebene Systeme weisen meist ein hydraulisches
Verdrängungssystem auf, bei dem zum Heben und Senken des Hubstempels durch
' die Preßluft ein hydraulisches Medium, meist Öl, aus einem Raum
verdrängt wird, auf die Unterseite des Hubkolbens einwirkt und diesen anhebt.
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So ist z. B. ein hydropneumatischer Wagenheber bekanntgeworden (USA.-Patentschrift
2 165 095), bei welcher der Hubkolben, der an seiner Kolbenstange die Hebeplatte
trägt, in einem doppelwandigen Zylinder gleitet. In den durch die Doppelwandigkeit
entstehenden mit Öl gefüllten Ringraum wird Preßluft eingelassen, die das
Öl verdrängt, das durch eine Verbindungsleitung im Boden in den mittleren
Zylinder unterhalb des Hubkolbens übertritt. Eine von Hand betätigte Hilfspumpe
ist vorgesehen, um den öldruck unterhalb des Hubkolbens über den vom Luftdruck abhängigen
Wert bei großen Lasten erhöhen zu können, oder um bei Fehlen eines Druckluftanschlusses
ein Anheben zu ermöglichen, wobei die direkte übertrittsöffnung zwischen Ringraum
und Hubzylinder durch ein Nadelventil verschlossen werden muß, um einen Kurzschluß
der Pumpe zu vermeiden.
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Diese Einrichtung ist im Aufbau äußerst kompliziert und bedarf zu
ihrer Steuerung die Handhabung von vier voneinander unabhängigen Ventilen, wobei
die Fehleinstellung eines der Ventile oder der Bruch der ölleitung zwischen Handpumpe
und Druckzylinder zu einem ungewollten Absenken der Last und damit zu einer Gefährdung
der unter der Last befindlichen Person führt.
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Diese Nachteile mögen zwar im Fall eines kleinen beweglichen Wagenhebers
oder Hebebockes, also in Fällen, in welchen nur ein Teil der Last des anzuhebenden
Fahrzeuges auf einem einzelnen Hebebock ruht, tragbar sein, sie verhindern aber
eine übertragung dieses Prinzips auf Hebebühnen, da hier die Gefährdung des Bedienungspersonals
weitaus größer ist. Bei Hebebühnen hat man daher bei Anwendung des hier geschilderten
Grundprinzips auf die Hilfspumpe verzichtet, um so zu einer einfacheren und unkomplizierteren
Steuerung mit nur einem die Druckluftzu- und -abfuhr regelnden Ventil zu kommen.
Dabei ergibt sich aber ein Nachteil, der auch dem zitierten Hebebock bei normaler
Benutzung, d. h. beim Anheben der Last mit Druckluft ohne Zuhilfenahme der
Pumpe zu eigen ist, daß nämlich die Last nicht starr, sondern wegen der die ölförderung
bewirkenden komprimierbaren Luft elastisch federnd abgestützt ist.
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Dieser Umstand, der bei Änderung der Last, z. B. beim Herausheben
des Motors aus einem Fahrzeug,
zu einer Änderung der Hubhöhe führt,
ist aber bei Hebebühnen äußerst störend und unerwünscht. Es
wurde deshalb
eine Verbesserung dieses Prinzips bekannt (USA.-Patentschrift 1815 907) bei
der das Hydrauliköl nicht wie üblich, durch querschnittsvermindernde öffnungen im
Boden des Hubstempels in den Ringraum zwischen Außenwand des Hubstempels und Innenwand
des in den Boden eingelassenen Führungszylinders übertreten kann, sondern über ein
die hier zentral den Hubzylinder durchsetzende Luftleitung umgebendes Rohr, auf
dem der Boden des Hubstempels gleitet, und eine absperrbare Leitung dem oberen Teil
dieses Ringraumes zugeführt wird. Durch Absperrung dieser ölleitung kann der übertritt
des öls verhindert werden und somit eine Bewegung des Hubstempels nach oben oder
unten, ganz gleich wie groß (in gewissen von den vorgesehenen Dichtungen abhängigen
Grenzen) der Luftdruck oberhalb des ölspiegels im Hubstempel ist. Das Anheben der
Last geschieht in diesem Fall nicht durch von der Preßluft verdrängtes
öl, sondern durch die direkte Einwirkung der Preßluft auf die innere Oberfläche
des Hubstempels. Allerdings ist zu bezweifeln, daß die bekannte Einrichtung befriedigend
funktioniert, weil die für das Anheben wirksame Differenzfläche zwischen Decke und
Boden des hohlen Hubstempels nur aus dem Querschnitt des die zentrale Preßluftleitung
umgebenden Rohres besteht. Außerdem ist auch bei dieser Vorrichtung die Bedienung
umständlich, weil zwei Ventile unabhängig voneinander betätigt werden müssen, was
in der Praxis dazu führen dürfte, daß das Ventil der ölleitung aus Bequemlichkeit
dauernd geöffnet bleibt, so daß bei Ausfall der Druckluft, auf der dann die Last
allein ruht, der unter der Hebebühne Arbeitende gefährdet ist. Eine derartige Gefährdung
tritt bei dieser Vorrichtun- auch unvermeidlich dann ein, wenn die vom Inneren des
Hubstempels zum Ventil führende ölleitung bricht, weil dann zunächst das
öl und danach die den Hubstempel tragende Luft durch diese gebrochene Leitung
entweichen kann.
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Die vorbeschriebenen Vorrichtungen haben sich daher außer der eingangs
erwähnten sogenannten Hochdruckbühne nicht in der Praxis durchgesetzt, doch ist
hier ein anderes hydropneumatisches Sy-
stem bekannt, bei welchem die Preßluft
in einem großvoluinigen. öltank auf die Oberfläche des öls einwirkt und dieses durch
eine ölleitung in einen öldruckzylinder verdrängt, dessen Kolben den Hubstempel
der Hebebühne bildet. Auch in diesen Fällen ist es möglich, in die ölleitung ein
Absperrventil einzubauen und damit die Last starr zu arretieren, doch führt auch
hier der Bruch der ölleitung zwischen Ab-
sperrventil und Hubzylinder zu einem
unvermeidlichen schnellen Absinken der Last, und außerdem sind derartige Vorrichtungen
mit dem Nachteil behaftet, daß der ölkessel mit 110 bis 200 1 Inhalt
viel Platz benötigt, der besonders an Tankstellen und in Werkstätten nicht in ausreichendem
Maße vorhanden ist, wobei derartige Kessel außerdem abnahme- und überwachungspflichtig
sind.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die vielfältigen, den
vorbeschriebenen Systemen zum Anheben des Hubstempels von Hebebühnen anhaftenden
Nachteile zu vermeiden und ein auf diesem Gebiet neuartiges System zu schaffen,
das konstruktiv äußerst einfach ist, auf aufwendige und abnahme-und Überwachungspflichtige
Elemente verzichtet, dabei jedoch in der Bedienung narrensicher und nach menschlichem
Ermessen absolut unfallsicher ist.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung grundsätzlich durch eine Kombination
eines öldrucksystems mit einem System der direkten Beaufschlagung des Hubstempels
mit Preßluft gelöst, wobei allerdings das durch die den Hubstempel anhebende Preßluft
verdrängte öl im Ringraum zwischen einem in den Boden eingelassenen stationären
und einem Führungszylinder nicht zum Anheben der Hebebühne, sondern nur zur Abdichtung
des Systems, um ein Entweichen der Preßluft zu verhindern, und als zusätzliche letzte
Sicherung dient, indem es, infolge der üblicherweise eine Verengung darstellenden
Durchtrittsquerschnitte, einAbsinken der Hebebühne beim Versagen beider Hubsysteme
verlangsamt und somit sogar in diesem Extremfall noch eine Möglichkeit schafft,
daß der Arbeiter den gefährdeten Bereich unterhalb der angehobenen Last verlassen
kann.
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Zwar wird beim Anheben der Last nur ein Sy-
stem, und zwar vorzugsweise
das direkt auf dem hy-
dropneumatischen Hubzylinder einwirkende Preßluftsystem
verwendet, doch sind nach Beendigung des Anhebens, also zur Stützung der Last immer
beide Systeme wirksam, so daß der Bruch irgendeiner Leitung, sei es im Preßluft-
oder öldrucksystem in keinem Fall zu einem ungewollten Absinken der Last führen
kann.
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Die Erfindung besteht demnach in einer Hebebühne für Kraftfahrzeuge
mit einem in einem stationären Zylinder geführten heb- und senkbaren Führungszylinder,
mit dem über eine die Tragarme aufnehmende Traverse ein Hubkolben wesentlich geringeren
Durchmessers verbunden ist, der in einem innerhalb des Führungszylinders befindlichen
und mit dem stationären Zylinder verbundenen Hochdruckzylinder gleitet, wobei erfindungsgemäß
der den Hochdruckzylinder umgebende Führungszylinder als an sich bekannter hydropneumatischer
Hubzylinder mit in der Nähe der durch die Traverse gebildeten Decke mündender Druckluftleitung
ausgebildet und über eine durch ein Ventil gesteuerte Leitung an einer Druckluftquelle
angeschlossen ist, während der Hochdruckzylinder über eine durch ein Ventil gesteuerte
Leitung mit einem das hydraulische Medium aufnehmenden Zwischenbehälter in Verbindung
steht, dessen über dem Flüssigkeitsspiegel befindlicher Raum in von Kippvorrichtungen
her bekannter Weise über einen zwischen dem Luftventil und dem Hubzylinder mündenden
Abzweig ebenfalls an die Druckluftquelle angeschlossen ist.
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Es ist zwar, wie eben bemerkt, schon eine Kippvorrichtung für den
Wagenkasten von Fahrzeugen bekanntgeworden (deutsche Patentschrift 935 294),
bei welcher ein öldruckzylinder innerhalb eines rein pneumatischen Hubzylinders
angeordnet ist, doch läßt sich dieser Vorveröffentlichung, abgesehen von der Tatsache,
daß sich die Merkmale von Kippvorrichtungen nicht ohne weiteres auf Hebebühnen übertragen
lassen, nicht mehr entnehmen, als der bereits diskutierten, einen Wagenheber oder
Hebebock betreffenden Veröffentlichung, denn auch hier dient der öldruckzylinder
in Verbindung mit einer Handpumpe dazu, bei übergroßer Belastung oder bei unzureichendem
und fehlendem Luftdruck im Preßluftsystem, z. B. nach mehrmaligem Kippen ohne Nachfüllen
des Preßlufttanks, die Wirksamkeit des Preßluftsystems zu erhöhen oder zu ersetzen.
Gewisse
konstruktive übereinstimmungen, die sich erst nach Kenntnis
der erfindungsgemäßen Lehre ergeben, konnten dem Fachmann vorher keinen Hinweis
auf die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe vermitteln.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 eine Hebebühne im Vertikalschnitt mit ihrem Leitungssehema
und F i g. 2 das ölsteuerventil in größerem Maßstab im Schnitt.
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Gemäß F i g. 1 weist die Hebebühne einen in den Boden eingelassenen
stationären Zylinder 1 auf, der einen in Führungen 2, 2' geführten heb- und
senkbaren Führungszylinder 3 aufnimmt, der oben durch eine Traverse 4 geschlossen
ist, in der gelenkig angeordnete Tragarme 5 gelagert sind. Mit dem stationären
Zylinder 1 ist ein Hochdruckzylinder 6 und mit dem Führungszylinder
3 über die Traverse 4 ein Hubkolben 7 verbunden.
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Mit 8 ist eine an einer nicht dargestellte Druckluftquelle
angeschlossene, in ein Ventil 9 mündende Leitung bezeichnet, die sich in
eine Luftzuführungsleitung 10 fortsetzt, die in einem Steigrohr
11 im Hubzylinder 3 endet. Dieses Steigrohr mündet in dem Raum 12
oberhalb des ölspiegels 13 im Hubzylinder. Der Raum 14 im Hochdruckzylinder
6 unterhalb des Hubkolbens 7 ist über Leitungen 15, 16 und
ein Ventil 17 an einen Ölzwischenbehälter 18 mit einem geringen Inhalt
von beispielsweise vier Liter angeschlossen. Der Raum 1.9 des Behälters
18 oberhalb des ölspiegels 20 steht über eine Abzweigung 21 mit der Druckluftleitung
10 in Verbindung, wobei diese Abzweigung in die Luftleitung 10 zwischen
dem Ventil 9 und dem Steigrohr 11 im Hubzylinder 3
mündet.
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Das Luftventil 9 und das ölventil 17 können beispielsweise
von Hand durch einen gemeinsamen Hebel 22 betätigt werden, der um ein Gelenk
23 kippbar an den nach außen tretenden Ventilstößeln 24 und 25 angreift.
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Wenn im Betrieb beispielsweise die Handhabe 26
des Hebels 22
in die durch den Pfeil H versinnbildlichte Stellung »Heben« gebracht wird, so wird
das Luftventil 9 geöffnet und die von einer nicht dargestellten durch den
Pfeil L versinnbildlichten Quelle stammende Druckluft über die Leitungen
8, 10 und das Steigrohr 11 in den Raum 12 des Hubzylinders
3
geleitet. Dieser Vorgang ist durch die Pfeile A versinnbildlicht.
Das im Hubzylinder 3 befindliche Öl
wird dadurch längs der Pfeile B
in den Raum 27 gedrückt, was eine Hebebewegung des Hubzylinders
3
in Pfeilrichtung C zur Folge hat.
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Gleichzeitig wird über die Abzweigung 21 Druckluft in den Luftraum
19 des ölzwischenbehälters 18
gebracht und dadurch ein durch den Pfeil
0 dargestellter Ölfluß über die Leitungen 16, 15 und das Ölventil
17 in den Raum 14 im Hochdruckzylinder 6
unterhalb des Kolbens
7 gedrückt. Demnach wird also das Anheben der Arbeitsbühne mit den Tragarmen
5 gleichzeitig auf pneumatisch-hydraulische und hydraulische Weise besorgt,
indem das Öl im Hubzylinder3 pneumatisch verdrängt und die Druckluft unter
die Stirnfläche desselben gebracht wird und hydraulisch der Hubkolben
7 angehoben wird. Das Anheben geht so lange vor sich, wie der Hebel 22 in
der Stellung »H« verbleibt, also der Weg von der Druckluftquelle »L« offensteht.
Wenn die Bedienungsperson den Hebel in die - gezeichnete - »Stop-Stellung«
zurückschwenken läßt, wird das Luftventil 9 und gleichzeitig das als Rückschlagventil
ausgebildete ölventil 17 geschlossen, und die Hebebühne steht auf der ölsäule
in dem Raum 14 und zugleich auf der Luftsäule im Raum 12.
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Bei einer zweckmäßigen Variante der Erfindung ist der pneumatisch-hydraulische
Kreislauf derart ausgebildet, daß nach dem Schließen des Luftventils in der »Stop-Stellung«
die Luft aus dem Raum 12 entweichen kann, beispielsweise über die Steigleitung
11 und die Leitung 10 über das Ventil 9, welches gleichzeitig
einen Luftablaß 28 aufweist. Dann steht die Hebebühne, was zu deren Arretierung
in der je-
weils gewünschten Hubstellung völlig ausreichend ist, nur noch
auf der ölsäule im Raum 14, aber dafür ist die Gefahr des »Nachlaufens« ausgeschaltet.
Die Steuerung könnte natürlich auch so ausgelegt sein, daß in der »Stop-Stellung«
das Luftablaßventil noch geschlossen ist, jedoch hätte dies den Nachteil, daß bei
eventuell nicht ganz dichtem Lufteingangsventil 9
die Hebebühne unkontrolliert
weiter angehoben wird.
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Wird die Handhabe 26 des Hebels 22 in die durch den Pfeil
S dargestellte Stellung »Senken« gebracht, so wird das Ölventil
17 geöffnet, und das Öl kann aus dem Raum 14 in den ölzwischenbehälter
18 zurückfließen; gleichzeitig entweicht, falls dies nicht bereits geschehen
ist, die Druckluft aus dem Raum 12.
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Das als Rückschlagventil ausgebildete Ventil 17
nach F i
g. 1 ist in F i g. 2 im Vertikalschnitt und in einem gegenüber F i
g. 1 größeren Maßstab im einzelnen dargestellt. Es besteht aus dem Gehäuse
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und dem Ventil 30 mit Ventilschaft 31.
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Das Ventil wird durch eine Feder 32 auf seinem Sitz
33 gehalten. Die Federkraft ist durch eine Schraube 34 einstellbar. Wird
die Handhabe des Bedienungshebels 22 in die Stellung »Heben« geschwenkt (strichpunktierte
Lage), so wird das durch die Druckluft aus dem ölzwischenbehälter 18 verdrängte
Öl über die Leitung 16 (ausgezogener Pfeil) das Ventil 30 gegen
den Druck der entsprechend ausgelegten Feder 32 von seinem Sitz anheben,
damit es über die Leitung 15 in den Hochdruckraum 14 fließen kann. In der
»Stop-Stellung« der Hebebühne schließt sich das Ventil automatisch, indem der
Öl-
druck in der Leitung 15 (strichpunktierter Pfeil) das Ventil
30 auf seinen Sitz 33 drückt. Wenn dagegen die Hebebühne abgesenkt
werden soll und hierzu der Bedienungshebel in die Stellung »Senken« (gestrichelte
Stellung) gebracht wird, so wird der Schaft 31
des Ventils und damit der Ventilteller
von seinem Sitz abgehoben, und das Öl kann längs der strichpunktierten Pfeile,
die Leitungen 15, 16 veranschaulichend, in den ölzwischenbehälter
18 zurückfließen.
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Wer die Hebebühne nach der Erfindung installiert, kann diese wahlweise
als Hochdruckbühne mit Zahnradpumpe und Notluftbetätigung durch die Belüftungsleitung
oder als normale preßluftbetätigte hy-
dropneumatische Bühne gemäß F i
g. 1 mit den vorstehend beschriebenen Vorteilen verwenden. Wenn beispielsweise
die Bühne nur mit dem Hochdrucksystem arbeitet, so dient das nicht an einer Leitung
angeschlossene Steigrohr 11 nur zum Ansaugen der atmosphärischen Luft zwecks
Druckausgleich. Sollte aus irgendeinem Grund die Hochdruckhydraulik versagen, z.
B. durch Bruch der Zahnradpumpe, so braucht die Bühne deshalb nicht ungenutzt stillzustehen,
weil
man sie dann an die in jeder Werkstatt vorhandene Preßluftleitung anschließen und
mit ihr arbeiten kann.