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Die Erfindung bezieht sich auf eine Trageeinrichtung zum Heben und Senken von Lasten, insbesondere mechanischen oder elektromechanischen Bauteilen, mit mehreren an einer zentralen Halteeinheit radial vorstehenden horizontalen Querarmen, an deren nach außen gerichteten Endabschnitten nach unten gerichtete, an der Last anlegbare und von dieser zum Freigeben radial wegbewegbare Greiferarme angekoppelt sind, und mit einer an der Halteeinheit angeordneten zentralen Führung, entlang deren eine von einer Verstellvorrichtung angetriebene Betätigungseinheit eines Betätigungsmechanismus zum Anlegen und Wegbewegen der Greiferarme vertikal verstellbar ist, wobei die Betätigungseinheit entsprechend der Anzahl der Querarme mit mehreren in deren Richtung radial nach außen gerichteten Betätigungsfortsätzen versehen ist und an den Endabschnitten der Querarme Spanneinheiten radial verschieblich gelagert sind, mit denen die Greiferarme starr verbunden sind und mit denen die Befestigungsfortsätze zur Verschiebung in Einwirkung bringbar sind, wozu der Betätigungsmechanismus einen Umsetzmechanismus aufweist, über den die Vertikalbewegung der Betätigungsfortsätze in die horizontale radiale Verschiebung der Spanneinheiten zum Freigeben der Greiferarme umsetzbar ist.
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Eine Trageeinrichtung dieser Art ist in der
DE 102 41 805 B4 als bekannt ausgewiesen. Bei dieser bekannten Trageeinrichtung sind Greifarme über Querarme schwenkbar an einer zentralen Halteeinheit gelagert und können mittels eines Stellantriebs und einer daran angeschlossenen Verstellvorrichtung zum Freigeben der Last auseinander geschwenkt und bei Entlastung der Verstellvorrichtung unter Wirkung einer Federkraft in eine Anlegeposition eingeschwenkt werden, um die Last, z. B. mechanische oder elektromechanische Bauteile, aufzunehmen. Diese Trageeinrichtung hat sich in vielen Einsatzfällen bewährt. Bei manchen Anwendungen, wie z. B. in Verbindung mit automatisch gesteuerten Zuführsystemen bzw. Robotern sind weitere Steuerungs- bzw. Betätigungsmöglichkeiten der Trageeinrichtung erwünscht.
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Bei einer in der
DD 213 654 A1 gezeigten Trageinrichtung, nämlich einer selbstanschlagenden Lastgreifeinrichtung zum Heben von Rohren, werden Greiferklauen mittels einer Feder nach außen gedrückt und über einen Seilzugmechanismus betätigt. Die Bewegung der Greiferklauen wird mittels eines Sperrmechanismus wechselweise gesperrt und freigegeben.
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Weitere Trageeinrichtungen sind in der
DE 199 31 758 C2 und der
DD 41 119 A1 gezeigt, die ebenfalls schwenkbar gelagerte Greiferarme und einen Betätigungsmechanismus aufweisen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trageeinrichtung der eingangs genannten Art bereit zu stellen, die stabile, definiert gesteuerte Betätigungen ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass der Umsetzmechanismus mittels an den Endbereichen der Betätigungsfortsätze angeordneter Gleit- oder Rollelemente und mit diesen zusammenwirkenden, auf den diesen zugewandten Seiten der Spanneinheiten angeordneter Auflaufschrägen oder Auflaufkurven gebildet ist, oder dass – umgekehrt – die Gleit- oder Rollelemente entsprechend an den Spanneinheiten und die Auflaufschrägen oder Auflaufkurven an den Betätigungsfortsätzen angeordnet sind.
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Mit diesen Maßnahmen können die Greiferarme auch mittels einer Steuereinrichtung definiert und stabil beispielsweise in einem Herstellungsprozess geführt werden.
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Hierbei besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung darin, dass die Verschiebung der Spanneinheiten zum Wegbewegen der Greiferarme und Freigeben der Last mittels der Verstellvorrichtung unter Kraftbeaufschlagung eines pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch arbeitenden Stellantriebs entgegen einer auf die Spanneinheiten wirkenden Federkraft bewirkt ist und dass die Verschiebung der Spanneinheiten zum Anlegen der Greiferarme mittels der Federkraft bei Entlastung der Spanneinheiten durch die Kraftbeaufschlagung des Stellantriebs erfolgt.
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Ist vorgesehen, dass ein Sperrmechanismus mit einer Arretiereinheit vorhanden ist, womit die Spanneinheiten in der Anlegeposition der Greiferarme automatisch gegen ein Freigeben der Last in einer Verriegelungsposition verriegelt sind und dass die Arretiereinheit beim Wegbewegen der Greiferarme von der Last mittels des Stellantriebs aus dem Verriegelungszustand gebracht wird, wird die Anlegeposition (Halteposition) der Greiferarme zusätzlich gesichert.
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Dabei besteht eine für eine sichere Funktion vorteilhafte Ausbildung darin, dass die Spanneinheiten in der Anlegeposition der Greiferarme mittels eines in die Spanneinheiten eingreifenden Arretierelements unverschiebbar in der Verriegelungsposition fixiert sind.
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Zu einer sicheren Funktion tragen auch die Maßnahmen bei, dass die Arretiereinheit im Verriegelungszustand mittels Federkraft in einer Verriegelungsstellung gehalten ist und zum Wegbewegen der Greiferarme aus ihrer Anlegeposition mittels des Stellantriebs entgegen der Federkraft in eine Entriegelungsstellung bringbar ist.
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Eine Anpassung an verschiedene Lasten wird vorteilhaft dadurch erreicht, dass die oberen Abschnitte der Greiferarme in einem Verstellabschnitt der Spanneinheiten festgelegt und nach Lösen in radialer Richtung verstellbar sind.
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Für den Aufbau und die Funktion sind des Weiteren die Maßnahmen von Vorteil, dass der Betätigungsmechanismus mit dem Umsetzmechanismus bezüglich einer aufzunehmenden Last oberhalb der Querarme angeordnet ist, dass die Arretierelemente unterhalb der Querarme nach oben ragend an einem jeweiligen Tragestücken angebracht sind, die ferner mit mindestens einem nach oben ragenden Führungselement versehen sind, welche mit den zugeordneten Betätigungsfortsätzen verbunden sind, und dass die Spanneinheiten und die Querarme auf ihrer Unterseite Bohrungen aufweisen, die in der Anlegeposition der Greiferarme miteinander und mit den Arretierelementen fluchten.
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Zu einem stabilen Aufbau mit sicherer Funktion tragen auch die Maßnahmen bei, dass die Querarme über Absätze in die verjüngten Endabschnitte übergehen, an denen die Spanneinheiten verschieblich gelagert sind, wobei die Absätze Anschläge für die Spanneinheiten in der Anlegeposition der Greiferarme bilden, und dass die auf die Spanneinheiten wirkende Federkraft von einer jeweiligen Druckfeder erzeugt wird, die auf dem verjüngten Endabschnitt auf der vom Zentrum radial abgekehrten Seite der Spanneinheit zwischen dieser und einem am Ende des Querarms angebrachten Stützabschnitt angeordnet ist.
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Erweiterte Steuerungsmöglichkeiten ergeben sich dadurch, dass ein von der Verstellvorrichtung betätigbares Steuerglied vorhanden ist, über das in Abhängigkeit von der Stellung der Greiferarme weitere Werkzeuge ansteuerbar sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Trageeinrichtung in teilweise geschnittener seitlicher Ansicht mit verschiedenen Stellungen der Greiferarme und
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2 den oberen Abschnitt der Trageeinrichtung nach 1 in vergrößerter Darstellung.
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Wie
1 und die vergrößerte Darstellung in
2 zeigen, weist die Trageeinrichtung eine zentrale Halteeinheit
15 auf, die mit mehreren, beispielsweise vier, radial nach außen ragenden Querarmen
6 versehen ist und auf deren von einer aufzunehmenden Last abgekehrten Oberseite eine zentrale Führung
7 mittels Befestigungsschrauben
12 angebracht ist. Die zentrale Führung
7 ist in ihrem oberen Abschnitt flanschartig erweitert und z. B. mittels Befestigungsschrauben
11 mit einem Trageelement
20 oder einer Trageeinheit verbunden, wie dies auch die eingangs genannte
DE 102 41 805 B4 zeigt. Durch die zusammengebaute Einheit aus dem Trageelement
20, der Führung
7 und der Halteeinheit
15 verläuft (bezüglich einer Arbeitsstellung vertikal) eine zentrale Durchführung, z. B. zylindrische Bohrung, in der eine Stange
9 vertikal verschiebbar geführt ist, wobei die Führung insbesondere in der Führung
7 gebildet ist. Die Stange
9 ist z. B. oberhalb des Trageelements
20 mit einem elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch arbeitenden Stellantrieb
18 gekoppelt und mit einer Kraft für die Verschiebebewegung beaufschlagbar.
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An den Querarmen 6 sind nach unten ragende Greiferarme 5 über Spanneinheiten 3 angekoppelt, die auf Endabschnitten 61 der Querarme 6 horizontal in radialer Richtung verschieblich gelagert sind, um die Greiferarme 5 radial nach außen und nach innen bewegen und die Last, beispielsweise ein mehr oder weniger großes elektromechanisches Bauteil 10, 10', in einer Anlegeposition aufnehmen und in einer von der Last weg bewegten Position freigeben zu können. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt das Anlegen an der Last bzw. dem Bauteil 10 oder 10' durch radiales Verschieben der Spanneinheiten 3 entlang der Endabschnitte 61 der Querarme 6 infolge einer Federkraft bei Aufheben der Kraftbeaufschlagung bzw. Entlastung durch den Stellantrieb 18 radial nach innen. Dabei werden die jeweils starr mit ihren oberen Abschnitten an den Spanneinheiten 3 angebundenen Greiferarme 5 mit Haltenasen 17 an Halteaufnahmen des Bauteils 10, 10', wie z. B. unter radial vorspringenden Absätzen, angesetzt.
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Um bei dem begrenzten Verstellweg der Spanneinheiten 3 an den Endabschnitten 61 der Querarme 6 eine Anpassung an unterschiedliche Ausdehnungen von Bauteilen 10, 10' in radialer Richtung vornehmen zu können, sind in den Spanneinheiten 3 horizontale Verstellabschnitte 32, wie z. B. T- oder Trapeznuten oder dgl., ausgebildet, in denen die oberen Abschnitte der Greiferarme 5 lösbar festgelegt, und nach Lösen radial mehr oder weniger weit verstellbar und in jeweils gewählter Verstellposition festlegbar sind.
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Um die Greiferarme 5 durch Verschieben der Spanneinheiten 3 aus ihrer Anlegeposition (Halteposition) in die Freigabeposition zu bringen, ist ein Betätigungsabschnitt 8 vorhanden, über den die Spanneinheiten 3 unter Kraftbeaufschlagung durch den Stellantrieb 18 verschoben und damit die Greiferarme 5 von der Last weg bewegt werden, bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel also radial nach außen, entgegen der auf die Spanneinheiten 3 wirkenden Federkraft der Haltefedern 4.
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Der Betätigungsabschnitt 8 weist zum Verschieben der Spanneinheiten 3 entgegen der Federkraft der Haltefedern 4 entsprechend der Anzahl der Querarme 6 und deren Richtung radial gerichtete Betätigungsfortsätze 82 auf, die zentralseitig durch z. B. schlitzförmige Öffnungen in der Führung 7 mit der Stange 9 gekoppelt und an ihren nach außen zeigenden Endbereichen mit Rollelementen 83 versehen sind, wobei die Betätigungsfortsätze 82 oberhalb der jeweiligen Querarme 6 angeordnet sind.
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Die Spanneinheiten 3, die sich mit oberen Abschnitten nach oben über die Querarme 6 erstrecken, sind auf ihrer den Betätigungsfortsätzen 82 zugekehrten Seite mit Auflaufschrägen 31 oder alternativ Auflaufkurven versehen, auf denen die Rollelemente 83 abrollen, wenn die Stange 9 mit den Betätigungsfortsätzen 82 bei Kraftbeaufschlagung durch den Stellantrieb 18 nach unten bewegt wird. Dabei werden die Spanneinheiten 3 entgegen der durch die Haltefedern 4 bewirkten Federkraft einschließlich der Greiferarme 5 nach außen verschoben. Wird die Stange 9 und damit der Betätigungsabschnitt 8 von der Kraftbeaufschlagung mittels des Stellantriebs 18 entlastet, werden die Spanneinheiten 3 mit den Greiferarmen 5 mittels der Federkraft horizontal nach innen bewegt und die Greiferarme 5 in die Halteposition gebracht, wobei die Rollelemente 83 auf der Auflaufschräge 31 nach oben abrollen und damit die Betätigungsfortsätze 82 und die Stange 9 nach oben bewegt werden. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Betätigungsfortsätze 82 mit einer Hülse 81 verbunden, die mit einem zylindrischen Innenteil auf einem zylindrischen Außenabschnitt der Führung 7 vertikal geführt ist.
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Um die Stange 9 mit den Betätigungsfortsätzen 82 mit einer zusätzlichen Kraft nach oben zu führen und die Spanneinheiten 3 mit den Greiferarmen 5 durch die Federkraft der Haltefedern 4 in die Halteposition zu bringen, ist die Stange 9 gegenüber der Halteeinheit 15 mittels einer zusätzlichen Feder 92 abgestützt, die konzentrisch um die Stange 9 in einem erweiterten Bohrungsabschnitt der Halteeinheit 15 gelagert und an einem durch einen verjüngten zylindrischen unteren Abschnitt der Stange 9 gebildeten Absatz an der Stange 9 abgestützt ist, wie aus 2 ersichtlich. An einem an der Unterseite der Halteeinheit 15 vortretenden Abschnitt ist die Stange 9 mit einem erweiterten Kopfteil 91 versehen.
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Für eine begrenzte Verstellung der Spanneinheiten 3 auf den Endabschnitten 61 der Querarme 6 ist an dem Übergang zwischen den Endabschnitten 61 und den zentralseitig anschließenden Abschnitten der Querarme 6 ein Absatz gebildet, der einen Anschlag für die Spanneinheiten 3 entgegen der durch die Haltefedern 4 bewirkten Federkraft bildet. Die Haltefedern 4 sind auf den Endabschnitten 61 auf der von dem Zentrum der Trageeinrichtung 1 radial abgekehrten Außenseite der Spanneinheiten 3 angeordnet und mit ihren außen liegenden Enden an bundartig erweiterten Stützabschnitten 62 an den Enden der Endabschnitte 61 abgestützt. Um ein leichtes Verschieben der Spanneinheiten 3 auf den Endabschnitten 61 zu gewährleisten, sind die Spanneinheiten 3 mit Schiebeabschnitten 30 und die Endabschnitte 61 mit angepassten Schiebeabschnitten versehen, wobei zwischen den Schiebeabschnitten 30 der Spanneinheiten 3 und der Endabschnitte 61 vorteilhaft eine Rollenlagerung eingebracht ist.
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Des Weiteren ist die Trageeinrichtung 1 zum Sichern der Anlegeposition der Greiferarme 5 mit einem Sperrmechanismus (Indexierung) versehen, der eine Arretiereinheit 2 aufweist. Die Arretiereinheit 2 weist den Querarmen 6 mit den Spanneinheiten 3 zugeordnete Tragestücke 21 auf, die unterhalb der Halteeinheit 15 angeordnet sind und vertikal nach oben gerichtete Führungselemente 22 und Arretierelemente 23 tragen. Die z. B. bolzenförmigen Führungselemente 22 sind in zugeordneten Bohrungen der Halteeinheit 15 bzw. Querarme 6 geführt, wobei zumindest ein Teil der Führungselemente 22 durch Durchgangsbohrungen der Halteeinheit 15 hindurchgeführt und in ihren oberhalb der Halteeinheit 15 liegenden Abschnitte mit den Betätigungsfortsätzen 82 verbunden sind. Die Betätigungsfortsätze 82 sind gegen die Halteeinheit 15 mittels Rückstellfedern 24 nach oben abgestützt, die vorliegend konzentrisch zu den betreffenden Führungselementen 22 angeordnet sind. Hierdurch wird bewirkt, dass die Tragestücke 21 mit den Führungselementen 22 und den Arretierelementen 23 in ihre obere Lage gebracht sind, wenn die Betätigungsfortsätze 82 in dem entlasteten Zustand des Betätigungsabschnitts 8 nach oben verlagert sind, wobei die Spanneinheiten 3 mit den Greiferarmen 5 in die Anlegeposition (Halteposition) gebracht sind. In dieser Position greifen die nach oben gerichteten, z. B. zapfenartigen Arretierelemente 23 durch Bohrungen in einem auf der Unterseite der Querarme 6 liegenden Abschnitt der Spanneinheiten 3 in deckungsgleiche bzw. fluchtende Bohrungen in der Unterseite der Querarme 6. Damit ist die Halteposition der Greiferarme 5 gegen ein unbeabsichtigtes Öffnen verriegelt. Die Verriegelungsstellung der Arretiereinheit 2 wird erst aufgehoben, wenn die Stange 9 durch den Stellantrieb 18 mit Kraft beaufschlagt wird und die Betätigungsfortsätze 82 entgegen den Federkräften der Haltefedern 4, der Feder 92 und der Rückstellfedern 24 nach unten bewegt, um anschließend die Greiferarme 5 in die von der Last weg bewegte Freigabeposition zu bringen. Der Umsetzmechanismus für die Vertikalbewegung der Stange 9 mit den Betätigungsfortsätzen 82 in die Horizontalbewegung der Spanneinheiten 3 mit den Greiferarmen 5 über die Rollelemente 83 oder alternativ Gleitabschnitte und die Auflaufschräge 31 oder alternativ Auflaufkurven ist dabei durch entsprechende axiale und radiale Positionierung der miteinander zusammenwirkenden Umsetzelemente (vorliegend Rollelemente 83 und Auflaufschrägen 31) an die Funktion des Sperrmechanismus mit der Arretiereinheit 2 angepasst.
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Um noch weitere Werkzeuge in Abstimmung auf die Betätigungsvorgänge der Trageeinrichtung 1 zu steuern, kann ein Steuermechanismus vorgesehen sein, der z. B. ein mit dem unteren Abschnitt der Stange 9 zusammenwirkendes Steuerglied ST aufweist, über das auch elektronische Signale in Abhängigkeit von den Betätigungsvorgängen der Trageeinrichtung 1 erzeugt werden können.
