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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 dem Dokument
EP 1 097 657 A1 ist eine Teleskopantriebseinheit bekannt, welche zwei rotierend antreibbare Spindel aufweist. Die Spindeln sind dabei durch Mitnehmer derart miteinander gekoppelt, dass sie mit gleicher Drehzahl und in gleicher Drehrichtung rotierend antreibbar sind.
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Aus dem Dokument
DE 10 2019 200 311 A1 ist eine Fördervorrichtung zur Förderung von Gegenständen bekannt, welche mehrere Fahrzeuge umfasst. Jedes Fahrzeug umfasst dabei eine Hubeinheit.
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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 13 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Hubvorrichtung, insbesondere für ein Transportfahrzeug, umfasst eine feststehende Spindel, eine innere Spindelmutter, welche relativ zu der feststehenden Spindel drehbar ist, eine bewegliche Spindel und eine äußere Spindelmutter, welche relativ zu der beweglichen Spindel drehbar ist. Dabei ist die innere Spindelmutter mit der beweglichen Spindel drehfest, insbesondere starr, verbunden.
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Durch eine Drehung der inneren Spindelmutter und der beweglichen Spindel relativ zu der feststehenden Spindel und zu der äußeren Spindelmutter erfolgt eine Bewegung der äußeren Spindelmutter relativ zu der feststehenden Spindel 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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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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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die innere Spindelmutter koaxial in der beweglichen Spindel angeordnet. Die innere Spindelmutter und die bewegliche Spindel sind dabei konzentrisch zu einer Mittelachse M angeordnet, welche die Axialrichtung definiert. Dadurch ist eine Ausdehnung der Hubvorrichtung in Radialrichtung vorteilhaft gering.
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Vorteilhaft sind eine Ausdehnung der feststehenden Spindel in Axialrichtung, eine Ausdehnung der inneren Spindelmutter in Axialrichtung, eine Ausdehnung der beweglichen Spindel in Axialrichtung und eine Ausdehnung der äußeren Spindelmutter in Axialrichtung jeweils geringer als ein Radius der feststehenden Spindel um die Mittelachse. Die Spindeln und die Spindelmuttern weisen also einen im Verhältnis zu ihrer axialen Ausdehnung einen 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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Vorteilhaft ist ein Verbundring mit der inneren Spindelmutter und mit der beweglichen Spindel fest verbunden. Dadurch ist die innere Spindelmutter mit der beweglichen Spindel drehfest, insbesondere starr, verbunden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die äußere Spindelmutter drehfest mit der feststehenden Spindel gekoppelt. Somit ist ein durch die innere Spindelmutter und die bewegliche Spindel übertragenes Moment abfangbar.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die äußere Spindelmutter relativ zu der feststehenden Spindel in Axialrichtung beweglich gelagert. Somit ist eine Bewegung der äußeren Spindelmutter relativ zu der feststehenden Spindel 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 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 feststehende Spindel und die innere Spindelmutter mit einem Rechtsgewinde ausgeführt sind, so sind die bewegliche Spindel und die äußere Spindelmutter mit einem Linksgewinde ausgeführt, und umgekehrt. Dadurch addieren sich die Hubbewegungen der inneren Spindelmutter und der äußeren Spindelmutter bei einer Drehung der inneren Spindelmutter und der beweglichen Spindel relativ zu der feststehenden Spindel und zu der äußeren Spindelmutter.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Hubvorrichtung einen Außenring, welcher mit der inneren Spindelmutter drehfest gekoppelt ist. Der Außenring weist beispielsweise eine Verzahnung auf und dient zum rotatorischen Antrieb der inneren Spindelmutter relativ zu der feststehenden Spindel.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die innere Spindelmutter relativ zu dem Außenring in Axialrichtung beweglich gelagert. Bei Antrieb der inneren Spindelmutter relativ zu der feststehenden Spindel verbleibt der Außenring dabei in Axialrichtung in seiner Position, erfährt also keine Bewegung in Axialrichtung.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Hubvorrichtung einen Elektromotor zum rotatorischen Antrieb des Außenrings relativ zu der feststehenden Spindel.
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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 feststehenden 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 feststehende Spindel 4, eine innere Spindelmutter 5, welche relativ zu der feststehenden Spindel 4 drehbar ist, eine bewegliche Spindel 6 und eine äußere Spindelmutter 7, welche relativ zu der beweglichen Spindel 6 drehbar ist. Die Hubvorrichtung 10 umfasst ferner einen Verbundring 8, welcher in dieser Darstellung die innere Spindelmutter 5 und die bewegliche Spindel 6 verdeckt.
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Die feststehende Spindel 4, die innere Spindelmutter 5, die bewegliche Spindel 6, die äußere Spindelmutter 7 und der Verbundring 8 sind jeweils zumindest annähernd rotationssymmetrisch ausgebildet und konzentrisch zu der Mittelachse M angeordnet. Die feststehende Spindel 4 ist koaxial in der inneren Spindelmutter 5 angeordnet. Die innere Spindelmutter 5 ist koaxial in der beweglichen Spindel 6 angeordnet. Die bewegliche Spindel 6 ist koaxial in der äußeren Spindelmutter 7 angeordnet.
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2 zeigt eine Schnittdarstellung der Hubvorrichtung 10 entlang der Schnittlinie A-A in 1 im eingefahrenen Zustand. Die Hubvorrichtung 10 umfasst auch einen Antriebsflansch 3, einen feststehenden Innenring 1 und einen Außenring 2. Der Antriebsflansch 3, der Innenring 1 und der Außenring 2 sind ebenfalls jeweils zumindest annähernd rotationssymmetrisch ausgebildet und konzentrisch zu der Mittelachse M angeordnet.
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Die feststehende Spindel 4 und der Innenring 1 sind mit der Grundplatte eines fahrerlosen Transportfahrzeugs oder mit einem anderen Fundament fest verbunden. Die feststehende Spindel 4 ist somit mit dem Innenring 1 starr verbunden. Die feststehende Spindel 4 ist mit der inneren Spindelmutter 5 über ein Trapezgewinde verschraubt. Auch andere Arten von Gewinde sind hier denkbar.
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Die innere Spindelmutter 5 ist mit dem Antriebsflansch 3 drehfest verbunden. Die innere Spindelmutter 5 ist relativ zu dem Antriebsflansch 3 in Axialrichtung verschiebbar. Hierfür sind denkbare Lösungen eine Keilwellenverbindung, Polygonwellenverbindung, Kerbzahnverbindung oder andere formschlüssige Verbindungen mit axialer Beweglichkeit. Der Antriebsflansch 3 ist starr mit dem Außenring 2 verbunden. Der Innenring 1 und der Außenring 2 sind drehbar zueinander gelagert. Dies ist der einzige Freiheitsgrad des Lagers. Der Außenring 2 ist mit der inneren Spindelmutter 5 somit drehfest gekoppelt. Dabei ist die innere Spindelmutter 5 relativ zu dem Außenring 2 in Axialrichtung beweglich gelagert.
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Der Verbundring 8 ist mit der inneren Spindelmutter 5 und mit der beweglichen Spindel 6 fest verbunden. Die innere Spindelmutter 5 ist dadurch mit der beweglichen Spindel 6 drehfest, insbesondere starr, verbunden. Alternativ ist es denkbar, den Verbundring 8, die innere Spindelmutter 5 und die bewegliche Spindel 6 aus einem Teil zu fertigen.
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Die äußere Spindelmutter 7 ist mit der beweglichen 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 des fahrerlosen Transportfahrzeugs oder mit dem anderen Fundament drehfest verbunden. Dabei ist die äußere Spindelmutter 7 relativ zu der Grundplatte des fahrerlosen Transportfahrzeugs oder zu dem anderen Fundament in Axialrichtung beweglich gelagert. Somit ist die äußere Spindelmutter 7 drehfest mit der feststehenden Spindel 4 gekoppelt und relativ zu der feststehenden Spindel 4 in Axialrichtung beweglich gelagert.
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Ein Ausfahren der Hubvorrichtung 10 erfolgt durch einen rotatorischen Antrieb des Außenrings 2 relativ zu der feststehenden Spindel 4. Hierzu umfasst die Hubvorrichtung 10 einen hier nicht dargestellten Elektromotor. Auch andere Arten des Antriebs sind denkbar, durch welche eine Drehbewegung des Außenrings 2 erzeugt wird.
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Durch eine Drehung des Außenrings 2 rotiert der Antriebsflansch 3, welcher die innere Spindelmutter 5 rotatorisch antreibt. Durch das Gewinde der inneren Spindelmutter 5 und der feststehenden Spindel 4 erzeugt diese Drehung eine translatorische Bewegung der inneren Spindelmutter 5 in Axialrichtung. Da die bewegliche Spindel 6 fest mit der inneren Spindelmutter 5 verbunden ist, erfolgt dadurch auch eine translatorische Bewegung der beweglichen Spindel 6 in Axialrichtung.
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Da die äußere Spindelmutter 7 drehfest mit der feststehenden Spindel 4 gekoppelt ist, rotiert die bewegliche Spindel 6 dabei relativ zu der äußeren Spindelmutter 7. Durch das Gewinde der äußeren Spindelmutter 7 und der beweglichen 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 feststehenden 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 bewegliche 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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- 1
- Innenring
- 2
- Außenring
- 3
- Antriebsflansch
- 4
- feststehende Spindel
- 5
- innere Spindelmutter
- 6
- bewegliche Spindel
- 7
- äußere Spindelmutter
- 8
- Verbundring
- 10
- Hubvorrichtung
- 15
- erstes Innengewinde
- 17
- zweites Innengewinde
- A
- Schnittlinie
- M
- Mittelachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102020000746 A1 [0002]
- DE 102013019688 A1 [0003]
- EP 1097657 A1 [0004]
- DE 102019200311 A1 [0005]
