DE2059718A1

DE2059718A1 - Material handling device with expandable cushions

Info

Publication number: DE2059718A1
Application number: DE19702059718
Authority: DE
Inventors: Williams Elgin Stanley
Original assignee: Clark Equipment Co
Current assignee: Doosan Bobcat North America Inc
Priority date: 1970-01-12
Filing date: 1970-12-04
Publication date: 1972-05-10
Also published as: JPS5118700B1; FR2076038B1; BE761128A; FR2076038A1; GB1286896A; CA918607A; ZA707794B; US3598198A; BR7100053D0

Description

Equipment Company in Buchanan, Michigan (V.St.A.)Equipment Company in Buchanan, Michigan (V.St.A.)

Materialhantierungsvorrichtung mit blähbaren Kissen.Material handling device with inflatable cushions.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Materialhantierungsvorrichtung mit ein fliessfähiges Medium enthaltenden Kissen, insbesondere durch ein fliessfähiges Medium blähbaren Kissen.The invention relates to a material handling device with a flowable medium containing cushion, in particular by a flowable one Medium inflatable pillow.

Materialhantierungsvorrichtungen mit blähbaren Luftkissen erleiden häufig Störungen durch unerwünschte senkrechte Selbstschlingungen, welche in Abhängigkeit der Bodenbedingungen, des Luftstrombetrages und der Belastung schwanken. Sind solche Schwingungen eingeleitet, dann verursacht die Abwärtsbewegung der Vorrichtung eine Vergrösserung der Hemmung des ausströmenden Luftstromes zwischen dem Kissen und dem Boden. Infolgedessen wächst der Luftdruck in dem Kissen. Der wachsende Luftdruck stoppt allmählich ' die Abwärtsbewegung der Vorrichtung und drückt dann die Vorrichtung nach oben. Wenn sich das Kissen nach oben bewegt, verringert sich die Hemmung des zwischen dem Kissen und dem Boden austretenden Luftstromes. Hierdurch fällt der Druck in dem Kissen schnell ab und die Aufwärtsbewegung der Vorrichtung wird gestoppt. Die Vorrichtung beginnt nach unten zu sinken und das Spiel wiederholt sich. Offensichtlich äussern eloh der kombinierte Federungsbetrag der Druckluft Material handling devices with inflatable air cushions often suffer from interference from undesired vertical self-loops, which fluctuate depending on the soil conditions, the amount of air flow and the load. If such vibrations are initiated, then the downward movement of the device causes an increase in the obstruction of the outflowing air flow between the cushion and the floor. As a result, the air pressure in the pillow increases. The increasing air pressure gradually stops the device from moving downwards and then pushes the device upwards. As the pillow moves upwards, the obstruction to the flow of air between the pillow and the floor is reduced. This causes the pressure in the cushion to drop rapidly and the device to stop moving upwards. The device begins to descend and the game repeats itself. Obviously, the combined amount of suspension of the compressed air expresses it

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und die Elastizität des das Kissen bildenden Materials in einer naturbedingten Frequenz (eine regelmässig grosse Weite von Frequenzen) von solch kleiner Periode, dass das Kissen hinreichend Überdruck während des letzten Endes der Abwärtsbewegung erhält, um die Vorrichtung buchstäblich nach oben zu werfen.and the elasticity of the material forming the cushion in a natural frequency (a regular large range of frequencies) of such a small period that the cushion has sufficient overpressure during the Ultimately, the downward movement gets to literally throw the device upward.

Es ist daher ein Hauptziel der Erfindung, die senkrechten Schwingungen bei einer Materialhantierungsvorrichtung mit blähbaren Kissen zu dämpfen.It is therefore a primary object of the invention to reduce the vertical vibrations in a material handling device to steam with inflatable pillows.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung weist ein an der Last anliegendes Glied auf. An den an der Last angreifenden Glied sind zum wenigsten ein blähbares Luftkissen und zum wenigsten eine Luftkammer vorgesehen. Das Luftkissen ist über eine Luftdrossel an eine Luftdruckquelle angeschlossen. Die Luftkammer 1st über eine andere Luftdrossel an den Abzweig von der Luftdrossel zum Kissen angeschlossen.A preferred embodiment of the invention has a member resting against the load. To the at least one inflatable cushion of air and at least one air chamber intended. The air cushion is connected to an air pressure source via an air throttle. the Air chamber is connected via another air throttle to the branch from the air throttle to the cushion.

Vorgenannte und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Fig. 1 ist ein schematischer Teilquerschnitt durch eine nach der Erfindung ausgebildete Palette.The foregoing and other objects, features, and advantages of the invention will appear from the following Description in connection with the drawing. Fig. 1 is a schematic partial cross section by a pallet designed according to the invention.

Fig. 2 gibt schematise)! die Palette nach Fig. von unten gesehen mit weggelassener Bodenplatte 26 wieder.Fig. 2 gives schematise)! the pallet according to Fig. seen from below with the bottom plate 26 omitted.

Fig. J3 zeigt scheraatisah das Kissen 14 im Senkrechtschnitt.Fig. J3 shows scheraatisah the pillow 14 in the Vertical cut.

In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen Io die Materialhantierungsvorrichtung in ihrer Gesamtheit, welche ein Lasttrageglied oder eine Plattform 12 aufweist, an deren Unterseite eine Mehrheit von blähbaren Luftkissen 14,16,18 und 2o angebracht ist.In the drawing, the reference symbol Io denotes the material handling device in its entirety, which has a load bearing member or platform 12 on the underside of which a majority of Inflatable air cushions 14,16,18 and 2o is attached.

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Die Plattform 12 besitzt einen viereckigen hohlen Rahmen 22, an welchem eine Kopfplatte 24 und eine Bodenplatte 26 angebracht sind. Die Luftkissen sind an der Unterseite der Bodenplatte 26 befestigt. Ausserdem ist der Rahmen in eine Mehrheit von Luftkammern oder ein fliessfähiges Mittel aufnehmenden Räumen 28,Jo,32 und 34 aufgeteilt.The platform 12 has a square hollow frame 22 on which a head plate 24 and a bottom plate 26 are attached. The air cushions are attached to the underside of the base plate 26. In addition, the frame is in a majority of air chambers or rooms 28, Jo, 32 and 34 that receive a flowable agent.

Qie Vorrichtung Io weist eine Hauptleitung 36 zum Zuspeisen von Luft mit einem Einlass 38 auf, der an eine Quelle von Druckluft oder eines anderen fliessfähigen Mediums unter Druck mit Hilfe eines biegsamen Schlauches 4o angeschlossen werden kann. Zweigleitungen 42,44,46 und 48 verbinden die Speiseleitung 36 mit den Kissen 14,16,18 und 2o, so dass Druckluft den verschiedenen Kissen von der Leitung 36 zugeführt werden kann.The device Io has a main line 36 for supply of air with an inlet 38 which is connected to a source of compressed air or another Flowable medium can be connected under pressure with the help of a flexible hose 4o. Branch lines 42,44,46 and 48 connect the feed line 36 to the cushions 14,16,18 and 2o, so that Compressed air can be supplied to the various cushions from line 36.

In der Zweigleitung 42 ist eine Luftdrossel 5o angeordnet. In gleicher Weise sind Luftdrosseln 52,54 und 56 in den Zweigleitungen 44,46 und 48 vorgesehen. Mit Luftdrossel ist eine Vorrichtung gemeint, welche den Fluss durch die Leitung so hemmt, dass für die entstehende Druckdifferenz der grösstmögliche Fluss von fliessfähigem Medium durch die Drossel mit Schallgeschwindigkeit strömt. Änderungen bzw. Schwankungen im Druck des von der Luftdrossel abgehenden Stromes haben keinen Einfluss auf den Fluss von fliessfähigem Mittel durch die Drossel solange, als der grösste abgehende Druck geringer als die kritische Differenz zur Aufrechterhaltung des Schallstromes durch die Drossel ist. Der Vorteil hiervon 1st, dass der Druck in den Luftkissen 14,16,18 und 2o in Grenzen schwanken kann und der Druckluftfluss zu Jedem Kissen von der Speiseleitung 36 konstant bleibt. Dies ist von Vorteil, weil im Fall, dass die von der Vorrichtung 12 getragene Last ausserraittig ist, der Luftstrom zu allen KissenAn air throttle 5o is arranged in the branch line 42. Air chokes are in the same way 52, 54 and 56 in the branch lines 44, 46 and 48 are provided. With air throttle a device is meant which inhibits the flow through the pipe in such a way that for the resulting pressure difference the greatest possible flow of flowable medium flows through the throttle at the speed of sound. Changes or fluctuations in the pressure of the outgoing flow from the air throttle have no influence on the flow of fluid Mean through the throttle as long as the greatest outgoing pressure is less than the critical difference to maintain the sound flow through the throttle. The advantage of this is that the pressure in the air cushions 14,16,18 and 2o can fluctuate within limits and the flow of compressed air to each cushion from the Feed line 36 remains constant. This is advantageous because in the event that the device 12 carried Load is out of line, the airflow to all pillows

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konstant bleibt und der Luftdruck in den Kissen, welche einen grösseren Teil der Last tragen, steigt, um das zusätzliche Gewicht auszugleichen, das diese Kissen aufnehmen müssen. Die Folge hiervon ist eine sehr stabile, standfeste Vorrichtung, auch wenn aussermittige Lasten getragen werden.remains constant and the air pressure in the cushions, which carry a greater part of the load, increases, to compensate for the extra weight these pillows have to take up. The consequence of this is one very stable, stable device, even if off-center loads are carried.

Das Kissen 14 steht über eine Leitung 58 mit der Luftkamraer 28 in Verbindung. Die Leitung 58 ist an die Zweigleitung 42 im Abgang von der Luftdrossel angeschlossen. In gleicher Weise sind die Luftkissen 16,18 und 2o mit den Luftkammern Jo,52 und J54 durch Leitungen 60,62 und 64 verbunden. In der Leitung 58 1st eine Luftdrossel 66 angeordnet. Gleiche Luftdrosseln 68,7o und 72 sind in den Leitungen 60,62 und 64 vorgesehen. Die Luftkammern 28,30,32 und j54 dienen zusammen mit den Durchflussdrosseln 66,68,70 und 72 zum Dämpfen der Senkrechtschwingung der Vorrichtung lo, wie es später kurz erläutert werden wird. Es ist lediglich der Anschluss eines einzigen Luftkissens an jeder Luftkammer gezeigt. Unter gewissen Umständen ist es möglich, zwei oder mehr Luftkissen an eine gegebene Luftkammer zum Dämpfen der* Senkrechtschwingung anzuschllessen.The cushion 14 is connected via a line 58 the aerial camera 28 in connection. The line 58 is connected to the branch line 42 in the outlet from the air throttle. The air cushions are in the same way 16,18 and 2o with the air chambers Jo, 52 and J54 Lines 60,62 and 64 connected. An air throttle 66 is arranged in the line 58. Same air chokes 68, 70 and 72 are provided in lines 60, 62 and 64. The air chambers 28,30,32 and j54 are used together with the flow restrictors 66, 68, 70 and 72 for damping the vertical oscillation of the device lo, as will be briefly explained later. It is just the connection of a single air cushion shown on each air can. Under certain circumstances it is possible to attach two or more air cushions to one given air chamber for damping the * vertical oscillation to be connected.

In Verbindung mit Fig. J sind einige Einzelheiten der Luftkissen 14 beschrieben. Es genügt, nur eines der Luftkissen im einzelnen zu beschreiben, weil alle Luftkissen gleich sind. Das Luftkissen 14 weist . eine Rückenplatte 26 auf, an welcher ein flexibles Diaphragma 76 am Umfang und in der Mitte angebracht ist, um eine ringförmige aufblähbare Luftkammer 78 zu bilden. Im Diaphragma 76 ist eine Mehrheit von Öffnungen 80 vorgesehen, welche der Verbindung der Luftkammer mit einem Luftraum aient, der durch das Luftkissen 14 und die Oberfläche 84 gebildet ist, über welcher die Betätigung erfolgt. Kurz die Wirkung bzw* Arbeitsweise des Luftkissens 14 ist der Art, In connection with Fig. J some details of the air cushions 14 are described. It is sufficient to describe only one of the air cushions in detail, because all air cushions are the same. The air cushion 14 has. a back plate 26 to which a flexible diaphragm 76 is attached circumferentially and centrally to form an annular inflatable air chamber 78. A plurality of openings 80 are provided in the diaphragm 76 which serve to communicate the air chamber with an air space defined by the air cushion 14 and the surface 84 over which the actuation takes place. In short, the effect or * mode of operation of the air cushion 14 is of the type

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dass beim Zuspeisen von Druckluft zur Kammer 78 das Luftkissen sich aufbläht und einen Luftraum 82 mit der Oberfläche 84 bildet, über welcher das Kissen bewegt wird. Druckluft tritt aus der Kammer 78 durch Öffnungen 8o in den Luftraum 82 aus. Die Druckluft strömt von dem Luftraum 82 von der Unterseite des Luftkissens aus, wobei sich ein Luftfilm von etwa 0,381 mm Stärke zwischen dem Luftkissen 14 und der tragenden Fläche ergibt, wodurch eine erhebliche Reibungsminderung zwischen dem Kissen und der tragenden Oberfläche erfolgt, so dass das Kissen leicht längs der Oberfläche gleiten kann.that when compressed air is fed to the chamber 78, the air cushion inflates and an air space 82 with it of surface 84 over which the pad is moved. Compressed air exits chamber 78 Openings 8o into the air space 82. The compressed air flows from the air space 82 from the underside of the Air cushion, with an air film of about 0.381 mm thickness between the air cushion 14 and the bearing surface, resulting in a significant reduction in friction between the cushion and the bearing surface so that the pillow can slide easily along the surface.

Beim Kissen 14 wird beispielsweise der Druck in der Kammer 78 durch den Teil der Gesamtlast bestimmt, welchen das Kissen 14 trägt. Die Plattform 12 soll eine zusätzliche, nach unten gerichtete Kraft aufweisen, die bestrebt ist, die Plattform nach unten zu bewegen, so dass die Drosselwirkung auf die unter dem Kissen 14 entweichende Luft vergrössert wird und der Druck in der Kammer 78 steigt. Der wachsende Druck in der Kammer 78 ist, wie es vorgesagt ist, bestrebt, die Abwärtsbewegung des Kissens 14 anzuhalten. Wenn die kombinierte Federweite der Druckluft und die Elastizität des das Diaphragma M In the case of the cushion 14, for example, the pressure in the chamber 78 is determined by that part of the total load which the cushion 14 carries. The platform 12 is intended to have an additional, downwardly directed force which tends to move the platform downward so that the throttling effect on the air escaping under the cushion 14 is increased and the pressure in the chamber 78 increases. The increasing pressure in the chamber 78, as stated, tends to stop the downward movement of the cushion 14. If the combined spring width of the compressed air and the elasticity of the diaphragm M

bildenden Materials eine naturbedingte Frequenz von solch geringer Periode ergibt, dass das Diaphragma Überdruck erhält, dann wird der Teil der Plattform '12, welcher das Luftkissen 14 überdeckt, eigentlich nach oben geworfen. Da die Vorrichtung sich nach oben bewegt, wird der Drosseleffekt zwischen dem Kissen und der tragenden Oberfläche gering. Dies ermöglicht es der Luft, unter dem Kissen 14 schneller zu entweichen mit der Folge, dass ein schneller Druckabfall in der Kammer 78 erfolgt. Folglich ist eine senkrechte Eigenschwingung eich aufzubauen bestrebt, jedoch anforming material results in a natural frequency of such a small period that the diaphragm receives overpressure, then the part of the platform '12 which covers the air cushion 14 is actually thrown upwards. As the device moves upwards, the choke effect between the cushion and the supporting surface becomes small. This allows the air to escape under the cushion 14 more quickly, with the result that there is a rapid pressure drop in the chamber 78. Consequently, a vertical natural oscillation is striving to build up, but at

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dem Aufbau durch die Luftkamraer 28 und die Strömdrossel 26 gehindert, welche zum Dämpfen jeder verti kaien Schwingbewegung dient, die von dem Luftkissen ausgeht.the structure by the air cam 28 and the flow throttle 26 hindered, which everyone verti kaien to dampen Oscillating movement is used, which emanates from the air cushion.

Es ist zwar der konstruktive Aufbau und die Wirkungsweise des Luftkissens H erläutert. Die anderen Luftkissen sind gleicher Konstruktion und Wirkung, so dass die Erläuterung in gleicher Welse für die 'anderen Kissen gilt.It is true that the structural design and the mode of operation of the air cushion H are explained. the other air cushions are of the same design and effect, so the explanation is in the same way applies to the 'other pillows.

Aus Vorstehendem ergibt sich, dass die Erfindung eine Vorrichtung mit blähbaren Luftkissen schafft, welche stabil untier aussermittiger Belastung ist und bei welcher vertikale Schwingungen gedämpft sind.From the above it follows that the invention creates a device with inflatable air cushions, which is stable under eccentric loading and at which vertical vibrations are dampened.

Es ist im einzelnen nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Beschreibung ist jedoch nur zur Erläuterung gegeben, so dass die Erfindung verschiedene Änderungen und Abwandlungen erfahren kann, ohne von ihren Gedanken abzuweichen. So können beispielsweise an der Materialhantierungsvorrichtung #*d*«Z«l»i Luftkissen in jeder Zahl vorgesehen sein· Only one preferred exemplary embodiment of the invention is described in detail. However, the description is given for illustration purposes only, so that the invention can undergo various changes and modifications without departing from the spirit thereof. For example, any number of air cushions can be provided on the material handling device # * d * «Z« l »i ·

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Claims

Claims.

1.) Vorrichtung zum Hantleren von Materialien bzw. Lasten« gekennzeichnet durch einen Lastträger, ein blähbares Kissen für ein fliessfähiges Medium, einen ein solches Medium aufnehmenden Raum an dem Träger, an das Kissen angeschlossene, mit einer Quelle von unter Druck stehendem, fliessfählgem Medium anschliessbare Leitung, welche Durchflussdrosseln und zweite Durchflussdrosseln enthalten, welche den das fliessfähige Medium enthaltenden Raum mit der Ableitung von den erstgenannten Durchflussdrosseln zum Kissen verbinden.1.) Device for handling materials or loads «characterized by a load carrier, an inflatable cushion for a flowable medium, a space on which such a medium can be accommodated Carrier attached to the pillow with a source line that can be connected to pressurized, flowing medium, which flow throttles and contain second flow restrictors, which contain the space containing the flowable medium with the derivation from the first-mentioned flow restrictors to the Connect pillows.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Verwendung nit einer Quelle von unter Druck stehendem, fliessfähigem Medium oder einer Druckluftquelle, gekenn- - zeichnet durch eine Materlalhantlerungsvorrichtung mit einem in eine Mehrheit von Kammern für das Medium unterteilten Rahmen sowie einer Mehrheit durch das Medium blähbarer Kissen an diesem, an Jedes Kissen angeschlossene Leitungen mit einem an die Mediumsquelle anschliessbaren Einlass und einer Mehrheit von Durchflussdrosseln bzw. Luftdrosseln, von denen die eine zwischen einem der Kissen und dem Einlass angeordnet 1st sowie einer Mehrheit von zweiten Luftdrosseln, von denen Je eine zwischen einer Kammer und einer der von den anderen Drosseln zu den Kissen füh-■renden Ableitungen angeschlossen ist.2. Device according to claim 1 for use with a source of pressurized, flowable medium or a compressed air source, marked - draws through a material handling device with a framework divided into a majority of chambers for the medium and a majority by the Medium inflatable cushion on this, lines connected to each cushion with an inlet that can be connected to the medium source and a majority of flow restrictors or air restrictors, one of which is between one of the cushions and the inlet arranged 1st as well as a majority of second air throttles, one of which each between a chamber and one of the discharge lines leading from the other chokes to the ■ cushion is connected.

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