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Die Erfindung betrifft eine Hubvorrichtung, insbesondere für ein Transportfahrzeug, welches eine Spindel und eine Spindelmutter umfasst. Die Erfindung betrifft auch ein Transportfahrzeug, insbesondere ein fahrerloses Transportfahrzeug.
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Aus dem Dokument
DE 10 2020 000 746 A1 ist ein fahrerloses Transportfahrzeug bekannt. Fahrerlose Transportfahrzeuge werden in technischen Anlagen, beispielsweise in Produktionswerken, zum Transport von Gegenständen, beispielsweise Kleinteilen oder Kisten, eingesetzt. Die besagten mobilen Transportfahrzeuge bringen unter anderem Bauteile von Logistikbereichen, wie beispielsweise einem Materiallager, zu Arbeitsplätzen, wo die Bauteile verarbeitet werden. Zum Anheben sowie zum Absenken von zu transportierenden Gegenständen weist das fahrerloses Transportfahrzeug eine Aufnahmeplatte auf, welche höhenverstellbar ist.
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Aus dem Dokument
DE 10 2013 019 688 A1 ist ein Fahrzeug bekannt, welches eine Hubeinheit aufweist. Die Hubeinheit umfasst einen Scherenhubtisch, welcher von einem Motor über eine drehbare Spindel und eine Spindelmutter antreibbar ist.
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Aus der
DE 203 16 099 U1 ist ein teleskopierbarer Linearantrieb bekannt. Dieser weist zwei Spindeln, welche parallel und im Abstand zueinander angeordnet sind, ein Führungsrohr und ein Teleskoprohr auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hubvorrichtung, insbesondere für ein Transportfahrzeug, sowie ein Transportfahrzeug, insbesondere ein fahrerloses Transportfahrzeug, weiterzubilden.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Hubvorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Aufgabe wird auch durch ein Transportfahrzeug mit den in Anspruch 10 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Hubvorrichtung, insbesondere für ein Transportfahrzeug, umfasst eine innere Spindel, eine innere Spindelmutter, welche relativ zu der inneren Spindel drehbar ist, eine äußere Spindel und eine äußere Spindelmutter, welche relativ zu der äußeren Spindel drehbar ist. Dabei ist die innere Spindel mit der äußeren Spindel drehfest starr verbunden.
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Durch eine Drehung der inneren Spindel und der äußeren Spindel relativ zu der inneren Spindelmutter und zu der äußeren Spindelmutter erfolgt eine Bewegung der äußeren Spindelmutter relativ zu der inneren Spindelmutter in eine Axialrichtung, was als Hub bezeichnet wird. Mittels der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung sind verhältnismäßig schwere Lasten hebbar. Dabei ist die Hubvorrichtung robust und funktionssicher ausgeführt. Die Hubvorrichtung umfasst zwei Gewinde, wodurch bei gleicher Anzahl von Umdrehung ein größerer Hub erzielbar ist. Die Hubvorrichtung weist dabei nur eine verhältnismäßig geringe Ausdehnung in Axialrichtung auf und ist somit besonders zum Einsatz auf einem fahrerlosen Transportfahrzeug geeignet.
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Erfindungsgemäß ist die innere Spindelmutter koaxial in der äußeren Spindel angeordnet. Die innere Spindelmutter und die äußere Spindel sind dabei konzentrisch zu einer Mittelachse angeordnet, welche die Axialrichtung definiert. Dadurch ist eine Ausdehnung der Hubvorrichtung in Radialrichtung vorteilhaft gering.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Hubvorrichtung auch eine Tragplatte, welche mit der äußeren Spindelmutter drehfest, insbesondere starr, verbunden ist. Die Tragplatte dient dabei zur Aufnahme von Lasten.
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Vorteilhaft sind eine Ausdehnung der inneren Spindel in Axialrichtung, eine Ausdehnung der inneren Spindelmutter in Axialrichtung, eine Ausdehnung der äußeren Spindel in Axialrichtung und eine Ausdehnung der äußeren Spindelmutter in Axialrichtung jeweils geringer als ein Radius der inneren Spindel um die Mittelachse. Die Spindeln und die Spindelmuttern weisen also einen im Verhältnis zu ihrer axialen Ausdehnung verhältnismäßig großen Radius und verhältnismäßig großen Durchmesser auf. Dadurch sind verhältnismäßig große Querbelastungen und daraus resultierende Momente aufnehmbar, ohne Knicken der Spindeln oder der Spindelmuttern zu riskieren. Hierdurch eignet sich die Hubvorrichtung besonders für mobile Anwendungen, wie die Lastaufnahme eines fahrerlosen Transportfahrzeugs, bei der durch Bremsvorgänge durch die Trägheit der Ladung große Belastungen auf die Hubvorrichtung einwirken.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die äußere Spindelmutter drehfest mit der inneren Spindelmutter gekoppelt. Somit ist ein durch die innere Spindel und die äußere Spindel übertragenes Moment abfangbar.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die äußere Spindelmutter relativ zu der inneren Spindelmutter in Axialrichtung beweglich gelagert. Somit ist eine Bewegung der äußeren Spindelmutter relativ zu der inneren Spindelmutter in Axialrichtung, was als Hub bezeichnet wird, ermöglicht.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die innere Spindelmutter und/oder die äußere Spindelmutter jeweils ein Innengewinde in Form eines Trapezgewindes auf. Trapezgewinde haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die innere Spindelmutter ein erstes Innengewinde mit einer ersten Orientierung auf, und die äußere Spindelmutter weist ein zweites Innengewinde mit einer zweiten Orientierung auf. Dabei sind die erste Orientierung und die zweite Orientierung einander entgegengesetzt. Wenn die innere Spindel und die innere Spindelmutter mit einem Rechtsgewinde ausgeführt sind, so sind die äußere Spindel und die äußere Spindelmutter mit einem Linksgewinde ausgeführt, und umgekehrt. Dadurch addieren sich die Hubbewegungen der inneren Spindel und der äußeren Spindelmutter bei einer Drehung der inneren Spindel und der äußeren Spindel relativ zu der inneren Spindelmutter und zu der äußeren Spindelmutter.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die innere Spindel eine Innenverzahnung. Die Innenverzahnung dient insbesondere zum rotatorischen Antrieb der inneren Spindel relativ zu der inneren Spindelmutter durch ein Ritzel.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Hubvorrichtung einen Elektromotor und ein Ritzel zum rotatorischen Antrieb der inneren Spindel relativ zu der inneren Spindelmutter. Dabei kämmt das Ritzel mit der Innenverzahnung der inneren Spindel. Der Elektromotor und das Ritzel sind platzsparend innerhalb der inneren Spindel angeordnet.
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Ein erfindungsgemäßes Transportfahrzeug, insbesondere ein fahrerloses Transportfahrzeug, umfasst eine Antriebseinrichtung, einen elektrischen Energiespeicher zur Versorgung der Antriebseinrichtung sowie eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Antriebseinrichtung und eine erfindungsgemäße Hubvorrichtung.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst das fahrerlose Transportfahrzeug auch einen Hubsensor zur Erfassung eines Hubs, also einer Bewegung der äußeren Spindelmutter relativ zu der inneren Spindel in Axialrichtung, der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung.
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Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
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Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Abbildungen stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar. Es zeigen:
- 1: eine Draufsicht auf eine Hubvorrichtung,
- 2: eine Schnittdarstellung der Hubvorrichtung im eingefahrenen Zustand und
- 3: eine Schnittdarstellung der Hubvorrichtung im ausgefahrenen Zustand.
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1 zeigt eine Draufsicht auf eine Hubvorrichtung 10 entlang einer Mittelachse M, die eine Axialrichtung definiert. Die Hubvorrichtung 10 umfasst eine innere Spindel 4, eine innere Spindelmutter 5, welche relativ zu der inneren Spindel 4 drehbar ist, eine äußere Spindel 6 und eine äußere Spindelmutter 7, welche relativ zu der äußeren Spindel 6 drehbar ist. Die äußere Spindel 6 weist einen Flansch 8 auf, welcher in dieser Darstellung die innere Spindelmutter 5 und die restliche Spindel 6 verdeckt.
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Die innere Spindel 4, die innere Spindelmutter 5, die äußere Spindel 6, die äußere Spindelmutter 7 und der Flansch 8 sind jeweils zumindest annähernd rotationssymmetrisch ausgebildet und konzentrisch zu der Mittelachse M angeordnet. Die innere Spindel 4 ist koaxial in der inneren Spindelmutter 5 angeordnet. Die innere Spindelmutter 5 ist koaxial in der äußeren Spindel 6 angeordnet. Die äußere Spindel 6 ist koaxial in der äußeren Spindelmutter 7 angeordnet.
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Die innere Spindel 4 umfasst eine Innenverzahnung 24. Die Hubvorrichtung 10 umfasst ein Ritzel 29 und einen Elektromotor 28 zum Antrieb des Ritzels 29. Das Ritzel 29 kämmt mit der Innenverzahnung 24 der inneren Spindel 4. Wenn der Elektromotor 28 das Ritzel 29 antreibt, so wird die innere Spindel 4 relativ zu der inneren Spindelmutter 5 um die Mittelachse M gedreht. Der Elektromotor 28 und das Ritzel 29 dienen somit zum rotatorischen Antrieb der inneren Spindel 4 relativ zu der inneren Spindelmutter 5.
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2 zeigt eine Schnittdarstellung der Hubvorrichtung 10 entlang der Schnittlinie A-A in 1 im eingefahrenen Zustand. Die innere Spindelmutter 5 ist mit einer Grundplatte 35 eines fahrerlosen Transportfahrzeugs mittels mehrerer Schrauben 30 fest verbunden. Der Elektromotor 28 ist ebenfalls mit der Grundplatte 35 fest verbunden. Der Elektromotor 28 und das Ritzel 29 sind in dieser Darstellung nicht gezeigt.
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Die innere Spindel 4 ist mit der inneren Spindelmutter 5 über ein Trapezgewinde verschraubt. Auch andere Arten von Gewinde sind hier denkbar. Der Flansch 8 der äußeren Spindel 6 ist mit der inneren Spindel 4 mittels mehrerer Schrauben 30 fest verbunden. Die innere Spindel 4 ist dadurch mit der äußeren Spindel 6 drehfest, insbesondere starr, verbunden. Alternativ ist es denkbar, die innere Spindel 4 und die äußere Spindel 6 mittels eines separaten Verbundrings miteinander zu verbinden.
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Die äußere Spindelmutter 7 ist mit der äußeren Spindel 6 über ein Trapezgewinde verschraubt. Auch andere Arten von Gewinde sind hier denkbar. Die Hubvorrichtung 10 umfasst eine hier nicht dargestellte Tragplatte, die mit der äußeren Spindelmutter 7 drehfest, insbesondere starr, verbunden ist. Die Tragplatte dient als Lastaufnahme.
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Die äußere Spindelmutter 7 ist mit der Grundplatte 35 des fahrerlosen Transportfahrzeugs drehfest verbunden. Dabei ist die äußere Spindelmutter 7 relativ zu der Grundplatte 35 des fahrerlosen Transportfahrzeugs in Axialrichtung beweglich gelagert. Somit ist die äußere Spindelmutter 7 drehfest mit der inneren Spindelmutter 5 gekoppelt und relativ zu der inneren Spindelmutter 5 in Axialrichtung beweglich gelagert.
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Ein Ausfahren der Hubvorrichtung 10 erfolgt durch einen rotatorischen Antrieb der inneren Spindel 4 relativ zu der inneren Spindelmutter 5 durch den Elektromotor 28 und das Ritzel 29. Auch andere Arten des Antriebs sind denkbar, durch welche eine Drehbewegung der inneren Spindel 4 relativ zu der inneren Spindelmutter 5 erzeugt wird.
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Durch eine Drehung des Ritzels 29 wird die innere Spindel 4 über die Innenverzahnung 24 rotatorisch angetrieben. Durch das Gewinde der inneren Spindelmutter 5 und der inneren Spindel 4 erzeugt diese Drehung eine translatorische Bewegung der inneren Spindel 4 in Axialrichtung. Da die äußere Spindel 6 fest mit der inneren Spindel 4 verbunden ist, erfolgt dadurch auch eine translatorische Bewegung der äußeren Spindel 6 in Axialrichtung.
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Da die äußere Spindelmutter 7 drehfest mit der inneren Spindelmutter 5 gekoppelt ist, rotiert die äußere Spindel 6 dabei relativ zu der äußeren Spindelmutter 7. Durch das Gewinde der äußeren Spindelmutter 7 und der äußeren Spindel 6 erfolgt dadurch eine translatorische Bewegung der äußeren Spindelmutter 7 in Axialrichtung.
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3 zeigt eine Schnittdarstellung der Hubvorrichtung 10 entlang der Schnittlinie A-A in 1 im ausgefahrenen Zustand. Die innere Spindelmutter 5 weist ein erstes Innengewinde 15 in Form eines Trapezgewindes auf. Die innere Spindel 4 weist ein dazu passendes Außengewinde in Form eines Trapezgewindes auf. Die äußere Spindelmutter 7 weist ein zweites Innengewinde 17 in Form eines Trapezgewindes auf. Die äußere Spindel 6 weist ein dazu passendes Außengewinde in Form eines Trapezgewindes auf.
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Das erste Innengewinde 15 der inneren Spindelmutter 5 weist eine erste Orientierung auf, vorliegend ist das erste Innengewinde 15 als Rechtsgewinde ausgebildet. Das zweite Innengewinde 17 der äußeren Spindelmutter 7 weist eine zweite Orientierung auf, vorliegend ist das zweite Innengewinde 17 als Linksgewinde ausgebildet. Die erste Orientierung und die zweite Orientierung sind somit einander entgegengesetzt.
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Bezugszeichenliste
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- 4
- innere Spindel
- 5
- innere Spindelmutter
- 6
- äußere Spindel
- 7
- äußere Spindelmutter
- 8
- Flansch
- 10
- Hubvorrichtung
- 15
- erstes Innengewinde
- 17
- zweites Innengewinde
- 24
- Innenverzahnung
- 28
- Elektromotor
- 29
- Ritzel
- 30
- Schraube
- 35
- Grundplatte
- A
- Schnittlinie
- M
- Mittelachse
