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Vorrichtung zum selbsttätigen An-und Abkuppeln eines Transportmittels
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum selbsttätigen An- und Abkuppeln
eines Transportmittels an einen zu transportierenden Gegenstand durch gegenseitige
Bewegungen in vertikaler Richtung, insbesondere zum An- und Abkuppeln von Gegenständen
an unzugänglichen Stellen oder zur Verwendung an vollautomatischen Anlagen, bestehend
aus zwei völlig voneinander trennbaren Bauteilen, die mit Mitteln zum formschlüssigen
Ineinandergreifen versehen sind, wobei beim Eindringen des einen Bauteiles in das
andere Bauteil eine formschlüssige Verbindung zwischen den Bauteilen und nach wiederholter
Eindringbewegung selbsttätig ein vollständiges Lösen der Bauteile voneinander erfolgt.
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Es kommt in der Praxis häufig vor, daß zu transportierende Gegenstände
an ein Transportmittel, wie etwa an das Seil eines Kranes oder einer Winde, angekuppelt
oder von diesem abgekuppelt werden müssen, wobei der zu transportierende Gegenstand
während der An- oder Abkupplung sich an einer unzugänglichen Stelle befindet. Der
Gegenstand kann unzugänglich sein, weil er sich an einer räumlich beschränkten Stelle
befindet. Es kann sich aber auch darum handeln, daß der Gegenstand sich an einer
sehr heißen oder mit Giftgasen oder Strahlen verseuchten Stelle befindet. Es sind
bereits Kupplungen, wie beispielsweise Klinkösen, bekannt, die sich beim Absetzen
des Gegenstandes, d. h. also bei Entlastung, automatisch öffnen, so daß damit ein
Gegenstand an unzugänglicher Stelle abgesetzt werden kann. Das Aufnehmen einer Last
an unzugänglicher Stelle bereitet jedoch erhebliche Schwierigkeiten und erfordert
vom Bedienungsmann des Transportmittels erhebliche Geschicklichkeit, um das Transportmittel,
wie etwa ein Kranseil, mit seinem Haken in die Tragöse des zu transportierenden
Gegenstandes einzuführen.
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Andererseits wird es im Zuge der fortschreitenden Automation erforderlich,
das Aufgreifen und Absetzen einer Last, wie beispielsweise des Deckels eines Siedekessels
oder eines ganzen Siedekessels, automatisch durchzuführen, ohne daß der Bedienungsmann,
der gegebenenfalls in einer weitab liegenden Steuerkanzel sitzt, die Annäherung
des Transportmittels an den zu transportierenden Gegenstand steuern kann. Auch in
strahlungsgefährdeten Räumen benötigt man Einrichtungen, um automatisch Gegenstände
an ein Transportmittel anzukuppeln und von diesem abzukuppeln, ohne daß das Bedienungspersonal
in der Lage wäre, das Transportmittel von Hand in das Befestigungsteil des zu transportierenden
Gegenstandes einzuführen. Es ist bereits eine Vorrichtung zum selbsttätigen An-
und Abhängen einer Last an ein Hebezeug bekanntgeworden, bei welcher das Hebezeug
mit einem nach unten offenen Greiforgan versehen ist, durch welches nach Absenken
über ein an der Last angebrachtes Einhängeorgan beim Wiederanheben des Greiforgans
das Einhängeorgan erfaßt und kraftschlüssig festgehalten wird und durch nochmaliges
Absenken und Wiederanheben des Greiforgans das Einhängeorgan wieder freigegeben
wird, wobei ferner in dem Greiforgan gegen Feder- oder Gewichtseinwirkung bewegliche
Rückfallklappen vorgesehen sind, die ein hammerförmig ausgebildetes Einhängeorgan
in eine Stellung bringen, in der es auf entsprechend geformten Sitzen des Greiforgans
aufliegt. Diese bekannte Vorrichtung weist mehrere für die Praxis sehr wesentliche
Nachteile auf, nämlich daß einmal der Ankuppelvorgang nur sehr schwierig durchzuführen
ist, da das Greiforgan einen nach unten öffnenden trichterförmigen Körper aufweist,
der beim Absenken die freie Sicht von allen Seiten auf den anzukuppelnden Gegenstand
behindert. Aus diesem Grunde ist noch ein Führungsgriff an dem Greiforgan vorgesehen,
der aber wiederum zu dem Nachteil führt, daß er ein Schräghängen des Greiforgans
bewirkt und im übrigen eine zusätzliche Bedienungsperson erfordert und nur einen
geringen Abstand zu der anzuhebenden Last gestattet. Bei einer solchen Vorrichtung
ist ein vollautomatisches Arbeiten, wie zuvor erläutert wurde, ausgeschlossen. Von
Nachteil ist ferner, daß sich die muldenförmigen Führungen bzw. Nuten im Innern
des trichterförmigen Körpers befinden und daß außerdem um Drehachsen schwenkbare
Klappen erforderlich sind, so daß sich diese Teile durch versehentliches Eintauchen
des
Greiforgans, beispielsweise in ein Bad, leicht zusetzen können und daß dadurch die
weitere Wirksamkeit unsicher ist. Außerdem ist das Reinigen dieser im Laufe der
Zeit leicht verschmutzenden Teile sehr erschwert.
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Bekannt ist ferner eine Greifervorrichtung mit einem gelenkigen parallelogrammartigen
Greifergestänge, bei dem sich die äußeren zangenartig verlängerten Greiferarme mit
besonderen Greiferköpfen an dem betreffenden zu hebenden Gegenstand andrücken. An
dem zu hebenden Gegenstand sind keinerlei Kupplungsvorrichtungen vorgesehen, so
daß nur eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Greiferarmen und der Last eintritt
und auch nur erwünscht ist. Es kann also hier von einer Kupplungsvorrichtung nicht
gesprochen werden. Zwar ist in der Konstruktion des Gestänges eine Verriegelungsvorrichtung
vorgesehen, die ein etwa W-förmiges Profil in der Innenwand eines nach unten öffnenden
Hohlkörpers aufweist, wobei Führungsbolzen einer im wesentlichen vertikal gelenkig
gehaltenen Stange eine Art Kupplung herbeiführen, jedoch dient diese Verriegelungs-
bzw. Kupplungsvorrichtung nur dazu, die Greifer außer Betrieb in gespreizter Stellung
zu halten, so daß die gespreizten Greiferarme über die Last und erst nach Absenken
unter Auslösung der Verriegelung zum Angriff an der Last gebracht werden können.
In bezug auf die Verriegelungs- bzw. Kupplungsvorrichtung treten hier die gleichen
Nachteile auf, die zuvor im Zusammenhang mit der oben erläuterten bekannten Vorrichtung
beschrieben worden sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der oben erläuterten
bekannten Vorrichtungen zu vermeiden und eine Vorrichtung zum selbsttätigen An-
und Abkuppeln eines Transportmittels an einen zu transportierenden Gegenstand zu
schaffen; mit der es ohne weiteres möglich ist, auch beispielsweise das immer etwas
schwankende Seil eines Kranes öder einer Winde am zu transportierenden Gegenstand
zu befestigen. Dabei soll die Kupplung gemäß der Erfindung in der Herstellung und
Bedienung einfach sein und praktisch keiner Wartung bedürfen. Die Kupplung gemäß
der Erfindung ist nicht nur als Kupplung zwischen einem Seil eines Kranes oder einer
Winde und einem zu transportierenden Gegenstand anwendbar. Die Kupplung gemäß der
Erfindung kann auch zum Aneinanderkuppeln anderer Teile verwendet werden, wenn nur
die Längsachsen der beiden Kupplungsteile beim Ineinanderkuppeln parallel zueinander
und relativ nahe beieinander geführt werden.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
an dem zu transportierenden Gegenstand angebrachte hohlzylindrische Bauteil mit
einem trichterförmigen Einführungsteil ausgestattet ist und im Innern bolzenartige
Vorsprünge aufweist, und daß das andere Bauteil die Gestalt eines zylindrischen
Zapfens hat, an seinem freien Ende zugespitzt ist und auf der Außenfläche zickzackförmig
eingearbeitete Nutenführungen zum Eingreifen der bolzenartigen Vorsprünge aufweist.
Auf diese Weise ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß insbesondere für den Zweck
des Aushebens von Behältern oder Traggestellen aus Flüssigkeiten od. dgl. die an
diesem Gegenstand angeordnete Trichtereinführung ein leichtes Einführen des Kupplungszapfens
von oben ermöglicht. Von Vorteil ist ferner, daß die überwachung der an der Außenfläche
des zylindrischen Zapfens angebrachten Nutenführung günstig durchführbar ist. Außerdem
ist von Vorteil, daß die beiden Kupplungsbauteile keinerlei Klappen oder andere
bewegliche Teile enthalten, so daß eine Schmierung bzw. anderweitige Wartung dieser
Bauteile auch bei rauhestem Betrieb fortfällt. Selbst wenn es einmal vorkommt, daß
der Zapfen versehentlich in ein Bad eintaucht und Materialrückstände in den Nutenführungen
verbleiben sollten, so bewirken die bolzenartigen Vorsprünge im allgemeinen unter
der Gewichtsbelastung eine selbsttätige Reinigungswirkung. Im übrigen sind die Nutenführungen
aber auch von außen leicht zugänglich, und man kann sofort mit einem Blick erkennen,
ob sich schädliche Fremdkörper bzw. Ansätze in den Nuten befinden.
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Bei einer derart ausgebildeten Kupplung wird der Zylinder am Transportmittel,
wie beispielsweise einem Kranseil, befestigt. Der hohlzylindrische Körper wird am
zu transportierenden Gegenstand befestigt. Zum Angreifen des Gegenstandes werden
beide Teile einander derart genähert, daß sich die Spitze des Zylinders vor der
Öffnung des hohlzylindrischen Körpers befindet. Beide Teile werden ineinandergeschoben,
und beim Anheben des am Transportmittel befestigten Zylinders gleiten die Bolzen
in der durch ein W-Profil und ein Winkelprofil begrenzten Bahn so, daß sich die
Bolzen auf der Innenseite des Winkelprofils festhängen. Beide Teile sind dadurch
fest miteinander verbunden. Nach dem Absetzen des zu transportierenden Gegenstandes
werden die Bolzen hinter dem Winkelprofil herausgeführt, so daß sich beide Kupplungsteile
voneinander lösen.
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Um diese Bewegung der Bolzen beim Ein- und Auskuppeln zu erreichen,
ist das W-Profil, in der Abwicklung betrachtet, im unteren Teil sägezahnartig ausgebildet,
wobei eine Kante senkrecht und eine Kante geneigt verläuft; die Schenkel des W-Profils
verlaufen zunächst senkrecht nach oben und dann weiter in Richtung der geneigten
Kanten schräg nach oben; ein Schenkel des Winkelprofils ist derart gekrümmt, daß
sein freies Ende nahe an der mittleren Spitze des W-Profils und nicht senkrecht
über der zugehörigen Einsattelung des W-Profils liegt, und der andere Schenkel des
Winkelprofils endigt mit seinem freien Ende näher an der geneigten Sägezahnkante
des W-Profils und ebenfalls nicht über der zugehörigen Einsattelung des W-Profils.
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Durch diese Ausbildung der Kupplung gemäß der Erfindung wird erreicht,
daß die Bolzen die zwischen dem W-Profil und dem Winkelprofil verbleibende Nutenführung
beim Ein- und Auskuppeln immer in einer Richtung durchlaufen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Kupplungsvorrichtung
gemäß der Erfindung dargestellt.
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F i g. 1 zeigt eine Ansicht eines Zylinders einer Ausführungsform
eines Kupplungsteils gemäß der Erfindung; F i g. 2 stellt einen Längsschnitt durch
einen zum Zylinder gemäß F i g. 1 gehörigen hohlzylindrischen Körper dar; F i g.
3 zeigt in größerem Maßstab in einer Abwicklung auf dem Zylinder gemäß F i g. 1
angeordnete Profile.
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Eine Kupplungsvorrichtung gemäß der Erfindung besteht aus einem in
F i g. 1 dargestellten Zylinder 2
und einem in F i g. 2 dargestellten
hohlzylindrischen Körper 12. Gemäß F i g. 1 weist der Zylinder 2 an seinem einen
Ende eine Spitze 4 auf, und das andere Ende wird von einem Befestigungsteil 8 gebildet,
mit dem der Zylinder 2 beispielsweise an einem Seil eines Kranes oder einer Winde
oder an einem anderen Transportmittel befestigt werden kann. Beispielsweise kann
das Befestigungsteil 8 eine Öse 10 aufweisen, in der das Seil des Transportmittels
befestigt werden kann. Eine Nutenführung, die im einzelnen weiter unten noch beschrieben
wird, ist in einem verstärkten Teil 6 des Zylinders 2 vorgesehen.
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F i g. 2 zeigt den hohlzylindrischen Körper 12 gemäß der Erfindung
im Schnitt. Der innere, zylindrische Hohlraum 13 entspricht in seinem Durchmesser
dem Durchmesser des verstärkten Teils 6 des Zylinders 2 (F i g. 1). An seinem einen
Ende weist der hohlzylindrische Körper 12 eine trichterförmige Erweiterung 14 auf.
Dadurch wird die Einführung der Sitze 4 in den hohlzylindrischen Körper 12 erleichtert.
In den inneren Hohlraum 13 des hohlzylindrischen Körpers 12 ragen zwei Bolzen 16
hinein, die in der Wand des hohlzylindrischen Körpers 12 einander gegenüberliegend
befestigt sind und etwas weniger weit in den Hohlraum 13 des hohlzylindrischen Körpers
12 hineinragen, als die in F i g. 1 durch gestrichelte Linie angedeutete Tiefe der
Nutenführung des verstärkten Teils 6 beträgt.
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F i g. 3 zeigt in größerem Maßstab eine Abwicklung des in F i g. 1
angedeuteten verstärkten Teils 6 des Zylinders 2. Die Nutenführung in diesem Teil
6 besteht einerseits aus einem als vorspringendes Teil ausgebildeten W-Profil 18,
über dessen mittlerer Spitze 32 andererseits ein nach unten offenes Winkelprofil
20 angeordnet ist. Das untere Teil des W=Profils 18 besteht im wesentlichen aus
einem sägezahnartig ausgebildeten Teil mit Einsattelungen 34 und 36 und einer mittleren
Spitze 32, wobei die in F i g. 3 betrachtet rechten Kanten 22 dieses Sägezahnprofils
als senkrechte Kanten und die linken Kanten 24 als geneigte Kanten ausgebildet sind.
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Die äußeren Teile des W-Profils 18 verlaufen als verlängerte Schenkel
26 von der Spitze ihres entsprechenden Sägezahnprofils zunächst senkrecht nach oben
und dann weiter seitwärts geneigt nach oben, wobei die Neigung etwa der Neigung
der linken Kanten 24 des Sägezahnprofils entspricht.
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Das Winkelprofil 20 besteht aus zwei Schenkeln 28 und
30, die miteinander eine innere Rastspitze 38
für die Bolzen 16 bilden,
wobei diese Rastspitze 38 - immer in der Bildebene der F i g. 3 betrachtet -etwa
links von der mittleren Spitze 32 des W-Profils 18 liegt. Das rechte freie Ende
des Schenkels 28 des Winkelprofils 20 endet rechts von der rechten Einsattelung
36 des W-Profils 18. Der linke Schenkel 30 des Winkelprofils 20 ist gekrümmt ausgeführt
und schwingt derart zurück, daß sein freies Ende rechts von der linken Einsattelung
34 des W-Profils 18 endigt. Der Abstand zwischen dem W-Profil 18 und dem Winkelprofil
20 ist an allen Stellen mindestens so groß, daß der Bolzen 16 des hohlzylindrischen
Körpers 12 zwischen beiden hindurchtreten kann. Es bildet sich zwischen den beiden
Profilen 18 und 20 somit eine eingearbeitete Nut, die als Weg 40 und 42 zur Führung
des Bolzens 16 dient.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei W-Profile 18 mit zugehörigen
Winkelprofilen 20 auf dem Umfang des verstärkten Teils 6 des Zylinders 2 vorgesehen,
wobei die beiden Schenkel 26 jeweils beiden W-Profilen 18 gemeinsam sind.
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Die Kupplung gemäß der Erfindung arbeitet folgendermaßen: Es sei angenommen,
daß der hohlzylindrische Körper 12 am zu transportierenden Gegenstand befestigt
ist. Wenn dieser zu transportierende Gegenstand beispielsweise der Deckel eines
Siedebehälters ist, so wird der hohlzylindrische Körper 12 auf der Oberseite dieses
Deckels mittig befestigt, wobei die Längsachse des hohlzylindrischen Körpers 12
vertikal verläuft.
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Weiterhin sei angenommen, daß das Transportmittel eine gegebenenfalls
an einer Laufkatze befestigte Winde ist, deren Seil in der Öse 10 des
Zy-
linders 2 befestigt ist. Der Zylinder 2 hängt dann mit seiner Spitze 4
nach unten an diesem Seil und wird über die trichterförmige Erweiterung 14 des hohlzylindrischen
Körpers 12 geführt. Nun wird der Zylinder 2 abgesenkt und gleitet selbst bei schwankendem
Seil durch die Spitze 4 und die Erweiterung 14 geführt in das Innere des hohlzylindrischen
Körpers 12. Nun folgen die Bolzen 16 dem in F i g. 3 in gestrichelten Linien dargestellten
Weg 40. Gegebenenfalls stößt der Zylinder 2 mit den Schenkeln 28 seiner Winkelprofile
20 auf die Bolzen 16, diese gleiten darin an den Schenkeln 28 in Richtung auf ihr
freies Ende entlang, bis die Bolzen 16 auf die geneigten Flächen der Kanten 24 treffen
und bei weiterer Abwärtsbewegung des Zylinders 2 in den rechten Einsattelungen 36
des W-Profils 18 landen. Damit hat der Zylinder 2 im hohlzylindrischen Körper 12
zunächst seine tiefste Stelle erreicht. Das Seil der Winde ist ohne Spannung. Wird
nun das Seil angezogen, so gleitet der Zylinder 2 wieder aufwärts, bis er mit der
Innenseite der Schenkel 28 der Winkelprofile 20 gegen die Bolzen 16 stößt.
Die Bolzen 16 gleiten an diesen Schenkeln 28 unter Drehung des Zylinders 2 entlang,
bis sie in den Rastspitzen 38 (gemäß der Darstellung in F i g. 3) landen. Dadurch
wird eine kraftschlüssige Verbindung zwischen beiden Kupplungsteilen 2 und 12 erreicht,
solange das Windenseil unter Spannung gehalten wird. Bei weiterem Anziehen des Windenseiles
wird also der als zu transportierender Gegenstand angenommene Dekkel angehoben und
kann weggeführt werden.
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Soll der Deckel abgesetzt werden, so wird er durch Absenken des Windenseiles
an der gewünschten Stelle zunächst auf seiner Unterlage abgelegt. Läßt man das Windenseil
dann weiter ablaufen, so senkt sich der Zylinder 2 im hohlzylindrischen Körper 12
ab, wobei die Bolzen 16 aus der Rastspitze 38 heraus und entsprechend dem in F i
g. 3 in strichpunktierten Linien dargestellten Weg 42 zunächst in der linken Einsattelung
34 des W-Profils 18 landen. Wird nun der Zylinder 2 durch Anziehen des Windenseiles
wieder angehoben, so gleitet er aus dem hohlzylindrischen Körper 12 heraus, wobei
die Bolzen 16 zwischen den Schenkeln 26 des W-Profils 18 und den Schenkeln 30 des
Winkelprofils 20 hindurch nach außen gelangen.
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Dadurch, daß das freie Ende des Schenkels 28 des W-Profils 20 rechts
von den Einsattelungen 36 des W-Profils 18 endet, wird verhindert, daß beim Aufnehmen
der Last die Bolzen 16 nach Erreichen der rechten Einsattelung 36 entgegen der Pfeilrichtung
des gestrichelten eingezeichneten Weges 40 wieder nach außen gleiten.
In
ähnlicher Weise wird durch die Einziehung des Schenkels 30 des Winkelprofils 20
nach rechts erreicht, daß beim Absetzen der Last die Bolzen 16 nach Erreichen der
linken Einsattelung 34 in die Rastspitze 38 zurückkehren.
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Es ist zu erkennen, daß die Kupplung gemäß der Erfindung außerordentlich
einfach zu bedienen ist und daß selbst bei schwankendem Seil der Zylinder 2 leicht
in das Innere des hohlzylindrischen Körpers 12 eingeführt werden kann. Gegebenenfalls
kann die trichterförmige Erweiterung 14 eine entsprechende Größe haben. Die Kupplung
gemäß der Erfindung weist praktisch keine beweglichen Teile oder Verschleißteile
auf, so daß sie völlig wartungsfrei ist. BeimEin- und Auskuppeln erfährt der Zylinder
2 durch die Führung im hohlzylindrischen Körper 16 eine Drehung um seine. Längsachse,
was zur Stabilisierung des Zylinders 2 und damit zur Erleichterung der Einführung
in den hohlzylindrischen Körper 12 beiträgt.