-
Die
Erfindung betrifft eine Bewegungsvorrichtung zur Bewegung eines
Gegenstandes, insbesondere der Ausleger eines Teleskopierauslegers
für einen
Kran, gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
-
Eine
Bewegungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 ist aus der
DE 27 54 969 A1 bekannt.
-
Zur
Bewegung von Gegenständen
sind eine Vielzahl von Vorrichtungen und Verfahren bekannt. Hierzu
gehören
Bewegungsvorrichtungen, die insbesondere bei Gegenständen mit
hohem Gewicht verwendet werden, bei denen die durchzuführende Bewegung
in kleinen Teilschritten vorgenommen wird, zwischen denen der zu
bewegende Gegenstand jeweils von einer Transporteinheit der Bewegungsvorrichtung
auf einer Unterlage abgelegt oder von einer Transporteinheit zu
einer anderen Transporteinheit der Bewegungsvorrichtung übergeben
werden kann, wobei die Transporteinheiten jeweils revolvierende Bewegungen
ausführen
und nach Ablage oder Übergabe
des jeweiligen Gegenstands wieder in ihre Ausgangsposition zurückkehren
und den Gegenstand für den
nächsten
Teilschritt wieder übernehmen.
Im Falle der Übergabe
des zu bewegenden Gegenstands von einer Transporteinheit zu einer
anderen sind diese Transporteinheiten in ihren Bewegungen zeitlich versetzt
zu einander getaktet. Dieses Prinzip zur Bewegung eines Gegenstandes
findet z.B. in sogenannten Hubbalkenöfen zur thermischen Behandlung
etwa von Stahlpulver (z.B
DE
37 44 271 A1 ) Verwendung. Die als Hubbalken ausgebildeten
Transporteinheiten werden durch Exzenterantriebe auf kreisförmigen,
in einer vertikalen Ebene liegenden Bahnen bewegt. Bei der Aufwärtsbewegung
des Hubbalkens drückt
dieser von unten gegen den zu bewegenden Gegenstand, hebt diesen
an, so dass eine Ankopplung an den Gegenstand gegeben ist, befördert ihn über eine
kurze Strecke, die einem Stück
der Kreisbewegung vor und hinter dem oberen Scheitelpunkt entspricht
und setzt ihn danach auf einer feststehenden Unterlage ab oder übergibt
ihn an entsprechend zeitlich versetzt getaktete weitere Hubbalken.
-
Aus
der
DE 37 34 777 C1 ist
ebenfalls ein Hubbalkenförderer
bekannt, wobei unter dem Hubbalken oder der Hubschiene ein aufpumpbarer Schlauch
vorgesehen ist.
-
Aus
der
DE 26 56 186 A1 ist
eine Vorrichtung zum Ausstrecken und Einziehen einer Auslegervorrichtung
eines Kranes bekannt, wobei die Auslegerkästen zueinander arretierbar sind.
-
Schließlich ist
aus der
DE 38 09 298
A1 eine Vorrichtung zum Erzeugen einer zeitweiligen Verbindung
zwischen einem Spreizkörper
und einer Werkstoffbahn bekannt, wobei der Spreizkörper als
Druckmittelkissen ausgebildet ist.
-
Bei
einem Kran mit Teleskopausleger, der einen Grundkasten besitzt,
in dem in der Regel eine Vielzahl von ineinander geführten Innenkästen angeordnet
sind, müssen
zum Erreichen der Arbeitsstellung ein oder mehrere der Innenkästen ausgefahren werden.
Auch hierbei handelt es sich wieder darum, dass einzelne Gegenstände, nämlich die
Innenkästen,
bewegt werden müssen.
Hierzu sind zahlreiche Lösungen
unter der Verwendung von Seilzügen
bekannt. Bei Teleskopauslegern insbesondere für große Hublasten haben sich hydraulische
Lösungen
für die
Teleskopiereinrichtungen, die die Ein- und Ausfahrbewegungen der
Innenkästen
bewirken, durchgesetzt. Bei den sogenannten vollhydraulischen Teleskopauslegern
ist im Inneren des Teleskopauslegers ein entsprechend der Anzahl
der ineinander geführten
Innenkästen
ein vielstufiges Kolben-/Zylinder-System angeordnet. Wegen des außerordentlich hohen
Gewichts eines solchen Zylinder-/Kolben-Systems werden bevorzugt
Teleskopiersysteme eingesetzt, die eine wesentlich kürzere maximale
Ausfahrlänge
aufweisen und daher entsprechend leichter sind. Diese Zylinder-/Kolben-Systeme koppeln sich, wie
es beispielsweise aus der
DE
100 04 838 A1 bekannt ist, über eine spezielle Vorrichtung
(Sicherungs- und Verriegelungseinheit) jeweils an einen Innenkasten
an, fahren diesen in die gewünschte
Ausfahrstellung und verriegeln ihn mechanisch gegenüber dem
nächstgrößeren Innenkasten.
Danach koppelt das Zylinder-/Kolben-System
von diesem Innenkasten ab, fährt
in die Ausgangsstellung zurück
und greift den nächstgrößeren Innenkasten,
um ihn in die gewünschte
Ausfahrstellung zu bringen. Dieses Verfahren wird in entsprechender
Weise solange fortgesetzt, bis der Ausleger seine gewünschte Arbeitslänge erreicht
hat.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bewegungsvorrichtung gemäß dem Gattungsbegriff
des Patentanspruchs 1 dahingehend weiterzubilden, dass sie zur Bewegung
von Gegenständen mit
großem
Gewicht ohne Leckage des Druckmittels bei einfachem Aufbau geeignet
ist.
-
Gelöst wird
diese Aufgabe durch die im Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.
Durch die Merkmale der Unteransprüche 2 bis 11 ist diese Bewegungsvorrichtung
weiter ausgestaltet.
-
Die
lösungsgemäße Bewegungsvorrichtung zur
Bewegung eines Gegenstands in einer vorgegebenen Bewegungsrichtung
relativ zu einer den Gegenstand zumindest auf einer Seite stützenden
Auflage ist mit mindestens einer ersten revolvierend wirksamen Transporteinheit
versehen, die über
mindestens ein Koppelelement und mindestens ein Vorschubelement
verfügt.
Das Koppelelement weist eine Andrückeinheit auf, welche bei Betätigung eine
antriebstechnische Verbindung entweder zwischen der ersten Transporteinheit
und dem Gegenstand oder, wenn die Transporteinheit mit dem zu bewegenden Gegenstand
mitgeführt
wird, zwischen der ersten Transporteinheit und der Auflage herstellt
(Ankopplung), wobei über
das mindestens eine Vorschubelement entweder der Gegenstand zusammen
mit der angekoppelten mindestens einen ersten Transporteinheit oder
der Gegenstand relativ zu der an die Auflage gekoppelten mindestens
einen ersten Transporteinheit verschiebbar ist. Weiterhin verfügt die Bewegungsvorrichtung über mindestens
eine Halteeinheit, mittels derer der Gegenstand bei nicht betätigtem Koppelelement
gegen eine Bewegung entgegen der vorgegebenen Bewegungsrichtung
sicherbar ist. Die Andrückeinheit
des Koppelements der ersten Transporteinheit ist aus einem in einer
formveränderlichen,
formverschlossenen Hülle
eingeschlossenen Druckpolster gebildet, wobei durch das Druckpolster der
Andrückeinheit
eine rollenartige Lagerung des Gegenstands auf der Auflage oder
auf der ersten Transporteinheit erzeugbar ist.
-
Vorzugsweise
weist auch das Vorschubelement der ersten Transporteinheit ein in
einer Hülle eingeschlossenes
Druckpolster auf. Dabei kann die Hülle grundsätzlich beliebig ausgeführt sein,
beispielsweise als Ringzylinder oder in Form einer Vielzahl von
parallel geschalteten Einzelzylindern. Das Vorschubelement braucht
nämlich
nicht wie die Andrückeinheit
eine rollenartige Lagerung zu bewirken. Daher können auch völlig andere Antriebsprinzipien angewendet
werden, z.B. ein elektromotorischer Antrieb in Verbindung mit einem
mechanischen Spindeltrieb oder ein elektromagnetischer Linearantrieb
oder ähnliches.
-
Das
Druckpolster der Andrückeinheit
und gegebenenfalls des Vorschubelements der ersten Transporteinheit
kann im Grundsatz durch ein beliebiges, in eine Hülle einschließbares Fluid
gebildet werden, also beispielsweise ein pneumatisches Druckpolster
sein. Eindeutig bevorzugt sind jedoch wegen der größeren übertragbaren
Kräfte
hydraulische Druckpolster.
-
Die
Hülle wird
zweckmäßig aus
einem flexiblen, d.h. leicht biegbaren, gummi- oder kunststoffartigen
Material hergestellt. Dabei werden wegen der höheren Tragfähigkeit Verbundwerkstoffe bevorzugt. Es
empfiehlt sich daher, die Hülle
aus einem Matrixwerkstoff mit eingebettetem Verstärkungsmaterial, insbesondere
mit eingebettetem Fasermaterial herzustellen. Hinsichtlich der Form
dieser Hülle
hat sich eine schlauchförmige,
d.h. lang gestreckte, Ausbildung als besonders vorteilhaft erwiesen.
Die Querschnittsform eines solchen Schlauchs kann sich von einer
flachen, zusammengedrückten
Form unter Einwirkung des Innendrucks des jeweiligen Druckmittels in
Richtung einer Kreisform verändern,
so dass die Höhe
des Druckpolsters sich von einem relativ kleinen Wert bis auf einen
Höchstwert
verändern
kann.
-
Durch
das Druckpolster der Andrückeinheit wird
der zu bewegende Gegenstand relativ zur Auflage angehoben, wobei
durch das in der formveränderlichen,
formverschlossenen Hülle
eingeschlossene Druckpolster gleichsam eine rollenähnliche
Lagerung erzeugt wird. Der Gegenstand kann daher bei seiner Bewegung
je nach Ausführungsform
entweder direkt oder indirekt über
die an ihn angepreßte
Transporteinheit auf dem Druckpolster abrollen. Die Hülle des
Druckpolsters wird dabei entsprechend gewalkt. Die Größe der Walkarbeit
beträgt
aber nur einen kleinen Bruchteil der Reibarbeit, die zu leisten
wäre, wenn
eine Gleitreibung bei der Bewegung des Gegenstands zu leisten wäre. Daher
kann bei der Lösung
die von dem Vorschubelement zu leistende Kraft, mit der die Bewegung
durchgeführt
wird, vergleichsweise gering gehalten werden.
-
Ein
Merkmal der lösungsgemäßen Bewegungsvorrichtung
liegt darin, dass die von ihr auszuführende Gesamtbewegung in eine
Vielzahl von kleineren Teilschritten unterteilt wird. Die Transporteinheit
führt den
Teilschritt jeweils in angekoppeltem Zustand aus, koppelt ab und
bewegt sich dann jeweils wieder in die für den nächsten Teilschritt erforderliche Ausgangslage
relativ zur Auflage oder zum zu bewegenden Gegenstand zurück. Damit
der Gegenstand, wenn er beispielsweise auf einer Schräge bewegt wird,
nicht entgegen der vorgesehenen Bewegungsrichtung zurückrutschen
kann, ist eine Halteeinheit vorgesehen, die im einfachsten Fall
durch die Oberfläche
der Auflage gebildet ist. Entsprechend den einzelnen Teilschritten
der Gesamtbewegung kann der Gegenstand revolvierend reibschlüssig oder
auch formschlüssig
(bezogen auf Bewegungen entgegen der vorgesehenen Bewegungsrichtung)
aufgelegt werden. Der Gegenstand kann also auf Grund der durch sein
Eigengewicht hervorgerufenen Haftreibung nach dem Ablegen auf der
Auflage in dieser Position gehalten werden. Bevorzugt ist es jedoch,
die Halteeinheit in Form einer zweiten Transporteinheit auszuführen, insbesondere
einer Transporteinheit mit im wesentlichen gleichartiger Ausbildung
wie die erste Transporteinheit. Diese zweite Transporteinheit ist
dabei im Wechsel mit der ersten Transporteinheit antriebstechnisch
mit dem Gegenstand oder, wenn sie mit dem Gegenstand mitgeführt wird,
mit der Auflage verbindbar. Der große Vorteil dieser Lösung besteht
darin, dass während
des Rückhubs
der ersten Transporteinheit bereits eine Weiterbewegung des Gegenstandes
in die gewünschte
Bewegungsrichtung durch die zweite Transporteinheit erfolgen kann. Dadurch
kann die effektive Geschwindigkeit der Bewegung praktisch verdoppelt
werden.
-
Im
einfachsten Fall reicht es aus, wenn der zu bewegende Gegenstand
an seiner Unterseite durch die Auflage gestützt wird. In anderen Fällen kann
die Auflage den Gegenstand auch in dessen Seitenbereichen, vorzugsweise
ringsum einschließen
oder stützen.
-
Mit
besonderem Vorteil läßt sich
die Bewegungsvorrichtung in einem Teleskopiersystem verwenden. Ein
solches Teleskopiersystem, das vorzugsweise als Teleskopausleger
für einen
Kran ausgebildet ist, weist einen Grundkasten und einen oder mehrere
Innenkästen
auf, die jeweils in dem Grundkasten oder in einem der Innenkästen geführt und mittels
einer Teleskopiereinrichtung teleskopierbar, also relativ zueinander
bewegbar, sind. Dabei umfaßt die
Teleskopiereinrichtung mindestens eine lösungsgemäße Bewegungsvorrichtung. Vorzugsweise
weist die Bewegungsvorrichtung dabei jeweils mindestens eine erste
Transporteinheit und als Halteeinheit mindestens eine zweite Transporteinheit
auf. Es empfiehlt sich, jedem Innenkasten jeweils eine Bewegungsvorrichtung
in der lösungsgemäßen Art
zuzuordnen. Auf diese Weise kann auf den Einsatz herkömmlicher
Kolben-/Zylinder-Systeme zum Teleskopieren der Innenkästen völlig verzichtet
werden. Grundsätzlich
ist es aber auch möglich,
die Bewegungsvorrichtung ohne individuelle Zuordnung zu jeweils
einem Innenkasten in entsprechender Weise wie bei bekannten Teleskopiersystemen
zu nutzen, bei denen die Innenkästen
durch einen Hydraulikzylinder bewegt werden, der sich nacheinander
an die einzelnen Innenkästen
ankoppeln und nach deren Bewegung wieder abkoppeln kann.
-
Die
mindestens eine erste Transporteinheit und die mindestens eine zweite
Transporteinheit zum Teleskopieren eines Innenkastens können in
Teleskopierrichtung axial hintereinander liegend entweder beide
im Bereich des Fußendes
des zu teleskopierenden Innenkastens oder beide im Bereich des Kopfendes
des den zu teleskopierenden Innenkasten unmittelbar umgebenden Innenkastens
oder Grundkastens angeordnet werden. Es ist aber auch möglich, eine
dieser beiden Transporteinheiten jeweils im Bereich des Fußendes des
zu teleskopierenden Innenkastens und die andere jeweils im Bereich
des Kopfendes des den zu teleskopierenden Innenkastens unmittelbar
umgebenden Innenkastens oder Grundkastens anzuordnen oder umgekehrt.
Durch die Anordnung der Transporteinheiten im Bereich der Enden
der Innenkästen
bzw. des Grundkastens läßt sich
eine größtmögliche Ausfahrlänge der
einzelnen Innenkästen
gewährleisten.
-
Da
durch die Andrückeinheiten
erhebliche Druckkräfte
entstehen, die in radialer Richtung auf den Querschnitt der Innenkästen bzw.
des Grundkastens einwirken, empfiehlt es sich, für das Teleskopiersystem Innenkästen mit
gerundetem, insbesondere kreisförmigem
oder ovalem Querschnitt zu verwenden, da diese gegen Einbeulen besonders
widerstandsfähig
sind. In vielen Fällen
ist es jedoch aus anderen Gründen
notwendig oder zweckmäßig, Querschnittsformen
mit teilweise geraden Wänden zu
verwenden. In solchen Fällen
empfiehlt es sich, die in der Hülle
eingeschlossenen Druckpolster der Andrückeinheiten überwiegend
oder ausschließlich jeweils
in den gerundeten Bereichen des Querschnitts der Innenkästen anzuordnen,
also solche Bereich zu beaufschlagen, die gegen Einbeulen weniger
gefährdet
sind. Dabei ist es günstig,
die Andrückbewegung
regelmäßig in Richtung
von innen nach außen
verlaufen zu lassen.
-
In
einer Ausführungsform
weisen die Transporteinheiten jeweils einen Klemmring auf, dessen Innen-
und/oder Außenumfang
unter Einwirkung des Druckpolsters der Andrückeinheit veränderbar
ist und sich somit an den Innenumfang oder Außenumfang eines Innenkastens
oder Grundkastens zur Ausbildung eines Reibschlusses anlegen kann.
Ein solcher Klemmring, der entsprechend der Querschnittsform des
jeweiligen Innenkastens selbstverständlich von der Kreisform abweichen
kann, stellt den tragenden Grundkörper einer Transporteinheit
dar. Vorzugsweise weist der Klemmring an der in Teleskopierrichtung
gesehen oberen und/oder unteren Stirnseite sowie am Innenumfang
oder am Außenumfang nutartige
Ausnehmungen auf, in die die Hüllen
der Druckpolster der Andrückeinheit
und des Vorschubelements einlegbar sind. Der Klemmring ist üblicherweise
als Ringkörper
aus einem steifen Material, z.B. Kunststoff, insbesondere aus Polyamid
gebildet, der zur Flexibilisierung über seinen Umfang verteilt
mit zahlreichen lediglich über
einen Teil seines Querschnitts gehenden Einschnitten versehen ist,
die jeweils alternierend entweder in radialer Richtung von außen oder
innen oder in axialer Richtung (Bewegungsrichtung) von oben oder
unten geführt
sind. Dabei kann der Klemmring selbstverständlich aus mehreren Segmenten
zusammengesetzt sein.
-
Vorzugsweise
sind die Transporteinheiten jeweils mit Bewegungsspiel in einem
ringförmig
ausgebildeten und einseitig radial offenen Gehäuse an den Innenkästen oder
am Grundkasten angeordnet.
-
Aus
Sicherheitsgründen
wird es bevorzugt, die einzelnen Innenkästen in der austeleskopierten Stellung,
also der Arbeitsstellung, gegenüber
dem jeweils unmittelbar umgebenden Innenkasten oder Grundkasten
mechanisch zu verriegeln. Hierzu eignen sich in besonderer Weise
Verriegelungssysteme, die auf einer Klemmkeilwirkung basieren. Diese
haben den großen
Vorteil, dass der jeweilige Innenkasten in beliebigen Ausfahrstellungen
verklemmt und somit verriegelt werden kann.
-
Eine
Ausführungsform
eines Teleskopiersystems sieht die Verwendung mindestens einer Sicherungs-
und Verriegelungseinheit vor, wie sie beispielsweise aus dem Stand
der Technik gemäß
DE 100 04 838 A1 bekannt
ist und auf die eingangs bereits näher eingegangen wurde. Dieses
Teleskopiersystem weist eine Teleskopiereinrichtung auf, die einen
innenliegenden und sich annähernd über die
axiale Länge
des einteleskopierten Teleskopiersystems erstreckenden Träger besitzt.
An diesem Träger
ist mindestens eine Sicherungs- und Verriegelungseinheit längs verschieblich
angeordnet, die über
mindestens eine Bewegungsvorrichtung entlang des Trägers verfahrbar
ist.
-
Beim
Teleskopieren eines Innenkastens eines Teleskopiersystems aus einem
Grundkasten oder aus einem den Innenkasten jeweils unmittelbar umgebenden
Innenkasten mittels einer Teleskopiereinrichtung ist vorgesehen,
dass eine Teleskopiereinrichtung verwendet wird, die dem zu teleskopierenden
Innenkasten jeweils fest zugeordnet ist. Die jeweilige Teleskopiereinrichtung
hat also nicht die Aufgabe, auch andere Innenkästen zu bewegen. Die verwendete
Teleskopiereinrichtung umfaßt
mindestens eine erste Transporteinheit, welche revolvierend mittels
eines durch eine Andrückeinheit
betätigbaren Koppelelements
eine lösbare
antriebstechnische Verbindung entweder zwischen der ersten Transporteinheit
und dem den zu teleskopierenden Innenkasten jeweils unmittelbar
umgebenden Innenkasten oder Grundkasten oder zwischen der ersten
Transporteinheit und dem zu teleskopierenden Innenkasten herstellt.
Dabei verfügt
die Transporteinheit über mindestens
ein Vorschubelement, das entweder den zu teleskopierenden Innenkasten
relativ zu der an den unmittelbar umgebenden Innenkasten oder Grundkasten
gekoppelten ersten Transporteinheit oder den zu teleskopierenden
Innenkasten zusammen mit der daran gekoppelten ersten Transporteinheit
relativ zum unmittelbar umgebenden Innenkasten oder Grundkasten
im Sinne eines Teilhubs des Teleskopiervorgangs verschiebt, wobei
am Ende eines Teilhubs durch Übergabe
des zu teleskopierenden Innenkastens an eine Halteeinrichtung eine
Bewegung des Innenkastens entgegen der vorgesehenen Teleskopierrichtung
verhindert wird. Die antriebstechnische Verbindung der ersten Transporteinheit
mit dem unmittelbar umgebenden Innenkasten oder Grundkasten oder
mit dem zu teleskopierenden Innenkasten wird am Ende eines Teilhubs
durch die Andrückeinheit
wieder gelöst.
Anschließend
wird die erste Transporteinheit wieder in die gleiche relative Lage
bezüglich
des zu teleskopierenden Innenkastens oder des diesen unmittelbar
umgebenden Innenkastens oder des Grundkastens zurückgeschoben,
die sie vor dem Teilhub eingenommen hatte. Danach werden in der
gleichen Weise ein oder mehrere Teilhübe durchgeführt, bis die gewünschte Teleskopierstellung
des zu teleskopierenden Innenkastens erreicht ist.
-
Für die Einfahrbewegung
eines Innenkastens kann im einfachsten Fall das Eigengewicht der Innenkästen als
Antriebskraft genutzt werden, wenn die jeweilige Halteeinheit gelöst ist.
Für die
Einfahrbewegung wird aber nicht zwingend ein gegen die Ausfahrrichtung
wirkendes Vorschubelement benötigt.
Vorzugsweise erfolgt der Verfahrensablauf einer Einfahrbewegung
eines Innenkastens jedoch in entsprechend umgekehrter Weise wie
bei einer Ausfahrbewegung. Das bedeutet, dass zum Teleskopieren Transporteinheiten
verwendet werden, die über
Vorschubelemente verfügen,
die entgegen der Ausfahrbewegung wirksam sind, also eine Einfahrbewegung durchführen können.
-
Vorzugsweise
wird als Halteeinrichtung eine zweite Transporteinheit beim Austeleskopieren
eines Innenkastens verwendet, die hinsichtlich ihrer zeitlichen
Taktung im wesentlichen gegenläufig
zur ersten Transporteinheit arbeitet. Dabei ist es besonders bevorzugt,
dass sich während
der Übergabe
des jeweiligen Innenkastens beide Transporteinheiten kurzzeitig
im angekoppelten Zustand gleichläufig
bewegen. Hierdurch entfällt
die Notwendigkeit, den jeweiligen Innenkasten für die Übergabe in seiner Bewegung kurzzeitig
zu stoppen. Das bedeutet, dass die Bewegung des jeweiligen Innenkastens über seine
gesamte Ausfahrlänge
voll kontinuierlich erfolgen kann. Zweckmäßigerweise werden sämtliche
Innenkästen, die
ausgefahren werden sollen, zeitlich parallel zueinander verfahren.
Hierdurch läßt sich
eine bezogen auf den Gesamtausleger sehr hohe Teleskopiergeschwindingkeit
erreichen, auch wenn die Ausfahrgeschwindigkeit eines einzelnen
Innenkastens relativ zum unmittelbar umgebenden Innenkasten oder Grundkasten
niedriger ist als bei einem Teleskopiersystem mit üblichem
hydraulischen Zylinder-/Kolben-System.
-
Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der in den Figuren schematisiert dargestellten
Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es
zeigen:
-
1 einen
Schnitt durch eine Bewegungsvorrichtung,
-
2 einen
Schnitt durch eine Bewegungsvorrichtung mit zwei Transporteinheiten,
-
3 einen
Schnitt durch eine Bewegungsvorrichtung mit zwei Transporteinheiten
in kinematischer Umkehr zu 2,
-
4 einen
Schnitt durch eine Bewegungsvorrichtung ähnlich 3 mit geneigter
Auflage,
-
5 eine
Halteeinheit mit formflüssig
profilierter Oberfläche,
-
6 eine
schematische Darstellung eines Teleskopiersystems mit einem Grundkasten
und drei Innenkästen,
-
7 einen
Schnitt durch das Kopfende eines Grundkastens mit einem Innenkasten,
-
8 einen
Klemmring,
-
9 das
Kopfende eines Grundkastens,
-
10 das
Kopfende eines Grundkastens mit eingelegtem Klemmring,
-
11 das
Kopfende eines Grundkastens mit eingelegtem Klemmring und eingeführtem Innenkasten,
-
12 einen
Schnitt durch einen Grundkasten mit eingeführtem Innenkasten und zwei
Transporteinheiten,
-
13 verschiedene
Stadien der Bewegung des Koppelelements einer Transporteinheit,
-
14 die
Anordnung der Druckpolster am Umfang eines Innenkastens und
-
15 eine
schematische Darstellung einer alternativen Ausführung eines Teleskopiersystems.
-
Das
in der 1 wiedergegebene Schnittbild zeigt eine Bewegungsvorrichtung 1 in
einer sehr einfachen Ausführungsform.
Ein Gegenstand 7 liegt auf einer Auflage 6 mit
seiner Unterseite 9 plan auf. In die Auflage 6 ist
eine nach oben hin offene und im Querschnitt rechteckige Ausnehmung
eingearbeitet, die ein Gehäuse 23 für ein Koppelelement 3 bildet. Das
Koppelelement 3 stellt das tragende Element einer Transporteinheit 2 dar,
die im vorliegenden Fall aus einem quaderförmigen Grundelement besteht, dessen
Oberseite plan ausgeführt
ist und das an der linken und rechten Seitenwand sowie an der Unterseite
nutartige Ausnehmungen 18, 19, 20 aufweist. Die
Höhe des
Koppelelements 3 ist geringfügig kleiner als die Höhe des Gehäuses 23.
Die Breite des Koppelelements 3 ist deutlich kleiner als
der Abstand zwischen der linken und der rechten Seite des Gehäuses 23,
so dass nach links und rechts ein Bewegungsspielraum für das Koppelelement 23 gegeben ist.
In die nutartigen Ausnehmungen 18, 19, 20,
die alternaitv auch in die Wandungen des Gehäuses 23 eingearbeitet
sein könnten,
sind schlauchartige Elemente eingelegt, die z. B. aus einem mit
Fasermaterial verstärkten
gummiartigen und daher in der Form veränderlichen Material gebildet
sind, wobei das Innere dieser schlauchartigen Elemente wahlweise
mit Hydraulikdruck beaufschlagt werden kann. Dies ist durch die
eingezeichneten ventilgesteuerten Hydraulikleitungen und eine Hydraulikpumpe
schematisch angedeutet. Das in der Ausnehmung 20 liegende schlauchartige
Element stellt eine Andrückeinheit 5 dar.
Das bedeutet, dass bei entsprechender Beaufschlagung der Andrückeinheit 5 mit
hydraulischem Innendruck das flachgedrückte schlauchartige Element
versucht, sich im Querschnitt einer Kreisform anzunähern, also
in der Höhe
zu wachsen. Hierdurch wird das Koppelelement 3 an die Unterseite 9 des Gegenstands 7 gedrückt und
hebt diesen an, so dass er sich von der Auflage 6 löst. Die
beiden in den Ausnehmungen 18 bzw. 19 eingelegten
schlauchartigen Elemente 4 bzw. 4' sind als Vorschubelemente zu bezeichnen
und können
in ähnlicher
Weise wie die Andrückeinheit 5 gezielt
mit hydraulischem Druck beaufschlagt werden, so dass sich ihre Form
entsprechend ändert.
In der gezeichneten Stellung ist das Vorschubelement 4 flachgedrückt, also
innen drucklos oder nur mit geringem Druck beaufschlagt, während das
gegenüberliegende Vorschubelement 4' im Querschnitt
kreisförmig
ausgebildet ist. Wenn die nicht dargestellte Steuerung der Hydraulikventile
veranlaßt
wird, das Vorschubelement 4' zur
Abgabe von Hydraulikflüssigkeit
freizuschalten und das Vorschubelement 4 mit Hydraulikdruck
zu beaufschlagen, dann wird das Vorschubelement 4 eine
runde Form annehmen und umgekehrt das Vorschubelement 4' eine flache
Form. Dabei wird das Koppelelement 3 um ein entsprechendes
Stück von
links an die rechte Wand des Gehäuses 23 verschoben.
In gleicher Weise verschiebt sich auch der Gegenstand 7 mit
dem angekoppelten Koppelelement von links nach rechts. Diese Verschiebung
erfolgt ohne die Notwendigkeit einer Überwindung von Gleitreibung
trotz des möglicherweise
erheblichen Gewichts des Gegenstands 7, da dieser indirekt über das
Koppelelement 3 auf dem Hydraulikpolster der Andrückeinheit 5 gelagert
ist. Die flexible Hülle
der Andrückeinheit 5 rollt
dabei unter Leistung einer gewissen Walkarbeit auf der Unterseite
des Gehäuses 23 und
auf der Oberseite der Ausnehmung 20 ab. Gegenüber einer
Gleitreibung zwischen dem Gegenstand 7 und der Oberfläche der Auflage 6 ist
die Walkarbeit vernachlässigbar
klein. Wenn die Transporteinheit 3 den Gegenstand 7 wie beschrieben
um ein kleines Teilstück
nach rechts verschoben hat, wird die Andrückeinheit 5 druckentlastet,
so dass sich der Gegenstand 7 wieder auf die Auflage 6 absenkt.
Durch das Eigengewicht und die damit verbundene Haftreibung wird
der Gegenstand 7 in dieser Stellung gehalten. Daher wird
durch die Rauhigkeit der Oberfläche
der Auflage 6 eine Halteeinheit 8 gebildet, die
verhindert, dass sich der Gegenstand 7 entgegen der nach
rechts gerichteten vorgesehenen Bewegungsrichtung wieder in seine Ausgangsstellung
zurückbewegt.
Die abgesenkte Andrückeinheit 5 kann
durch Beaufschlagung des Vorschubelements 4' und Druckentlastung des Vorschubelements 4 wieder
in die in 1 gezeigte Stellung zurückbefördert werden.
Danach können
in gleicher Weise ein oder mehrere weitere Teilschritte zur Ausführung der
insgesamt gewünschten
Bewegung durchgeführt
werden, wie dies vorstehend beschrieben wurde.
-
Während in 1 lediglich
eine einzige Transporteinheit 2 zur Anwendung gekommen
ist, zeigt die 2 eine Ausführungsform der Bewegungsvorrichtung,
die mit zwei Transporteinheiten 2a, 2b ausgestattet
ist. Selbstverständlich
könnte auch
eine sehr viel größere Anzahl
von Transporteinheiten eingesetzt werden, um den Gegenstand 7 zu bewegen.
Die Arbeitsweise der einzelnen Transporteinheiten ist wie vorstehend
beschrieben, wobei eine synchrone zeitliche Taktung vorliegt, so
dass der Gegenstand 7 jeweils gleichzeitig von beiden Transporteinheiten 2a, 2b angehoben
bzw. wieder abgesetzt wird (Übergabe
an die Halteeinrichtung 8). Die hydraulischen Versorgungsleitungen
sind ebenso wie in den übrigen
Figuren in 2 nicht dargestellt. Wenn eine
größere Anzahl
als lediglich zwei Transporteinheiten 2a, 2b eingesetzt
wird, empfiehlt es sich, diese gruppenweise zeitlich zueinander
versetzt zu takten, um eine möglichst
kontinuierliche Bewegung der Last 7 erzeugen zu können. Zur
Verbesserung des Reibschlusses zwischen der Last 7 und
den Transporteinheiten 2a, 2b kann im Bereich
der Kontaktfläche
eine Auflage mit hohem Reibkoeffzienten eingesetzt werden (in 2 als
schwarze Leiste angedeutet).
-
In
der 3 ist eine ähnliche
Anordnung wie in 2 wiedergegeben, wobei es sich
hier allerdings um eine kinematische Umkehr handelt. In diesem Fall
sind die beiden Transporteinheiten 2a, 2b in gehäuseähnlichen
Ausnehmungen an der Unterseite des Gegenstands 7 angeordnet.
Im vorliegenden Fall sind die gehäuseartigen Ausnehmungen allerdings nicht
direkt an der Last 7, sondern an einem Zwischenträger 26 angebracht,
auf dem die eigentliche Last 7 ruht. Letztlich bildet dieser
Zwischenträger aber
einen Teil der zu bewegenden Last. Die Transporteinheiten 2a, 2b bewegen
sich dann zwar ebenfalls revolvierend immer hin und her zwischen
der linken und der rechten Seite des Gehäuses, wandern aber relativ
zur Auflage 6 mit dem Gegenstand 7 mit. Während eines
Teilhubs der Transporteinheiten 2a, 2b sind die
Transporteinheiten 2a, 2b an die Auflage 6 fest
angedrückt
und während
dieser Phase des Arbeitstaktes ortsfest. Durch die Betätigung der
Transporteinheiten wird jeweils die Verschiebung des Gegenstandes 7 um
einen kleinen Teilschritt in die vorgesehene Bewegungsrichtung bewirkt,
wobei der Gegenstand 7 auf dem Hydraulikpolster der jeweiligen
Andrückeinheit
abrollen kann. Auch hier weist die Andrückeinheit eine Auflage mit
hohem Reibkoeffizienten auf (an ihrer Unterseite).
-
In 4 ist
die gleiche Anordnung wie in 3 wiedergegeben,
wobei dort allerdings eine Bewegung über eine schräg nach oben
verlaufende Auflage 6 vorgenommen werden soll. Je nach
der Größe des Winkels
dieser Schräge
kann der Reibbeiwert unter Umständen
zu gering sein, um ein unkontrolliertes Abrutschen des Gegenstands 7 von
der Auflage 6 nach unten während der Phase des Absetzens
auf die Auflage 6 zu verhindern. In solchen Fällen kann
es zweckmäßig sein,
im Oberflächenbereich
zwischen der Unterseite 9 des Gegenstands 7 (genauer
gesagt: Unterseite des Zwischenträgers 26) und der Oberseite
der Auflage 6 eine Profilierung vorzusehen, die beim Absetzen
des Gegenstands 7 eine formschlüssige Verbindung zur Verhinderung
eines Abrutschens des Gegenstands 7 gewährleistet. Eine solche Profilierung
kann beispielsweise, wie dies in 5 im Querschnitt
dargestellt ist, einen sägezahnförmigen Verlauf
aufweisen. In entsprechender Weise könnte eine solche Profilierung
bei Bedarf auch an der Unterseite der Transporteinheiten 2a, 2b vorgesehen
werden.
-
Ein
besonders bevorzugtes Anwendungsgebiet für Bewegungsvorrichtungen ist
im Bereich von Teleskopiersystemen zu sehen, insbesondere in Teleskopauslegern
für Krane,
die bisher üblicherweise mit
Seilzügen
oder hydraulischen Zylinder-/Kolben-Systemen betrieben werden. In 6 sind
in drei Teilfiguren a, b, c jeweils unterschiedliche Varianten für die Anordnung
von Transporteinheiten 2a, 2b in einem Teleskopausleger 10 dargestellt.
Dieser Teleskopausleger 10 besteht jeweils aus einem Grundkasten 11 und
mehreren, im vorliegenden Fall drei ineinander bzw. in dem Grundkasten 11 geführten Innenkästen 12, 13, 14.
Zur Bewegung eines Innenkastens 12, 13, 14 sind
in den 6a und 6b jeweils zwei
Transporteinheiten 2a, 2b individuell jedem Innenkasten
zugeordnet, sind also nur zuständig
für die Bewegung
dieses einen Innenkastens. Im Beispiel der 6a sind
die Bewegungseinheiten 2a, 2b, wie dies lediglich
schematisch angedeutet ist, jeweils am Kopfende 16 eines
dem zu bewegenden Innenkasten 12, 13, 14 jeweils
unmittelbar umgebenden Innenkastens 12, 13 bzw.
Grundkastens 11 angeordnet. Der Abstand zwischen den jeweiligen
Transporteinheiten 2a, 2b eines Innenkastens 12, 13 bzw.
Grundkastens 11 entspricht hier der erforderlichen Länge der
Einspannzone für,
den jeweils auszufahrenden Innenkasten 12, 13, 14.
In 6b ist im Unterschied hierzu eine
Anordnung der Transporteinheiten 2a, 2b jeweils
im Bereich des Fußendes 15 des
zu bewegenden Innenkastens 12, 13, 14 vorgesehen.
Die Funktionsweise, die nachfolgend an einer weiteren Ausführungsvariante
nochmals näher
erläutert
wird, ist in 6a prinzipiell die gleiche
wie in 6b. In der 6c ist
eine Variante dargestellt, bei der für die Bewegung eines Innenkastens 12, 13, 14 nicht
nur jeweils die beiden an seinem Fußende 15 angeordneten
Transporteinheiten 2a, 2b, sondern auch noch zwei
weitere Transporteinheiten 2a, 2b zuständig sind,
die jeweils am Kopfende 16 des diesen Innenkasten 12, 13, 14 unmittelbar
umgebenden Grundkastens 11 bzw. Innenkastens 12, 13 angeordnet sind.
Dabei können
die zyklisch sich wiederholenden Funktionen des Haltens und des
Transportierens für die
Transporteinheiten 2a, 2b an den Fußenden 15 und
Kopfenden 16 der Innenkästen 12, 13, 14 bzw. des
Grundkastens 11 in unterschiedlicher Weise getaktet sein.
Beispielsweise ist es möglich,
die beiden Transporteinheiten 2a, 2b am Kopfende 16 und
am Fußende 15 jeweils
gruppenweise synchron zu takten. Es kann aber beispielsweise auch
vorgesehen sein, dass die beiden Transporteinheiten 2a von
Fußende 15 und
Kopfende 16 eine synchron getaktete Gruppe bilden, während die
beiden Transporteinheiten 2b von Fußende 15 und Kopfende 16,
die demselben Innenkasten 12, 13,14 funktional
zugeordnet sind, eine zeitlich hierzu versetzt getaktete Gruppe bilden.
Im Vergleich zu den Varianten in den 6a, 6b verfügt
die Lösung
gemäß 6c über
eine entsprechend vergrößerte Teleskopierkraft.
Selbstverständlich
könnnten
die Transporteinheiten 2a, 2b an dem Kopfende 16 und
dem Fußende 15 auch
alle versetzt zueinander getaktet sein, um beispielsweise eine möglichst
kontinuierliche Bewegung der Innenkästen 12, 13, 14 zu
erzeugen.
-
7 zeigt
das Grundprinzip der Anwendung einer Transporteinheit 2 zur
Bewegung eines Innenkastens 12 relativ zu einem Grundkasten 11 eines
ansonsten nicht näher
dargestellten. Teleskopauslegers. Das Gewicht nicht näher dargestellter zusätzlicher
Innenkästen
zuzüglich
einer ggf. anhängenden
Last ist durch ein Gewicht angedeutet, das die vertikale Gewichtskraft
FG auf den Innenkasten 12 ausübt. Am oberen
Ende des Grundkastens 11, der hier wie auch der Innenkasten 12 extrem
verkürzt dargestellt
ist, ist das Gehäuse 23 für die Transporteinheit 2 angeordnet.
Die Transporteinheit 2 weist einen dem runden Querschnitt
des Grundkastens 11 und des Innenkastens 12 entsprechenden Klemmring 17 als
tragendes Element auf. Der Klemmring 17 ist in 8,
auf die weiter unten noch näher
eingegangen wird, gesondert dargestellt. Der Klemmkörper 17 schließt den Innenkasten 12 ringsum
ein. In einer ringnutförmigen
Ausnehmung 20 am Außenumfang
des Klemmrings 17 ist eine ebenfalls ringförmig umlaufende
schlauchförmige
Andrückeinheit 5 eingelegt,
die sich auf der Innenseite der zylinderförmigen Außenwand des Gehäuses 23 abstützen kann.
In ebenfalls ringförmig
umlaufenden Ausnehmungen 18, 19 an der unteren
bzw. oberen Stirnseite (bezogen auf die Ausfahrrichtung des Innenkastens 12)
ist jeweils ein Vorschubelement 4 bzw. 4' eingelegt,
das wiederum schlauchförmig
ausgebildet ist und ringförmig
umläuft.
Selbstverständlich
könnten
auch mehrere Vorschubelemente 4, 4' parallel geschaltet vorgesehen
sein. Auch wäre
hierfür
beispielsweise ein Ringzylinder oder eine Vielzahl von kleinen Einzelzylindern
in Parallelschaltung einsetzbar. Am Innenumfang des als Klemmring 17 ausgebildeten
Koppelelements 3 ist in eine entsprechende Ringnut ein
ringförmiges
Bremsband 24 eingelegt, welches die Aufgabe hat, bei Gewährleistung
eines vorteilhaft hohen Reibbeiwerts eine möglichst gleichmäßige Verteilung
der Anpreßkraft
des Koppelelements 3 auf den Innenkasten 12 zu
gewährleisten. Dieses
Bremsband kann beispielsweise aus einem Material zur Herstellung
von Bremsbelägen
für Reibbremsen
oder aber auch aus einem hartgummiartigen Material bestehen, das
einen besonders hohen Reibbeiwert erbringen würde. Die durch den Klemmring
auf den Innenkasten 12 ausgeübte Anpreßkraft ist in 7 mit
FK bezeichnet. Um die Gewichtskraft FG mit der Transporteinheit 2 sicher
halten und bewegen zu können,
muß das
Produkt aus dem Reibbeiwert des Bremsbandes 24 und der
Anpreßkraft
FK größer sein
als FG. Diese Anpreßkraft FK wird
dadurch erzeugt, dass ein entsprechender hydraulischer Druck auf
die Andrückeinheit 5 gegeben
wird. Die Druckkraft der Andrückeinheit 5 bewirkt
eine Verformung des Klemmrings 17, die zu einer Reduzierung
von dessen Innenumfang und somit zu einem dichten Anliegen an den
Innenkasten 12 führt.
Obwohl der Klemmring 17 in bevorzugter Ausführungsform
der Erfindung aus einem steifen Material, z.B. Polyamid, gebildet
ist, ist eine solche Verformung möglich, weil durch gezielte
Einschnitte 21, 22, die abwechselnd von unterschiedlichen
Seiten durch den Querschnitt des Klemmrings 17 geführt sind, ohne
diesen jeweils vollständig
durchzutrennen, eine Flexibilisierung des Klemmrings 17 erreicht
wird. In 8 ist dargestellt, dass die
Einschnitte 21 in regelmäßigen Abständen von der oberen Stirnseite
des Klemmring 17 in axialer Richtung auf die untere Stirnseite
geführt
sind, während
umgekehrt jeweils auf der Hälfte
zwischen zwei Einschnitten 21 von der unteren Stirnseite
in axialer Richtung auf die obere Stirnseite Einschnitte 22 geführt sind.
Hierdurch wird der Querschnitt des Klemmrings 17 gezielt
in der Weise geschwächt,
dass bei der Aufbringung von äußeren radialen
Druckkräften
eine Schrumpfung des Umfangs eintritt. Eine andere Möglichkeit,
die vielfach noch als vorteilhafter anzusehen ist, besteht dann,
die Flexibilisierung durch abwechselnd radial von innen nach außen bzw.
von außen
nach innen geführte
Einschnitte zu bewirken, die jeweils über die gesamte axiale Länge (Höhe) des
Klemmring geführt
sind und jeweils im Abstand vor der ringförmigen inneren bzw. äußeren Oberfläche enden.
Durch Druckbeaufschlagung der Andrückeinheit 5 kann somit
der Klemmring 17 mit einer vorgegebenen Anpreßkraft an
den Innenkasten 12 angepreßt werden, so dass das Koppelelement 3 sich
in eine antriebstechische Verbindung mit dem Innenkasten 12 begibt.
Umgekehrt kann durch Ablassen des hydraulischen Drucks der Andrückeinheit 5 ein
Lösen dieser
Ankopplung bewirkt werden, indem sich der Klemmring 17 unter
seiner eigenen Federkraft wieder aufweitet. Über die beiden Vorschubelemente 4 und 4' kann der Innenkasten 12 in
entsprechender Weise, wie dies bereits zu 1 ausführlich dargestellt
wurde, durch Druckbeaufschlagung bzw. Druckentlastung mittels des Koppelelements 3 gezielt
nach oben oder unten um ein kleines Stück bewegt werden, das dem Bewegungsspielraum
des Koppelelements 3 in axialer Richtung innerhalb des
ringförmigen
Gehäuses 23 entspricht.
Um größere Hübe ausführen zu
können, ist
es erforderlich, den Innenkasten 12 jeweils an eine Halteeinrichtung
zu übergeben,
die ein Zurückbewegen
des Innenkastens 12 verhindert, wenn das Koppelelement 3 in
die erforderliche Ausgangsstellung für den nächsten Teilhub zurückgeführt werden
muß. Hierzu
kann beispielsweise eine separate Klemmkeileinrichtung verwendet
werden, die in 7 nicht dargestellt ist. Eine
noch vorteilhaftere Ausführungsform
eines Teleskopiersystems wird in Zusammenhang mit der Erläuterung
der 12 und 13 weiter
unten noch beschrieben.
-
Die 9 zeigt
in einer perspektivischen Ansicht das Kopfende des Grundkastens 11 aus 7 mit
der Auflagefläche 25 für einen
Klemmring. In 10 ist in einer entsprechenden
Ansicht wie in 9 das Kopfende des Grundkastens 11 mit
eingelegtem Klemmring 17 wiedergegeben, während 11 ebenfalls
in perspektivischer Ansicht zusätzlich
noch den eingeschobenen Innenkasten 12 zeigt.
-
Die 12 gibt
in einem schematischen Schnittbild eine bevorzugte Ausführungsform
eines Teleskopauslegers wieder, der zur Betätigung eines Innenkastens 11 zwei
Transporteinheiten 2a, 2b besitzt. Im Unterschied
zu den beiden in 6 dargestellten Varianten eines
Teleskopauslegers ist die Anordnung der Transporteinheiten 2a, 2b in 12 so gewählt, dass
die eine Transporteinheit 2a am Kopfende des Grundkastens 11 und
die andere Transporteinheit 2b am Fußende des vom Grundkastens 11 unmittelbar
umgebenen Innenkastens 12 angeordnet ist. Bei den weiteren
Innenkästen,
die in dieser Prinzipdarstellung nicht wiedergegeben sind, ist die Anordnung
in entsprechender Weise so, dass eine Transporteinheit am Fußende des
zu bewegenden Innenkastens und die andere für denselben Innenkasten zuständige zweite
Transporteinheit am Kopfende des diesen Innenkasten unmittelbar
umschließenden
Innenkastens angeordnet ist. Die Transporteinheiten 2a, 2b sind
jeweils in ringförmigen
Gehäusen 23a, 23b untergebracht,
wie dies im Zusammenhang mit 7 bereits
beschrieben wurde. Im Unterschied zum Gehäuse 23a, das radial
nach innen offen ist, ist das Gehäuse 23b radial nach
außen offen.
Somit kann die Transporteinheit 2a mit ihrem Koppelelement
an die Außenoberfläche des
Innenkastens 12 ankoppeln bzw. von dieser wieder abkoppeln,
während
die Transporteinheit 2b bezüglich der Innenoberfläche des
umschließenden
Grundkastens 11 an- bzw. abkoppeln kann. Diese Art der
Zuordnung der Transporteinheiten 2a, 2b zum Kopfende des
einschließenden
Grundkastens 11 und zum Fußende des Innenkastens 12 hat
den Vorteil, dass die Länge
der Einspannstelle im ausgefahrenen Zustand des Innenkastens 12,
also der Abstand der beiden Transporteinheiten 2a, 2b in
axialer Richtung flexibel je nach Belastungssituation eingestellt
werden kann. Bei den Ausführungsformen
gemäß 6a und 6b ist
der axiale Abstand und damit die Länge der Einspannstelle jeweils
konstruktiv fest vorgegeben. Bei der Ausführungsform gemäß 12 übernimmt
jeweils eine der beiden Transporteinheiten 2a, 2b die
Funktion einer Halteeinheit, wenn hierfür keine besondere Einrichtung
vorgesehen ist. Bevor hierauf noch etwas näher eingegangen wird, soll
zuvor noch einmal das Arbeitsprinzip einer Transporteinheit 3 anhand
der vier ausschnittsweisen Darstellungen in 13 erläutert werden.
-
In 13 ist
eine Transporteinheit 3 dargestellt, die am Kopfende eines
Grundkastens 11 angeordnet ist. In der Teilfigur 13a befindet
sich das Koppelelement 3 bezüglich des einschließenden Gehäuses in
seiner untersten Stellung. Zwischen dem Bremsband 24 und
der Außenoberfläche des
zu bewegenden Innenkastens 12 befindet sich ein schmaler
Ringspalt, das Koppelelement ist also nicht an den Innenkasten 12 angekoppelt.
In der nächsten
Teilfigur 13b ist der Zustand wiedergegeben, in dem die Andrückeinheit 5 mit
Hydraulikdruck beaufschlagt worden ist, so dass sich das Bremsband 24 des
Koppelelements 3 mit einem gewünschten Anpreßdruck an
die Außenoberfläche des
Innenkastens 12 angelegt hat. In diesem Zustand ist das
Koppelelement 3 an den Innenkasten 12 angekoppelt.
Die nächste Teilfigur
13c zeigt den Zustand, in dem Hydraulikdruck auf das untere Vorschubelement 4 gegeben wurde,
während
das obere Vorschubelement 4' druckentlastet
wurde. Hierdurch konnte sich das Koppelelement 3 unter
Mitnahme des Innenkastens 12 bis an die obere Begrenzungswand
des ihm zugeordneten Gehäuses
bewegen. In der vierten Teilfigur 13d ist der Zustand gezeigt, in
dem das Koppelelement 3 in seiner oberen Endstellung (relativ
zum Gehäuse) vom
Innenkasten 12 abkoppelt, indem die Andrückeinheit 5 druckentlastet
wird. Hierdurch wir die Anpreßkraft
im Bereich des Bremsbandes 24 entsprechend reduziert und
wiederum ein kleiner Ringspalt zwischen dem Bremsband 24 und
dem Innenkasten 12 gebildet. Durch anschließende Druckbeaufschlagung
des oberen Vorschubelements 4' und Druckentlastung des unteren
Vorschubelements 4 kann dann das Koppelelement 3 wieder
in seine untere Ausgangsstellung zurückgefahren werden, wie in 13a dargestellt, so dass dann der vorgeschriebene
Zyklus erneut zur Ausführung
eines weiteren Teilhubs beginnen kann. Damit beim Abkoppeln des Koppelelements 3 der
Innenkasten 12, der erst einen Teilhub der insgesamt gewünschten
Ausfahrbewegung vollzogen hat, nicht in seine Ausgangsposition zurückgleitet,
muß im
Regelfall eine gesonderte Halteeinrichtung vorgesehen sein, die
gemäß der Ausführungsform
in 12 durch eine zweite Transporteinheit gebildet
ist. Wenn die eine Transporteinheit 2a nach Beendigung
eines Teilhubs von dem Innenkasten 12 abkoppeln will, muß zuvor
die zweite Transporteinheit 2b an den Innenkasten 12 angekoppelt
haben und ihn zumindest in dieser Stellung halten. Zweckmäßigerweise
erfolgt dieses Halten bei einer Ausfahrbewegung des Innenkastens 12 in
der jeweils oberen Stellung der Transporteinheit 2b innerhalb
des zugeordneten Gehäuses 23b.
In dieser Stellung muß die
Transporteinheit 2b an den Grundkasten 11 fest
angekoppelt sein. Durch Druckentlastung des unteren Vorschubelements
und Druckbeaufschlagung des oberen Vorschubelements dieser Transporteinheit 2b kann
dann ein weiterer Teilhub der Ausfahrbewegung durchgeführt werden,
während
dessen sich die obere Transporteinheit 2a bezüglich ihres
Gehäuses 23a wieder
in die für
einen dritten Teilhub erforderliche untere Ausgangsstellung zurückbewegen
kann. Beide Transporteinheiten 2a, 2b arbeiten
also im zeitlichen Wechsel.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird die Ausfahrbewegung eines Innenkastens jeweils mit Hilfe der
zwei Transporteinheiten so betrieben, dass während einer kurzen Zeit der
Ausführung
eines Teilhubs der Ausfahrbewegung jeweils beide Transporteinheiten
angekoppelt sind. Hierdurch ergibt sich gewissermaßen ein
fliegender Wechsel zwischen den beiden Transporteinheiten, es bedarf
also für
die Übergabe
des jeweiligen Innenkastens von einer Transporteinheit zu der anderen
keines Stillstands des Innenkastens relativ zum jeweils umschließenden Innenkasten
oder Grundkasten. Damit die Ausfahrbewegung hierbei zeitweilig nicht
verlangsamt werden muß,
ist es allerdings erforderlich, dass der jeweilige Rückhub einer
Transporteinheit mit größerer Geschwindigkeit
abläuft
als der Arbeitshub während
des Zustands der Ankopplung.
-
Zur
Gewährleistung
einer besonders hohen Sicherheit des ausgefahrenen Teleskopauslegers
in der Arbeitsstellung gegen ein unbeabsichtigtes Zurückfahren
der Innenkästen
wird zweckmäßigerweise
eine separate mechanische Verriegelung vorgesehen, die in 6 und 12 nicht
dargestellt ist. Zweckmäßigerweise
wird eine mechanische Verriegelung gewählt, bei der beliebige Ausfahrlängen der einzelnen
Innenkästen
zulässig
sind. Daher eignen sich hierfür
in besonderer Weise Systeme, die nach dem Prinzip des Klemmkeils
funktionieren. Grundsätzlich
kommen aber selbstverständlich
auch Bolzenverriegelungssysteme in Frage.
-
Wenn
eine solche zusätzliche
Verriegelung vorgesehen ist, dann kann diese Verriegelung selbstverständlich auch
als Halteeinheit bei der Bewegungsvorrichtung eingesetzt werden.
In einem solchen Fall könnten
die beiden Transporteinheiten 2a, 2b in 12 selbstverständlich auch
synchron betrieben werden. Hierdurch könnte die Teleskopierkraft des
Teleskopauslegers verdoppelt werden. Allerdings ist dies umgekehrt
mit etwa einer Halbierung der Teleskopiergeschwindigkeit zu erkaufen.
-
In 14 ist
der Querschnitt eines Innenkastens 12 dargestellt, der
von der Kreisform abweicht. Um die Gefahr des Einbeulens durch radiale äußere Druckkräfte zu minimieren,
ist hierbei die Andrückeinheit 5 in
drei Teilstücke
unterteilt, die sich hinsichtlich ihrer Umfangserstreckung jeweils
auf den Bereich der gerundeten Teile des Querschnitts beschränken, da
diese einen erhöhten
Widerstand gegen Einbeulen aufweisen. Die geraden Teile der Wandung,
bei denen die Beulgefahr am größten ist,
werden daher nicht von hydraulischen Druckkräften beaufschlagt.
-
In
der
15 ist schematisch in einer alternativen Ausführung zu
den Darstellungen gemäß
6 ein
z.B. als Teleskopausleger ausgebildetes Teleskopiersystem wiedergegeben.
Die Ausfahrbewegung der einzelnen Innenkästen
12,
13,
14 aus dem
Grundkasten
11 wird hierbei nacheinander jeweils durch
eine Sicherungs- und Verriegelungseinheit
27 bewirkt, die
in nicht näher
dargestellter Weise jeweils an die Innenkästen
12,
13,
14 an-
und von diesen wieder abkoppeln kann. Die Sicherungs- und Verriegelungseinheit
27 ist
entlang eines sich im wesentlichen über die Länge des einteleskopierten Teleskopiersystems
sich erstreckenden Trägers
28 verfahrbar.
Zur Bewirkung der Bewegung relativ zum Träger
28 verfügt die Sicherungs-
und Verriegelungseinheit
27 über zwei Bewegungsvorrichtungen
1,
die lediglich schematisch angedeutet sind. Im übrigen arbeitet die Sicherungs-
und Verriegelungseinheit
27, wie dies aus dem Stand der
Technik bekannt ist (z.B.
DE
100 04 838 A1 ). Der Träger
28 kann
beispielsweise als Rohr oder auch als Profilträger ausgebildet sein. Der Vorteil
dieser Lösung
besteht dann, dass das Baugewicht im Vergleich zu einem herkömmlichen
Teleskopierantrieb mit Hydraulikzylindern deutlich niedriger ist.
-
Für die Durchführung einer
Ausfahrbewegung eines Teleskopiersystems ist eine Vielzahl von Teilschritten
mit einer entsprechend häufigen
Umschaltung der hydraulischen Druckversorgung der Vorschubelemente
erforderlich. Ein großer
Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht
aber dann, dass die zu bewegenden Volumina an Hydraulikmedium, die
zwischen den einzelnen Umsteuervorgängen umgelenkt werden müssen, äußerst gering
sind im Vergleich zu den Volumina, die bei üblichen hydraulischen Zylinder-/Kolben-Systemen
umzusteuern sind. Daher können
die einzelnen Teilschritte in sehr kurzer Zeit ausgeführt werden.
Auch wenn die Teleskopiergeschwindigkeit bezogen auf einen einzelnen
Innenkasten im Vergleich zu einem üblichen hydraulischen Teleskopiersystem
deutlich geringer sein sollte, kann durch die problemlose Möglichkeit
des gleichzeitigen Ausfahrens aller Innenkästen dieser Nachteil mehr als
wettgemacht werden. Hinzu kommt der große Vorteil, dass bei entsprechender
Auslegung der Andrückeinheiten
und Vorschubelemente sehr hohe Teleskopierkräfte mit üblichen Hydraulikdrücken erzeugbar
sind, da durch die ringförmige
Anordnung der hydraulischen Druckkissen vergleichsweise große effektive
Hydraulikdruckflächen
zur Verfügung
stehen. Ein weiterer Vorteil liegt in der geringen Reibung, die
während
eines Teleskopiervorgangs zu überwinden
ist. In diesem Zusammenhang ist es auch vorteilhaft, dass mangels
Gleitreibung zwischen den Innenkästen
bzw. dem Grundkasten und einem Innenkasten eine Schmierung von Gleitbacken,
wie sie bei herkömmlichen
Teleskopiersystemen unabdingbar sind, völlig entfallen kann. Darüber hinaus
ist darauf hinzuweisen, dass Bolzenlöcher und Verbolzungseinrichtungen
zur Verriegelung der Innenkästen
bzw. des Grundkastens mit einem Innenkasten völlig entfallen können. In
Zusammenhang mit dem vergleichsweise kleinen erforderlichen Bauraum
für die
erfindungsgemäßen Transporteinheiten
und deren geringes Gewicht ergeben sich weitere Vorteile für eine Leistungssteigerung
eines entsprechenden Teleskopauslegers. Das Kopfgewicht eines solchen
Auslegers läßt sich
gegenüber
der herkömmlichen
Konstruktion mit hydraulischen Zylinder-/Kolben-Systemen nochmals
verringern. Die Vereinfachung der hydraulischen Betätigung ergibt
darüber
hinaus eine Reduzierung der Herstellkosten.
-
- 1
- Bewegungsvorrichtung
- 2,
2a, 2b
- Transporteinheit
- 3
- Koppelelement
- 4
- Vorschubelement
- 5
- Andrückeinheit
- 6
- Auflage
- 7
- Gegenstand
- 8
- Halteeinheit
- 9
- Unterseite
- 10
- Teleskopausleger
- 11
- Grundkasten
- 12
- Innenkasten
- 13
- Innenkasten
- 14
- Innenkasten
- 15
- Fußende
- 16
- Kopfende
- 17
- Klemmring
- 18
- nutartige
Ausnehmung
- 19
- nutartige
Ausnehmung
- 20
- nutartige
Ausnehmung
- 21
- Einschnitt
- 22
- Einschnitt
- 23,
23a, 23b
- Gehäuse
- 24
- Bremsband
- 25
- Auflagefläche
- 26
- Zwischenträger
- 27
- Sicherungs-
und Verriegelungseinheit
- 28
- Träger
- FG
- zu
haltende Last
- FK
- Klemmkraft
des Klemmrings