Es sind in der Technik eine Vielzahl von Greifvorrichtungen
bekannt, die dafür verwendet werden, Lasten in geeigneter
Weise zu ergreifen und innerhalb eines Betriebes zu bewegen
oder zu deren Transport zu ver- oder entladen. Beispielsweise
sind im Zusammenhang mit der Handhabung von Blechcoils
sogenannte Coilzangen im Einsatz, die im Wesentlichen mittels
eines geeigneten Hakens durch einen Kran bewegt werden
können. Derartige Zangen weisen üblicherweise zwei Greifarme
auf, die von zwei unterschiedlichen Seiten in die Öffnung in
der Mitte eines Coils eingreifen. Die beiden Greifarme sind
teleskopierbar miteinander verbunden, so dass die Greifarme
mit hakenartigen Fortsätzen, die an ihren vorderen Enden
ausgebildet sind, durch eine im Wesentlichen translatorische
Bewegung in die Öffnung in der Mitte eines Coils eingeführt
werden können.
Unter Sicherheitsgesichtspunkten besteht ein besonderes
Problem im Zusammenhang mit derartigen Greifvorrichtungen
darin, ein sicheres Greifen einer schweren Last auch in dem
Fall zu gewährleisten, dass beim Bewegen der
Greifvorrichtung, also insbesondere der Coilzange ein Stoß
auf die Last oder ein Anschlagen der Last an einem festen
Hindernis auftritt, was zu einem Verdrehen der gegriffenen
Last führen kann. Hierdurch kann es passieren, dass die
beiden Greifarme geöffnet werden, und die Last herabfällt,
was ein besonderes Sicherheitsproblem darstellt. Ferner ist
eine Überlastung des Antriebs, der die Greifarme zum
Schließen aufeinander zu und zum Öffnen voneinander weg
bewegt, zu vermeiden, die dann auftreten kann, wenn
beispielsweise ein Blechcoil unkorrekt ergriffen wird, und
die Arme anstelle in die Öffnung inmitten des Coils im
Bereich des aufgerollten Blechbandes in die geschlossene
Stellung fahren wollen. In diesem Fall kann ein Endzustand
mittels Sensorik nicht erfasst werden, so dass die Gefahr
einer Überlastung des Motors besteht, da dieser gewissermaßen
gegen das Blechmaterial "arbeitet".
STAND DER TECHNIK
Als Vorbenutzungsgegenstände sind beispielsweise auf dem
Gebiet der Coilzangen Zangen im Einsatz, die an dem Antrieb,
der für das Öffnen und Schließen der Greifarme sorgt, eine
Rutschkupplung aufweisen. Diese rutscht bei Überlastung in
dem Fall, dass die Arme in einer unkorrekten Position
geschlossen werden sollen, durch, so dass eine Überlastung
des Motors vermieden wird. Eine derartige Rutschkupplung
bietet jedoch das Problem, dass nach einer gewissen
Lebensdauer eine verschlechterte Mitnahme erfolgt, so dass
ein gewöhnlicher Öffnungs- oder Schließvorgang der Greifarme
länger dauert als erforderlich. Ferner kann eine derartige
Rutschkupplung keine Sicherheit gegen ein Öffnen der Arme in
dem Fall bieten, dass die gegriffene Last beim Absenken an
einer Kante anstößt, oder beim Bewegen an ein Hindernis
anstößt, so dass eine Schiefstellung der Last auftreten kann,
welche die Arme öffnen könnte. Ebenso besteht bei Verwendung
einer Rutschkupplung ein Sicherheitsproblem dahingehend, dass
bei abrupten Bremsvorgängen die Trägheit der vergleichsweise
schweren bewegten Last eine Öffnung der Arme verursachen
kann.
Bei der Anmelderin wurde eine Verbesserung dahingehend
vorgenommen, dass die Greifarme einer Coilzange im
geschlossenen Zustand blockiert werden. Bei einer derartigen
Blockierung tritt jedoch im Fall einer Kollision eines Coils
mit einem feststehenden Hindernis eine derartige Zerstörung
der Blockiervorrichtung ein, dass umfangreiche und aufwändige
Reparaturarbeiten erforderlich sind.
Neben der Verwendung eines Kettenantriebs zum
teleskopierbaren Schließen der Greifarme sind Systeme
bekannt, bei denen die Öffnungs- und Schließbewegung der
Greifarme durch eine Spindel erfolgt. Eine derartige Spindel
ist jedoch äußerst wartungsintensiv. Darüber hinaus liegt im
Fall einer Kollision der gegriffenen Last mit einem
feststehenden Hindernis üblicherweise eine Zerstörung der
Spindel oder wesentlicher Teile vor, so dass derartige
Systeme auch unter dem Gesichtspunkt der
Reparaturfreundlichkeit nachteilig sind.
Ausschließlich zur Vermeidung der Überlastung von Antrieben,
das heißt zur Aufnahme aktiver Kräfte eines Antriebs selbst,
jedoch nicht zur Absicherung äußerer, sogenannter passiver
oder Sekundärkräfte beispielsweise in Form von Stößen oder
Kollisionskräften, sind verschiedene Maßnahmen auf dem Gebiet
der Endlosförderer, insbesondere bei Kratzförderern bekannt.
Gemäß der US 5 040 664 ist ein Antrieb drehbar gelagert und
mittelbar über eine nachgiebige Drehmomentenstütze
abgestützt. Falls der Förderer in irgendeiner Weise blockiert
ist, tritt eine Auslenkung des Antriebs auf, und mittels
einer geeigneten Nockenkontur, die mit einem Schalter
zusammen wirkt, kann der Antrieb kurzzeitig umgekehrt, und
dadurch die Blockierung gelöst werden.
Aus der US 4 676 560 ist ein Paternostersystem bekannt,
dessen Antrieb ebenfalls drehbar gelagert und über
Dämpfungselemente abgestützt ist. Bei einer Überlastung des
Antriebs tritt eine leichte Verdrehung desselben auf, die
durch geeignete Schalter erfasst wird und zum Abschalten des
Antriebs führt.
Die DE 196 19 364 C2 betrifft einen Bandförderer mit einem
Antriebsaggregat, das gegenüber beim Betrieb auftretender
Reaktionskräfte und Momente nachgiebig abgestützt ist, so
dass bei Störkräften eine Bewegung des Antriebsaggregats und
mittels geeigneter Schalter ein Anhalten des Antriebs
erfolgen kann. Ähnliche Anordnungen sind aus der US 2 555 880
und der DE 909 908 bekannt.
Im Zusammenhang mit diesen Sicherheitsvorrichtungen für
Endlosförderer ist zu betonen, dass hierdurch stets eine
Absicherung derjenigen Kräfte erfolgt, die durch den Antrieb
des Förderers selbst verursacht werden. Demgegenüber tritt
bei den Greifvorrichtungen, die der vorliegenden Erfindung
zugrunde liegen, in erster Linie das Problem passiver Kräfte
bzw. die Einwirkung von Sekundärkräften auf, die schwer zu
beherrschen sind und beispielsweise mit einem Stoß oder einer
Kollision zusammenhängen.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Greifvorrichtung zu schaffen, die dahingehend verbessert ist,
dass die Sicherheit im Zusammenhang mit einem möglichen
Herausfallen einer schweren Last aus der Greifvorrichtung,
insbesondere im Falle einer Kollision oder eines Stoßes,
erhöht wird.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die in Anspruch 1
beschriebene Greifvorrichtung.
Demzufolge weist die erfindungsgemäße Greifvorrichtung, bei
der es sich insbesondere um eine Coilzange handelt, zumindest
zwei Greifelemente auf. Die beiden Greifelemente sind
bevorzugt als Greifarme mit beispielsweise hakenförmigen
Enden vorgesehen, um Blechcoils mit einer Öffnung in deren
Mitte ergreifen zu können. Wenngleich die Erfindung nicht
hierauf beschränkt ist, wird für die Greifelemente bevorzugt,
dass sie über geeignete teleskopierbare Schenkel durch eine
im Wesentlichen translatorische Bewegung zum Greifen einer
Last aufeinander zu bewegt werden können. Zum Öffnen und
Schließen der Greifelemente ist ein geeigneter Antrieb
vorgesehen. Dieser besteht bevorzugt aus einem Elektromotor
und einem Getriebe sowie einem Kettentrieb zum Bewegen
derjenigen Schenkel, an denen die Greifarme vorgesehen sind.
Bevorzugt ist die verwendete Kette, die das schwächste Glied
darstellen kann, zur Erhöhung der Sicherheit verstärkt
ausgebildet.
Ferner weist die erfindungsgemäße Greifvorrichtung einen
Antrieb zum Bewegen der Greifvorrichtung insgesamt auf. Im
Falle einer Coilzange kann dieser Antrieb in geeigneter Weise
an einem Kran oder an einer sonstigen Handhabungsvorrichtung
vorgesehen sein, an dem/der die erfindungsgemäße
Greifvorrichtung angehängt werden kann. Durch den Antrieb zum
Bewegen der gesamten Greifvorrichtung kann diese
üblicherweise in beliebigen Richtungen bewegt, sowie
angehoben und abgesenkt werden. Hierbei ist es im
wesentlichen diese Beweglichkeit, die zu besonderen Problemen
im Zusammenhang mit der Sicherheit von Greifvorrichtungen
führt. Beispielsweise kann eine gegriffenen Last nämlich beim
Absenken einseitig an einer Kante aufliegen, was zu einem
Verkippen der Last führt, und ein Öffnen der Greifelemente,
insbesondere der Greifarme, verursachen kann. Darüber hinaus
kann eine gegriffenen Last bei einer seitlichen Bewegung der
Greifvorrichtung an einem Hindernis anschlagen, was ebenfalls
ein Verkippen der Last und ein Öffnen der Greifvorrichtung
bewirken kann.
Es versteht sich, dass beim Bewegen der Greifvorrichtung
insgesamt in dem Zustand, dass eine Last ergriffen ist, der
Antrieb zum Öffnen und Schließen der Greifelemente
stillsteht. Der vorangehend beschriebenen Stoß infolge einer
Kollision "möchte" jedoch die Greifelemente öffnen, und
dementsprechend den Antrieb in dessen Öffnungsrichtung
bewegen.
Erfindungsgemäß wird die hierbei erzwungene, geringfügige
Verdrehung des Antriebs zugelassen, indem der Antrieb selbst
drehbar gelagert und mittels einer Drehmomentenstütze
nachgiebig abgestützt ist. Mit anderen Worten stützt sich der
Antrieb zur Ausübung der Antriebskräfte nicht unbeweglich an
einem feststehenden Abschnitt der Greifvorrichtung ab,
sondern der Antrieb ist zumindest geringfügig verdrehbar
gelagert und nicht unbeweglich, sondern nachgiebig
abgestützt. Ein Verdrehen des Antriebs gegen die nachgiebige
Abstützung erfolgt beispielsweise in dem vorangehend
beschriebenen Fall eines Stoßes infolge von Sekundärkräften.
Erfindungsgemäß wird die Sicherheit einer
Dämpfungsvorrichtung erheblich erhöht, indem zumindest ein
Schalter vorgesehen ist, der durch eine Verdrehung der
Drehmomentenstütze des Antriebs betätigbar ist und mit dem
Antrieb zum Bewegen der Greifvorrichtung insgesamt gekoppelt
ist. Mit anderen Worten wird eine Verdrehung des Antriebs
durch den Schalter erfasst und führt zu einem unmittelbaren
Abschalten des Antriebs zum Bewegen der Greifvorrichtung
insgesamt. Hierdurch wird gewährleistet, dass eine Bewegung
der Greifvorrichtung, die zu einem extrem gefährlichen
Zustand führen kann, nicht fortgesetzt wird. Wenn
beispielsweise eine Last einseitig an einer Kante beim
Absenken aufliegt, und die Kippbewegung der Last beginnt, die
Greifelemente zu öffnen, wird der Antrieb der
erfindungsgemäßen Greifvorrichtung zumindest geringfügig
verdreht, was durch den Schalter erfasst wird, und dazu
genutzt werden kann, die Absenkbewegung der Last sofort zu
stoppen.
Dasselbe gilt in dem Fall, dass eine Last bei der seitlichen
Bewegung an ein Hindernis anstößt. Hierbei kann eine
gefährliche Situation dadurch vermieden werden, dass die
seitliche Bewegung der Greifvorrichtung angehalten wird.
Schließlich sei ein Fall erwähnt, bei dem ein Greifarm der
Greifvorrichtung selbst an einer Kante aufsetzt und durch
eine Schiefstellung der Greifvorrichtung insgesamt zu einem
Öffnen der Greifvorrichtung führen kann. Sämtliche dieser
Fälle können durch die erfindungsgemäße Greifvorrichtung
insoweit beherrscht werden, als ein gefährliches Herabfallen
der Last verhindert wird, indem die Bewegung der
Greifvorrichtung insgesamt unmittelbar angehalten werden
kann.
Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen
Greifvorrichtung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
Bevorzugt ist der zumindest eine Schalter zusätzlich mit dem
Antrieb zum Öffnen und Schließen der Greifelemente verbunden.
Hierdurch kann mittels der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung
zusätzlich eine Überlastung des Motors in demjenigen
Störungsfall ausgeschlossen werden, in dem eine Last in einer
unkorrekten Ausrichtung ergriffen wird, und die in die
Schließstellung fahrenden Greifelemente beispielsweise nicht
in die Öffnung in der Mitte eines Blechcoils treffen, sondern
an dem aufgerollten Blechmaterial aufliegen. In diesem
Zustand wird keine Endstellung der Greifelemente erfasst, und
der Antrieb zum Öffnen und Schließen der Greifelemente
"möchte" weiterhin die Greifelemente schließen. In diesem
Fall tritt bei der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung
ebenfalls eine zumindest geringfügige Verdrehung des Antriebs
auf, die mittels der Drehmomentenstütze den Schalter derart
betätigt, dass die Schließbewegung der Greifelemente
angehalten wird, wenn der Zustand vorliegt, dass nicht die
Greifvorrichtung insgesamt, sondern die Greifelemente zum
Schließen derselben bewegt werden.
Ein besonders gutes Ansprechverhalten der erfindungsgemäßen
Vorrichtung lässt sich dadurch erreichen, dass der Antrieb
zum Öffnen und Schließen der Greifelemente, der
erfindungsgemäß drehbar gelagert ist, um die Motorwelle eines
Motors, der einen Teil des Antriebs bildet, drehbar gelagert
ist. Hierdurch wird erreicht, dass der Antrieb insgesamt
hinsichtlich der Verdrehung ein möglichst geringes
Trägheitsmoment aufweist, so dass vergleichsweise geringe
Kräfte erforderlich sind, um den Antrieb zu verdrehen und
gemäß der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung entweder
den Antrieb selbst oder den Antrieb zum Bewegen der
Greifvorrichtung insgesamt, abzuschalten. Mit anderen Worten
verdreht sich der betrachtete Antrieb beim Auftreten von
Stoß- oder Kollisionskräften äußerst unmittelbar, so dass
durch dieses schnelle Ansprechverhalten ein sicherer Betrieb
stets gewährleistet ist.
Für die Einfachheit der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung
einschließlich der darin vorgesehenen Dämpfungs- und
Sicherheitsvorrichtung bietet es Vorteile, wenn die an dem
Antrieb vorgesehene Drehmomentenstütze unmittelbar mit
denjenigen nachgiebigen Elementen in Berührung steht, die für
die nachgiebige Abstützung des drehbar gelagerten Antriebs
vorgesehen sind. Mit anderen Worten ist bevorzugt unmittelbar
an dem Antrieb eine Drehmomentenstütze in Form einer an dem
Antrieb angebrachten Lasche vorgesehen, die unmittelbar mit
nachgiebigen Elementen in Berührung steht. Gegebenenfalls
können an der Lasche Plättchen vorgesehen sein, welche die
Berührfläche mit den nachgiebigen Elementen vergrößern.
Für die Unempfindlichkeit des Antriebs der erfindungsgemäßen
Greifvorrichtung gegen Stöße bietet es Vorteile, wenn der
Antrieb ein Zykloidengetriebe aufweist. Bei einem
Zykloidengetriebe sind stets ca. zwei Drittel der beteiligten
Zähne im Eingriff, so dass auftretende Stöße gut abgeleitet
werden können, und das Getriebe insgesamt äußerst
stoßunempfindlich wird. Ferner lässt sich bei Verwendung
eines Zykloidengetriebes besonders gut diejenige bevorzugte
Ausführungsform der Erfindung realisieren, bei welcher der
Antrieb um die Motorwelle des Motors drehbar gelagert ist.
Ein Zykloidengetriebe kann nämlich problemlos derart mit
einem Motor kombiniert werden, dass die Ausgangswelle des
Antriebs insgesamt, anders als beispielsweise bei einem
Schneckengetriebe, mit der Welle des Motors fluchtet.
Für die nachgiebigen Elemente, über welche der Antrieb
mittels der Drehmomentenstütze abgestützt ist, wird
bevorzugt, dass diese als weitgehend konische Pufferelemente,
vorzugsweise aus Gummi, ausgeführt sind. Konische
Pufferelemente weisen eine nicht lineare Kennlinie auf, so
dass die zur Auslenkung erforderliche Kraft bei zunehmender
Auslenkung umfangreich erhöht wird, so dass sichergestellt
werden kann, dass die erfindungsgemäße Sicherheits- und
Dämpfungsvorrichtung nur in dem Fall auslöst, dass
tatsächlich eine Störung in Form einer Kollision oder
dergleichen vorliegt, während kleinere Bewegungen des
Antriebs, beispielsweise bei einem abrupten Bremsen, durch
die Dämmungselemente aufgenommen werden können.
In Fig. 1 ist in einer Seitenansicht als eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung eine Coilzange 10
gezeigt. Die Coilzange kann mittels einer geeigneten Öse 12
an ihrem oberen Rand, in die ein Haken eines Kranes
eingreifen kann, zum Transport eines dadurch ergriffenen
Blechcoils 14 in sämtlichen seitlichen Richtungen bewegt
sowie angehoben und abgesenkt werden. Das Ergreifen eines
Blechcoils 14 erfolgt im Wesentlichen dadurch, dass die
beiden Greifarme 16, die an teleskopierbaren Schenkeln 18
angebracht sind, aus der in Fig. 1 vollständig gezeichneten
Position in die nur teilweise angedeutete, geschlossenen
Position, also aufeinander zu, bewegt werden. Diese Bewegung
erfolgt im Wesentlichen dadurch, dass die beiden Schenkel 18
in geeigneter Weise an unterschiedlichen Seiten einer Kette
20 befestigt sind, die als umlaufende Endloskette ausgeführt
ist. Somit führt eine Drehung der Kette in der einen Richtung
dazu, dass sich die beiden Schenkel 18 und damit die
Greifarme 16 aufeinander zu bewegen, während eine Drehung in
der umgekehrten Richtung bewirkt, dass sich die Schenkel 18
und die Greifarme 16 voneinander weg bewegen. Die Bewegung
der Kette erfolgt durch den schematisch angedeuteten Antrieb
22, der üblicherweise einen Elektromotor und ein geeignetes
Getriebe aufweist. Der Antrieb 22 ist in einem Gehäuse
angebracht und an diesem abgestützt, indem die Kette an ihren
beiden Enden gelagert ist, und ferner die teleskopierbaren
Schenkel verschiebbar gelagert sind.
Eine solche Situation kann durch die erfindungsgemäße
Greifvorrichtung, wie nachfolgend noch genauer erläutert,
verhindert werden. Es versteht sich, dass eine ähnliche
Problematik in dem Fall auftritt, dass das Blechcoil
beispielsweise beim Absenken auf ein feststehendes Hindernis
einseitig aufgesetzt wird, was in dem Fall, dass das
Blechcoil in seinem gemäß Fig. 1 linken Bereich aufgesetzt
wird, zu einem Verkippen führt, wie es in Fig. 1 dargestellt
ist. Ferner könnte beim Absenken einer der Greifarme 16 an
einer Kante oder dergleichen aufgesetzt werden, was zu einer
Neigung der gesamten Coilzange führt. Dies kann dadurch
gefährliche Auswirkungen haben, dass das Blechcoil
demgegenüber eine weitgehend vertikal ausgerichtete Position
beibehält und die geneigte Coilzange öffnen könnte. Im
Wesentlichen sind sämtliche dieser Situationen dadurch
zueinander ähnlich, dass der in dieser Situation feststehende
Antrieb zum Bewegen der Greifarme 16 durch die auftretenden
Kräfte in Richtung der Öffnungsbewegung bewegt wird. Dies
wird erfindungsgemäß in gewissem, geringem Umfang zugelassen
und vor Erreichen einer gefährlichen Situation
erfindungsgemäß dazu genutzt, die Bewegung der Coilzange
insgesamt, die beispielsweise durch die Bewegung eines Kranes
erreicht wird, anzuhalten.
Hierzu ist der Antrieb, wie in Fig. 2 dargestellt, bevorzugt
um die Achse 26 des Motors 28, drehbar gelagert. Die drehbare
Lagerung erfolgt durch ein geeignetes Gleitlager 30. Die
erfindungsgemäß nachgiebige Abstützung des Antriebs gegen ein
Verdrehen im normalen Betrieb erfolgt durch eine
Drehmomentenstütze 32, die unmittelbar an der Einheit
bestehend aus Motor 28 und Getriebe 34 ausgebildet wird. Die
Drehmomentenstütze 32 selbst kann durch eine vergleichsweise
dünne Lasche aus Blech ausgeführt sein, die in geeigneter
Weise an dem Antrieb angebracht ist. Zur besseren
Zusammenwirkung der Drehmomentenstütze 32 mit konischen
Gummipuffern 36, die bei der gezeigten Ausführungsform
verwendet werden und genauer in Fig. 3 zu erkennen sind, sind
an der Drehmomentenstütze 32 an beiden Seiten geeignete
Plättchen 38 angebracht, so dass eine flächige Berührung mit
den Gummipuffern 36 stattfindet. Bei der gezeigten
Ausführungsform sind unterhalb der Plättchen 38 geeignete
Schalter 40 vorgesehen, die durch ein Betätigungslelement 42,
das an der Drehmomentenstütze 32 angebracht ist, betätigt
werden, wenn eine Verdrehung des Antriebs und damit der
Drehmomentenstütze 32 erfolgt. Eine derartige Verdrehung
tritt beispielsweise auf, wenn die in Fig. 1 zu erkennende
Stoßkraft F die beiden Greifarme 16 in die Öffnungsstellung
bewegen "möchte", und dadurch über die Schenkel 18 und die
Kette 20 eine Öffnungskraft auf den Antrieb aufgebracht wird.
Durch die drehbare Lagerung kann sich der Antrieb gegen die
durch die Gummipuffer 36 ausgeübte Kraft verdrehen, was bei
einer Öffnungsbewegung der Greifarme 16, die zu einem
gefährlichen Zustand führen kann, zu einer Betätigung des
Schalters 40 durch die Drehmomentenstütze 32 führt. Die
Betätigung des Schalters 40 kann dazu genutzt werden, die
Bewegung der Coilzange 10 insgesamt, die zu der Kollision mit
dem feststehenden Widerstand geführt hat, anzuhalten, und
damit zu vermeiden, dass das Coil 14 weiter verkippt und
herausfallen kann.