-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lasttraverse zum Handhaben einer Welle. Weiter betrifft die Erfindung eine Fertigungszelle, eine Fertigungsumgebung und ein Verfahren zum Handhaben einer Welle.
-
Endlosmaterialien, wie Folien, Schlauchfolien, Papier oder dergleichen, werden im Rahmen der Fertigung, Veredlung und/oder Weiterverarbeitung häufig als Materialrollen auf Wickelwellen gewickelt oder von Wickelwellen abgewickelt. Derartige Wickelwellen können zusammen mit der aufgenommenen Materialrolle mehrere hundert Kilo oder mehrere Tonnen wiegen.
-
Soweit ein Wellenwechsel, eine Wellenzufuhr oder eine Wellenentnahme für eine Fertigungszelle erforderlich ist, werden die Wickelwellen mit den Materialrollen üblicherweise mittels einer Lasttraverse gehandhabt. Dabei erfordert das Ablegen oder Anheben der Wickelwelle üblicherweise einen manuellen Eingriff eines Maschinenbedieners, um beispielsweise Seilschlaufen oder Lasthaken der Lasttraverse von der Welle zu entfernen oder an der Welle zu befestigen. Derartige manuelle Eingriffe sind zeitaufwändig, fehleranfällig und stellen nicht zuletzt ein erhöhtes Verletzungsrisiko für den Maschinenbediener dar, da er in unmittelbarer Nähe großer Lasten agiert.
-
Weiter kann es erforderlich sein, dass ein Fertigungsprozess einer Fertigungszelle gestoppt werden muss, soweit die Handhabung der Welle ein Öffnen einer Schutzeinhausung oder ein Abschalten von Personenschutzreinrichtungen der Fertigungszelle erfordert. Es kann daher zu Stillstandszeiten der Fertigungszelle kommen.
-
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, eine Lasttraverse zum Handhaben einer Welle, eine Fertigungszelle, eine Fertigungsumgebung und ein Verfahren zum Handhaben einer Welle anzugeben, die insbesondere eine effizientere und sicherere Handhabung einer Welle ermöglichen.
-
Die voranstehend beschriebene, technische Problemstellung wird jeweils durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung.
-
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Lasttraverse zum Handhaben einer Welle, mit einem Querträger, mit einem ersten Lastarm zum Halten der Welle, mit einem zweiten Lastarm zum Halten der Welle, mit einem axialen Gleitelement zum axialen Ausrichten der Lasttraverse an einer Führungsanordnung und mit einem radialen Gleitelement zum radialen Ausrichten der Lasttraverse an der Führungsanordnung.
-
Die Lasttraverse ermöglicht insbesondere eine wiederholgenaue, zügige und sichere Ausrichtung und Positionierung einer Welle im Zusammenwirken mit einer Führungsanordnung.
-
Wenn im vorliegenden Text von einer Welle gesprochen wird, so kann es sich dabei um eine Wickelwelle mit einer Materialrolle handeln. Beispielsweise kann die Welle eine Wickelwelle mit einer Materialrolle aufweisen, wobei die Materialrolle beispielsweise ein Endlosmaterial, wie eine Folie, eine Schlauchfolie, ein Papier oder dergleichen aufweist, das auf die Wickelwelle aufgewickelt worden ist. Die Welle bezeichnet vorliegend daher insbesondere eine Einheit aus einer Wickelwelle und einer daran gehaltenen bzw. gewickelten Materialrolle. Alternativ kann es sich bei der Welle gemäß dem vorliegenden Text insbesondere um eine Achse, eine Rolle oder ein ähnliches, im Wesentlichen zylinderförmiges Bauteil handeln.
-
Das radiale Gleitelement kann eine Laufrolle aufweisen oder aus einer Laufrolle bestehen. Die Laufrolle ermöglicht in einfacher und kostengünstiger Weise eine Führung der Lasttraverse z.B. entlang einer Anschlagfläche und/oder Nut der Führungsanordnung, wobei ein Abrollen der Laufrolle eine geführte Relativbewegung entlang der Führungsanordnung mit einem geringen Widerstand ermöglicht.
-
Die Laufrolle kann drehbar an einem Dorn gehalten sein. Ein solcher Dorn kann beispielsweise in einer axialen Richtung auskragend erstreckt sein. Insbesondere ist die Rolle im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn frei um den Dorn drehbar.
-
Der Dorn kann ein kreiszylindrischer Zapfen sein.
-
Der Dorn kann einstückig an einem Lastarm gebildet sein.
-
Die Laufrolle kann insbesondere drehbar an dem Dorn gelagert sein. Die Laufrolle kann ein Lager, wie ein Kugellager, ein Zylinderrollenlager oder dergleichen aufweisen.
-
Die Laufrolle kann insbesondere eine umfangsseitige Gummierung als Lauffläche aufweisen, um Schwingungen der Lasttraverse während der Abrollbewegung zu dämpfen.
-
Soweit im Betrieb der Lasttraverse eine Welle mit den Lastarmen gehalten wird, kann eine axiale Längserstreckung einer solchen Welle im Wesentlichen parallel zu einer Rotationsachse der Laufrolle orientiert sein. Weiter kann eine solche axiale Längserstreckung der Welle im Wesentlichem parallel zu einer Längserstreckung des Dorns orientiert sein.
-
Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine Rotationsachse der Laufrolle im Betrieb der Lasttraverse nicht parallel zu einer Längsachse einer von den Lastarmen gehaltenen Welle orientiert ist.
-
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass das radiale Gleitelement eine Platte, einen Steg, einen Gleitstein, eine Gleitschiene oder dergleichen aufweist, insbesondere einen radialen Anschlag aufweist. Das radiale Gleitelement kann lösbar oder unlösbar beispielsweise mit einem der Lastarme verbunden sein.
-
Das axiale Gleitelement kann eine Platte und/oder einen Steg aufweisen oder aus einer Platte oder einem Steg bestehen. Eine solche Platte kann lösbar oder unlösbar beispielsweise mit einem der Lastarme verbunden sein. Beispielsweise kann die Platte durch Schrauben, Nieten, Schweißen, Kleben oder dergleichen an einem Lastarm befestigt sein. Das axiale Gleitelement kann alternativ oder ergänzend einen Steg aufweisen, wobei der Steg beispielsweise integraler Bestandteil eines Lastarms sein kann.
-
Das axiale Gleitelement kann einen axial auskragenden Vorsprung ausbilden. Das axiale Gleitelement kann ein axialer Anschlag sein, der zum Anlegen an eine axiale Anschlagfläche der Führungsanordnung eingerichtet sein kann. Das axiale Gleitelement kann z.B. einen Kunststoff und/oder einen metallischen Werkstoff aufweisen oder aus einem Kunstoff und/oder einem metallischen Werkstoff bestehen.
-
Das axiale Gleitelement kann eine Laufrolle aufweisen oder aus einer Laufrolle bestehen.
-
Das axiale Gleitelement und/oder das radiale Gleitelement können austauschbare Verschleißteile der Lasttraverse sein.
-
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Lasttraverse ist vorgesehen, dass an dem ersten Lastarm ein radiales Gleitelement und ein axiales Gleitelement angeordnet sind. Alternativ oder ergänzend ist vorgesehen, dass an dem zweiten Lastarm ein radiales Gleitelement und ein axiales Gleitelement angeordnet sind. So können der erste Lastarm und/oder der zweite Lastarm im Zusammenwirken mit der Führungsanordnung ausgerichtet und/oder geführt werden, um die Lasttraverse insgesamt auszurichten und/oder zu führen.
-
Es kann vorgesehen sein, dass das radiale Gleitelement und das axiale Gleitelement ein einzelnes Bauteil sind. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Laufrolle sowohl als axiales Gleitelement und auch als radiales Gleitelement dient. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Rolle, deren Rotationsachse schräg bzw. geneigt zu einer axialen Längserstreckung einer im Betrieb der Lasttraverse auf der Lasttraverse aufgenommenen Welle orientiert ist, sowohl als radiales als auch als axiales Gleitelement dient.
-
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das axiale Gleitelement und das radiale Gleitelement separat voneinander vorgesehen sind, wobei das radiale Gleitelement und das axiale Gleitelement unter einem Abstand zueinander an der Lasttraverse angeordnet sind.
-
Es kann vorgesehen, dass das axiale Gleitelement und/oder das radiale Gleitelement jeweils eine Laufrolle aufweisen.
-
Es kann vorgesehen sein, dass das axiale Gleitelement und das radiale Gleitelement eine Laufrolle aufweisen. Es kann vorgesehen sein, dass Rotationsachsen der Laufrollen in einer Projektion auf eine horizontale Ebene betrachtet im Wesentlich orthogonal zueinander orientiert sind. Es kann vorgesehen sein, dass Rotationsachsen der Laufrollen in einer Projektion auf eine horizontale Ebene betrachtet einen Winkel einschließen, der kleiner als 90° ist.
-
Es kann vorgesehen sein, dass entweder das axiale Gleitelement oder das radiale Gleitelement eine Laufrolle aufweisen.
-
Weiter kann vorgesehen sein, dass weder das axiale Gleitelement noch das radiale Gleitelement eine Laufrolle aufweisen.
-
Es kann vorgesehen sein, dass ein Gleitelement eine Fase zur axialen Ausrichtung der Traverse an der Führungsanordnung aufweist.
-
Weiter kann vorgesehen sein, dass ein Gleitelement eine Fase zur radialen Ausrichtung der Traverse an der Führungsanordnung aufweist.
-
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Lasttraverse ist vorgesehen, dass der erste Lastarm eine Kröpfung mit einem Lasthaken zum Aufnehmen eines Endabschnitts der Welle aufweist. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass der zweite Lastarm eine Kröpfung mit einem Lasthaken zum Aufnehmen eines Endabschnitts der Welle aufweist.
-
Die jeweilige Kröpfung ermöglicht insbesondere ein momentenfreies Anheben der Welle, wobei eine Auflagefläche eines jeweiligen Lasthakens insbesondere in vertikaler Richtung betrachtet fluchtend zu einem Befestigungspunkt des Lastarms an dem Querträger angeordnet ist.
-
Es kann vorgesehen sein, dass ein axiales Gleitelement und/oder ein radiales Gleitelements des ersten Lastarms an der Kröpfung des ersten Lastarms angeordnet sind. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass ein radiales Gleitelement und/oder ein axiales Gleitelement des zweiten Lastarms an der Kröpfung des zweiten Lastarms angeordnet sind.
-
Das axiale Gleitelement und/oder radiale Gleitelement des ersten Lastarms können an einer dem zweiten Lastarm abgewandten Außenseite des ersten Lastarms angeordnet sein. Alternativ oder ergänzend können das axiale Gleitelement und/oder radiale Gleitelement des zweiten Lastarms an einer dem ersten Lastarm abgewandten Außenseite des zweiten Lastarms angeordnet sein.
-
Soweit ein radiales Gleitelement eine Laufrolle aufweist, kann ein Dorn zum Halten einer solchen Laufrolle ausgehend von der Außenseite des jeweiligen Lastarms axial auskragend erstreckt sein.
-
Der erste und der zweite Lastarm können im Wesentlichen parallel zueinander erstreckt sein.
-
Der erste und der zweite Lastarm können insbesondere an einander abgewandten Enden des Querträgers angeordnet sein und insbesondere mit dem Querträger verschweißt sein.
-
Der Querträger und/oder der erste Lastarm und/oder der zweite Lastarm können einen metallischen Werkstoff aufweisen oder aus einem metallischen Werkstoff bestehen. Der Querträger und/oder der erste Lastarm und/oder der zweite Lastarm können ein rohrförmiges oder massives Stahlbauteil aufweisen.
-
Es kann vorgesehen sein, dass ein jeweiliger Lastarm mit einem ersten Endabschnitt an dem Querträger befestigt ist, während ein zweiter Endabschnitt zum Aufnehmen der Welle oder eines Wellenendes dient.
-
Insbesondere handelt es sich bei den Lastarmen nicht um biegeschlaffe Hebezeuge, wie Seile, Ketten, Gurte oder dergleichen.
-
Weiter kann vorgesehen sein, dass die Lasttraverse im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieebene ausgestaltet ist.
-
Die Lasttraverse kann zum Heben von Lasten mit einem Gewicht von bis zu 3,5 Tonnen oder bis zu 5 Tonnen oder bis zu 10 Tonnen ausgelegt sein.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Fertigungszelle, mit einem Übergabebereich, der eine Lagerstelle als Übergabeposition zum Einlegen und/oder zum Entnehmen einer Welle aufweist und mit einer Führungsanordnung zum Ausrichten und/oder Führen einer Lasttraverse relativ zur Lagerstelle, wobei die Führungsanordnung eine axiale Anschlagfläche zur Anlage eines axialen Gleitelements der Lasttraverse aufweist und wobei die Führungsanordnung eine radiale Anschlagfläche zur Anlage eines radialen Gleitelements der Lasttraverse aufweist.
-
Die Fertigungszelle kann eine Abwicklung für eine weitere Fertigungszelle sein, wobei in der weiteren Fertigungszelle von der Welle abgewickeltes Material weiterverarbeitet wird. Die Fertigungszelle kann alternativ eine Abwicklung aufweisen, wobei von der Welle abgewickeltes Material innerhalb der Fertigungszelle weiterverarbeitet wird.
-
Die Führungsanordnung der Fertigungszelle kann eine Führungsschiene aufweisen. Eine solche Führungsschiene kann beispielsweise ein längliches Profil aufweisen. Insbesondere kann die Führungsschiene ein Profil, wie U-Profil, ein T-Profil, ein Hohlprofil oder dergleichen aufweisen. Die Führungsschiene kann einen metallischen Werkstoff aufweisen oder aus einem metallischen Werkstoff bestehen. Insbesondere kann die Führungsschiene einen Stahlwerkstoff aufweisen oder aus einem Stahlwerkstoff bestehen.
-
Es kann vorgesehen sein, dass die radiale Anschlagfläche Teil einer Nut der Führungsschiene ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Nut der Führungsschiene zwei einander zugewandte radiale Anschlagflächen aufweist, sodass beispielsweise eine innerhalb der Nut geführte Laufrolle einer Lasttraverse zweiseitig geführt ist.
-
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Fertigungszelle kann vorgesehen sein, dass die Nut im Bereich eines Nutausgangs einen schwenkbaren Riegel zum Öffnen und Verschließen des Nutausgangs aufweist. Insbesondere ist der Riegel dazu eingerichtet, ein Einführen eines radialen Gleitelements in den Nutausgang zu verhindern und ein Austreten eines radialen Gleitelements aus dem Nutausgang zu ermöglichen.
-
Die Nut kann zumindest teilweise vertikal erstreckt sein und insbesondere zumindest abschnittsweise eine vertikale Linearführung für das radiale Gleitelement ausbilden.
-
Bei einer zumindest teilweise vertikal erstreckten Nut ist der Nutausgang bezogen auf die Schwerkraft insbesondere am vertikal unteren Ende der Nut vorgesehen.
-
Der Nutausgang ist in Richtung der Schwerkraft betrachtet insbesondere unterhalb der Lagerstelle angeordnet.
-
Der Nutausgang kann an einem Endabschnitt der Nut gebildet sein, wobei der Endabschnitt insbesondere geneigt zur Vertikalen bzw. zur Richtung der Schwerkraft orientiert ist. Der Endabschnitt der Nut kann daher eine Querverschiebung einer entlang der Nut geführten Lasttraverse bewirken, wobei ein vertikales Absenken der Lasttraverse durch ein Abgleiten entlang des geneigten Endabschnitts der Nut zumindest teilweise in eine radiale Querverschiebung der Lasttraverse umgesetzt wird.
-
Der Riegel kann federnd elastisch vorgespannt in einer Schließstellung zum Verschließen des Nutausgangs angeordnet sein. Ein radiales Gleitelement verdrängt den Riegel daher beim Verlassen der Nut entgegen der Federkraft, wobei der Riegel anschließend wieder federbelastet in seine Schließstellung zurückschnellt.
-
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Riegel aufgrund der Schwerkraft in seiner Schließstellung gehalten wird und nach dem Verdrängen durch ein die Nut verlassendes Gleitelement wieder unter Wirkung der Schwerkraft in seine Schließstellung zurückfällt.
-
Alternativ kann der Riegel schaltbar sein, d. h. einen dem Riegel zugeordneten Antrieb aufweisen, um den Riegel aktiv angetrieben aus der Schließstellung in die Offenstellung zu bewegen, und umgekehrt.
-
Alternativ oder ergänzend kann im Bereich des Nutausgangs ein taktiler Sensor und/oder ein optischer Sensor angeordnet sein, um ein Austreten eines radialen Gleitelements aus der Nut zu detektieren.
-
Alternativ oder ergänzend kann im Bereich eines Nuteingangs ein taktiler Sensor und/oder ein optischer Sensor angeordnet sein, um ein Einführen eines radialen Gleitelements in die Nut zu detektieren.
-
Die axiale Anschlagfläche kann geneigt zu einer horizontalen Ebene orientiert sein und/oder an einer Fase gebildet sein. So kann ein Absenken der Lasttraverse durch ein Abgleiten des axialen Gleitelements entlang der geneigten axialen Anschlagfläche in eine axiale Ausrichtbewegung der Lasttraverse umgesetzt werden.
-
Die axiale Anschlagfläche kann Teil der Führungsschiene sein. Insbesondere können die radiale Anschlagfläche und die axiale Anschlagfläche daher kompakt in ein einzelnes Bauteil integriert sein.
-
Die Führungsschiene kann eine Länge aufweisen, die größer als ein maximaler Radius der Welle ist. Ein maximaler Radius der Welle ist beispielsweise derjenige Radius, den eine Wickelwelle zusammen mit einer auf der Wickelwelle aufgenommenen Materialrolle höchstens aufweisen darf, um mit der Fertigungszelle verarbeitet bzw. die in dem Übergabebereich aufgenommen werden zu können. Insbesondere kann die Führungsschiene eine Länge von 0,5 m oder mehr aufweisen und eine Länge von 6 m oder weniger aufweisen, insbesondere eine Länge von 4 m oder weniger aufweisen.
-
Die Führungsschiene kann zumindest abschnittsweise vertikal oberhalb der Lagerstelle erstreckt sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Nuteingang einer Nut der Führungsschiene in Richtung der Schwerkraft bzw. vertikal betrachtet oberhalb der Lagerstelle angeordnet ist und ein Nutausgang einer Nut der Führungsschiene in Richtung der Schwerkraft bzw. vertikal betrachtet unterhalb der Lagerstelle angeordnet ist.
-
Eine entlang der Führungsschiene geführte Traverse kann daher mittels der Führungsschiene in Richtung der Lagerstelle abgesenkt werden. Insbesondere weist die Führungsanordnung eine vertikale Linearführung für eine Traverse auf.
-
Es kann vorgesehen sein, dass die Führungsanordnung zwei Führungsschienen aufweist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Führungsanordnung spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieebene ausgestaltet ist. Insbesondere weisen die zwei Führungsschienen gleiche Komponenten, wie Gleitelemente, Nuten, Riegel oder dergleichen auf bzw. sind im Wesentlichen baugleich.
-
Die Führungsanordnung kann einen Anschlag zum Vorpositionieren der Welle aufweisen. Insbesondere ist ein solcher Anschlag vertikal oberhalb eines Nuteingangs einer Führungsschiene angeordnet, um ein Vorpositionieren der Welle zu ermöglichen, z. B. bevor ein Gleitelement in eine Nut eingefädelt wird. Der Anschlag kann insbesondere vertikal oberhalb einer radialen Anschlagfläche angeordnet sein.
-
Der Anschlag kann Teil der Führungsschiene sein oder an der Führungsschiene angeordnet sein. Insbesondere kann der Anschlag eine zu einer horizontalen Ebene geneigte Fläche aufweisen.
-
Die Führungsanordnung kann ein Auslenkelement zur Auslenkung der Lasttraverse in einer Richtung quer zur Vertikalen aufweisen. Ein solches Auslenkelement kann dazu dienen, einen Querversatz der Lasttraverse zu der Welle zu bewirken, nachdem die Welle auf der Lagerstelle abgelegt worden ist. So wird vermieden, dass die Lasttraverse beim Verlassen des Übergabebereichs die abgelegte Welle erneut anhebt und mitführt.
-
Ein solches Auslenkelement kann Teil der Führungsschiene sein oder an der Führungsschiene angeordnet sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Nut der Führungsschiene zusammen mit dem Auslenkelement einen Pfad eines radialen Gleitelements der Lasttraverse entlang der Führungsanordnung nach Art einer Kulissenführung vorgibt.
-
Die radiale Anschlagfläche der Führungsanordnung kann eine vertikale Länge aufweisen, die einem Vielfachen einer vertikalen Länge der axialen Anschlagfläche entspricht. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine vertikale Länge der axialen Anschlagfläche mindestens dem doppelten, vierfachen oder fünffachen und weniger als dem zwanzigfachen oder weniger als dem zehnfachen der vertikalen Länge der radialen Anschlagfläche entspricht.
-
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die axiale Anschlagfläche benachbart zu einem Nuteinlauf der Führungsschiene angeordnet ist. Die axiale Anschlagfläche kann einen Auslauf aufweisen der auf Höhe eines oberen Drittels oder eines oberen Viertels der Nut angeordnet ist, wobei das obere Drittel und das obere Viertel der Nut den Nuteinlauf aufweisen.
-
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung eine Fertigungsumgebung, mit einer Hebeeinrichtung zum Befestigen einer Lasttraverse, mit einer an der Hebeeinrichtung befestigten Lasttraverse, wobei die Lasttraverse in erfindungsgemäßer Weise ausgebildet ist, und mit einer erfindungsgemäßen Fertigungszelle.
-
Die Fertigungszelle kann eine Schutzumhausung mit einer vertikalen Öffnung aufweisen und die Hebeeinrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein Einlegen und/oder Entnehmen von Wellen mittels der Lasttraverse durch die vertikale Öffnung durchzuführen.
-
Die Hebeeinrichtung kann eine festinstallierte Krananlage sein und z.B. einen Deckenkran mit einer Laufkatze aufweisen. Die Hebeeinrichtung kann eine mobile Krananlage sein. Die Hebeeinrichtung kann ein Flurförderfahrzeug, wie ein Hubwagen, ein Gabelstapler oder dergleichen sein. Die Hebeeinrichtung kann eine in eine Fertigungszelle integrierte Krananlage sein, die mindestens zum Heben und Senken einer Last eingerichtet ist und/oder mindestens eine Linearachse zum Positionieren eines Anschlagpunkts zum Anschlagen einer Last hat.
-
Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Handhaben einer Welle in einer Fertigungsumgebung, wobei die Fertigungsumgebung in erfindungsgemäßer Weise ausgebildet ist, mit den Verfahrensschritten: Bereitstellen einer Welle, Aufnehmen und Anheben der Welle mit den Lastarmen der Lasttraverse; axiales Ausrichten der Lasttraverse an der Führungsanordnung, wobei das axiale Gleitelement an der axialen Anschlagfläche der Führungsanordnung anliegt; radiales Ausrichten der Lasttraverse an der Führungsanordnung, wobei das radiale Gleitelement an der radialen Anschlagfläche der Führungsanordnung anliegt; und Absenken der Lasttraverse und Ablegen der Welle auf die Lagerstelle.
-
Soweit die Fertigungszelle eine Schutzumhausung mit vertikaler Öffnung aufweist, kann die Welle vor dem Absenken der Lasttraverse oberhalb der vertikalen Öffnung positioniert werden.
-
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Welle mittels der Lasttraverse zunächst gegen Anschläge der Führungsanordnung vorpositioniert wird, wobei ein erster Endabschnitt der Welle an einem ersten Anschlag der Führungsanordnung anliegt und ein zweiter Endabschnitt der Welle an einem zweiten Anschlag der Führungsanordnung anliegt.
-
Anschließend kann insbesondere eine axiale Positionierung der Welle erfolgen, wobei mindestens ein axiales Gleitelement der Lastarme durch ein Absenken der Traverse an eine axiale Anschlagfläche der Führungsanordnung angelegt wird.
-
Durch ein Abgleiten mindestens eines axialen Gleitelements entlang einer insbesondere geneigten axialen Anschlagfläche kann die Lasttraverse zusammen mit der Welle axial positioniert werden. Eine vertikale Absenkbewegung kann dabei durch das Abgleiten entlang der geneigten Fläche teilweise in eine horizontale Bewegung umgesetzt werden.
-
In einem nächsten Schritt kann insbesondere jeweils eine Laufrolle eines Lastarms, wobei eine jeweilige Laufrolle das jeweilige radiale Gleitelement bilden kann, durch ein weiteres Absenken der Traverse in eine jeweilige Nut einer zugeordneten Führungsschiene eingefädelt werden.
-
Ein weiteres Absenken der Traverse kann insbesondere bewirken, dass axiale Gleitelemente die axialen Anschlagflächen verlassen und die Lasttraverse ausschließlich mittels der Laufrollen in den jeweils zugeordneten Nuten insbesondere linear geführt wird. Insbesondere weisen in diesem Fall auch die Endabschnitte der Welle keinen Kontakt mehr zu den Anschlägen oder der Führungsanordnung auf.
-
Nach dem Ablegen der Welle können die Laufrollen beim Verlassen der Nuten Riegel verdrängen, die die Nuten im Bereich eines Nutauslaufs bzw. Nutausgangs verschließen. Die Riegel können dazu dienen, ein Wiedereinführen der Laufrollen in die Nuten beim Anheben der Lasttraverse zu verhindern.
-
Nach dem Verlassen der Nuten kann die Lasttraverse insbesondere angehoben, mittels Auslenkelementen radial ausgelenkt und an den Endabschnitten der Welle vorbeigeführt werden.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen jeweils schematisch:
- 1A eine erfindungsgemäße Lasttraverse in einer Frontansicht;
- 1B die Lasttraverse aus 1A in einer Seitensicht;
- 1C die Lasttraverse aus 1A in einer weiteren Seitensicht;
- 2A eine erfindungsgemäße Fertigungszelle in einer Frontansicht;
- 2B eine Führungsschiene der Fertigungszelle aus 2A in einer Seitenansicht;
- 2C die Führungsschiene der Fertigungszelle aus 2B in einer weiteren Seitenansicht;
- 3A eine erfindungsgemäße Fertigungsumgebung mit einer erfindungsgemäßen Lasttraverse in einer ersten Position in einer Seitenansicht;
- 3B die Fertigungsumgebung aus 3A mit der Lasttraverse in einer zweiten Position in einer Seitenansicht;
- 3C die Fertigungsumgebung aus 3A mit der Lasttraverse in einer dritten Position in einer Seitenansicht;
- 3D die Fertigungsumgebung aus 3A mit der Lasttraverse in einer vierten Position in einer Seitenansicht;
- 3E die Fertigungsumgebung aus 3A mit der Lasttraverse in der dritten Position in einer vergrößerten Frontansicht;
- 3F die Fertigungsumgebung aus 3A mit der Lasttraverse in einer fünften Position in einer Seitenansicht;
- 3G die Fertigungsumgebung aus 3A mit der Lasttraverse in einer sechsten Position in einer Seitenansicht;
- 4 ein Ablaufplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
Zur besseren Nachvollziehbarkeit der nachstehenden Ausführungen wird in den Figuren ein kartesisches Koordinatensystem verwendet. Das Koordinatensystem dient lediglich dazu, die Blickrichtung bzw. Orientierung der gezeigten Ansicht zu veranschaulichen und ist, je nach Zeichnung, an verschiedenen Positionen relativ zu den betreffenden Bauteilen eingezeichnet.
-
1A zeigt eine Lasttraverse 2 zum Handhaben einer Welle 66 (3A) in einer Frontansicht.
-
Die Lasttraverse 2 hat einen Querträger 4. An dem Querträger 4 sind zwei Ösen 6 befestigt, um die Lasttraverse 2 mit einer Hebeeinrichtung zu koppeln.
-
Die Lasttraverse 2 hat einen ersten Lastarm 8 zum Halten der Welle 66. Die Lasttraverse 2 hat einen zweiten Lastarm 10 zum Halten der Welle 66.
-
An dem ersten Lastarm 8 ist ein axiales Gleitelement 12 zum axialen Ausrichten der Lasttraverse 2 an einer Führungsanordnung 46 (2A) befestigt. An dem ersten Lastarm 8 ist ein radiales Gleitelement 14 zum radialen Ausrichten der Lasttraverse 2 an der Führungsanordnung 46 befestigt. An dem ersten Lastarm 8 ist zudem ein weiteres axiales Gleitelement 16 befestigt.
-
An dem zweiten Lastarm 10 ist ein axiales Gleitelement 18 zum axialen Ausrichten der Lasttraverse 2 an der Führungsanordnung 46 befestigt. Weiter ist an dem zweiten Lastarm 10 ein radiales Gleitelement 20 zum radialen Ausrichten der Lasttraverse 2 an der Führungsanordnung 46 befestigt. Zudem ist ein weiteres axiales Gleitelement 22 an dem zweiten Lastarm 10 befestigt. Die Gleitelemente 16, 22 dienen dem Verschleißschutz der Lastarme 8,10.
-
Das radiale Gleitelement 14 des ersten Lastarms 8 ist eine Laufrolle 14. Das radiale Gleitelement 20 des zweiten Lastarms 10 ist eine Laufrolle 20.
-
Die axialen Gleitelemente 12, 16 sind mit dem ersten Lastarm 8 verschraubte Platten 12, 16. Die axialen Gleitelemente 18, 22 sind mit dem zweiten Lastarm 10 verschraubte Platten 18, 22.
-
Die Laufrolle 14 ist drehbar an einem Dorn 24 des ersten Lastarms 8 gelagert. Die Laufrolle 20 des zweiten Lastarms 10 ist drehbar an einem Dorn 26 des zweiten Lastarms 10 gelagert.
-
Wie in 1A zu erkennen, ist die Lasttraverse 2 spiegelsymmetrisch zu einer y-z-Ebene des in 1A gezeigten Koordinatensystems ausgestaltet.
-
1B zeigt die Lasttraverse aus 1A in einer Seitenansicht, so dass im Wesentlichen der erste Lastarm 8 dargestellt ist. Gleichermaßen zeigt 1C den zweiten Lastarm 10 in einer weiteren Seitenansicht der Lasttraverse 2.
-
Wie den 1A, 1B und 1C zu entnehmen, sind die Gleitelemente 12, 14, 16 des ersten Lastarms 8 an einer Außenseite 28 des Lastarms 8 angeordnet, die dem zweiten Lastarm 10 abgewandt ist. Gleichermaßen sind die Gleitelemente 18, 20, 22 des zweiten Lastarms 10 an einer Außenseite 30 des zweiten Lastarms 10 angeordnet, die dem ersten Lastarm 8 abgewandt ist.
-
Der erste Lastarm 8 weist eine Kröpfung 32 mit einem Lasthaken 34 auf, wobei der Lasthaken 34 zum Aufnehmen eines Endabschnitts 69 einer Wickelwelle 68 der Welle 66 eingerichtet ist. Der zweite Lastarm 10 weist eine Kröpfung 36 mit einem Lasthaken 38 auf, wobei der Lasthaken 38 zum Aufnehmen eines Endabschnitts 71 der Wickelwelle 68 der Welle 66 eingerichtet ist.
-
2A zeigt eine Fertigungszelle 40. Die Fertigungszelle 40 ist in 2A in einer Frontansicht gezeigt. Zudem ist die Welle 66 im abgelegten Zustand angedeutet.
-
Die Fertigungszelle 40 hat einen Übergabebereich 42 mit zwei Lagern 43, die eine Lagerstelle 44 als Übergabeposition zum Einlegen und/oder zum Entnehmen der Welle 66 bilden.
-
Die Fertigungszelle 40 hat eine Führungsanordnung 46 zum Ausrichten und Führen einer Lasttraverse relativ zur Lagerstelle 44. Die Führungsanordnung 46 hat eine erste Führungsschiene 48 und eine zweite Führungsschiene 50. Die Führungsschienen 48, 50 sind im Wesentlichen baugleich, wobei die Führungsanordnung 46 spiegelsymmetrisch ausgestaltet ist, wie 2A zu entnehmen. Nachfolgend wird daher lediglich die erste Führungsschiene 48 mit Bezug zu den 2B und 2C in zwei Seitenansichten beschrieben.
-
Die erste Führungsschiene 48 weist eine axiale Anschlagfläche 52 zur Anlage eines axialen Gleitelements einer Lasttraverse auf. Die axiale Anschlagfläche 52 ist geneigt zu einer horizontalen Planebene x-y orientiert.
-
Die erste Führungsschiene 48 hat zudem eine erste radiale Anschlagfläche 54 zur Anlage eines radialen Gleitelements einer Lasttraverse und eine zweite radiale Anschlagfläche 56 zur Anlage des radialen Gleitelements der Lasttraverse. Die radialen Anschlagflächen 54, 56 sind Teil einer Nut 58 der ersten Führungsschiene 48. Die Anschlagflächen 52, 54, 56 sind daher Teil der ersten Führungsschiene 48.
-
Die erste Führungsschiene 48 weist zudem einen Anschlag 60 zum Vorpositionieren der Welle 66 auf. Sowohl die erste als auch die zweite Führungsschiene 48, 50 sind oberhalb der Lagerstelle 44 erstreckt, um eine Traverse beim Absenken in Richtung der Lagerstelle 44 zu führen, wobei die z-Achse jeweils die Vertikale bezeichnet. Die z-Richtung entspricht der Richtung der Erdbeschleunigung.
-
3A zeigt eine Fertigungsumgebung 62 mit einer Hebeeinrichtung 64, die vorliegend eine Krananlage 64 ist. An der Hebeeinrichtung 64 ist eine erfindungsgemäße Lasttraverse 2 befestigt. Die Lasttraverse 2 trägt die Welle 66. Die Welle 66 weist eine Wickelwelle 68 und eine Materialrolle 70 auf, die auf die Wickelwelle 68 aufgewickelt ist. Ein erster Endabschnitt 69 der Wickelwelle 68 liegt auf dem Lasthaken 34 des ersten Lastarms 8 der Lasttraverse 2 auf. Gleichermaßen liegt ein zweiter Endabschnitt 71 der Wickelwelle 68 auf dem Lasthaken 38 des zweiten Lastarms 10 auf (nicht dargestellt). Die Wickelwelle 68 liegt daher mit ihren Endabschnitten 69, 71 auf den Lasthaken 34, 38 auf, während die Materialrolle 70, die im Wesentlichen zylinderförmig ist, zwischen den Lastarmen 8, 10 angeordnet ist.
-
Die Fertigungsumgebung 62 weist zudem eine erfindungsgemäße Fertigungszelle 40 auf.
-
3A repräsentiert einen ersten Verfahrensschritt A eines erfindungsgemäßen Verfahrens (4) zum Handhaben der Welle 66 in der Fertigungsumgebung 62.
-
Gemäß dem Verfahrensschritt A wird eine bereitgestellte Welle 66 mittels der Lasttraverse 2 aufgenommen und angehoben.
-
In einem zweiten Verfahrensschritt B, der in 3B gezeigt ist, wird die Wickelwelle 66 mit ihren Endabschnitten 69, 71 an den jeweiligen Anschlägen 60 der Führungsschienen 48, 50 vorpositioniert. Ein weiteres Absenken der Lasttraverse 2 in z-Richtung bewirkt daher, dass die Lasttraverse 2 zusammen mit der Welle 66 entlang der geneigten Anschläge 60 abgleitet und somit in y-Richtung vorpositioniert wird bzw. in negative y-Richtung verschoben wird.
-
Die 3C und 3E beschreiben ein axiales Ausrichten der Lasttraverse 2 samt der von der Lasttraverse 2 gehaltenen Welle 66.
-
Hierbei gleitet das axiale Gleitelement 12 entlang der axialen Anschlagfläche 52 der ersten Führungsschiene 48 ab. In 3E sind verschiedene Positionen für das axiale Gleitelement 12 gezeigt. Ein vertikales Absenken der Lasttraverse in z-Richtung wird daher durch ein Abgleiten des Gleitelements 12 entlang der geneigten axialen Anschlagfläche 52 in eine axiale Bewegung in negativer x-Richtung umgesetzt, um die Lasttraverse 2 zusammen mit der Welle 66 axial zu positionieren.
-
Weiter ist in 3C zu erkennen, dass die Laufrolle 14 in die Nut 58 der ersten Führungsschiene 48 eingefädelt worden ist. Auf der gegenüberliegenden Seite ist gleichermaßen die Laufrolle 20 des zweiten Lastarms 10 in die Nut 58 der zweiten Führungsschiene 50 eingefädelt worden.
-
In diesem Zustand ist die Lasttraverse 2 daher derart innerhalb der Führungsanordnung 46 geführt, dass die Lasttraverse 2 ausschließlich den vertikalen Freiheitsgrad aufweist, sodass keine Rotationsbewegung um eine der Achsen x, y oder z möglich ist, sowie keine translatorische Bewegung in x- oder y-Richtung möglich ist.
-
Die Lasttraverse 2 ist daher derart ausgerichtet, dass sie nunmehr in einer rein linearen Bewegung entlang der vertikalen z-Richtung abgesenkt werden kann, um die Welle 66 auf die Lagerstelle 44 abzulegen.
-
In einem Verfahrensschritt D, der in 3D gezeigt ist, wird die Welle 66 daher auf die Lagerstelle 44 abgelegt. Wie 3D zu entnehmen, liegt das axiale Gleitelement 12 während eines Großteils der Wegstrecke der linearen Absenkbewegung frei, sodass die Lasttraverse 2, nachdem das axiale Gleitelement freiliegt, ausschließlich über die Laufrolle 12 geführt wird. Dies gilt gleichermaßen für die Führung im Bereich der zweiten Führungsschiene 50. Auch hier wird die Lasttraverse 2 ausschließlich im Bereich der Nut 58 über die Laufrolle 20 geführt. Auch die Endabschnitte 69, 71 der Wickelwelle 68 liegen während eines Großteils der Wegstrecke der linearen Absenkbewegung frei.
-
In einem abschließenden Verfahrensschritt E wird die Lasttraverse 2 zurückgeführt. Hierzu wird die Lasttraverse 2 weiter abgesenkt, wobei die Laufrolle 12 beim Verlassen der Nut 58 einen federnd elastisch in einer Schließstellung vorgespannten Riegel 72 verdrängt (3F) und anschließend entlang eines Auslenkungselements 74 in y-Richtung ausgelenkt wird. Ein Anheben der Lasttraverse 2 in negativer z-Richtung wird durch das Abgleiten der Laufrolle 12 entlang des Auslenkungselements 74 in eine Querverschiebung in y-Richtung umgesetzt, um zu vermeiden, dass die Lasttraverse 2 die abgelegte Welle 66 erneut anhebt.
-
Wie in 3G gezeigt, fällt der Riegel 72 federnd elastisch vorgespannt in seine Schließstellung zurück, wobei er den Nutausgang 76 bzw. den Nutauslauf 76 der Nut 58 verschließt. Die voranstehenden Aspekte gelten gleichermaßen für die gegenüberliegend angeordnete Führungsschiene 50.
-
Das voranstehend beschriebene Verfahren kann teilweise oder vollständig automatisiert ablaufen. Insbesondere können die verschiedenen Positionen der Lasttraverse relativ zu einer Fertigungszelle vorgegeben werden und mittels einer Fernbedienung oder Steuerung (teil-)automatisiert angefahren werden.
-
Es kann vorgesehen sein, dass die Fertigungszelle 40 eine Schutzeinhausung 78 mit einer vertikalen Öffnung 80 aufweist, wie exemplarisch in 3G gezeigt. In diesem Fall kann die Welle 66 vor dem Absenken der Welle 66 oberhalb der vertikalen Öffnung 80 positioniert werden. Die Welle 66 kann anschließend die Durchgangsöffnung 80 passieren und auf die Lagerstelle 44 abgesenkt werden, ohne einen Fertigungsprozess der Fertigungszelle 40 oder einer zugeordneten Fertigungszelle einer Fertigungsumgebung zu stoppen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 2
- Lasttraverse
- 4
- Querträger
- 6
- Ösen
- 8
- erster Lastarm
- 10
- zweiter Lastarm
- 12
- axiales Gleitelement
- 14
- radiales Gleitelement / Laufrolle
- 16
- axiales Gleitelement
- 18
- axiales Gleitelement
- 20
- radiales Gleitelement / Laufrolle
- 22
- axiales Gleitelement
- 24
- Dorn
- 26
- Dorn
- 28
- Außenseite
- 30
- Außenseite
- 32
- Kröpfung
- 34
- Lasthaken
- 36
- Kröpfung
- 38
- Lasthaken
- 40
- Fertigungszelle
- 42
- Übergabebereich
- 43
- Lager
- 44
- Lagerstelle
- 46
- Führungsanordnung
- 48
- Führungsschienen
- 50
- Führungsschiene
- 52
- Anschlagfläche
- 54
- Anschlagfläche
- 56
- Anschlagfläche
- 58
- Nut
- 60
- Anschlag
- 62
- Fertigungsumgebung
- 64
- Hebeeinrichtung / Krananlage
- 66
- Welle
- 68
- Wickelwelle
- 69
- Endabschnitt
- 70
- Materialrolle
- 71
- Endabschnitt
- 72
- Riegel
- 74
- Auslenkungselement
- 76
- Nutausgang / Nutauslauf
- 78
- Schutzeinhausung
- 80
- Durchgangsöffnung
