DE102008027306A1

DE102008027306A1 - Hubvorrichtung

Info

Publication number: DE102008027306A1
Application number: DE200810027306
Authority: DE
Inventors: Tobias Schwatinski
Original assignee: Aker MTW Werft GmbH
Current assignee: Nordic Yards Wismar De GmbH
Priority date: 2008-06-07
Filing date: 2008-06-07
Publication date: 2009-12-10

Abstract

Hubvorrichtung mit einem Trägermittel, einem darunter angeordneten Lastaufnahmemittel, einem Getriebemittel, das mit dem Lastaufnahmemittel und dem Trägermittel verbunden ist und die Verlagerbarkeit des Lastaufnahmemittels auf Verlagerungen parallel zu dem Trägermittel begrenzt, und mindestens zwei linearen Stellelementen, die jeweils an ihrem oberen Ende über ein oberes Gelenk schwenkbar mit dem Trägermittel und an ihrem unteren Ende über ein unteres Gelenk schenkbar mit dem Lastaufnahmemittel verbunden sind, wobei die oberen Gelenke voneinander beabstandet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubvorrichtung, mit der großflächige schwere Plattenbauteile nach ihrem Zuschnitt oder andere Lasten verlagert werden können.
Die Erfindung läßt sich insbesondere im Bereich der Vorfertigung von Werften ansiedeln. Dort werden aus Rohplatten (Abmaße z. B. 60 m × 3 m) eine Vielzahl von unterschiedlichen Plattenbauteilen zugeschnitten. Diese Plattenbauteile werden anschließend mittels Kränen und Magnetgreifern manuell vereinzelt und auf Transportplatten sortiert. Dazu werden ausschließlich Seilhebezeuge verwendet und deshalb muß der Anschläger stets die schwerpunktegerechte Anordnung der Magnetgreifer abschätzen. Dies wird dadurch erschwert, daß eine große Vielfalt von Plattenbauteilen mit den unterschiedlichsten Formen, Größen und Gewichten existiert.
Somit ist Stand der Technik, daß der gesamte Sortierprozeß von Plattenbauteilen auf einer Werft manuell bewerkstelligt wird.
Aus der DE 198 42 892 A1 ist eine Vorrichtung zum Handhaben einer Last mit einer Aufhängung, einer an dieser festlegbaren und die Gewichtskraft der zu bewegenden Last und des Eigengewichts ausgleichenden Last-Ausgleichseinrichtung und einer Last-Aufnahmeeinrichtung bekannt. Ein erster Schenkel und ein zweiter Schenkel sind an ihrem jeweils ersten Ende an einem gemeinsamen Gelenk um zueinander parallele oder koaxiale Achsen angelenkt. Das zweite Ende des ersten Schenkels ist an der Aufhängung und das zweite Ende des zweiten Schenkels ist an der Lastaufnahmeeinrichtung angelenkt. Die beiden Schenkel stehen an dem gemeinsamen Gelenk in Zahnrad-Getriebeverbindung miteinander. Die Lastausgleichseinrichtung umfaßt einen Seilzug-Balancer, dessen Seilzug an der Last-Aufnahmeeinrichtung festlegbar ist. Die Last-Ausgleichseinrichtung kompensiert die Gewichtskraft der zu bewegenden Last und das wirksame Eigengewicht der Vorrichtung, um ein nahezu kraftloses manuelles Bewegen der Last zu ermöglichen. Die Last-Aufnahmeeinrichtung umfaßt eine die Last-Ausgleichseinrichtung steuernde Waage, so daß auch wechselnde Lastgewichte ohne aufwendige Einstellarbeiten problemlos und mit geringem Kraftaufwand bewegbar sind. Zwischen dem Lastgelenk und der Waage ist eine vertikale Drehachse vorhanden.
Diese Konstruktion unterstützt den Anwender nur bei vertikalen Verlagerungen der Last. Seitliche Verlagerungen muß der Anwender manuell ausführen, indem er die Last entlang einer Hängeschiebebahn verschiebt. Ferner sind die manuellen Bewegungen der Last durch eine durch die Last-Ausgleichseinrichtung unterstützte Bewegung in der Vertikalen, eine Translationsbewegung entlang der Hängeschienenbahn und eine Drehung um die Achse des Drehlagers begrenzt.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Hubvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die das Verlagern von Lasten erleichtert.
Die Aufgabe wird durch eine Hubvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Hubvorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Hubvorrichtung hat

– ein Trägermittel,
– ein darunter angeordnetes Lastaufnahmemittel,
– ein Getriebemittel, das mit dem Lastaufnahmemittel und dem Trägermittel verbunden ist und die Verlagerbarkeit des Lastaufnahmemittels auf Verlagerungen parallel zu dem Trägermittel begrenzt, und
– mindestens zwei lineare Stellelemente, die jeweils an ihrem oberen Ende über ein oberes Gelenk schwenkbar mit dem Trägermittel und an ihrem unteren Ende über ein unteres Gelenk schwenkbar mit dem Lastaufnahmemittel verbunden sind, wobei die oberen Gelenke voneinander beabstandet sind.

Bei der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung läßt das Getriebemittel parallele Verlagerungen des Lastaufnahmemittels bezüglich des Trägermittels zu. Mittels der linearen Stellelemente können Parallelverlagerungen des Lastaufnahmemittels in Vertikalrichtung und quer dazu gesteuert werden. Für Bewegungen in der Vertikalrichtung werden sämtliche linearen Stellelemente in gleichem Ausmaß verstellt. Für Bewegungen in einer Richtung quer dazu werden die linearen Stellelemente in unterschiedlichem Ausmaß verstellt. Das Lastaufnahmemittel ist zum Aufnehmen einer Last geeignet. Insbesondere kann es so ausgestaltet sein, daß es Plattenbauteile aufnehmen kann. Die erfindungsgemäße Hubvorrichtung unterstützt somit den Anwender bei der Verlagerung von Lasten entlang der Vertikalen und mindestens einer quer zur Vertikalen gerichteten Achse. Die Konstruktion kann äußerst einfach ausgeführt sein. Dabei garantiert das Getriebemittel durch die Parallelführung des Lastaufnahmemittels eine konstante Ausrichtung der Last.
Grundsätzlich kann das Trägermittel ein ortsfestes Trägermittel sein. Das Trägermittel kann beispielsweise die Decke einer Fertigungshalle sein oder an der Decke einer Fertigungshalle fixiert sein. Gemäß einer Ausgestaltung ist das Trägermittel ein Transportmittel. Diese Ausgestaltung ermöglicht weitere Freiheitsgrade der Bewegung des Lastaufnahmemittels, die je nach Ausgestaltung des Transportmittels Freiheitsgrade der Translation und/oder der Rotation sein können. Das Transportmittel kann beispielsweise ein Kran sein.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das Trägermittel eine Laufkatze. Laufkatzen sind entlang eines Trägers verfahrbar. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen weiteren Freiheitsgrad der Translation.
Grundsätzlich kann die Laufkatze an einer stationären Brücke angeordnet sein. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Laufkatze an einer verfahrbaren Brücke eines Portalkranes oder eines Brückenkranes angeordnet. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen weiteren Freiheitsgrad der Translation oder der Rotation, je nachdem, ob der Portalkran oder Brückenkran eine axial verfahrbare oder eine drehbare Brücke aufweist.
Bei einer Laufkatze an einer Brücke kann die translatorische Verlagerung des Lastelementes entlang mindestens einer quer zur Vertikalen gerichteten Achse mittels der linearen Stellelemente für eine Feinpositionierung genutzt werden. Durch Verfahren der Laufkatze bezüglich der Brücke und durch Verfahren der Brücke können größere Strecken überwunden werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind das Getriebemittel und die linearen Stellelemente über ein Last-Drehgelenk mit vertikaler Drehachse mit dem Trägermittel oder dem Lastaufnahmemittel verbunden. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen weiteren Freiheitsgrad der Rotation um eine vertikale Drehachse.
Das Getriebemittel kann so ausgestaltet sein, daß es eine Verlagerung des Lastaufnahmeteils parallel zu dem Trägermittel entlang drei Raumachsen ermöglicht. Hierfür können zwischen Trägermittel und Lastaufnahmeteil drei lineare Stellelemente vorhanden sein, die über voneinander beabstandete Gelenke mit dem Trägermittel verbunden sind. Gemäß einer Ausgestaltung begrenzt das Getriebemittel die Verlagerbarkeit des Lastaufnahmeteils auf Verlagerungen in einer Vertikalebene bezüglich des Trägermittels und sind zwei lineare Stellelemente mit ihren oberen Gelenken in dieser Vertikalebene angeordnet. Bei dieser Ausgestaltung ist das Lastaufnahmemittel bezüglich des Trägermittels mittels der beiden linearen Stellelemente ausschließlich in der Vertikalebene bewegbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfaßt das Getriebemittel mindestens ein Pantographengetriebe. Ein Pantographengetriebe ist ein Hebelgetriebe mit zwei aneinander gelenkten Hebeln, von denen einer an seinem äußeren Ende an das Trägermittel und der andere an seinem äußeren Ende an das Lastaufnahmemittel angelenkt ist. Die Anlenkungen erfolgen mittels Drehgelenken. Die inneren Enden der Hebel sind an ein mittleres Lagerteil angelenkt. Das Pantographengetriebe begrenzt die parallele Verlagerung des Lastaufnahmemittels zum Trägermittel auf eine Vertikalebene. Beispielsweise ist es so ausgestaltet, wie in 1 der DE 198 42 892 A1 dargestellt, wobei parallel zu jedem Hebel eine Koppelstange vorhanden ist. Diese Ausführung eines Pantographengetriebes findet auch bei allgemein bekannten Schreibtischleuchten Anwendung. Durch dieses Getriebemittel ist eine Parallelverlagerung des Lastaufnahmemittels zum Trägermittel gewährleistet.
Gemäß einer Ausgestaltung weist das Pantographengetriebe längeneinstellbare Hebel und/oder Koppelstangen auf. Durch Längenänderung des Pantographengestänges ist das Lastaufnahmemittel schwenkbar. Hierdurch ist es möglich, die Ausrichtung des Lastaufnahmemittels an die Ausrichtung von Bauteilen anzupassen und/oder Bauteile zu schwenken. Die Längeneinstellbarkeit kann durch teleskopische Ausführung der Hebel und/oder Koppelstangen verwirklicht werden, wobei Mittel zum Feststellen einer eingestellten Länge der Hebel und/oder Koppelstange vorgesehen sein können.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die Positionen der Anlenkungen der Hebel und/oder der Koppelstangen am mittleren Lagerteil und/oder Lastaufnahmemittel variabel. Für die Änderungen von Positionen der Anlenkungen der Hebel und/oder Koppelstangen ist ebenfalls eine Änderung der Ausrichtung des Lastaufnahmemittels möglich. Für die Änderungen der Positionen der Anlenkungen können Lagerstellen entlang Bahnen verlagerbar und/oder verschiedene Lagerstellen vorhanden sein, mit denen die Hebel und/oder Koppelstangen lösbar verbindbar sind.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Hubvorrichtung mehrere verschiedene austauschbare mittlere Lagerteile, welche sich durch die relative Lage der Anlenkungen der Hebel und/oder der Koppelstangen voneinander unterscheiden. Durch Austausch der mittleren Lagerteile ist es möglich, die Ausrichtung des Lastaufnahmemittels zu verändern.
Gemäß einer Ausgestaltung umfaßt das Getriebemittel mehrere Pantographengetriebe, die in parallelen Vertikalebenen und/oder in derselben Vertikalebene angeordnet sind. Mehrere Pantographengetriebe können Lastmomente besser auffangen, die quer zur Vertikalebene auf die Hubvorrichtung einwirken.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist das Lastaufnahmemittel mindestens eine mit dem Getriebemittel verbundene Basis und mindestens einen an der Basis angeordneten Greifer auf. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Greifer ein Magnetgreifer und/oder ein mechanischer Greifer. Der mechanische Greifer kann mehrere Greiferarme aufweisen, mit denen ein Plattenbauteil einklemmbar ist. Die Greiferarme können beispielsweise von Hand oder motorisch betätigbar sein. Mittels Magnetgreifer können Plattenbauteile aus ferromagnetischem Material angehoben werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Ausrichtung des mindestens einen Greifers bezüglich des Basisteiles einstellbar bzw. feststellbar. Dies ermöglicht die Orientierung des Greifers an verschiedene Bauteillagen anzupassen. Die Ausrichtung des Greifers kann an eine bestimmte Vorausrichtung des zu greifenden Plattenbauteiles angepaßt werden, um dieses parallel zu verlagern. Auch ist es möglich, die Ausrichtung des Greifers nach Greifen des Plattenbauteiles einzustellen, um das gegriffene Plattenbauteil zu schwenken bzw. in der nachträglich eingestellten Ausrichtung abzusetzen. Die Ausrichtung des mindestens einen Greifers kann manuell und/oder motorisch einstellbar und/oder feststellbar sein.
Die erfindungsgemäße Hubvorrichtung ermöglicht unter Anwendung einfacher Getriebemittel (z. B. Pantograph) und einfacher linearer Führungen (z. B. Servozylinder) viele Freiheitsgrade der Bewegung. Hierdurch läßt sich gewährleisten, daß die Hubvorrichtung unter Werftbedingungen langfristig einsetzbar ist. Sie ist in der Lage, Gewichtskräfte, Trägheitskräfte und Momente, die durch außermittiges Greifen der Plattenbauteile oder Verklemmungen entstehen, aufzunehmen. Ferner gestattet sie die freie Bewegung der Lastaufnahmemittel in einer Ebene. Während der Bewegung garantiert das Pantographengetriebe eine unveränderbare Orientierung der Lastaufnahmemittel, so daß eine zusätzliche mechatronische Regelung nicht erforderlich ist. Darüber hinaus existieren Möglichkeiten, die Orientierung von Greifern flexibel an verschiedene Bauteillagen anzupassen und/oder durch Schwenken von Greifern die Bauteile zu schwenken.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der anliegenden Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Hubvorrichtung mit Pantographengetriebe und Greiferarmen an einer Laufkatze einer Brücke in Vorderansicht;
2 dieselbe Hubvorrichtung in einer Seitenansicht;
3 zwei Hubvorrichtungen gemäß 1 und 2 an einem Portalkran beim Greifen eines Außenhautpaneeles in einer Perspektivansicht;
4 eine Hubvorrichtung gemäß 1 und 2 an einem Portalkran beim Anschweißen eines Wulstprofiles an eine Platte zum Herstellen eines Mikropaneeles in einer Perspektivansicht;
5 eine Hubvorrichtung gemäß 1 und 2 an einer Drehkrananlage mit einem Profilmagazin und Montagearbeitsplätzen im Arbeitsbereich.
Gemäß 1 und 2 weist eine erfindungsgemäße Hubvorrichtung 1 ein als Laufkatze 2 ausgebildetes Trägermittel an einer Brücke 3 auf. Die Laufkatze 2 umfaßt einen Wagen 4 mit vier Laufrollen-Gruppen 5, 6, 7, 8 mit parallelen, horizontalen Achsen, die auf zwei parallelen Schienen 9, 10 der Brücke 3 geführt sind. Ferner sind an dem Wagen 4 zwei Laufrollen 11, 12 mit vertikalen Achsen gelagert, die an einer vertikalen Führungsbahn 13 der Brücke 3 gelagert sind, um ein Kippen des Wagens 4 zu verhindern.
An dem Wagen 4 ist ein ausgebildetes Getriebemittel gehalten, das durch zwei parallel nebeneinander angeordnete Pantographengetriebe 14 gebildet ist.
Jedes Pantographengetriebe 14 umfaßt einen oberen Hebel 15 und eine dazu parallele obere Koppelstange 16. Ferner umfaßt es einen unteren Hebel 17 und eine dazu parallele untere Koppelstange 18.
Der obere Hebel 15 und die obere Koppelstange 16 sind jeweils an ihrem oberen Ende über ein oberes Drehgelenk 19, 20 schwenkbar an einem oberen Lagerteil 21 gelagert. Das obere Lagerteil 21 ist an dem Wagen 4 fixiert.
Der obere Hebel 15 und die obere Koppelstange 16 sind jeweils an ihren unteren Enden über mittlere Drehgelenke 22, 23 schwenkbar an einem mittleren Lagerteil 24 gelagert, das als Dreiecksplatte ausgeführt ist.
Der untere Hebel 17 und die untere Koppelstange 18 sind jeweils an ihren oberen Enden über weitere mittlere Drehgelenke 22, 23 schwenkbar am mittleren Lagerteil 24 gelagert.
Der untere Hebel 17 und das untere Koppelstange 18 sind jeweils an ihren unteren Enden über untere Drehgelenke 25, 26 an einem unteren Lagerteil 27 gelagert.
Das untere Lagerteil 27 ist mit einer Basis 28 eines Lastaufnahmemittels 29 fest verbunden.
An der Basis 28 des Lastaufnahmemittels 29 sind Greiferarme 30, 31 eines Greifers gehalten. Der Einstellwinkel der Greiferarme 30, 31 zu der Basis 28 ist veränderbar.
Ferner sind zwischen dem Wagen 4 und der Basis 28 zwischen den beiden Pantographengetrieben 14 zwei Servozylinder 32, 33 angeordnet, die oben mit weiteren oberen Drehgelenken 34, 35, deren Achsen voneinander beabstandet sind, am Wagen 4 angelenkt sind. Die Servozylinder 32, 33 sind an ihren unteren Enden über weitere untere Drehgelenke 36, 37 an der Basis 28 angelenkt. Die Achsen sämtlicher Drehgelenke sind zueinander parallel.
Die Servozylinder 32, 33 sind mittels einer nicht gezeigten elektrischen und/oder pneumatischen und/oder hydraulischen Steuerungseinrichtung steuerbar. Über die Steuerungseinrichtung sind auch die Bewegungen der Brücke 3 und der Laufkatze 4 steuerbar. Die Steuerung der Hubvorrichtung 1 kann automatisch erfolgen. Ferner kann ein Benutzer über eine Fernbedienung, die drahtlos oder über ein Kabel mit der Steuerungseinrichtung verbunden ist, die Steuerungseinrichtung bedienen.
Ein Benutzer kann mittels der Steuereinrichtung die Greiferarme 30, 31 an den Seiten eines Plattenbauteiles positionieren und dann manuell die Greiferarme 30, 31 festklemmen. Mittels der Steuerungseinrichtung kann der Benutzer dann das Plattenbauteil anheben bzw. in einer Vertikalebene verlagern, die senkrecht zu den Achsen der Drehgelenke der Pantographengetriebe 14 ausgerichtet ist.
Eine Verlagerung über größere Strecken kann durch Verlagerung der Laufkatze 2 bzw. der Brücke 3 erreicht werden.
3 zeigt eine Anwendung, bei der mittels zweier Hubvorrichtungen 1 an einem Portalkran 38 ein Mikropaneel 39 verlagert wird.
4 zeigt eine Anwendung, bei der mittels einer Hubvorrichtung 1 an einem Portalkran 38 ein Mikropaneel 39 aufgesetzt und mittels eines Schweißroboters 40 angeschweißt wird.
5 zeigte eine Anwendung, bei mittels einer Hubvorrichtung 1 an einer Drehkrananlage 41 der Profile 42 aus einem Profilmagazin 43 zu Montagearbeitsplätzen 44, 45, 46 verlagert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19842892 A1 [0004, 0016]

Claims

Hubvorrichtung mit – einem Trägermittel (2), – einem darunter angeordneten Lastaufnahmemittel (29), – einem Getriebemittel (14), das mit dem Lastaufnahmemittel (29) und dem Trägermittel (2) verbunden ist und die Verlagerbarkeit des Lastaufnahmemittels (29) auf Verlagerungen parallel zu dem Trägermittel (2) begrenzt, und – mindestens zwei linearen Stellelementen (32, 33), die jeweils an ihrem oberen Ende über ein oberes Gelenk (34, 35) schwenkbar mit dem Trägermittel (2) und an ihrem unteren Ende über ein unteres Gelenk (36, 37) schwenkbar mit dem Lastaufnahmemittel (29) verbunden sind, wobei die oberen Gelenke (34, 35) voneinander beabstandet sind.
Hubvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Trägermittel (2) ein Transportmittel ist.
Hubvorrichtung nach Anspruch 2, bei der das Trägermittel (2) eine Laufkatze ist.
Hubvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Laufkatze (2) an einer verfahrbaren Brücke (3) eines Portalkranes oder eines Brückenkranes angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Getriebemittel (14) und die linearen Stellelemente (32, 33) über ein Last-Drehgelenk mit vertikaler Drehachse mit dem Trägermittel (2) oder dem Lastaufnahmemittel (29) verbunden ist.
Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der das Getriebemittel (14) die Verlagerbarkeit des Lastaufnahmemittels (29) auf Verlagerungen in einer Vertikalebene bezüglich des Trägermittels (2) begrenzt und zwei lineare Stellelemente (32, 33) mit ihren oberen Gelenken (34, 35) in dieser Vertikalebene angeordnet sind.
Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der das Getriebemittel (14) mindestens ein Pantographengetriebe umfaßt.
Hubvorrichtung nach Anspruch 7, bei der das Pantographengetriebe (14) längeneinstellbare Hebel (15, 17) und/oder Koppelstangen (16, 18) aufweist.
Hubvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei der die Positionen der Anlenkungen der Hebel (15, 17) und/oder der Koppelstangen (16, 18) am mittleren Lagerteil (24) und/oder am Trägermittel (2) und/oder am Lastaufnahmemittel (29) variabel sind.
Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 9, die verschiedene austauschbare mittlere Lagerteile (24) umfasst, welche sich durch unterschiedliche relative Lagen der Anlenkungen der Hebel (15, 17) und/oder der Koppelstangen (16, 18) voneinander unterscheiden.
Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei der das Getriebemittel (14) mehrere Pantographengetriebe umfaßt, die in parallelen Vertikalebenen und/oder in derselben Vertikalebene angeordnet sind.
Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der das Lastaufnahmemittel (29) eine mit dem Getriebemittel (14) verbundene Basis (28) und mindestens einen an der Basis (28) angeordneten Greifer (30, 31) umfaßt.
Hubvorrichtung nach Anspruch 12, bei der der Greifer (30, 31) ein Magnetgreifer und/oder ein mechanischer Greifer ist.
Hubvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, bei der die Ausrichtung des mindestens einen Greifers (30, 31) bezüglich der Basis (28) einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei der die linearen Stellelemente (32, 33) mindestens einen Servozylinder umfassen.