DE102020203372A1

DE102020203372A1 - Vorrichtung zum Handhaben, Führen und/oder Transport eines Gummiteils

Info

Publication number: DE102020203372A1
Application number: DE102020203372.2A
Authority: DE
Inventors: Stefan Brehmeier
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2020-03-17
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2021-09-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (2) zum Handhaben, Führen und/oder Transport eines Gummiteils (4) mit einem eingebetteten, ferromagnetischen Kernmaterial (6), wobei die Vorrichtung (2) eine verfahrbare Bewegungseinheit (8) aufweist, die zum Handhaben, Führen und/oder Transport des Gummiteils (4) ausgebildet ist. Außerdem weist die Vorrichtung (2) eine Antriebseinheit (10) zum Antrieb der Bewegungseinheit (8), eine Steuereinheit (12) zum Steuern der Antriebseinheit (10) und eine Magneteinheit (14) auf, die eine Mehrzahl von Magneten (16) in einer Halbach-Anordnung umfasst. Die Magneteinheit (14) ist an der Bewegungseinheit (8) derart befestigt und/oder angeordnet, so dass ein von der Bewegungseinheit (8) zu handhabendes, zu führendes und/oder zu transportierendes Gummiteil (4) lösbar durch magnetische Wechselwirkung zwischen der Magneteinheit (14) und dem Kernmaterial (6) des Gummiteils (4) gehalten wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Handhaben, Führen und/oder Transport eines Gummiteils mit einem eingebetteten, ferromagnetischen Kernmaterial.
Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen bekannt, die ein Gummiteil handhaben, führen und/oder transportieren können. Um ein Gummiteil handhaben zu können, wird oftmals ein Greifarm verwendet, der von außen über das Gummiteil greift, um dieses von einer Stelle zu einer anderen Stelle zu bewegen. Das Führen und/oder der Transport eines Gummiteils findet oftmals durch Schiebearme und/oder Transporteinrichtungen statt, die zum linearen Transport des Gummiteil ausgebildet sind. So kann ein Gummiteil beispielsweise auf einem Transportband transportiert werden.
Beim Führen und beim Transport eines Gummiteils wurde das Bedürfnis erkannt, ein Gummiteil möglichst exakt zu führen und/oder zu transportieren. Darüber hinaus besteht das Bedürfnis, ein Gummiteil handhaben zu können, ohne die Außenseite des Gummiteils zu beeinträchtigen, insbesondere die Außenseite des Gummiteils beim Handhaben nicht zu verletzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum präzisen und zugleich schonenden Handhaben, Führen und/oder Transport eines Gummiteils bereitzustellen.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorgesehen ist also eine Vorrichtung zum Handhaben, Führen und/oder Transport eines Gummiteils mit einem eingebetteten, ferromagnetischen Kernmaterial. Die Vorrichtung weist eine verfahrbare Bewegungseinheit auf, die zum Handhaben, Führen und/oder Transport des Gummiteils ausgebildet ist. Außerdem weist die Vorrichtung eine Antriebseinheit zum Antrieb der Bewegungseinheit, eine Steuereinheit zum Steuern der Antriebseinheit, und eine Magneteinheit auf, die eine Mehrzahl von Magneten in einer Halbach-Anordnung umfasst. Die Magneteinheit ist an der Bewegungseinheit derart befestigt und/oder angeordnet, so dass ein von der Bewegungseinheit zu handhabendes, zu führendes und/oder zu transportierendes Gummiteil lösbar durch magnetische Wechselwirkung zwischen der Magneteinheit und dem Kernmaterial des Gummiteils gehalten wird. Die Magneteinheit mit der Mehrzahl von Magneten in der Halbach-Anordnung bietet den Vorteil, dass das von den Magneten in der Halbach-Anordnung verursachte Magnetfeld zumindest an einer Seite der Halbach-Anordnung gebündelt ist, so dass eine besonders starke magnetische Wechselwirkung zwischen der Magneteinheit und dem Kernmaterial des Gummiteils verursacht werden kann. Durch diese starke magnetische Wechselwirkung kann das Gummiteil fest an der Bewegungseinheit gehalten werden, was ein präzises Handhaben, Führen und/oder Transportieren des Gummiteils erlaubt. Darüber hinaus ist das von den Magneten der Halbach-Anordnung verursachte Magnetfeld nicht punktuell, sondern über die Fläche der Magneten in der Halbach-Anordnung sowie darüber hinaus verteilt, so dass auch die magnetische Wechselwirkung zwischen der Magneteinheit und dem Kernmaterial in dem Gummiteil nicht punktuell, sondern über eine Fläche verteilt ist. Dadurch wird verhindert, dass eine Außenfläche des Gummiteils punktuell an einer Stelle beeinträchtigt oder sogar verletzt wird. Vielmehr tritt die mechanische Wechselwirkung durch die magnetische Wechselwirkung auf, so dass auch die an dem Gummiteil verursachten Reaktionskräfte zum Handhaben, Führen und/oder Transport verteilt sind. Dies wiederum erlaubt ein schonendes Handhaben, Führen und/oder Transportieren des Gummiteils. Das Gummiteil kann grundsätzlich ein beliebiges Gummiteil sein. So kann das Gummiteil beispielsweise ein Fahrzeugreifen sein, der Gummimaterial aufweist, In das Gummimaterial des Fahrzeugreifens sind Festigkeitsträger sowie zwei ringförmige Kerne eingebettet. Jeder der Kerne kann von einem aufgewickelten Strahldraht gebildet sein. Die Kerne in dem Gummimaterial des Fahrzeugreifens können deshalb ferromagnetisches Kernmaterial bilden. In der Praxis gibt es noch eine Vielzahl von weiteren Gummiteilen, die Gummimaterial aufweisen, wobei in das jeweilige Gummimaterial ferromagnetisches Kernmaterial eingebettet ist. Das Kernmaterial ist vorzugsweise von Stahl gebildet. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig. Außerdem ist es nicht zwingend notwendig, dass das Kernmaterial im geometrischen Zentrum des Gummiteils angeordnet ist. Vielmehr kann das Kernmaterial vorzugsweise an einer beliebigen Stelle in dem Gummimaterial des Gummiteils eingebettet sein. Darüber hinaus kann das Kernmaterial des Gummiteils einteilig oder mehrteilig sein. Das Kernmaterial kann also von einem Teil oder von mehreren Teilen gebildet sein. So kann das Kernmaterial beispielsweise von einem ununterbrochenen Stahlring oder von einer Vielzahl von kleinen Stahlteilen, wie beispielsweise Stahlspänen oder Stahlgranulat, gebildet sein.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Magneten in der Halbach-Anordnung derart angeordnet ist, so dass ein magnetischer Fluss auf einer Seite der Magneteinheit mindestens dreifach so groß ist wie auf einer gegenüberliegenden zweiten Seite der Magnetanordnung, wobei die Magneteinheit derart an der Bewegungseinheit befestigt und/oder angeordnet ist, so dass die erste Seite der Magnetanordnung einer Arbeitsseite der Bewegungseinheit zugewandt ist, die bei einem Handhaben, Führen und/oder Transport des Gummiteils mit diesem Gummiteil in Kontakt kommt. Die Magneteinheit kann beispielsweise zumindest einen Teil der Arbeitsseite der Bewegungseinheit bilden. Alternativ kann die Magneteinheit innenseitig zu der Arbeitsseite der Bewegungseinheit angeordnet sein und beispielsweise einen Abstand von maximal 5 mm zu der Arbeitsseite der Bewegungseinheit aufweisen. Die Halbach-Anordnung der Magnete der Magneteinheit bewirkt, dass sich der magnetische Fluss an der zweiten Seite der Halbach-Anordnung fast aufhebt, und auf der anderen, ersten Seite, deutlich verstärkt. Die Verwendung der Magnete in der Halbach-Anordnung für die Magneteinheit bietet deshalb den Vorteil, dass die Bewegungseinheit ein besonders geringes Gewicht bei einem großen magnetischen Fluss an der ersten Seite der Magneteinheit bzw. an der Arbeitsseite der Bewegungseinheit gewährleistet. Dadurch kann die Massenträgheit der Bewegungseinheit besonders klein gehalten werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Bewegungseinheit verfahren wird, um das Gummiteil zu handhaben, zu führen und/oder zu transportieren. Mittels der Antriebseinheit der Vorrichtung kann die Bewegungseinheit angetrieben und somit bewegt werden. Die Bewegungseinheit kann beispielsweise eine lineare und/oder eine beliebige Bewegung im Raum ausführen. Die Antriebseinheit kann dazu ausgebildet sein, die Bewegungseinheit entlang einer gewünschten und/oder vorbestimmten Trajektorie zu bewegen. Die Trajektorie kann eine beliebige Trajektorie im Raum oder entlang einer Gerade sein. Die Steuereinheit kann zum Steuern der Antriebseinheit ausgebildet sein, so dass die Bewegungseinheit eine gewünschte Bewegung ausführt. Durch die Halbach-Anordnung der Magneteinheit kann das Gewicht der Bewegungseinheit kleingehalten werden, was zu geringen Massenträgheitskräften bei einer Veränderung der Bewegungsrichtung der Bewegungseinheit führt. Dies wiederum erlaubt eine präzise Steuerung in der Bewegung mittels der Steuereinheit, der Antriebseinheit und der Bewegungseinheit.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung mehrere Magneteinheiten aufweist. Jede Magneteinheit umfasst eine Mehrzahl von Magneten in einer Halbach-Anordnung. Durch die Mehrzahl der Magneteinheiten können auch große Gummiteile sicher und schonend gehandhabt, geführt und/oder transportiert werden. Die mehreren Magneteinheiten können in einem vorbestimmten Muster angeordnet sein. So können die Magneteinheiten beispielsweise nacheinander entlang einer Kreisbahn angeordnet sein, so dass die Magneteinheiten ringförmig zueinander angeordnet sind. Mit einer derartigen Anordnung der Magneteinheiten kann beispielsweise ein Fahrzeugreifen besonders gut gehandhabt, geführt und/oder transportiert werden. Ein Fahrzeugreifen weist einen sogenannten Kern auf, der das Kernmaterial des Fahrzeugreifens bilden kann. Der Kern ist vorzugsweise aus Stahl, insbesondere aus Stahldraht, gebildet, so dass der Kern des Fahrzeugreifens ferromagnetisch ist. Durch die ringförmige Anordnung der Magneteinheiten entsprechend dem vorbestimmten Muster kann eine besonders starke magnetische Wechselwirkung zwischen dem ferromagnetischen Kern des Fahrzeugreifens und den Magneteinheiten gebildet werden. Vorzugsweise ist der Durchmesser der ringförmig angeordneten Magneteinheiten gleich dem Durchmesser des Kerns in dem Fahrzeugreifen, oder allenfalls weicht der Durchmesser der ringförmig angeordneten Magneteinheiten um nicht mehr als 15 % von dem Durchmesser des Kerns des Fahrzeugreifens ab.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Magnete der oder jeder Magneteinheit als Dauermagnete ausgebildet sind. Die Magnetisierungsrichtung der Dauermagnete sind vorzugsweise gegeneinander jeweils um 90 Grad in Richtung einer Längsachse der Halbach-Anordnung gekippt. Die Halbach-Anordnung der Dauermagnete wird auch als Halbach-Array bezeichnet. Eine Halbach-Anordnung mit Dauermagneten ist beispielsweise aus dem Dokument K. Halbach: Design of permanent multipole magnets with oriented rare earth cobalt material. In: Nuclear Instruments and Methods . Band 169, Nr. 1, 1980, S. 1-10, doi:10.1016/0029-554X(80)90094-4 zu entnehmen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Gummiteil als ein Fahrzeugreifen mit einem ferromagnetischen, ringförmigen Kern ausgebildet ist, wobei der Kern des Fahrzeugreifens das Kernmaterial bildet, und wobei die Magneten der oder jeder Magneteinheit kreissegmentförmig angeordnet sind. Insgesamt können die Magneteinheiten also kreisförmig oder ringförmig angeordnet sein. Jeder der Magneteinheiten kann ein Segment des entsprechenden Kreises bzw. Rings bilden. Dabei ist es nicht zwingend notwendig, dass die Magneteinheiten an gegenüberliegenden Stirnseiten direkten Kontakt haben. Vielmehr kann es vorgesehen sein, dass die Magneteinheiten Segmente bilden, die in Umfangsrichtung voneinander beanstandet angeordnet sind.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Bewegungseinheit als eine Handhabungseinheit ausgebildet ist, die einen Endeffektor aufweist, wobei die oder jede Magneteinheit an dem Endeffektor befestigt und/oder angeordnet ist. Durch die Ausgestaltung der Bewegungseinheit als Handhabungseinheit ist die Vorrichtung vorzugsweise allein zum Handhaben eines Gummiteils mit einem eingebetteten, ferromagnetischen Kernmaterial ausgebildet. Es kann jedoch vorgesehen sein, dass die Handhabungseinheit zumindest auch zum Führen und Transport eines Gummiteils mit einem eingebetteten, ferromagnetischen Kernmaterial ausgebildet ist. Die Handhabungseinheit ist vorzugsweise als ein Roboter mit einem Roboterarm ausgebildet. Die Antriebseinheit der Handhabungseinheit kann zum Verfahren der Armsegmente des Roboterarms ausgebildet sein. Außerdem kann die Antriebseinheit dazu ausgebildet sein, um den Endeffektor zu bewegen und/oder im Durchmesser zu verändern. Die Antriebseinheit kann mehrere Teilantriebe umfassen. Die mindestens eine Magneteinheit ist an dem Endeffektor der Handhabungseinheit befestigt und/oder angeordnet. Der Endeffektor wiederum ist vorzugsweise an einem Armende des Roboterarms angeordnet. Wird der Endeffektor dazu verwendet, um beispielsweise einen Fahrzeugreifen zu handhaben, so können mehrere Magneteinheiten an dem Endeffektor befestigt und/oder angeordnet sein. Diese mehreren Magneteinheiten können kreisförmig oder ringförmig angeordnet sein. In diesem Zusammenhang wird auf die vorrangegangenen Erläuterungen in analoger Weise Bezug genommen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Bewegungseinheit als eine linear verfahrbare Bewegungseinheit mit einem Endeffektor ausgebildet ist, wobei die oder jede Magneteinheit an dem Endeffektor befestigt und/oder angeordnet ist. Die linear verfahrbare Bewegungseinheit kann einen oder mehrere Linearantriebe aufweisen. Der mindestens eine Linearantrieb kann die Antriebseinheit zum Antrieb der Bewegungseinheit bilden. Der mindestens eine Linearantrieb kann derart ausgebildet sein, um den Endeffektor entlang einer linearen Achse zu verfahren und/oder zu bewegen. So kann der Endeffektor entlang der linearen Achse mittels der Linearantriebe verschoben werden. Sind mehrere Linearantriebe vorgesehen, kann der Endeffektor mittels der Linearantriebe entlang mehrerer Achsen verschoben werden. Bezüglich des Endeffektors wird auch die vorrangegangenen Erläuterungen, bevorzugten Merkmale, Effekte und/oder Vorteile Bezug genommen, wie sie im Zusammenhang mit dem Endeffektor bereits erläutert worden sind. Insbesondere können mehrere Magneteinheiten kreissegmentförmig an dem Endeffektor befestigt und/oder angeordnet sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Endeffektor als ein trommelförmiger Endeffektor oder als ein ringförmiger Endeffektor ausgebildet ist. Der trommelförmige Endeffektor weist einen ringförmigen Querschnitt auf, genauso wie der ringförmige Endeffektor. Mit dem Endeffektor entsprechend den zuvor genannten Ausgestaltungsvarianten ist es möglich, runde Gummiteile besonders gut zu handhaben und/oder zu transportieren. Denn die runden Gummiteile können ebenfalls ein Kernmaterial aufweisen, das eine runde Form aufweist. Die magnetische Wechselwirkung zwischen dem Kernmaterial und dem Endeffektor kann deshalb kreissegmentförmig oder vollständig umlaufend wirken, was ein sicheres und präzises Handhaben und/oder Transportieren ermöglicht.
Eine weitere Vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Endeffektor mehrere trommelförmig und/oder ringförmig angeordnete Segmente aufweist. Vorzugsweise ist an jedem Segment oder an mindestens zwei der Segmente jeweils mindestens eine Magneteinheit befestigt und/oder angeordnet. Dadurch kann erreicht werden, dass auch die Magneteinheiten kreisförmig, ringförmig, oder trommelförmig angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Segmente des Endeffektors in Umfangsrichtung verteilt angeordnet, so dass die Segmente die trommelförmige bzw. ringförmige Form des Endeffektors zumindest mitbilden. Vorzugsweise weist jedes Segment mindestens eine Magneteinheit auf. Es ist jedoch auch möglich, dass jedes Segment mehrere Magneteinheiten aufweist. Die Magneteinheiten können radial innenseitig, radial außenseitig und/oder stirnseitig an den ring- bzw. trommelförmig angeordneten Segmenten angeordnet sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuereinheit zum Steuern der Bewegung der Segmente des Endeffektors ausgebildet ist. Insbesondere kann die Steuereinheit die Bewegung der Segmente des Endeffektors derart steuern, so dass der Außendurchmesser des Endeffektors durch gesteuertes Verfahren der Segmente einstellbar ist. So kann die Steuereinheit den Endeffektor beispielsweise von einer ersten Stellung in eine zweiten Stellung verfahren und umgekehrt. In der ersten Stellung ist der Außendurchmesser der Segmente des Endeffektors beispielsweise größer als der Außendurchmesser in der zweiten Stellung. Durch die Bewegung der Segmente des Endeffektors kann also eine Veränderung des Außendurchmessers des Endeffektors hervorgerufen werden. Die vorangegangenen Erläuterungen in Bezug auf den Außendurchmesser können analoger Weise für den Innendurchmesser gelten. So kann der Innendurchmesser ebenfalls durch ein Verfahren der Segmente von der ersten Stellung in die zweite Stellung, bzw. umgekehrt, verändert werden. Durch die Veränderung der Durchmesser können Reifenkarkassen oder Reifengrünlinge besonders sicher und zugleich schonend gehandhabt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Endeffektor zum Handhaben eines Reifengürtels und/oder eines Reifengrünlings ausgebildet ist. So kann der Innendurchmesser, Außendurchmesser oder der mittlere Durchmesser des Endeffektors ausgestaltet sein, um zu einem Innendurchmesser, Außendurchmesser oder mittleren Durchmesser eines Reifengürtels und/oder eines Reifengrünlings zu passen. Außerdem kann der Endeffektor hohlzylindrisch ausgebildet sein, um den Reifengürtel und/oder den Reifengrünling zumindest teilweise zu umfassen, um diesen zu handhaben. Es ist auch möglich, dass der Endeffektor kreissegmentförmig ausgebildet ist, um zumindest über ein entsprechendes Kreissegment des Reifengürtels und/oder des Reifengrünlings zu fassen und dadurch diesen zu handhaben.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Bewegungseinheit eine Antriebsrolle, mindestens eine Umlenkrolle und einen Riemen aufweist, wobei der Riemen die Antriebsrolle und jede Umlenkrolle teilweise umschlingt, wobei die Antriebsrolle zum Antrieb des Riemens ausgebildet ist, und wobei die oder jede Magneteinheit in den Riemen eingebettet ist. Der Riemen ist vorzugsweise als ein Transportband ausgebildet. Der Riemen kann mit einer Antriebsseite in Umschlingungskontakt mit den Rollen sein. Der Riemen kann außerdem eine Transportseite aufweisen, die zum Transport eines Gummiteils dient. Das Gummiteil kann also auf der Transportseite abgelegt werden, um dieses zu transportieren. Die Bewegungseinheit kann als Transporteinheit ausgebildet sein. Somit kann die Vorrichtung dazu ausgebildet sein, um ein Gummiteil ausschließlich zu transportieren. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig. So kann das Gummiteil von der Transporteinheit beispielsweise auch geführt werden. Durch die Einbettung der mindestens einen Magneteinheit in den Riemen erhält ein transportiertes Gummiteil einen festen Platz auf dem Riemen während des Transports. Das Gummiteil kann also von dem Riemen nicht versehentlich herunterrutschen. Dadurch wird ein sicherer und präziser Transport gewährleistet. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Bewegung des Riemens präzise gesteuert wird. Wird der Riemen beispielsweise derart gesteuert, dass ein Transporttrum des Riemens um 2 cm in Transportrichtung gefördert wird, so kann durch die magnetische Wechselwirkung zwischen der mindestens einen Magneteinheit und dem Gummiteil ebenfalls gewährleistet werden, dass auch das Gummiteil genau um 2 cm in Transportrichtung gefördert wird. Die Vorrichtung erlaubt deshalb einen besonders präzisen und schonenden linearen Transport eines Gummiteils mit eingebettetem Kernmaterial.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung eine Antriebsrolle, mindestens eine Umlenkrolle und einen Riemen aufweist, wobei der Riemen eine außenseitige Transportseite und eine innenseitige Antriebsseite aufweist, wobei der Riemen die Antriebsrolle und jede Umlenkrolle mit der Antriebsseite teilweise umschlingt. Die Antriebsrolle ist zum Antrieb des Riemens ausgebildet. Außerdem ist die Bewegungseinheit der Vorrichtung gegenüberliegend zu und/oder an der Innenseite des Riemens im Bereich eines Transporttrums des Riemens angeordnet. Das Gummiteil mit dem eingebetteten, ferromagnetischen Kernmaterial kann auf der Transportseite des Riemens aufgelegt sein, so dass das Gummiteil entlang des Transporttrums mittels des Riemens, der angetrieben durch die Antriebsrolle bewegt wird, transportiert werden. Gegenüberliegend zu oder an der Innenseite des Riemens im Bereich des Transporttrums ist die Bewegungseinheit angeordnet. Die Bewegungseinheit ist mittels der Antriebseinheit der Vorrichtung verfahrbar. Außerdem kann die Antriebseinheit mittels der Steuereinheit gesteuert werden. Gelangt das Gummiteil, gelagert auf dem Riemen, in einen Bereich unmittelbar über der mindestens einen Magneteinheit der Bewegungseinheit, entsteht eine magnetische Wechselwirkung zwischen der Magneteinheit und dem Kernmaterial des Gummiteils. Durch ein Verfahren der Bewegungseinheit wird eine entsprechende Bewegung des Gummiteils auf der Transportseite des Riemens verursacht. Wird die Bewegungseinheit beispielsweise quer oder schräg zu der Transportrichtung des Transporttrums bewegt, verursacht die Bewegung der Bewegungseinheit eine entsprechende Relativbewegung des Gummiteils auf der Transportseite des Riemens. Mittels der Bewegungseinheit kann das Gummiteil deshalb auf der Transportseite des Riemens geführt werden. Damit lässt sich eine besonders genaue Platzierung des Gummiteils in Querrichtung und/oder in Längsrichtung auf der Transportseite des Riemens gewährleisten. Der Riemen kann ebenfalls als ein Transportband ausgebildet sein. Die Vorrichtung kann als eine Transportvorrichtung ausgebildet sein. Die Bewegungseinheit ist vorzugsweise nicht in unmittelbarem Kontakt mit der Innenseite des Riemens. Vielmehr kann die Bewegungseinheit in einem vorbestimmten Abstand, vorzugsweise von maximal 2 cm, zu der Innenseite des Riemens angeordnet sein. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Bewegungseinheit in unmittelbarem Kontakt mit der Innenseite des Riemens ist, so dass der Riemen bei einer Bewegung in Transportrichtung über die Bewegungseinheit gleiten kann. Die Bewegungseinheit kann außerdem dazu ausgebildet sein, um in einer sogenannten Koppelrichtung verfahren zu werden. Die Koppelrichtung ist senkrecht zu der Innenseite des Riemens im Bereich des Transporttrums. Dadurch kann der Abstand zwischen der Bewegungseinheit und der Innenseite des Riemens im Bereich des Transporttrums derart vergrößert werden, dass nur eine sehr geringe magnetische Wechselwirkung zwischen der Magneteinheit und dem Kernmaterial des Gummiteils entsteht. Dadurch kann gewährleistet werden, dass in der beabstandeten Stellung der Bewegungseinheit zum Riemen keine Verschiebung des Gummiteils auf der Transportseite des Riemens stattfindet. Soll hingegen eine Führung und/oder Verschiebung stattfinden, kann die Bewegungseinheit entlang der Koppelrichtung auf die Innenseite des Riemens zugefahren werden, so dass der unmittelbare Kontakt zwischen der Bewegungseinheit und der Innenseite des Riemens entsteht oder dass der Abstand nicht größer als der zuvor genannte vorbestimmte Abstand ist. In beiden zuletzt genannten Fällen entsteht die gewünschte magnetische Wechselwirkung zwischen der mindestens einen Magneteinheit der Bewegungseinheit und dem Gummiteil, so dass das Gummiteil wie zuvor erläutert, mittels der verfahrbaren Bewegungseinheit geführt und/oder positioniert werden kann.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbezügen. In den Figuren stehen weiterhin gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.

1 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung in einer schematischen Darstellung.
2 zeigt eine vorteilhafte Halbach-Anordnung von Magneten.
3 zeigt die Vorrichtung aus 1 mit einem Reifengürtel.
4 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Figur in einer schematischen Ansicht.

In der 1 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung 2 dargestellt. Die Vorrichtung 2 dient zum Handhaben eines Gummiteils 4, wie dieses beispielhaft in der 4 dargestellt ist. Das Gummiteil 4 weist Gummimaterial 50 auf, in das ein ferromagnetisches Kernmaterial 6 eingebettet ist. Ist das Gummiteil 4 beispielsweise von einem Reifengürtel 28 gebildet, so kann ein Stahlkern in das Gummimaterial 50 des Reifengürtels 28 eingebettet sein. Der Reifengürtel 28 wird auch als Reifengürtelpaket bezeichnet.
Die Vorrichtung 2 weist eine verfahrbare Bewegungseinheit 8 auf. In der in den 1 und 3 dargestellten Ausgestaltung der Vorrichtung 2 ist die Bewegungseinheit 8 von einer Handhabungseinheit 22 gebildet. Die Handhabungseinheit 22 umfasst einen Roboter 44 mit einem Roboterarm 46. An dem Armende des Roboterarms 46 ist ein Endeffektor 24 befestigt. Der Roboter 44 und der Endeffektor 24 sind Teil der Handhabungseinheit 22. Die Handhabungseinheit 22 ist zum Handhaben des Gummiteils 4, das vorzugsweise von einem Reifengürtel 28 gebildet ist, ausgebildet. Die Handhabungseinheit 22 ist verfahrbar. So kann die Handhabungseinheit 22 beispielsweise in eine Verfahrrichtung V verfahren werden. Es ist aber auch möglich, dass einzelne Armsegmente des Roboterarms 46 um eine Drechachse zueinander verschwenkt werden. Auch dies ist ein Verfahren der Bewegungseinheit 8 bzw. der Handhabungseinheit 22. An den Gelenken zwischen den Armsegmenten des Roboterarms 46 kann dazu beispielsweise eine Antriebseinheit 10 oder ein Teil einer Antriebseinheit 10 angeordnet sein, um die beiden Armsegmente relativ zueinander zu verfahren, insbesondere relativ zueinander zu verschwenken. Um die Handhabungseinheit 22 in Verfahrrichtung V zu verfahren, kann ein weiterer Teil der Antriebseinheit 10 dazu ausgebildet sein, die Handhabungseinheit 22 relativ zu dem Boden anzutreiben.
Die Antriebseinheit 10 der Vorrichtung 2 kann somit der Bewegungseinheit 8 bzw. der Handhabungseinheit 22 zugeordnet sein. Die Antriebseinheit 10 kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein.
Außerdem weist die Vorrichtung 2 eine Steuereinheit 12 auf. Die Steuereinheit 12 ist mit der Antriebseinheit 10 direkt oder indirekt gekoppelt, und außerdem derart ausgebildet, um die Antriebseinheit 10 zu steuern. So kann die Steuereinheit 12 die Antriebseinheit 10 beispielsweise derart steuern, um die Bewegungseinheit von einer Stellung in eine andere Stellung zu verfahren.
Der Endeffektor 24 der Handhabungseinheit 22 ist als ein ringförmiger Endeffektor 24 ausgebildet. Der Endeffektor 24 weist außerdem eine Mehrzahl von ringförmig zueinander angeordneten, verstellbaren Segmenten 26 auf, wobei an jedem Segment 26 eine Magneteinheit 14 angeordnet ist. Insbesondere ist diese Magneteinheit 14 an dem jeweiligen Segment 26 des Endeffektors 24 radial innenseitig angeordnet, so dass ein Durchmesser A von den radialen Innenseiten der Magneteinheiten 14 definiert ist. Jeder der Segmente 26 ist in einer Radialrichtung R verfahrbar, so dass der Durchmesser A des Endeffektors 24 verstellbar ist. Jedem Segment 26 kann dazu ein Verstellantrieb zugeordnet sein. Entsprechend der Mehrzahl der Verstellsegmente 26 können also mehrere Verstellantriebe vorgesehen sein. Die Verstellantriebe können von der Steuereinheit 12 gesteuert werden. Dazu kann die Steuereinheit 12 mit den Verstellantrieben des Endeffektors 24 gekoppelt sein. Insbesondere kann die Steuereinheit 12 die Verstellantriebe der Segmente 26 derart steuern, um den Durchmesser A des Endeffektors 24 gleichmäßig zu vergrößern oder zu verkleinern. Der in 1 dargestellte Durchmesser A des Endeffektors 24 wird vorzugsweise als der Innendurchmesser A des Endeffektors 24 bezeichnet.
Jede Magneteinheit 14 umfasst eine Mehrzahl von Magneten 16 in einer Halbach-Anordnung.
In der 2 ist eine Magneteinheit 14 einzeln dargestellt, die eine Vielzahl von Magneten 16 aufweist. Diese Magneten 16 sind in der Halbach-Anordnung angeordnet, so dass ein magnetischer Schluss auf einer ersten Seite 18 der Magneteinheit 14 größer ist, insbesondere mindestens dreifach so groß ist, wie auf der gegenüberliegenden, zweiten Seite 20 der Magnetanordnung 14. Jede der Magneteinheiten 14 ist an der Bewegungseinheit 8 befestigt und/oder angeordnet, so dass ein von der Bewegungseinheit 8 zu handhabendes Gummiteil 4 lösbar durch magnetische Wechselwirkung zwischen der Magneteinheiten 14 und dem Kernmaterial 6 des Gummiteils 4 gehalten wird. Bevorzug ist die Magneteinheit 14 radial innenseitig an dem zugehörigen Segment 26 derart angeordnet., so dass die erste Seite 18 der Magneteinheit 14 radial nach innen zeigt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Halbach-Anordnung jeder der Magneteinheiten 14 derart angeordnet ist, dass die jeweils erste Seite 18 der jeweiligen Magneteinheit 14 einer Stirnseite der Karkasse 28 zugewandt ist. Dadurch kann eine magnetische Wechselwirkung zwischen den Magneten 16 der jeweiligen Halbach-Anordnung und den Kernen in der Karkasse 28 gewährleistet werden.
Um ein Gummiteil 4, insbesondere einen Reifengürtel 28 zu handhaben, werden die Segmente 26 derart verfahren, dass der Durchmesser A vergrößert wird. Daraufhin kann der Endeffektor 24 über den Reifengürtel 28 verfahren, so dass der Reifengürtel 28 in den Innenraum zwischen den Segmenten 26 des Endeffektors 24 fasst. Daraufhin können die Segmente 26 derart verfahren werden, dass die Magneteinheiten 14 benachbart zu dem Reifengürtel 28 sind, so dass eine magnetische Wechselwirkung zwischen den Magneteinheiten 14 und dem Kernmaterial 6 des Reifengürtels 28 entsteht. Dies verursacht wiederum ein sicheres und schonendes Halten des Reifengürtels 28. Durch die Antriebseinheit 10 kann die Handhabungseinheit 22 derart verfahren werden, so dass der Endeffektor 24 und/oder der Reifengürtel 28 an eine neue Stelle verfahren werden. Hier kann der Reifengürtel 28 durch ein Verfahren der Segmente 26 von dem Endeffektor 24 gelöst werden. Dabei werden die Segmente 26 durch die zugehörigen Verstelleinheiten derart verfahren, dass sich der Durchmesser A des Endeffektors 24 vergrößert. Insbesondere wird der Durchmesser A derart weit vergrößert, dass dieser größer als der Durchmesser D des Reifengürtels 28 ist. Mit steigendem Abstand zwischen den Magneteinheiten 14 und dem Kernmaterial 6 des Reifengürtels 28 schwindet die magnetische Wechselwirkung, so dass der Reifengürtel 28 wieder freigegeben wird.
In der 4 ist eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung 2 dargestellt. Die Vorrichtung 2 dient zum Führen und Transport eines Gummiteils 4. Das Gummiteil 4 umfasst Gummimaterial 50, in das ein ferromagnetisches Kernmaterial 6 eingebettet ist. Die Vorrichtung 2 weist eine Antriebsrolle 30, eine Umlenkrolle 32 und einen Riemen 34 auf. Der Riemen 34 weist eine außenseitige Transportseite 36 und eine innenseitige Antriebsseite 38 auf. Die Antriebsseite 38 wird auch als Innenseite des Riemens 34 bezeichnet. Der Riemen 34 umschlingt die Antriebsrolle 30 und die Umlenkrolle 32 jeweils teilweise. Die Antriebsrolle 30 ist zum Antrieb des Riemens 34 ausgebildet. Die Antriebsrolle 30 kann von der Steuereinheit 12 gesteuert sein. Die Vorrichtung 2 aus der 4 weist außerdem eine Bewegungseinheit 8 auf. Die Bewegungseinheit 8 ist gegenüberliegend zu der Antriebsseite 38 im Bereich eines Transporttrums 40 des Riemens 34 angeordnet. Der Transporttrum 40 erstreckt sich dabei von der Umlenkrolle 32 zu der Antriebsrolle 30 in Transportrichtung T. An der gegenüberliegenden Seite ist ein Leertrum 42 des Riemens 34 ausgebildet, der sich von der Antriebsrolle 30 zu der Umlenkrolle 32 erstreckt.
Wird das Gummiteil 4 auf die Transportseite 36 des Riemens 34 gelegt, kann das Gummiteil 4 in Transportrichtung T transportiert werden. Um ein Verrutschen des Gummiteils 4 auf den Riemen 34 zu verhindern, kann sich die Bewegungseinheit 8 in einer vorteilhaften Ausgestaltung parallel zu dem Gummiteil 4 unterhalb des Riemens 34 bewegen, so dass das Gummiteil 4 eine besonders präzise Bewegung in Transportrichtung T aufführt und gleichzeitig nicht in einer Querrichtung verrutscht.
Es ist jedoch auch möglich, dass die Bewegungseinheit 8 ausgebildet ist, um die Magneteinheit 14 in einer Querrichtung (quer zur Transportrichtung T) zu verschieben. Gelangt ein Gummiteil 4 mittels des Riemens 34 in einen Bereich unmittelbar über der Magneteinheit 14, kann die Bewegungseinheit 8 die Bewegung der Magneteinheit 14 in Querrichtung ausführen, was zu einem Verschieben des Gummiteils 4 auf der Transportseite 36 des Riemens 34 führt. Deshalb kann die Bewegungseinheit 8 auch dazu dienen, um das Gummiteil 4 auf der Transportseite 36 des Riemens 34 zu führen und/oder genau zu positionieren. Um die Magneteinheit 14 in Transportrichtung T und/oder in Querrichtung zu verfahren, kann die Bewegungseinheit 8 einen Antrieb 10 aufweisen. Der Antrieb 10 kann als eine Linearführung zum Verfahren der Magneteinheit 14 in Transportrichtung T und/oder Querrichtung ausgebildet sein. Die Steuereinheit 12 kann mit der Antriebseinheit 10 gekoppelt sein, um das Verfahren der Magneteinheit 14 in Transportrichtung T und/oder Querrichtung zu steuern.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „ein“ oder „eine“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
Bezugszeichenliste

A: Durchmesser Endeffektor
D: Durchmesser Reifengürtel
R: Radialrichtung
V: Verfahrrichtung
T: Transportrichtung
2: Vorrichtung
4: Gummiteil
6: Kernmaterial
8: Bewegungseinheit
10: Antriebseinheit
12: Steuereinheit
14: Magneteinheit
16: Magnet
18: erste Seite
20: zweite Seite
22: Handhabungseinheit
24: Endeffektor
26: Segment
28: Reifengürtel
30: Antriebsrolle
32: Umlenkrolle
34: Riemen
36: Transportseite
38: Antriebsseite
40: Transporttrum
42: Leertrum
44: Roboter
46: Roboterarm
50: Gummimaterial

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

K. Halbach: Design of permanent multipole magnets with oriented rare earth cobalt material. In: Nuclear Instruments and Methods . Band 169, Nr. 1, 1980, S. 1-10, doi:10.1016/0029-554X(80)90094-4 [0008]

Claims

Vorrichtung (2) zum Handhaben, Führen und/oder Transport eines Gummiteils (4) mit einem eingebetteten, ferromagnetischen Kernmaterial (6), wobei die Vorrichtung (2) aufweist: eine verfahrbare Bewegungseinheit (8), die zum Handhaben, Führen und/oder Transport des Gummiteils (4) ausgebildet ist, eine Antriebseinheit (10) zum Antrieb der Bewegungseinheit (8), eine Steuereinheit (12) zum Steuern der Antriebseinheit (10), und eine Magneteinheit (14), die eine Mehrzahl von Magneten (16) in einer Halbach-Anordnung umfasst, wobei die Magneteinheit (14) an der Bewegungseinheit (8) derart befestigt und/oder angeordnet ist, so dass ein von der Bewegungseinheit (8) zu handhabendes, zu führendes und/oder zu transportierendes Gummiteil (4) lösbar durch magnetische Wechselwirkung zwischen der Magneteinheit (14) und dem Kernmaterial (6) des Gummiteils (4) gehalten wird.
Vorrichtung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneten (16) in der Halbach-Anordnung derart angeordnet sind, so dass ein magnetischer Fluss auf einer ersten Seite (18) der Magneteinheit (14) mindestens dreifach so groß ist wie auf einer gegenüberliegenden, zweiten Seite (20) der Magnetanordnung, wobei die Magneteinheit (14) derart an der Bewegungseinheit (8) befestigt und/oder angeordnet ist, so dass die erste Seite (18) der Magnetanordnung einer Arbeitsseite (38) der Bewegungseinheit (8) zugewandt ist, die bei einem Handhaben, Führen und/oder Transportieren des Gummiteils (4) mit diesem Gummiteil (4) in Kontakt kommt.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) mehrere Magneteinheiten (14) aufweist, die jeweils eine Mehrzahl von Magneten (16) in einer Halbach-Anordnung umfassen.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (16) der oder jeder Magneteinheit (14) als Dauermagnete ausgebildet sind.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gummiteil (4) als ein Fahrzeugreifen mit einem ferromagnetischen, ringförmigen Kern ausgebildet ist, wobei der Kern des Fahrzeugreifens das Kernmaterial (6) bildet, und wobei die Magnete (16) der oder jeder Magneteinheit (14) kreissegmentförmig angeordnet sind.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinheit (8) als eine Handhabungseinheit (22) ausgebildet ist, die einen Endeffektor (24) aufweist, wobei die oder jede Magneteinheit (14) an dem Endeffektor (24) befestigt und/oder angeordnet ist.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinheit (8) als eine linear verfahrbare Bewegungseinheit (8) mit einem Endeffektor (24) ausgebildet ist, wobei die oder jede Magneteinheit (14) an dem Endeffektor (24) befestigt und/oder angeordnet ist.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Endeffektor (24) als ein trommelförmiger und/oder ringförmiger Endeffektor (24) ausgebildet ist.
Vorrichtung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Endeffektor (24) mehrere trommelförmig und/oder ringförmig angeordnete Segmente (26) aufweist, wobei an jedem Segment (26) oder an mindestens zwei der Segmente (26) jeweils mindestens eine Magneteinheit (14) befestigt und/oder angeordnet ist.
Vorrichtung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) zum Steuern einer Bewegung der Segmente (26) des Endeffektor (24) ausgebildet ist, so dass der Außendurchmesser des Endeffektors (24) und/oder der Innendurchmesser des Endeffektors (24) durch gesteuertes Verfahren der Segmente (26) einstellbar ist.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Endeffektor (24) zum Handhaben eines Reifengürtels (28) und/oder eines Reifengrünlings ausgebildet ist.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinheit (8) eine Antriebsrolle (30), mindestens eine Umlenkrolle (32) und einen Riemen (34) aufweist, wobei der Riemen (34) die Antriebsrolle (30) und jede Umlenkrolle (32) teilweise umschlingt, wobei die Antriebsrolle (30) zum Antrieb dies Riemens (34) ausgebildet ist, und wobei die oder jede Magneteinheit (14) in den Riemen(34) eingebettet ist.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) eine Antriebsrolle (30), mindestens eine Umlenkrolle (32) und einen Riemen (34) aufweist, wobei der Riemen (34) eine außenseitige Transportseite (36) und eine innenseitige Antriebsseite (38) aufweist, wobei der Riemen (34) die Antriebsrolle (30) und jede Umlenkrolle (32) mit der Antriebsseite (38) teilweise umschlingt, wobei die Antriebsrolle (30) zum Antrieb des Riemens (34) ausgebildet ist, und wobei die Bewegungseinheit (8) gegenüberliegend zu und/oder an der Antriebsseite (38) des Riemens (34) im Bereich eines Transporttrums (40) des Riemens (34) angeordnet ist.