DE102012110053A1

DE102012110053A1 - Handhabungsvorrichtung zur Handhabung flacher Gegenstände

Info

Publication number: DE102012110053A1
Application number: DE102012110053.5A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Ostendarp
Original assignee: Bohle AG
Current assignee: Bohle AG
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2014-04-24
Anticipated expiration: 2032-10-23
Also published as: DE202012104180U1; DE102012110053A9; WO2014064033A1; DE102012110053B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung zur Handhabung, insbesondere zum Transport und zur Übergabe, flacher Gegenstände, insbesondere Glasscheiben, mit einem Unterbau, mit einer an dem Unterbau angeordneten Vertikalpositioniereinheit und mit einer an der Vertikalpositioniereinheit angeordneten Schwenkeinheit. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein System mit einer erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung. Die Aufgabe, eine gattungsgemäße Handhabungsvorrichtung und ein System mit einer solchen anzugeben, welche eine flexible und einfache Handhabung flacher Gegenstände bei einem gleichzeitig kompakten Aufbau der Handhabungsvorrichtung erlauben, wird durch eine gattungsgemäße Handhabungsvorrichtung gelöst, wobei die Schwenkeinheit Verbindungsmittel zur Verbindung der Schwenkeinheit mit einer Kopplungseinheit aufweist, wobei die Kopplungseinheit eine in eine Kopplungsrichtung gerichtete Ankopplung an einen flachen Gegenstand ermöglicht, und wobei die Schwenkeinheit eine Verkippung der Verbindungsmittel gegenüber der Vertikalpositioniereinheit um einen virtuellen Drehpunkt ermöglicht. Die Aufgabe wird auch durch ein System mit einer erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung und mit einer mit den Verbindungsmitteln der Schwenkeinheit verbundenen Kopplungseinheit gelöst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung zur Handhabung, insbesondere zum Transport und zur Übergabe, flacher Gegenstände, insbesondere Glasscheiben, mit einem Unterbau, mit einer an dem Unterbau angeordneten Vertikalpositioniereinheit und mit einer an der Vertikalpositioniereinheit angeordneten Schwenkeinheit. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein System mit einer erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung.
Der Transport von flachen Gegenständen wie beispielsweise von Glasscheiben, von flachen Metall- oder Blechplatten oder auch von Gipsplatten kann auf Baustellen mitunter Schwierigkeiten bereiten. Im Außenbereich können solche aufgrund ihrer Dimension unhandlichen oder aufgrund ihres Gewichts nur schwer zu befördernden flachen Gegenstände mittels Kränen oder Transportfahrzeugen zum Beispiel auf Lagerböcken wie Glasracks befördert werden. Weiterhin ist es bekannt, an die einzelnen flachen Gegenstände zur Handhabung eine Kopplungseinheit, beispielsweise eine Vakuumhebeanlage, anzukoppeln, welche vorzugsweise mittels mehrerer Vakuumsaugscheiben an den flachen Gegenständen befestigt werden kann. Diese Vakuumhebeanlagen können beispielsweise ebenfalls Ösen zum Einklinken eines Kranhakens aufweisen. In überdachten oder beengten Bereichen auf der Baustelle oder sogar bereits bei der Herstellung der flachen Gegenstände steht allerdings nicht immer ein Kran oder eine Kranbahn zur Verfügung. In diesem Fällen können zwar ebenfalls zur Erleichterung der Handhabung besagte Vakuumhebeanlagen an die flachen Gegenstände angekoppelt werden. Diese müssen aber dann per Hand bzw. Muskelkraft getragen, transportiert oder manövriert werden.
Insbesondere im Bereich der Glasscheiben ist es aufgrund aktueller Designtrends allerdings zunehmend erforderlich, immer größere Glasscheiben und damit schwerere und unhandlichere Glasscheiben handhaben und transportieren zu können. Das Gewicht der Glasscheiben wird zudem durch Energiesparziele und Sicherheitssteigerungen durch Materialwahl und zunehmende Dicken weiterhin erhöht.
Gleichzeitig werden aus Gründen des Gesundheitsschutzes die von Personen zu tragenden Lasten immer stärker reduziert, wobei aber gleichzeitig versucht wird, aufgrund von Personalkosten die Anzahl der benötigten Person gering zu halten.
Durch diese gegensätzlichen Trends lässt sich beispielsweise eine Übergabe des flachen Gegenstands an ein (Glas-)Transportfahrzeug, einen Lagerbock, ein (Glas-)Rack, eine Bearbeitungsanlage bzw. die Abnahme von solchen und die Beförderung der flachen Gegenständen sowohl innerhalb des Betriebs, beispielsweise bei der Herstellung, als auch auf Baustellen durch Personen bzw. durch reine Muskelkraft nicht mehr zufriedenstellend realisieren.
Um diese Probleme zu lösen, sind Handhabungsvorrichtungen der eingangs genannten Art bereits aus dem Stand der Technik bekannt.
Die US-amerikanische Patentanmeldung US 7,997,845 B2 offenbart beispielsweise einen verfahrbaren Wagen zur Handhabung von Glas, wobei der Wagen Stützen aufweist, an denen eine Vakuumgriffanordnung mittels eines Schlittens in verschiedenen Höheneinstellungen positioniert werden kann. Um eine Glasscheibe mit dem Wagen aufzunehmen, muss die Vakuumgriffanordnung aber horizontal in Richtung der Glasscheibe bewegt werden. Dazu kann der Wagen beispielsweise gekippt werden oder die Vakuumgriffanordnung auf horizontal verfahrbaren Schienen in Richtung Glasscheibe bewegt werden. Zur Ausrichtung der Vakuumgriffanordnung kann diese entweder durch Gelenke verschwenkt werden oder von den Stützen abgekoppelt werden. Dies erfordert allerdings eine aufwendige manuelle Positionierung der Vakuumgriffanordnung. Soll die Scheibe um hoch liegende Drehpunkte geschwenkt werden, müssen entsprechende Drehpunkte am oberen Ende der Stützen vorgesehen werden. Dies kann zu entsprechend aufwendigen und mitunter instabilen Konstruktionen führen. Gleichzeitig ist das Personal zur Verschwenkung bzw. Positionierung der Glasscheibe in unmittelbarer Nähe zu der Glasscheibe. Dies kann im Falle von Unachtsamkeiten oder Unfällen bei der Bewegung von Glasscheiben von bis zu 300 kg oder mehr zu Gesundheitsgefährdungen führen.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde eine gattungsgemäße Handhabungsvorrichtung und ein System mit einer solchen anzugeben, welche eine flexible und einfache Handhabung flacher Gegenstände bei einem gleichzeitig kompakten Aufbau der Handhabungsvorrichtung erlauben.
Gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe durch eine gattungsgemäße Handhabungsvorrichtung gelöst, wobei die Schwenkeinheit Verbindungsmittel zur Verbindung der Schwenkeinheit mit einer Kopplungseinheit aufweist, wobei die Kopplungseinheit eine in eine Kopplungsrichtung gerichtete Ankopplung an einen flachen Gegenstand ermöglicht, und wobei die Schwenkeinheit eine Verkippung der Verbindungsmittel gegenüber der Vertikalpositioniereinheit um einen virtuellen Drehpunkt ermöglicht.
Unter der Handhabung von flachen Gegenständen wird insbesondere das Transportieren und Übergeben dieser Gegenstände verstanden, beispielsweise das Übergeben an ein (Glas-)Transportfahrzeug, einen Lagerbock, ein (Glas-)Rack, eine Bearbeitungsanlage, einen Kran bzw. die Abnahme der flachen Gegenstände von solchen Einrichtungen. Ebenfalls wird hierunter die Positionierung der flachen Gegenstände an ihrem Bestimmungsort, beispielsweise in einer Aufnahme oder einem Rahmen für eine Glasscheibe, verstanden. Ebenfalls kann ein Fenster, also eine Glasscheibe inklusive Rahmen, in einer entsprechenden Aufnahme im Gebäude, beispielsweise der Wand, positioniert werden.
Zum Transport kann die Handhabungsvorrichtung beispielsweise mittels bodenseitig angeordneten Rollen, Rädern, Reifen oder Kufen verfahrbar oder verschiebbar sein. Alternativ kann die Handhabungsvorrichtung beispielsweise auch aufgehängt sein. Ebenfalls ist denkbar, eine motorgetriebene Handhabungsvorrichtung, ähnlich motorgetriebener Flurförderfahrzeuge, vorzusehen.
Flache Gegenständen können insbesondere Glasscheiben, Fenster, Metall- oder Blechplatten, Gipsplatten oder aber auch Platten oder Scheiben aus anderem Material sein. Die flachen Gegenstände haben dabei insbesondere eine zumindest teilweise im Wesentlichen glatte Oberfläche.
Der Unterbau ist insbesondere eine Konstruktion zum Tragen der Lasten, wie die Last der zu handhabenden flachen Gegenstände oder der Vertikalpositioniereinheit. Auch können am Unterbau ein oder mehrere Transportmittel wie Rollen, Räder, Reifen oder Kufen vorgesehen sein. Der Unterbau kann hierzu auch Aufnahmen zum Absetzen der flachen Gegenstände auf dem Unterbau bereitstellen. Weiterhin können Bedienelemente und/oder Griffe zum Schieben, Ziehen und/oder Manövrieren der Handhabungsvorrichtung vorgesehen sein. Der Unterbau kann vorteilhaft auch zumindest teilweise demontierbar und wieder montierbar ausgebildet sein, um eine hohe Flexibilität beim Transport der Handhabungsvorrichtung zu erreichen.
Unter einer Vertikalpositioniereinheit wird eine Einheit verstanden, an welcher oder mit welcher zumindest auch eine vertikale Positionierung der Schwenkeinheit ermöglicht wird. Die kann insbesondere ein Mast sein. Unter einem Mast wird insbesondere ein zumindest teilweise im Wesentlich vertikal verlaufendes, insbesondere längliches Bauelement verstanden, wobei sowohl ein im Wesentlichen linearer Verlauf vorgesehen sein kann als auch komplexere, beispielsweise geschwungene oder gebogenen Mastverläufe möglich sind. Der Mast ist vorzugsweise im vorderen Bereich des Unterbaus bzw. der Handhabungsvorrichtung angeordnet.
Dadurch, dass die an der Vertikalpositioniereinheit angeordnete Schwenkeinheit Verbindungsmittel zur Verbindung mit einer Kopplungseinheit aufweist, kann die Handhabungsvorrichtung flexibel mit einer Kopplungseinheit entweder dauerhaft oder zeitweise ausgestattet werden. Vorzugsweise sind die Verbindungsmittel zur Verbindung der Schwenkeinheit mit der Kopplungseinheit so ausgebildet, dass die Kopplungseinheit wieder entfernt werden kann. Dadurch kann eine besonders flexible Anpassung der Handhabungsvorrichtung an unterschiedliche Anforderungen, beispielsweise Lasten und Einsatzgebiete erfolgen. Zudem kann eine bereits vorhandene Kopplungseinheit mit der Handhabungsvorrichtung verwendet werden. Die Verbindungsmittel können dabei insbesondere mittels Formschluss, Reibschluss und/oder Materialschluss die Verbindung der Schwenkeinheit mit der Kopplungseinheit ermöglichen und beispielsweise Schrauben, Bolzen, Verrastungen und/oder besonders bevorzugt einen oder mehrere Schnellverschlüsse umfassen. Die Verbindungsmittel können beispielsweise ein Aufnahmeelement zur Aufnahme der Kopplungseinheit aufweisen und/oder in Form eines Armes gestaltet sein. Ebenfalls können die Verbindungsmittel Adapterelemente umfassen, um unterschiedliche Kopplungseinheiten mit der Schwenkeinheit verbinden zu können.
Eine Kopplungseinheit ist insbesondere eine Vakuumhebeanlage, welche besonders zur Ankopplung an flache Gegenstände geeignet ist. Solche Vakuumhebeanlagen weisen mindestens eine, vorzugsweise mehrere, beispielsweise vier, Saugscheiben auf, welche im Wesentlichen in einer eine Kopplungsebene bildenden Ebene liegen und mittels eines Vakuum bzw.
Unterdrucks lösbar an den flachen Gegenstand angekoppelt werden können. Allerdings können grundsätzlich auch andere Kopplungseinheiten, welche mittels Formschluss, Reibschluss und/oder Materialschluss die Ankopplung herstellen, verwendet werden. So kann beispielsweise auch eine Greifeinheit als Kopplungseinheit verwendet werden. Ebenfalls ist denkbar eine Kopplungseinheit vorzusehen, welche mittels Magnete eine Kopplung zu magnetisch anziehbaren flachen Gegenständen erlaubt.
Solche Kopplungseinheiten müssen zur Herstellung der Kopplung in der Regel im Wesentlichen in Richtung des anzukoppelnden flachen Gegenstands an diesen heran bewegt werden. Dies geschieht vorzugsweise durch eine im Wesentlichen horizontale Annäherung von Kopplungseinheit und flachen Gegenstand. Dieser Richtung entspricht im Wesentlichen die Kopplungsrichtung.
Die Handhabungsvorrichtung ist also vorzugsweise in mindestens einen Übergabezustand bringbar, vorzugsweise mit einem gegenüber einem Transportzustand zumindest teilweise in Kopplungsrichtung verkippter Vertikalpositioniereinheit. In diesem Übergabezustand kann ein flacher Gegenstand aufgenommen oder abgegeben werden. Die Handhabungsvorrichtung ist weiterhin vorzugsweise in mindestens einen (ersten) Transportzustand, vorzugsweise mit nicht oder zumindest teilweise entgegen der Kopplungsrichtung verkippter Vertikalpositioniereinheit bringbar, in dem der flache Gegenstand einfach und sicher zu transportieren ist.
Weiterhin kann die Handhabungsvorrichtung auch in einen weiteren (zweiten) Transportzustand zu bringen sein.
Beispielsweise kann die Schwenkeinheit oder zumindest die Verbindungsmittel im Verhältnis zum Unterbau um eine im Wesentlichen vertikale Achse, insbesondere um ca. 90°, verschwenkbar sein. Dadurch kann ein angekoppelter flacher Gegenstand gleichsam verschwenkt werden. In diesem weiteren Transportzustand kann der angekoppelte flache Gegenstand auf den Unterbau absetzbar sein.
Dadurch, dass eine Verkippung der Verbindungsmittel gegenüber der Vertikalpositioniereinheit erfolgen kann, kann auch eine entsprechende Verkippung der mit dem Verbindungsmittel verbindbaren Kopplungseinheit bzw. des angekoppelten flachen Gegenstands erfolgen. Wird also beispielsweise die Vertikalpositioniereinheit verkippt, um diesen inklusive der Schwenkeinheit mit Verbindungsmitteln und der damit verbundenen Kopplungseinheit in Richtung des flachen Gegenstands zu bewegen, kann letztendlich für die Kopplungsebene eine von der Neigung der Vertikalpositioniereinheit abweichende Neigung oder Verkippung eingestellt sein oder werden.
Dadurch, dass die Schwenkeinheit, insbesondere bei Verkippung der Vertikalpositioniereinheit, eine Verkippung der Verbindungsmittel gegenüber der Vertikalpositioniereinheit um einen virtuellen Drehpunkt ermöglicht, wird auf einfache Weise eine besonders flexible Handhabung der flachen Gegenstände mit einem gleichzeitig kompakten Aufbau der Handhabungsvorrichtung erreicht.
Unter einem virtuellen Drehpunkt wird ein Drehpunkt verstanden, um den sich ein Körper, in diesem Fall das Verbindungsmittel bzw. im mit der Kopplungseinheit verbundenen Zustand auch die Kopplungseinheit bzw. im angekoppelten Zustand auch der flache Gegenstand dreht, wobei an diesem virtuellen Drehpunkt jedoch kein entsprechendes Konstruktionselement, beispielsweise Gelenk, für diese Bewegung vorgesehen zu sein braucht. Die Bewegung wird vielmehr durch Bewegungen bzw. Drehungen relativ zu anderen Konstruktionselementen realisiert, dessen Zusammenwirken zu einer Drehung des Körpers um den virtuellen Drehpunkt führt. Der Drehpunkt kann dabei beispielsweise im Verhältnis zur Handhabungsvorrichtung ortsfest sein. Im Allgemeinen variiert jedoch die Position des virtuellen Drehpunktes während der Benutzung.
Somit kann an nahezu beliebigen Orten ein virtueller Drehpunkt durch die Schwenkeinheit erreicht werden, ohne dass aufwendige Konstruktionen an diesen Orten vorgesehen sein müssen. Dadurch wird eine flexible Handhabung der flachen Gegenstände bei gleichzeitig kompakten Aufbau erreicht.
Dieser Vorteil wir besonders deutlich, wenn sich der virtuelle Drehpunkt außerhalb der Schwenkeinheit befindet.
Die Schwenkeinheit ermöglicht bei einer Verkippung der Vertikalpositioniereinheit in Kopplungsrichtung vorzugsweise eine Verkippung der Verbindungsmittel im Wesentlichen in der durch die Vertikalpositioniereinheit und die Kopplungsrichtung aufgespannten Ebene oder im Wesentlichen parallel hierzu.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung befindet sich die vertikale Lage des virtuellen Drehpunkts zumindest zeitweise, vorzugsweise ausschließlich oberhalb des Lastschwerpunktes und/oder oberhalb oder im Bereich des oberen Endes der Vertikalpositioniereinheit. Da die obere Kante bzw. der obere Bereich der zu handhabenden flachen Gegenstände in der Regel ebenfalls in diesem Bereich liegt, kann der flache Gegenstand durch die Schwenkeinheit um diesen oberen virtuellen Drehpunkt geschwenkt werden, ohne dass in diesem Bereich entsprechende Konstruktionselemente vorgesehen sein müssen. Ein Schwenken um einen solchen hoch gelegenen Drehpunkt ist bei der Handhabung flacher Gegenstände besonders vorteilhaft, da sich die flachen Gegenstände im Wesentlichen so verhalten als wären sie aufgehängt, was eine stabile und einfache Handhabung bei kompaktem Aufbau ermöglicht.
Unter dem Lastschwerpunkt wird der Schwerpunkt der von der Handhabungsvorrichtung getragenen Last verstanden, insbesondere der gemeinsame Schwerpunkt des flachen Gegenstands und der Kopplungseinheit.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung befindet sich die horizontale Lage des virtuellen Drehpunkts in Kopplungsrichtung zumindest zeitweise im Bereich des Lastschwerpunktes und/oder im Bereich einer durch die Kopplungseinheit definierten Kopplungsebene. Insbesondere im Transportzustand kann sich die horizontale Lage des virtuellen Drehpunkts in Kopplungsrichtung zumindest zeitweise im Bereich einer durch die Kopplungseinheit definierten Kopplungsebene bzw. im Bereich des Lastschwerpunktes befinden. Falls die Kopplungseinheit eine Vakuumhebeanlage ist, welche eine oder mehrere, vorzugsweise vier, Saugscheiben aufweist, bilden diese im Wesentlichen in einer Ebene liegenden Saugscheiben eine Kopplungsebene. Diese entspricht dann im Wesentlichen der Ebene, in der die angekoppelte Oberfläche des flachen Gegenstands liegt. Liegt der virtuelle Drehpunkt in Kopplungsrichtung gesehen, also in der Regel im Wesentlichen in horizontaler Richtung, in diesem Bereich, wird eine stabile und einfache Handhabbarkeit bei kompaktem Aufbau weiterhin verbessert. Dies gilt insbesondere für den ersten und/oder zweiten Transportzustand.
Alternativ ist weiterhin vorteilhaft, wenn die horizontale Lage des virtuellen Drehpunktes in Kopplungsrichtung, hinter der Kopplungsebene bzw. dem flachen Gegenstand liegt. Beispielsweise kann der virtuelle Drehpunkt so liegen, dass der flache Gegenstand unter Vernachlässigung der Masse der Kopplungseinheit und der Dicke des flachen Gegenstands im ersten und/oder zweiten Transportzustand gegen die Kopplungsrichtung, beispielsweise um bis zu 10°, vorzugsweise um ca. 5°, geneigt ist. Der flache Gegenstand kann sich durch die Neigung teilweise gegen die Kopplungseinheit stützen, was die Sicherheit erhöht und die Montage des flachen Gegenstands erleichtert.
In der Regel ist das Gewicht der flachen Gegenstände größer als beispielsweise das der Kopplungsvorrichtung, sodass der Lastschwerpunkt im Wesentlichen durch den flachen Gegenstand bestimmt wird. In diesem Fall hängt ein angekoppelter flacher Gegenstand im Wesentlichen senkrecht an der Kopplungseinheit.
Ermöglicht die Schwenkeinheit bei Verkippung der Vertikalpositioniereinheit eine Verkippung der Verbindungsmittel um den virtuellen Drehpunkt entgegen der Verkippung der Vertikalpositioniereinheit, kann eine weiterhin gesteigerte Flexibilität bei der Handhabung der flachen Gegenstände erreicht werden. In der Regel wird die Annäherung der mit den Verbindungsmitteln verbundenen Kopplungseinheit mit dem flachen Gegenstand beim Ankoppeln durch ein Verkippen der Vertikalpositioniereinheit realisiert. Dadurch wird die an der Vertikalpositioniereinheit angeordnete Schwenkeinheit mit den Verbindungsmitteln und schließlich mit der Kopplungseinheit zumindest teilweise in Kopplungsrichtung bzw. in horizontaler Richtung auf den flachen Gegenstand zubewegt. Durch die Verkippung der Verbindungsmittel um den virtuellen Drehpunkt entgegen der Verkippung der Vertikalpositioniereinheit kann die Verkippung der Vertikalpositioniereinheit zumindest teilweise wieder ausgeglichen werden, sodass die Kopplungsebene eine von der Neigung der Vertikalpositioniereinheit abweichende Neigung oder Verkippung aufweisen kann.
In Verbindung mit dem Vorsehen eines erfindungsgemäßen virtuellen Drehpunkts kann so eine weite horizontale oder ausladende Bewegung der Kopplungseinheit realisiert werden, ohne eine ungeeignete Verkippung der Kopplungsebene durch die Verkippung der Vertikalpositioniereinheit in Kauf nehmen zu müssen, welche eine Ankopplung erschweren oder vereiteln würde.
Besonders bevorzugt erfolgt die Verkippung der Verbindungsmittel zur Verbindung mit der Kopplungseinheit aufgrund der Schwerkraft bei der Verkippung der Vertikalpositioniereinheit. Dadurch sind zum Beispiel Vorrichtungen zur motorisierten Verkippung der Verbindungsmittel und eine entsprechend aufwendige Einbindung entbehrlich. Vielmehr wird allein aufgrund der Verkippung der Vertikalpositioniereinheit zur Ankopplung bereits automatisch eine vorzugsweise entgegengesetzte Verkippung der Verbindungsmittel bzw. der Kopplungseinheit eingestellt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Schwenkeinheit zwei Streben auf, welche in Kopplungsrichtung gesehen gegeneinander verkippt und jeweils mit einem ersten Bereich, insbesondere mit ihren jeweiligen ersten Enden, an einer an der Vertikalpositioniereinheit angeordneten Aufhängung angelenkt sind.
Durch zwei gegeneinander verkippte und angelenkte Streben kann auf einfache weise ein virtueller Drehpunkt eines Körpers, welcher ebenfalls gelenkartig mit den Streben verbunden ist, realisiert werden. Der virtuelle Drehpunkt des ebenfalls mit den Streben verbundenen Körpers befindet sich im Falle von im Wesentlichen linearen Streben dabei im Kreuzungspunkt der gedachten Verlängerungen der gegeneinander verkippten Streben. Ein solcher Körper können beispielsweise ein Verbindungselement, die Verbindungsmittel und/oder die Kopplungseinheit sein. Die Streben können beispielsweise mittels jeweils einen Drehpunkt bildenden Gelenken aufgehängt sein. Grundsätzlich können auch mehr als zwei Streben vorgesehen sein.
Vorzugsweise sind die Streben der Schwenkeinheit jeweils mit einem zweiten Bereich, insbesondere mit ihren jeweiligen zweiten Enden, an ein Verbindungselement angelenkt. Dadurch werden weitere Drehpunkte zwischen den Streben und einem Verbindungselement geschaffen, an dem dann die Verbindungsmittel zur Verbindung an eine Kopplungseinheit vorgesehen sein können. Die Lage des virtuellen Drehpunkts wird durch den Kreuzungspunkt zweier gedachter Geraden gebildet, wobei die erste Gerade durch die zwei Drehpunkte der einen Streben und die zweite Gerade durch die zwei Drehpunkte der anderen Strebe verläuft.
Die Schwenkeinrichtung der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung weist in einer bevorzugten Ausgestaltung somit vier Drehpunkte auf, die beispielsweise auf zuvor dargestellte Weise realisiert sein können, um die Bildung eines virtuellen Drehpunkts zu realisieren. Allerdings sind grundsätzlich auch andere Realisierungen eines virtuellen Drehpunkts möglich.
Besonders bevorzugt kann ein virtueller Drehpunkt auch durch eine Führungsschiene realisiert werden. Durch die Führungsschiene wird die Bewegung der Verbindungsmittel derart bestimmt, dass die Verbindungsmittel sich wiederum um einen virtuellen Drehpunkt bewegen, bzw. um diesen gekippt werden. Die Schwenkeinheit umfasst dabei eine Führungsschiene, welche die Verbindungsmittel, beispielsweise in Form eines Profils, mit welchen die Kopplungseinheit verbunden werden kann, führt. Die Führungsschiene kann dabei insbesondere bogenförmig, insbesondere teilkreisförmig, besonders bevorzugt viertelkreisförmig, ausgebildet sein. Die Verbindungsmittel können beispielsweise über Rollen oder Schienen mit der Führungsschiene und verfahrbar entlang der Führungsschiene verbunden sein. Diese Ausgestaltung hat insbesondere den Vorteil, dass kein Verklemmen der mittels Gelenke verbundenen Streben erfolgen kann. Auch ist die Gefahr eines Einklemmens oder Quetschens beispielsweise der Hände des Personals verringert. Die Ausführungen in Zusammenhang mit einem mittels 4 Drehpunkten realisierten virtuellen Drehpunktes sind aber weitestgehend auf die zuvor beschriebene Realisierung eines virtuellen Drehpunktes mittels einer Führungsschiene übertragbar.
Die Achsen der Drehpunkte sind insbesondere im Wesentlichen parallel zueinander und/oder liegen im Wesentlichen horizontal und/oder im Wesentlichen quer zur Kopplungsrichtung.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung ist mindestens eine der Streben der Schwenkeinheit verschiebbar an dem Verbindungselement angelenkt. Dadurch kann insbesondere der zu handhabende flache Gegenstand eine Position gegenüber der Vertikalpositioniereinheit einnehmen, die die Schwenkeinheit ansonsten aufgrund der Drehpunkte nicht erlauben würde. Dies kann insbesondere beim Absetzen des angekoppelten flachen Gegenstands auf dem Unterbau der Handhabungsvorrichtung erwünscht sein, um eine Verkippung des flachen Gegenstands zur Vertikalpositioniereinheit hin für eine sichere Transportposition, insbesondere im zweiten Transportzustand, zu erreichen. Eine solche Verschiebbarkeit kann beispielsweise durch ein in der Strebe oder dem Verbindungselement vorgesehenes Langloch besonders einfach realisiert werden.
Alternativ kann eine Verkippung des angekoppelten flachen Gegenstands gegenüber der Vertikalpositioniereinheit beim Absetzen auf dem Unterbau der Handhabungsvorrichtung auch dadurch erreicht werden, dass die Aufhängung gegenüber der Vertikalpositioniereinheit zumindest teilweise verkippbar ausgestaltet ist.
Sind die Verbindungsmittel zur Verbindung mit einer Kopplungseinheit an dem Verbindungselement fixiert, kann auf einfache Weise die Bewegung des Verbindungselements um den virtuellen Drehpunkt auf die Verbindungsmittel und somit auf die Kopplungseinheit übertragen werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung sind Mittel zur Verkippung der Vertikalpositioniereinheit, insbesondere in Kopplungsrichtung, gegenüber der Vertikalen vorgesehen, insbesondere eine einseitige Höhenverstellung des Unterbaus, insbesondere zur Verkippung um ca. 5 bis 30°, vorzugsweise um ca. 10°–20° gegenüber der Vertikalen. Dadurch kann eine einfache und präzisere Verkippung der Vertikalpositioniereinheit erzielt werden, sodass die Handhabung der flachen Gegenstände auch von einer einzelnen Person sicher durchgeführt werden kann. Bei einer einseitigen Höhenverstellung des Unterbaus ist die Vertikalpositioniereinheit vorzugsweise an einem in Kopplungsrichtung gesehen vorderen Bereich des Unterbaus bzw. der Handhabungsvorrichtung angeordnet, während die Höhenverstellung ein Anheben eines gegenüberliegenden, in Kopplungsrichtung gesehen hinteren Bereichs des Unterbaus bzw. der Handhabungsvorrichtung ermöglicht. Beispielsweise kann ein Teleskopprofil im hinteren Bereich ausgefahren werden und arretiert werden, was den Unterbau und damit die Vertikalpositioniereinheit in Kopplungsrichtung verkippt. Weiterhin vorteilhaft ist dabei ein Querträger im vorderen Bereich des Unterbaus, um die sich der Unterbau bzw. die Vertikalpositioniereinheit verkippen kann.
Ist bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung die Vertikalpositioniereinheit bei im Wesentlichen horizontalem Unterbau zumindest teilweise gegenüber der Vertikalen verkippt, vorzugsweise um ca. 1–10°, vorzugsweise um ca. 5°, insbesondere entgegen der Kopplungsrichtung, kann eine bessere Anpassung des Kippverhaltens der Handhabungsvorrichtung erreicht werden. Ist die Vertikalpositioniereinheit beispielsweise bei im Wesentlichen horizontalem Unterbau zumindest teilweise gegenüber der Vertikalen entgegen der Kopplungsrichtung verkippt, kann die maximale Verkippung der Vertikalpositioniereinheit im Übergabezustand in Kopplungsrichtung reduziert werden, wobei die Kopplungseinheit trotzdem bis an den anzukoppelnden flachen Gegenstand in Kopplungsrichtung angenähert werden kann.
Zudem hat eine solche Verkippung den Vorteil, dass bereits im ersten Transportzustand der Lastschwerpunkt in den Bereich oberhalb des Unterbaus gebracht werden kann, was die Stabilität und somit die Sicherheit bei der Handhabung erheblich verbessert.
Auch im möglichen zweiten Transportzustand der Handhabungsvorrichtung ist eine solche Verkippung der Vertikalpositioniereinheit vorteilhaft, da bei einem eventuellen vertikalen Verfahren des flachen Gegenstands an der Vertikalpositioniereinheit und einem Absetzen auf dem Unterbau, der flache Gegenstand bei gleicher Verkippung auch bei unterschiedlichen Größen immer im im Wesentlichen selben Bereich auf dem Unterbau aufgesetzt werden kann.
Ist die Vertikalpositioniereinheit bei im Wesentlichen horizontalem Unterbau, also beispielsweise im ersten Transportzustand, beispielsweise um ca. 5° gegenüber der Vertikalen entgegen der Kopplungsrichtung verkippt und wird der Unterbau einseitig um ca. 20° angehoben, sodass die Vertikalpositioniereinheit in Kopplungsrichtung verkippt und die Handhabungsvorrichtung in den Übergabezustand gebracht wird, ergibt sich dadurch eine Verkippung der Vertikalpositioniereinheit gegenüber der Vertikalen um ca. 15° im Übergabezustand der Handhabungsvorrichtung. Durch eine Verkippung der Verbindungsmittel um den virtuellen Drehpunkt kann die die Verkippung der Kopplungsebene der Kopplungseinheit gegenüber der Vertikalen allerdings geringer gehalten werden, beispielsweise bei ca. 1°–10°, bevorzugt bei 3°–7° gegenüber der Vertikalen. Diese Neigung entspricht ungefähr der typischen Neigung auf Lagerböcken oder (Glas-)Racks gelagerter flacher Gegenstände.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung ist die Vertikalpositioniereinheit und/oder die Schwenkeinheit gegenüber dem Unterbau um eine im Wesentlichen vertikale Achse verdrehbar, insbesondere um ca. 90°. Auf diese Weise kann die Schwenkeinheit bzw. die Verbindungsmittel im Verhältnis zum Unterbau um die vertikale Achse verschwenkt werden, sodass die Handhabungsvorrichtung in den weitern Transportzustand gebracht werden kann. Dadurch kann ein flacher Gegenstand im angekoppelten Zustand in eine zweite Transportposition gebracht werden. In diesem weiteren Transportzustand der Handhabungsvorrichtung bzw. in dieser Transportposition des flachen Gegenstands kann der angekoppelte flache Gegenstand insbesondere auf den Unterbau absetzbar sein.
Kann durch die Verdrehbarkeit der Vertikalpositioniereinheit und/oder der Schwenkeinheit gegenüber dem Unterbau um die vertikale Achse, insbesondere um ca. 90°, die horizontale Lage des Lastenschwerpunkts im Wesentlichen mittig über die durch die in Kontakt mit dem Boden stehenden Transportmittel aufgespannte Fläche gebracht werden, wird die Stabilität und die Sicherheit der Handhabungshilfe weiterhin erhöht. Sind beispielsweise drei Rollen vorgesehen, ist die durch die Rollen aufgespannte Fläche dreieckig. Liegt der Lastenschwerpunkt mittig, also im Wesentlichen oberhalb des Schwerpunkts der durch die Transportmittel aufgespannten Fläche, kann der flache Gegenstand stabil transportiert werden.
Dadurch, dass die Schwenkeinheit entlang der Vertikalpositioniereinheit gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verfahrbar ist, insbesondere mittels eines Schlittens, kann eine weitere Erhöhung der Flexibilität erzielt werden. So können flache Gegenstände in verschiedenen Höhen durch Ankoppeln und Abkoppeln angenommen und/oder übergeben werden. Der angekoppelte flache Gegenstand kann dadurch zudem sehr einfach in eine Transportposition gebracht werden, indem der flache Gegenstand nach unten bewegt wird und auf dem Unterbau mit oder ohne Abkopplung von der Kopplungseinheit abgesetzt wird.
Ist ein Schlitten zum Verfahren der Schwenkeinheit entlang der Vertikalpositioniereinheit vorgesehen, kann eine Verkippung des angekoppelten flachen Gegenstands gegenüber der Vertikalpositioniereinheit beim Absetzen auf dem Unterbau der Handhabungsvorrichtung in diesem Fall auch dadurch erreicht werden, dass der Schlitten gegenüber der Vertikalpositioniereinheit zumindest teilweise verkippbar ausgestaltet ist.
Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe weiterhin durch ein System mit einer erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung und mit einer mit den Verbindungsmitteln der Schwenkeinheit verbundenen Kopplungseinheit gelöst.
Dadurch, dass die Kopplungseinheit mit den Verbindungsmitteln verbunden ist, kann auch die Kopplungseinheit um den virtuellen Drehpunkt gegenüber der Vertikalpositioniereinheit verkippt werden.
Besonders vorteilhaft sind die Verbindungsmittel der Schwenkeinheit und die Kopplungseinheit wieder lösbar miteinander verbunden. Dadurch kann eine besonders hohe Flexibilität der Handhabungsvorrichtung in Bezug auf unterschiedliche Anforderungen, beispielsweise Lasten und Einsatzgebiete, erreicht werden. Insbesondere kann eine bereits vorhandene Kopplungseinheit mit der Handhabungsvorrichtung verwendet werden.
Eine Kopplungseinheit ist insbesondere eine Vakuumhebeanlage, welche besonders zur Ankopplung an flache Gegenstände geeignet ist. Solche Vakuumhebeanlagen weisen beispielsweise eine oder mehrere, vorzugsweise vier, Saugscheiben auf, welche im Wesentlichen in einer eine Kopplungsebene bildenden Ebene liegen und mittels eines Vakuum bzw. Unterdrucks lösbar an den flachen Gegenstand angekoppelt werden. Allerdings können grundsätzlich auch andere Kopplungseinheiten, welche mittels Formschluss, Reibschluss und/oder Materialschluss die Ankopplung herstellen, verwendet werden. So kann beispielsweise eine Greifeinheit vorgesehen sein. Ebenfalls ist denkbar eine Kopplungseinheit vorzusehen, welche mittels Magnete eine Kopplung zu magnetisch anziehbaren flachen Gegenständen erlaubt.
Vorzugsweise ermöglicht die Kopplungseinheit eine Rotation des flachen Gegenstands um ihre in Kopplungsrichtung verlaufende Mittelachse. Beispielsweise sind die mit den Saugscheiben versehenen Arme um die Mittelachse verschwenkbar. So kann eine weitere Steigerung der Flexibilität bei der Handhabung flacher Gegenstände erreicht werden.
Die Kopplungseinheit kann wie bereits oben ausgeführt auf unterschiedliche Art mit den Verbindungsmitteln der Schwenkeinheit, insbesondere lösbar, verbunden sein.
Wenn, die Kopplungseinheit nun mit den Verbindungsmitteln verbunden ist und der flache Gegenstand an die Kopplungsmittel angekoppelt ist, kann auch der flache Gegenstand um den virtuellen Drehpunkt gegenüber der Vertikalpositioniereinheit verkippt werden.
In Bezug auf vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Systems wird auf die Ausführungen zur erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung verwiesen.
Es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten die Erfindung auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird einerseits auf die den unabhängigen Patentansprüchen nachgeordnet Patentansprüche verwiesen, zusätzlich soll die Erfindung anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es wird auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen.
In der Zeichnung zeigen
1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung im ersten Transportzustand;
2 eine perspektivische Detailansicht der Schwenkeinheit der Handhabungsvorrichtung ohne Kopplungseinheit;
3 das Ausführungsbeispiel des Systems im Übergabezustand in einer Seitenansicht;
4 das Ausführungsbeispiel des Systems in einer Zwischenposition zwischen Übergabezustand und Transportzustand in einer Seitenansicht;
5a das Ausführungsbeispiel des Systems in dem in 1 gezeigten Transportzustand in einer Seitenansicht;
5b ein alternatives Ausführungsbeispiel des Systems in dem in 5a gezeigten Transportzustand in einer Seitenansicht;
6 das Ausführungsbeispiel des Systems in einem zweiten Transportzustand in einer Frontalansicht;
7 das Ausführungsbeispiel des Systems in dem in 6 gezeigten Zustand mit auf dem Unterbau abgesetzter Glasscheibe in einer Frontalansicht;
8 das Ausführungsbeispiel des Systems in dem in 7 gezeigten Zustand in perspektivischer Ansicht;
9 eine Seitenansicht der Schwenkeinheit;
10a eine Seitenansicht der Schwenkeinheit mit gegenüber einer Strebe verschobenem Verbindungselement;
10b eine Seitenansicht einer alternativen Ausführung der Schwenkeinheit mit gegenüber dem Mast verkippbarer Aufhängung;
11 das Ausführungsbeispiel des Systems beim Einbau der Glasscheibe im Transportzustand mit verfahrener Schwenkeinheit;
12 das Ausführungsbeispiel des Systems im Übergabezustand mit verfahrener Schwenkeinheit;
13 das Ausführungsbeispiel des Systems im Übergabezustand mit verfahrener Schwenkeinheit bei der Abgabe der Glasscheibe mit weiter in Kopplungsrichtung bewegter Schwenkeinheit;
14 eine Überlagerung der Seitenansichten des Systems im Transportzustand und im Übergabezustand.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems 1 mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung 2 im ersten Transportzustand. Das System 1 weist neben der Handhabungsvorrichtung 2 auch eine Kopplungseinheit in Form einer Vakuumhebeanlage 4, der mit einem flachen Gegenstand in Form einer Glasscheibe 6 verbunden ist. Die Handhabungsvorrichtung 2 umfasst einen Unterbau 8, einen Mast 10 und eine Schwenkeinheit 12.
Der Unterbau 8 umfasst dabei einen Längsträger 14, der sich im Wesentlichen von einem vorderen Bereich 16 bis zu einem hinteren Bereich 18 des Unterbaus 8 bzw. der Handhabungsvorrichtung 2 erstreckt. Im hinteren Bereich 16 ist eine einseitige Höhenverstellung durch ein einen Griff 21 aufweisendes Teleskopprofil 20 realisiert. In dem hinteren Bereich 18 ist weiterhin eine Rolle 22 zum Verfahren der Handhabungsvorrichtung angeordnet. In dem vorderen Bereich 16 ist am vorderen Ende des Längsträgers 14 ein Querträger 24 angeordnet, welcher eine Vorderachse 27 für die Rollen 26 zum Verfahren der Handhabungsvorrichtung bereitstellt.
In dem vorderen Bereich 16 ist weiterhin der im Wesentlichen vertikal verlaufende Mast 10 angeordnet. In seinem unteren Bereich 28 verläuft der Mast vertikal. Darüber verläuft der Mast 10 bis zu seinem oberen Ende 30 gegenüber der Vertikalen leicht verkippt, in diesem Fall ca. 5°. An dem Mast 10 ist die Schwenkeinheit 12 über den Schlitten 32 verfahrbar angeordnet. Die Schwenkeinheit 12 wiederum ist über Verbindungsmittel 34 mit der Vakuumhebeanlage 4 verbunden. Die Verbindungsmittel 34 sind hierbei als armförmiges Profil ausgestaltet.
Die Glasscheibe 6 ist mit den Saugscheiben 4a, 4b, 4c, 4d der Vakuumhebeanlage 4 in der Kopplungsebene 5 mit der Glasscheibe 6 verbunden.
Der Aufbau der Schwenkeinheit wird in Zusammenhang mit 2 näher beschrieben, welche eine perspektivische Detailansicht der Schwenkeinheit 12 der Handhabungsvorrichtung 2 ohne Kopplungseinheit 4 zeigt. Die Schwenkeinheit 12 weist eine Aufhängung 36 auf, über die sie mit dem Schlitten 32 und somit verfahrbar mit dem Mast 10 verbunden ist. Der Schlitten 32 ist dabei über die Rollen 33 an dem Mast 10 verfahrbar. Die Schwenkeinheit 12 weist weiterhin eine hintere Strebe 38 und zwei vordere Streben 40a, 40b auf. Die Streben 38, 40a, 40b sind an ihren ersten Enden 42, 44a, 44b über die Gelenke bzw. Drehpunkte 46, 48a, 48b gelenkig mit der Aufhängung 36 verbunden. An ihren zweiten Enden 50, 52a, 52b sind die Streben 38, 40a, 40b über die Gelenke bzw. Drehpunkte 54, 56a, 56b gelenkig mit dem Verbindungselement 58 verbunden. Die Streben 40a, 40b sind in Kopplungsrichtung gesehen gegenüber der Strebe 38 verkippt und zudem länger als die Strebe 38. Das Verbindungselement 58 besteht in diesem Fall aus zwei Profilen 58a, 58b. Mit dem Verbindungselement 58 ist das armförmige Profil 34 fest verbunden, in diesem Fall im Wesentlichen L-förmig. Das armförmige Profil 34 ist hierbei also im Wesentlichen frei schwingend aufgehängt.
Aufgrund der zuvor beschriebenen Aufhängung des armförmigen Profils 34 kann das Verbindungselement 58 zusammen mit dem armförmigen Profil um einen virtuellen Drehpunkt 66 verkippt werden (vgl. 3–5). Das armförmige Profil 34 weist an seinem oberen Ende eine Aufnahme 60 für die Vakuumhebeanlage 4 auf, sodass schließlich auch die Vakuumhebeanlage 4 und die daran angekoppelte Glasscheibe 6 um einen virtuellen Drehpunkt gedreht werden.
3 zeigt das System 1 im Übergabezustand in einer Seitenansicht. In dem Übergabezustand kann die Glasscheibe 6 in diesem Beispiel von einem Glasrack 62 oder einem Glastransportfahrzeug, beispielsweise einem (PKW)-Anhänger, abgenommen werden.
Dazu ist das Teleskopprofil 20 ausgefahren, so dass der Längsträger 14 im hinteren Bereich 18 angehoben wird und dabei um die Achse 27 gedreht wird. In diesem Fall ist der Unterbau 8 um einen Winkel α, hier ca. 20°, gegenüber der Horizontalen angehoben. Dadurch wurde der Mast 10 entsprechend in Kopplungsrichtung 64 verkippt. Da der Mast 10 teilweise um den Winkel β, hier ca. 5°, entgegen der Kopplungsrichtung 64 gegenüber dem Längsträger 14 geneigt ist, ist der Mast durch die Verkippung α in Kopplungsrichtung 64 lediglich um den Winkel γ, hier ca. ca. 15°, gegenüber der Vertikalen verkippt. Dabei hat sich die Vakuumhebeanlage 4 ebenfalls in Kopplungsrichtung 64 zur Glasscheibe 6 hin bewegt. Gleichzeitig haben sich das Verbindungselement 58, das armförmige Profil 34 und die Vakuumhebeanlage um den virtuellen Drehpunkt 66, in diesem Fall entgegen der Kopplungsrichtung 64, verkippt. Die vertikale Lage und die in Kopplungsrichtung horizontale Lage des virtuellen Drehpunkts 66 kann hier durch den Kreuzungspunkt zweier gedachter Geraden gebildet werden, wobei die erste Gerade durch die zwei Drehpunkte 46 und 54 der hinteren Strebe 38 und die zweite Gerade durch die zwei Drehpunkte 48a und 56a bzw. 48b und 56b der vorderen Strebe 40a bzw. 40b verläuft. Der virtuelle Drehpunkt 66 befindet sich in dem dargestellten Übergabezustand der Habhabungsvorrichtung 2 oberhalb des Mastes 10. Durch diese zusätzliche Verkippung weist die Vakuumhebeanlage 4, bzw. die Kopplungsebene 5 eine im Vergleich zum Mast 10 geringere Verkippung 6 gegenüber der Vertikalen auf. In diesem Fall beträgt die Verkippung 6 der Vakuumhebeanlage bzw. der Kopplungsebene ca. 3°–5° gegenüber der Vertikalen. Dies entspricht im Wesentlichen der Neigung der auf dem Glasrack 62 gelagerten Glasscheibe 6.
Wie zu erkennen ist, muss zur Verwirklichung des virtuellen Drehpunkts 66 kein Bauelement an dieser Stelle vorgesehen sein. Daher kann dadurch, dass die Schwenkeinheit 12 bei Verkippung des Mastes 10 eine Verkippung des armförmigen Profils 34 gegenüber dem Mast 10 um den virtuellen Drehpunkt 10 ermöglicht, auf einfache Weise eine besonders flexible Handhabung der Glasscheibe 6 mit einem gleichzeitig kompakten Aufbau der Handhabungsvorrichtung 2 erreicht werden.
In dem in 3 gezeigten Zustand können die als Saugscheiben 4a, 4b, 4c, 4d ausgebildeten Kopplungsmittel der Vakuumhebeanlage 4 problemlos mit der Glasscheibe 6 verbunden werden. Es ist jedoch auch möglich, die Ausrichtung der Vakuumhebeanlage 4, insbesondere die Verkippung gegenüber der Vertikalen, noch manuell zu korrigieren, um eine optimale Ankopplung zu ermöglichen. Zur manuellen Positionierung kann insbesondere ein Hebel oder eine andere geeignete Mechanik (nicht dargestellt) und/oder eine Arretiervorrichtung (nicht dargestellt) vorgesehen sein, um die eingestellte Position anschließend zu arretieren.
Wie 3 weiterhin zu entnehmen ist, muss das Glasrack 62 mit der Handhabungsvorrichtung 2 nicht unterfahren werden. Durch die Verkippung des Mastes 10 in Kopplungsrichtung 64 kann eine ausreichende horizontale Bewegung des armförmigen Profils 34 und der Vakuumhebeanlage 4 erreicht werden, sodass die Vakuumhebeanlage 4 ohne unerwünschte Verkippung an die Glasscheibe 6 angekoppelt werden kann.
Von dem in 3 gezeigten Übergabezustand der Handhabungsvorrichtung 2 kann die Handhabungsvorrichtung 2 nun über den in 4 gezeigten Zustand in einen in 5a gezeigten ersten Transportzustand gebracht werden. Dazu wird das Teleskopprofil 20 wieder eingefahren, sodass der Unterbau 8 bzw. sich wieder in einem im Wesentlich horizontalen Zustand befindet. Dadurch wird der Mast 10 und somit die Schwenkeinheit 12, die Vakuumhebeanlage 4 und die Glasscheibe 6 um die Achse 27 entgegen der Kopplungsrichtung 64 wieder in den Bereich oberhalb des Unterbaus 8 bewegt. Gleichzeitig wird durch die dargestellte Bewegung die Glasscheibe 6 leicht angehoben, sodass eine Abnahme der Glasscheibe 6 von dem Glasrack 62 erleichtert wird. Dabei drehen sich aufgrund der Schwenkeinheit 12 das armförmige Profil 34, die Vakuumhebeanlage 4 und die Glasscheibe 6 um den virtuellen Drehpunkt 66. Aufgrund der Überlagerung der Drehungen um die Achse 27 und den virtuellen Drehpunkt 66 ist in diesem frei hängenden Zustand der Glasscheibe diese im Wesentlichen vertikal ausgerichtet. Die Verkippung durch die Schwenkeinheit 12 wird in diesem Beispiel allein aufgrund der Schwerkraft bei der Verkippung des Mastes 10 realisiert.
In dem in 5a seitlich dargestellten Transportzustand der Handhabungsvorrichtung 2 ist der bereits in 1 perspektivisch gezeigte Zustand der Handhabungsvorrichtung 2 erreicht. In diesem Transportzustand kann die Glasscheibe bereits mit der Handhabungshilfe transportiert werden. Hier befindet sich der virtuelle Drehpunkt 66 im Wesentlichen im Bereich der Kopplungsebene 5.
Hier wird der Vorteil der im Wesentlichen freien Wahl des virtuellen Drehpunktes besonders deutlich. Würde beispielsweise ein Kran an der Vakuumhebeanlage 4 angreifen, wobei der Angriffspunkt eines Kranhakens und somit der Drehpunkt dann immer von der Kopplungsebene 5 bzw. dem horizontalen Schwerpunkt der Glasscheibe 6 beabstandet ist, wäre die Glasscheibe 6 (ohne zusätzliche Krafteinleitung) immer nach vorne geneigt, da der Gesamtschwerpunkt von Vakuumhebeanlage 4 und Glasscheibe 6 im frei hängenden Zustand unterhalb des Kranhakens liegen. Durch Die Lage des virtuellen Drehpunktes 66 im Bereich der Kopplungsebene 6 bzw. Glasscheibe 6, hängt diese jedoch im Wesentlichen senkrecht.
Alternativ ist weiterhin vorteilhaft, wenn die horizontale Lage des virtuellen Drehpunktes 66 in Kopplungsrichtung 64, hinter der Kopplungsebene 5 bzw. Glasscheibe 6 liegt. Beispielsweise kann der virtuelle Drehpunkt so liegen, dass die Glasscheibe 6 unter Vernachlässigung der Masse der Hebeanlage und der Scheibendicke im ersten und/oder zweiten Transportzustand um ca. 5° gegen die Kopplungsrichtung 64 geneigt ist. Die Glasscheibe 6 stützt sich im Vergleich zu einer konventionellen Verwendung einer Vakuumhebeanlage 4 durch diese Neigung teilweise gegen die Vakuumhebeanlage 4, was die Sicherheit erhöht und zudem die Montage der Glasscheibe 6 erleichtern kann.
Optional kann vor dem Einfahren des Teleskopprofils 20 der Schlitten 32 auch ein Stück in Richtung des oberen Endens 30 des Mastes 10 gefahren werden, sodass die Glasscheibe 6 leicht angehoben wird und das Abnehmen von dem Glasrack 62 erleichtert wird.
In 5b ist ein bevorzugtes alternatives Ausführungsbeispiel des Systems 1 in einem dem in 5a gezeigten entsprechenden Transportzustand in einer Seitenansicht gezeigt. Das alternative System unterscheidet sich lediglich durch die Konstruktion der hier dargestellten alternativen Schwenkeinheit 12'. Die Schwenkeinheit 12' umfasst dabei eine Führungsschiene 13', welche das Verbindungsmittel in Form eines Profils 34', an welchem die Vakuumhebeanlage 4 fixiert ist, führt. Die Führungsschiene 13' ist dabei bogenförmig, hier teilkreisförmig, ausgebildet und führt bzw. dreht das Profil 34' um den virtuellen Drehpunkt 66. Dabei ist das Profil 34' in den Bereichen 34a' und 34b' mit der Führungsschiene 13' und verfahrbar entlang der Führungsschiene 13' verbunden. Dadurch ergibt sich schließlich eine ähnliche Bewegung der Glasscheibe 6 wie bereits zuvor in Zusammenhang mit der Schwenkeinheit 12 dargestellt. Im Übrigen sind die Ausführungen zu dem in anderen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel mit dem in 5a gezeigten kombinierbar.
Wie aus den 3 bis 5b zu erkennen ist, kann mit dem System 1 ein weiter horizontaler Weg zur Aufnahme der Glasscheibe 6 durch die Verkippung des Mastes 10 überwunden werden. Gleichzeitig kann die Verkippung der Vakuumhebeeinheit 4 gegenüber der Vertikalen gering gehalten werden und eine Ankopplung vereinfacht werden.
Aus dem in 1 bzw. 5a bzw. 5b dargestellten ersten Transportzustand kann die Handhabungsvorrichtung 2 in einen weiteren zweiten Transportzustand gebracht werden. 6 zeigt das System 1 dazu in dem zweiten Transportzustand in einer Frontalansicht entgegen der Kopplungsrichtung 64. Die Glasscheibe 6, die Vakuumhebeanlage 4 und die Schwenkeinheit 12 sind zusammen mit dem Mast 10 im Verhältnis zum Unterbau 8 um eine im Wesentlichen vertikale Achse, in diesem Fall um ca. 90°, verschwenkt. Aufgrund des nicht mehr vorhandenen seitlichen Überhangs der Glasscheibe 6 über den Unterbau kann die Glasscheibe in diesem zweiten Transportzustand besonders sicher durch die Handhabungshilfe 2 transportiert werden. Aufgrund der Anordnung des Mastes 10 im vorderen Bereich 16 und der Drehung um ca. 90° befindet sich die horizontale Lage des Lastschwerpunktes nun im Wesentlichen mittig in der von den Rollen 22, 26 aufgespannten Fläche (in diesem Fall ein Dreieck). Zudem ist eine derartige Positionierung auf der Handhabungshilfe 2 platzsparend. Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit, kann in diesem zweiten Transportzustand die Glasscheibe 6 auf den Unterbau 8 abgesetzt werden. Dazu wird der Schlitten 32 entlang des Mastes 10 nach unten verfahren, bis die Glasscheibe 6 auf dem Unterbau 8 aufsetzt.
7 zeigt das Systems 1 in dem zweiten Transportzustand mit auf dem Unterbau 8 abgesetzter Glasscheibe 6 in der Frontalansicht, während 8 das System in perspektivischer Ansicht zeigt. Gegenüber der in 6 gezeigten vertikal hängenden Glasscheibe 6 kippt die Glasscheibe 6 beim Aufsetzen auf den Unterbau 8 leicht in Richtung des Mastes 10. Hierdurch kann die in der von den Rollen 22, 26 aufgespannten Fläche im Wesentlichen mittige Lage des Lastschwerpunktes noch weiter präzisiert werden und eine besonders mittige Lage eingestellt werden, was die Stabilität und Sicherheit weiterhin erhöht. Ein auf dem Querträger 24 angeordneter Anschlag 25 kann dabei bei der Ausrichtung und Positionierung der Glasscheibe 6 auf dem Unterbau 8 behilflich sein. Optional kann auch ein zweiter Anschlag 25' zur beidseitigen Begrenzung des Aufsetzbereichs der Glasscheibe 6 auf dem Unterbau 8 vorgesehen sein.
Ist die Lage des virtuellen Drehpunkts 66 so gewählt, dass die Glasscheibe bereits in dem in 6 gezeigten frei hängenden Zustand eine leichte Neigung in Richtung des Mastes 10 aufweist, beispielsweise ca. 5°, ist das in 7 gezeigte Absetzen der Glasscheibe 6 auf dem Unterbau 8 besonders einfach und sicher.
Wie die in 7 gezeigte Verkippung ermöglicht werden kann, ist beispielhaft in den 9 und 10a, 10b gezeigt.
9 zeigt eine Seitenansicht der Schwenkeinheit 12, wobei das armförmige Profil 34 zur Veranschaulichung nicht mit der Vakuumhebeanlage 4 oder einer anderen Kopplungseinheit dargestellt ist. Um eine Verkippung des armförmigen Profils 34 um einen von dem virtuellen Drehpunkt 66 abweichenden Punkt zu erlauben, beispielsweise um die untere Kante der auf den Unterbau 8 abgesetzten (hier nicht dargestellten) Glasscheibe 6, ist die Strebe 38 der Schwenkeinheit 12 verschiebbar an dem Verbindungselement 58 angelenkt. Die Verschiebbarkeit wird hier durch ein in der Strebe 38 vorgesehenes Langloch 68 besonders einfach realisiert. Im frei hängenden Zustand der Glasscheibe befindet sich das Gelenk 54 dabei in der oberen Position des Langlochs 68, während durch das Aufsetzen und Verkippen der Glasscheibe um ihre aufgesetzte untere Kante das Gelenk 54 in die untere Position des Langlochs 68 rutscht.
In 10a ist eine Seitenansicht der Schwenkeinheit 12 mit gegenüber der Strebe 38 verschobenem Verbindungselement 58 gezeigt. Dadurch kann die Glasscheibe eine Position gegenüber dem Mast 10 einnehmen, die die Schwenkeinheit 12 ansonsten aufgrund der Drehpunkte 46, 48a, 48b, 54, 56a, 56b nicht erlauben würde. So wird in dem zweiten Transportzustand eine Verkippung der Glasscheibe 6 zum Mast 10 hin für eine sichere Transportposition erreicht.
Eine alternative Realisierung der Verkippung des armförmigen Profils 34 um einen von dem virtuellen Drehpunkt 66 abweichenden Punkt, ist in 10b veranschaulicht. Hier wird eine Verkippung der (hier nicht dargestellten) angekoppelten Glasscheibe 6 gegenüber dem Mast 10 beim Absetzen auf dem Unterbau 8 der Handhabungsvorrichtung 2 dadurch erreicht, dass die Aufhängung 36, in diesem Fall inklusive des Schlittens 32, gegenüber dem Mast 10 entgegen der Kopplungsrichtung 64 verkippbar ausgestaltet ist. Hier wird dies durch die versetzte Anordnung der Rollen 33 realisiert, welche eine Drehung des Schlittens 32 erlaubt.
In dem in 8 gezeigten zweiten Transportzustand der Handhabungsvorrichtung 2 mit zusätzlich auf dem Unterbau 8 abgesetzten Glasscheibe 6 kann die Glasscheibe 6 sicher durch Verfahren der Handhabungsvorrichtung 2 an ihren Bestimmungsort befördert werden.
Ein möglicher Bestimmungsort ist beispielsweise ein Einbaurahmen 70 für die Glasscheibe 6. 11 zeigt das System 1 an dem Bestimmungsort mit der an dem Mast 10 nach oben verfahrenen Schwenkeinheit 12.
Das Verfahren der Schwenkeinheit 12 mittels des Schlittens 32 kann beispielsweise durch eine mit einem Motor (nicht dargestellt) angetrieben Seilwinde (ebenfalls nicht dargestellt) realisiert sein, wobei das Windenseil an dem Schlitten 32 befestigt ist. Es ist aber auch vorstellbar, den Schlitten 32 beispielsweise manuell zu positionieren.
Von dem in 11 dargestellten ersten Transportzustand mit nach oben verfahrener Schwenkeinheit 32 kann die Handhabungsvorrichtung 2 in den in 12 bzw. 13 dargestellten Übergabezustand mit gegenüber der Vertikalen in Kopplungsrichtung 64 gekipptem Mast 10 gebracht werden, indem das Teleskopprofil 20 ausgefahren wird. Der in den 3 bis 5 dargestellte Ablauf wird in den 11 und 12 im Wesentlichen rückwärts durchlaufen. Während das armförmige Profil 34, die Vakuumhebeanlage 4 und damit die Glasscheibe 6 durch die Verkippung des Mastes 10 in Kopplungsrichtung 64 im Wesentlichen horizontal in Richtung des Einbaurahmens 70 auf der Wand 72 bewegt, werden das armförmige Profil 34, die Vakuumhebeanlage 4 und damit die Glasscheibe 6 um den virtuellen Drehpunkt 66 entgegen der Kopplungsrichtung 64 gedreht, sodass die Glasscheibe 6 im Wesentlichen vertikal hängend in Kopplungsrichtung 64 an den Einbaurahmen 70 angenähert werden kann.
Aufgrund von Hindernissen, wie dem Heizkörper 74, ist es allerdings nicht immer möglich, die Glasscheibe direkt in den Einbaurahmen zu schwenken, wie in 12 dargestellt. Um zumindest die untere Kante der Glasscheibe 6 im Wesentlichen direkt oberhalb des Einbaurahmens 70 positionieren zu können, kann dann die Schwenkeinheit 12 manuell oder auch mittels eines separaten Antriebs (nicht dargestellt) noch weiter in Kopplungsrichtung 64 bzw. horizontaler Richtung bewegt werden, so dass der in 13 gezeigt Zustand eingestellt wird. Diese Ausrichtung kann beispielsweise mittels eines Hebels oder einer anderen geeignete Mechanik (nicht dargestellt) geschehen.
Zudem kann eine Arretiervorrichtung vorgesehen sein, um die eingestellte Position anschließend zu arretieren. Dabei schwenkt sich das armförmige Profil 34 der Schwenkeinheit 12 und somit die Vakuumhebeanlage 4 und somit die Glasscheibe 6 noch weiter um den virtuellen Drehpunkt 66. Die Glasscheibe 6 wird dabei leicht gegen die Kopplungsrichtung 64 gekippt, sodass jedenfalls die untere Kante der Glasscheibe 6 sich noch weiter in Kopplungsrichtung 64 bewegen kann und schließlich oberhalb des Einbaurahmens 70 positioniert werden kann.
Alternativ ist auch denkbar, dass durch die Verkippung des Mastes 10 in Kopplungsrichtung 64, wie in 12 gezeigt, bereits eine ausreichende horizontale Bewegung des armförmigen Profils 34 und der Vakuumhebeanlage 4 erreicht werden kann, sodass die Glasscheibe 6 ohne wesentliche Verkippung gegenüber der Vertikalen über den Heizkörper 74 hinüber in den Bereich des Einbaurahmens 70 gebracht werden kann.
Aufgrund des Längsträgers 14 ist das Personal während der Handhabung von der regelmäßig schweren Glasscheibe 6 entsprechend weit entfernt, sodass hier ein vorteilhafter Sicherheitsabstand eingehalten werden kann. Zudem können aufgrund des einen langen Hebel darstellenden Längsträgers 14 große Kräfte zur Handhabung der Glasscheibe 6 umgesetzt werden.
14 zeigt eine Überlagerung der Seitenansichten des erfindungsgemäßen Systems im in 5a gezeigten ersten Transportzustand (durchgezogene Linie) und im in 3 gezeigten Übergabezustand (gestrichelte Linie). Es wird deutlich, dass die durch die Verkippung des Unterbaus 8 in/gegen Kopplungsrichtung 64 um ca. 20° eine im Wesentlichen horizontale Positionsänderung der Glasscheibe 6 in/gegen Kopplungsrichtung 64 erreicht wird. Dabei wird der Mast 10 ebenfalls um ca. 20° in/gegen Kopplungsrichtung verkippt, sodass dieser im ersten Transportzustand um ca. 5° entgegen der Kopplungsrichtung verkippt ist und im Übergabezustand eine Verkippung von ca. 15° gegenüber der Vertikalen aufweist. Die Glasscheibe 6 hängt im ersten Transportzustand hingegen im Wesentlichen senkrecht, während im Übergabezustand eine Verkippung von ca. 3°–5° gegenüber der Senkrechten erreicht wird, um eine optimale Übergabeposition zur Übergabe an ein oder zu Abnahme von einem Glasrack 62 zu erreichen. Die Glasscheibe wird dabei über die Achse 27 in/gegen Kopplungsrichtung bewegt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7997845 B2 [0007]

Claims

Handhabungsvorrichtung zur Handhabung flacher Gegenstände, insbesondere Glasscheiben, – mit einem Unterbau (8), – mit einer an dem Unterbau (8) angeordneten Vertikalpositioniereinheit (10), insbesondere einem Mast, und – mit einer an der Vertikalpositioniereinheit (10) angeordneten Schwenkeinheit (12, 12'), dadurch gekennzeichnet, – dass die Schwenkeinheit (12, 12') Verbindungsmittel (34) zur Verbindung der Schwenkeinheit (12, 12') mit einer Kopplungseinheit (4) aufweist, wobei die Kopplungseinheit (4) eine in eine Kopplungsrichtung (64) gerichtete Ankopplung an einen flachen Gegenstand (6) ermöglicht, und – dass die Schwenkeinheit (12, 12') eine Verkippung der Verbindungsmittel (34, 34') gegenüber der Vertikalpositioniereinheit (10) um einen virtuellen Drehpunkt (66) ermöglicht.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die vertikale Lage des virtuellen Drehpunkts (66) zumindest zeitweise oberhalb des Lastschwerpunktes und/oder oberhalb oder im Bereich des oberen Endes (30) der Vertikalpositioniereinheit (10) befindet.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die horizontale Lage des virtuellen Drehpunkts (66) in Kopplungsrichtung (64) zumindest zeitweise im Bereich des Lastschwerpunktes und/oder im Bereich einer durch die Kopplungseinheit (4) definierten Kopplungsebene (5) befindet.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkeinheit (12, 12') bei Verkippung der Vertikalpositioniereinheit (10) eine Verkippung der Verbindungsmittel (34, 34') um den virtuellen Drehpunkt (66) entgegen der Verkippung der Vertikalpositioniereinheit (10) ermöglicht.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkeinheit (12, 12') eine Führungsschiene (13') zur Realisierung des virtuellen Drehpunktes (66) aufweist.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkeinheit (12, 12') zwei in Kopplungsrichtung (64) gegeneinander verkippte und jeweils mit einem ersten Bereich (42; 44a, 44b) an einer an der Vertikalpositioniereinheit (10) angeordneten Aufhängung (36) angelenkte Streben (38; 40a, 40b) aufweist.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben (38; 40a, 40b) der Schwenkeinheit (12, 12') jeweils mit einem zweiten Bereich (50; 42a, 52b), vorzugsweise mit ihren jeweiligen zweiten Enden (50; 42a, 52b), an ein Verbindungselement (58) angelenkt sind.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Streben (38; 40a, 40b) der Schwenkeinheit (12, 12') verschiebbar an dem Verbindungselement (36) angelenkt ist.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (34, 12') zur Verbindung mit einer Kopplungseinheit (4) an dem Verbindungselement (36) fixiert sind.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Verkippung (20) der Vertikalpositioniereinheit (10) gegenüber der Vertikalen vorgesehen sind, insbesondere eine einseitige Höhenverstellung (20) des Unterbaus (8).
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertikalpositioniereinheit (10) bei im Wesentlichen horizontalem Unterbau (8) zumindest teilweise gegenüber der Vertikalen verkippt ist, vorzugsweise um ca. 5°.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertikalpositioniereinheit (10) und/oder die Schwenkeinheit (12) gegenüber dem Unterbau (8) um eine vertikale Achse verdrehbar ist, insbesondere um ca. 90°.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Verdrehbarkeit der Vertikalpositioniereinheit (10) und/oder der Schwenkeinheit (12) gegenüber dem Unterbau (8) um die vertikale Achse, insbesondere um ca. 90°, die horizontale Lage des Lastenschwerpunkts im Wesentlichen mittig über die durch in Kontakt mit dem Boden stehende Transportmittel (22, 26) aufgespannte Fläche gebracht werden kann.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkeinheit (12) entlang der Vertikalpositioniereinheit (10), insbesondere mittels eines Schlittens, verfahrbar ist.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (32) gegenüber der Vertikalpositioniereinheit (10) zumindest teilweise verkippbar ausgestaltet ist.
System mit einer Handhabungsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 und – mit einer mit den Verbindungsmitteln (34, 34') der Schwenkeinheit (12, 12') verbundenen Kopplungseinheit (4).