DE102010021277A1

DE102010021277A1 - Vorrichtung zur Positionierung

Info

Publication number: DE102010021277A1
Application number: DE201010021277
Authority: DE
Inventors: Helmut Marquard; Volker Haak
Original assignee: ESW GmbH
Current assignee: Vincorion Advanced Systems GmbH
Priority date: 2010-05-18
Filing date: 2010-05-18
Publication date: 2011-11-24
Also published as: EP2388229B1; EP2388229A1

Abstract

Die Vorrichtung dient zur Positionierung eines Tragelementes sowohl in einer horizontalen als auch in einer vertikalen Richtung. Das Tragelement ist an einem zweiten Schlitten befestigt, der von einer zweiten Verstelleinrichtung positionierbar ist. Die zweite Verstelleinrichtung ist an einem ersten Schlitten befestigt, der von einer ersten Verstelleinrichtung positionierbar ist. Beide Verstelleinrichtungen sind mit einem gemeinsamen Antrieb koppelbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Positionierung eines Tragelementes sowohl in einer horizontalen als auch in einer vertikalen Richtung, bei der das Tragelement an einem zweiten Schlitten befestigt ist, der von einer zweiten Verstelleinrichtung positionierbar ist, die an einem ersten Schlitten befestigt ist, der von einer ersten Verstelleinrichtung positionierbar ist.
Derartige Vorrichtungen werden typischerweise als Zwei-Achsen-Fördersysteme bezeichnet. Ein derartiges Fördersystem kann beispielsweise dazu dienen, aus einem regalartigen Lagersystem bereitgestellte Objekte zu entnehmen und nach einer entsprechenden Positionierung abzustellen oder die Objekte in umgekehrter Richtung dem Lagersystem zuzuführen.
Gemäß dem vorbekannten Stand der Technik werden für die Positionierung in der horizontalen und der vertikalen Richtung jeweils separate Antriebe verwendet. Die Antriebe sind meistens als Elektromotoren ausgebildet und werden über Kabelschleppen mit elektrischer Energie versorgt und mit einer zugeordneten Steuerung verbunden. Die Kabelschleppen und die zugehörigen Kabel unterliegen durch die durchgeführten Bewegungen einem Verschleiß. Die bekannten Systeme sind darüber hinaus empfindlich gegenüber von Verschmutzungen, so daß erhebliche Aufwendungen für die Wartung anfallen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß ein einfacher und robuster Aufbau unterstützt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beide Verstelleinrichtungen mit einem gemeinsamen Antrieb koppelbar sind.
Durch die Kopplung mit einem gemeinsamen Antrieb wird ein erheblich vereinfachter Aufbau der Vorrichtung ermöglicht. Insbesondere ist es möglich, den gemeinsamen Antrieb stationär anzuordnen und diesen stationären Antrieb mit den beiden Verstelleinrichtungen zu koppeln. Sowohl Versorgungs- als auch Steuerleitungen für den Antrieb können somit stationär verlegt werden.
Eine robuste Konstruktion wird dadurch bereitgestellt, daß die beiden Verstelleinrichtungen mechanisch mit dem Antrieb gekoppelt sind.
Eine einfache Steuerbarkeit wird dadurch erreicht, daß der Antrieb als ein elektrischer Rotationsaktor ausgebildet ist.
Ein einfacher mechanischer Aufbau wird auch dadurch unterstützt, daß die erste Verstelleinrichtung ein umlaufendes Positionierelement aufweist.
Eine hohe Verschleißfestigkeit wird dadurch bereitgestellt, daß das umlaufende Positionierelement als ein Riemen ausgebildet ist.
Eine Ableitung von Antriebskräften für die erste Verstelleinrichtung wird dadurch erleichtert, daß im Bereich des ersten Schlittens mindestens zwei Umlenkrollen angeordnet sind.
Insbesondere erweist es sich als zweckmäßig, daß mindestens eine der Umlenkrollen relativ zum ersten Schlitten bremsbar ist.
Eine Aufnahme hoher Gewichtskräfte wird dadurch erleichtert, daß im Bereich der zweiten Verstelleinrichtung eine Spindel angeordnet ist.
Ein sehr einfaches Antriebskonzept wird dadurch realisiert, daß die Spindel von einer der Umlenkrollen im Bereich des ersten Schlittens drehbar ist.
Eine Verdrehsicherheit wird dadurch erreicht, daß das Tragelement entlang mindestens einer Führung geführt ist.
Eine exakte Positionierung wird dadurch unterstützt, daß der erste Schlitten entlang einer Führung in einer horizontalen Richtung geführt ist.
Ein unbeabsichtigtes Verschieben des zweiten Schlittens kann dadurch vermieden werden, daß der erste Schlitten relativ zur Führung bremsbar ist.
Eine bevorzugte Anwendung besteht darin, daß die Vorrichtung als Teil einer Küche ausgebildet ist.
Insbesondere ist daran gedacht, daß die Vorrichtung als Teil einer Bordküche eines Flugzeuges ausgebildet ist.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
1 eine Prinzipskizze der Antriebseinheit,
2 die Anordnung gemäß 1 mit einer gebremsten mittleren Rolle im Bereich des oberen Schlittens zur Durchführung einer horizontalen Transportbewegung,
3 die Anordnung gemäß 1 und 2 mit einem fixierten oberen Schlitten und ungebremsten Rollen im Bereich des oberen Schlittens zur Ermöglichung einer vertikalen Bewegung des unteren Schlittens und
4 ein Anwendungsbeispiel für die Vorrichtung im Bereich der Bordküche eines Flugzeuges.
Gemäß der Ausführungsform in 1 ist ein Antrieb (1) mit einer ersten Verstelleinrichtung (2) gekoppelt. Die erste Verstelleinrichtung (2) führt eine horizontale Positionierung durch. Als Antrieb (1) kann ein elektrischer Rotationsaktor verwendet werden.
Der Antrieb (1) treibt eine Rolle (3) an, die gemeinsam mit einer Rolle (4) einen Umlaufweg für einen Riemen (5) definiert. Alternativ zur Verwendung von Rollen (3, 4) können beispielsweise auch Zahnräder oder andere Umlenkelemente verwendet werden. Der Riemen (5) kann beispielsweise als ein Zahnriemen ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, band- oder kettenartige Elemente zu verwenden.
Im Bereich der ersten Verstelleinrichtung (2) ist darüber hinaus ein erster Schlitten (6) angeordnet, der mit Umlenkrollen (7, 8) versehen ist. Gemäß dem Ausführungsbeispiel in 1 sind drei derartige Umlenkrollen (7, 8) verwendet. Drehachsen der Umlenkrollen (7, 8) spannen hierbei eine dreieckartige Fläche auf. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei obere und äußere Umlenkrollen (7) auf einem in vertikaler Richtung höheren Niveau und eine mittlere Umlenkrolle (8) auf einem niedrigerem Niveau angeordnet. Der Verlauf des Riemens (5) erfolgt derart, daß die Rollen (7) den Riemen (5) in einen mittleren Bereich des Schlittens (6) nach unten und in Richtung auf die mittlere Rolle (8) umlenken. Die mittlere Rolle (8) ist in vertikaler Richtung nach unten vom Riemen (5) beaufschlagt. Der obere Zeichnungsteil ist zur besseren Erkennbarkeit leicht verkippt und perspektivisch dargestellt.
Im Bereich einer zweiten Verstelleinrichtung (9) ist eine Spindel (10) angeordnet, die einen zweiten Schlitten (11) positioniert. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der zweite Schlitten (11) als eine Buchse ausgeführt, die mit einem Innengewinde auf dem Außengewinde der Spindel (10) geführt ist. Der zweite Schlitten (11) positioniert ein Tragelement (12). Im Bereich ihrer dem ersten Schlitten (6) abgewandten Ausdehnung ist die Spindel (10) im Bereich eines Sockels (13) geführt. Sowohl der Sockel (13) als auch der erste Schlitten (6) sind in einer horizontalen Richtung entlang von Führungen (14) positionierbar. Die Führungen (14) sind typischerweise als Linearlager ausgebildet.
Das Tragelement (12) kann beispielsweise plattenartig ausgeführt sein. Insbesondere ist daran gedacht, daß das Tragelement (12) entlang von Führungen (16) in einer vertikalen Richtung geführt ist. Als Führungen (16) können beispielsweise zwei Stangen verwendet werden, die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Beim Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind die Führungen (16) sowohl im Bereich des Sockels (13) als auch im Bereich des ersten Schlittens (6) fixiert und führen zu einer mechanischen Versteifung der Anordnung.
2 veranschaulicht die Durchführung einer horizontalen Positionierbewegung. Hierzu rotiert der Antrieb (1) und versetzt den Riemen (5) in eine Umlaufbewegung um die Rollen (3, 4). Mindestens eine der Rollen (7, 8) im Bereich des ersten Schlittens (6) ist gegenüber dem ersten Schlitten (6) gebremst. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Bereich der mittleren Rolle (8) eine Bremse (17) dargestellt. Aufgrund der gebremsten Rolle (8) im Bereich des ersten Schlittens (6) kann der Riemen (5) nicht frei um die Rollen (7, 8) umlaufen, sondern nimmt den Schlitten (6) mit. Der erste Schlitten (6) wird hierdurch entlang der Führung (14) bewegt.
Gemäß dem Betriebszustand in 4 werden die Rollen (7, 8) im Bereich des ersten Schlittens (6) nicht gebremst. Es erfolgt aber eine Fixierung des ersten Schlittens (6) im Bereich der Führung (14). Dies kann durch eine in 3 dargestellte Bremse (18) realisiert werden.
Bei einer Rotation des Antriebes (1) und einem Umlauf des Riemens (5) um die Rollen (3, 4) werden somit die Umlenkrollen (7, 8) in eine Rotationsbewegung versetzt. Eine horizontale Positionierung des ersten Schlittens (6) ist durch die Bremse (18) verhindert.
Die Umlenkrolle (8) ist derart mit der Spindel (10) gekoppelt, daß eine Rotation der Umlenkrolle (8) auch eine Rotation der Spindel (10) verursacht. Der umlaufende Riemen (5) erzeugt somit beim Betriebszustand gemäß 3 eine Rotation der Spindel (10). Hierdurch erfolgt eine vertikale Positionierung des Tragelementes (12) entlang der Führungen (16).
Eine bevorzugte Anwendung der Vorrichtung bezieht sich auf den Transport von Küchengütern im Bereich der Bordküche eines Flugzeuges oder auf entsprechende Anwendungen im Bereich des Frachtraumes eines Flugzeuges. Insbesondere ist an die Positionierung sogenannter Boxen oder Standard Units gedacht. Diese Standard Units weisen insbesondere zu einem jeweiligen Beginn ihrer Verwendung durch bevorratete Getränke und Speisen ein erhebliches Gewicht auf, so daß ein manuelles Anheben nicht möglich ist. Derartige mit den erforderlichen Gütern ausgestattete Standard Units werden in der Bordküche des Flugzeuges auf unterschiedlichen Höhen in dafür vorgesehenen Fächern bevorratet. Die Vorrichtung kann dabei zum Einsetzen oder Entnehmen der Standard Units aus den entsprechenden Fächern dienen.
4 zeigt eine entsprechende Anwendung im Bereich der Bordküche (19) eines Flugzeuges. Es ist hierbei ein regalartiges System verwendet, aus dem einzelne Objekte (20) entnommen oder eingesetzt werden können.

Claims

Vorrichtung zur Positionierung eines Tragelementes sowohl in einer horizontalen als auch in einer vertikalen Richtung, bei der das Tragelement an einem zweiten Schlitten befestigt ist, der von einer zweiten Verstelleinrichtung positionierbar ist, die an einem ersten Schlitten befestigt ist, der von einer ersten Verstelleinrichtung positionierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß beide Verstelleinrichtungen (2, 9) mit einem gemeinsamen Antrieb (1) koppelbar sind,
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verstelleinrichtungen (2, 9) mechanisch mit dem Antrieb (1) gekoppelt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (1) als ein elektrischer Rotationsaktor ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verstelleinrichtung (2) ein umlaufendes Positionierelement aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das umlaufende Positionierelement als ein Riemen (5) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des ersten Schlittens (6) mindestens zwei Umlenkrollen (7, 8) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Umlenkrollen (7, 8) relativ zum ersten Schlitten (6) bremsbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der zweiten Verstelleinrichtung (9) eine Spindel (10) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (10) von einer der Umlenkrollen (7, 8) im Bereich des ersten Schlittens (6) drehbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragelement (12) entlang mindestens einer Führung (16) vertikal geführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schlitten (6) entlang einer Führung (14) in einer horizontalen Richtung geführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schlitten (6) relativ zur Führung (14) bremsbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als Teil einer Küche ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als Teil einer Bordküche eines Flugzeuges ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als Teil eines Frachtcontainers zur Zuführung von Boxen zur Bordküche eines Flugzeugs ausgebildet ist.