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Die Erfindung betrifft ein Handhabungsgerät zum Transportieren von Spaltbandringen mit einem Tragrahmen und einer Lastaufnahmeeinheit zum Anbringen an den Spaltbandring, die am Tragrahmen um eine Drehachse drehbar gelagert ist und mindestens eine Spreizeinheit zum Fixieren und eine Haltevorrichtung zum Befestigen des Spaltbandringes an der Lastaufnahmeeinheit umfasst.
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Ein Handhabungsgerät soll es einem Benutzer ermöglichen, die Spaltbandringe sicher zu handhaben. Das Gerät ist üblicherweise zur Befestigung an einem Kran vorgesehen, mit dem der vom Handhabungsgerät aufgenommene Spaltbandring transportiert werden kann.
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Nach dem Herstellen des Spaltbandringes steht dieser üblicherweise senkrecht. Zum Ablegen des Spaltbandringes in eine horizontale Position, insbesondere auf einen Bindetisch, muss der Spaltbandring gedreht werden.
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Aufgrund des hohen Gewichtes des Spaltbandringes müssen bei der Drehung hohe Kräfte aufgewendet werden. Durch unvollständige Aufnahme des Spaltbandrings besteht die Gefahr, dass der Spaltbandring sich beim Transport löst, wodurch insbesondere für den Bediener eine erhöhte Unfallgefahr besteht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Handhabungsgerät zum Transportieren von Spaltbandringen bereitzustellen, das besonders einfach zu führen ist und ein erhöhtes Maß an Arbeitssicherheit gewährleistet.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Handhabungsgerät gemäß Anspruch 1 und/oder Anspruch 2 und/oder Anspruch 3. Abhängige Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Das erfindungsgemäße Handhabungsgerät zum Transportieren von Spaltbandringen weist einen Tragrahmen und eine Lastaufnahmeeinheit zum Anbringen an den Spaltbandring auf, wobei die Lastaufnahmeeinheit am Tragrahmen um eine Drehachse drehbar gelagert ist und mindestens eine Spreizeinheit zum Fixieren und eine Haltevorrichtung zum Befestigen des Spaltbandringes an der Lastaufnahmeeinheit umfasst.
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Spaltbandringe weisen üblicherweise einen Äußeren und einen Inneren Durchmesser auf. Der Innere Durchmesser ist durch die Innenseite begrenzt, an der eine Innenfläche besteht und an die eine Spreizeinheit angreifen kann, um Druck auf den Spaltbandring von Innen nach Außen auszuüben. Damit soll ein Abrollen des Spaltbandringes verhindert werden.
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Zum Aufspreizen haben Spreizeinheiten Spreizmittel, wie bspw. Spreizarme, die über eine Mechanik verstellbar sind. Um ein Aufspreizen zu ermöglichen, müssen mindestens zwei Spreizarme vorhanden sein, die in entgegengesetzte Richtung Druckkräfte auf die Innenflächen aufbringen.
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Zum Antreiben der Spreizeinheit können abhängig von den Spreizmitteln bspw. Motoren, pneumatisch oder hydraulisch betriebene Kolben-Zylindersysteme oder auch Schnecken/Spindelantriebe verwendet werden.
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Die Haltevorrichtung dient dazu, einen Spaltbandring so an der Lastaufnahmeeinheit zu halten, dass er dort gehandhabt und bspw. auch mit der Lastaufnahmeeinheit gedreht werden kann. Sie kann ebenfalls bspw. mechanisch ausgeführt sein und bspw. Greifarme oder eine Klemmvorrichtung umfassen, die eine bspw. form- und/oder kraftschlüssige Verbindung mit dem Spaltbandring herstellt. Auch sind Haltevorrichtungen möglich, die einen Unterdruck erzeugen und den Spaltbandring ansaugen. Es sind daher alle bekannten Arten von Haltevorrichtungen verwendbar, die zwischen der Lastaufnahmeeinheit und dem Spaltbandring einen sicheren jedoch wieder lösbaren Halt herstellen. Vorteilhaft ist jedoch eine Haltevorrichtung mit Magneten.
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Hierbei sind die Magnete bevorzugt an Haltearmen, die an der Lastaufnahmeeinheit angeordnet sind, befestigt. Vorteilhaft sind mehrere Haltearme in bspw. gleichmäßigem Abstand an der Lastaufnahmeeinheit angeordnet. Weiter kann ein oder mehrere Magnete an jedem Haltearm befestigt sein. Um besonders flexibel sowohl Spaltbandringe mit großem Durchmesser, mit kleinem Durchmesser oder auch mit unterschiedlichen Inndurchmessern zu befestigen, sind die Magnete verstellbar am Haltearm angebracht. Dabei können die Magnete manuell oder auch automatisch über Antriebseinheiten verstellbar sein.
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Neben der Verwendung von Elektromagneten ist bspw. die Verwendung von steuerbaren Permanentmagneten bevorzugt. Während bei der Verwendung von Elektromagneten und einem plötzlichen Stromausfall die Gefahr des Lösens des Spaltbandringes von der Lastaufnahmeeinheit besteht, sind Permanentmagneten, die bspw. pneumatisch verschoben werden können, besonders sicher.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung (Anspruch 1) ist die Drehachse der Lastaufnahmeeinheit außerhalb einer Schwerpunktachse der Lastaufnahmeeinheit angeordnet.
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Bei einer Anordnung der Drehachse in der Schwerpunktachse der Lastaufnahmeeinheit wirkt im unbelasteten Zustand kein Kippmoment auf die Lastaufnahmeeinheit, so dass diese weitestgehend austariert ist. Durch die Aufnahme des Spaltbandringes findet eine Verschiebung der Schwerpunktachse des Gesamtsystems (Lastaufnahmeeinheit und Spaltbandring) statt. Hierdurch kommt ein Kippmoment zustande, so dass die Lastaufnahmeeinheit automatisch in Richtung des größeren Gewichtes in diesem Fall des Spaltbandringes kippt.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Drehachse außerhalb der Schwerpunktachse der Lastaufnahmeeinheit ist es möglich, das Entstehen eines Kippmomentes an der Lastaufnahmeeinheit im beladenen Zustand zu vermindern, indem die Drehachse näher an der Schwerpunktachse des Gesamtsystems angeordnet ist. Für den Bediener besteht durch die erfindungsgemäße Anordnung der Drehachse eine höhere Arbeitssicherheit während des Transports und der Drehbewegung des Handhabungsgerätes mit dem Spaltbandring.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Lastaufnahmeeinheit eine Aufnahmeseite und eine Rückseite auf und die Drehachse der Lastaufnahmeeinheit ist aus der Schwerpunktachse in Richtung der Aufnahmeseite verschoben.
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Bei gleichmäßigem Aufbau der Lastaufnahmeeinheit befindet sich die vertikale Schwerpunktachse der Lastaufnahmeeinheit mittig zwischen der Aufnahmeseite und der Rückseite. Die Aufnahmeseite ist dabei die Seite, an der der Spaltbandring mit der Lastaufnahmeeinheit verbunden wird. Die Rückseite ist die Seite, die der Aufnahmeseite gegenüber liegt.
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Die besonders vorteilhafte Verschiebung der Drehachse aus der Schwerpunktachse heraus in Richtung zur Aufnahmeseite bewirkt, dass die Lastaufnahmeeinheit auch im belasteten Zustand annähernd austariert bleibt. Die Ausrichtung der Drehachse kann auf jegliche Position im Bereich zwischen der Schwerpunktachse und der Aufnahmeseite erfolgen. So kann die Drehachse bspw. mittig zwischen Aufnahmeseite und Schwerpunktachse angeordnet werden. Auch sind bspw. Positionen zwischen einem viertel der Strecke zwischen Aufnahmeseite und Schwerpunktachse und dreiviertel der Strecke möglich.
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Besonders vorteilhaft erfolgt die Ausrichtung in Abhängigkeit vom zu erwartenden Gewicht des Spaltbandringes. Je dichter die Drehachse an der Aufnahmeseite angeordnet ist, desto schwerer kann der Spaltbandring sein, ohne nach vorne über zu kippen.
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Die Drehachse kann auch in vertikaler Richtung, d. h. in die parallel zu Aufnahmeseite verlaufende Richtung unterschiedliche Postionen einnehmen. Hier ist jede Position möglich, wobei eine mittige Ausrichtung zwischen dem „oberen” und „unterem” Ende der Lastaufnahmeeinheit bevorzugt ist.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung (Anspruch 2) ist am Handhabungsgerät ein Abstandssensor angeordnet, der dazu ausgelegt ist, den Abstand der Lastaufnahmeeinheit zum Spaltbandring zu ermitteln.
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Die Befestigung der Lastaufnahmeeinheit am Spaltbandring ist ein wichtiger Schritt beim Transport von Spaltbandringen. Durch die Befestigung muss gewährleistet sein, dass der Spaltbandring sowohl beim Transport als auch bei der Drehbewegung sicher und fest an der Lastaufnahmeeinheit befestigt ist. Durch zu schnelles Anfahren des Handhabungsgerätes an den Spaltbandring bzw. ungleichmäßiges Anlegen der Lastaufnahmeeinheit am Spaltbandring kommt es zu Unregelmäßigkeiten beim Befestigungsvorgang. Erschwerend kommt hinzu, dass der Bediener üblicherweise hinter dem Handhabungsgerät steht und somit den Spaltbandring und insbesondere den Abstand zwischen Lastaufnahmeeinheit und Spaltbandring nicht vollständig erfassen kann.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines Abstandssensors ist es dem Bediener möglich, auch ohne Sichtkontakt den Abstand der Lastaufnahmeeinheit zum Spaltbandring zu erfassen. Hierdurch ist es möglich, dass die Befestigung der Lastaufnahmeeinheit am Spaltbandring gleichmäßig und exakt ausgerichtet stattfindet. Durch das korrekte Befestigen des Spaltbandringes an der Lastaufnahmeeinheit wird außerdem ein unbeabsichtigtes Lösen des Spaltbandringes während des Transportes oder auch während der Drehbewegung verhindert.
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Ein weitere Vorteil ist, dass durch den Abstandssensor die Möglichkeit besteht, dass Handhabungsgerät mit zusätzlichen Sicherungs- und Überwachungsfunktionen auszustatten. So kann bspw. das Spreizen der Spreizeinheit verhindert werden, solange der Abstandsensor einen zu großen Abstand misst. In gleicher Form ist es bspw. auch möglich, die Funktionen der Haltevorrichtung von dem Abstandsensor abhängig auszugestalten.
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Als Abstandsensor können alle aus dem Stand der Technik bekannte Sensorenarten zum Messen von Abständen verwendet werden, bspw. ein optischer oder mechanischer Sensor. Da das Material der Spaltbandringe ferromagnetisch ist, eignet sich besonders ein Magnetsensor oder induktiver Sensor.
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Zum Fixieren und zum Befestigen des Spaltbandringes an der Lastaufnahmeeinheit ist der Abstand zwischen Lastaufnahmeeinheit und Spaltbandring entscheidend. Um ein sicheres Transportieren des Spaltbandringes zu gewährleisten, sollte der Abstand besonders gering und insbesondere weitestgehend gleichmäßig über die gesamte Spaltbandringfläche sein.
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Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden zwei im Abstand zueinander angeordnete Abstandssensoren zum Messen des Abstandes von Lastaufnahmeeinheit und Spaltbandring an unterschiedlichen Messpunkten angeordnet.
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Durch die beiden im Abstand zueinander angeordneten Abstandssensoren ist es auf besonders einfache Weise möglich, einen schief stehenden Spaltbandring oder eine nicht exakt vertikal ausgerichtete Lastaufnahmeeinheit durch unterschiedliche Abstände zu ermitteln.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung (Anspruch 3) ist am Handhabungsgerät ein Aktor vorgesehen, der dazu ausgelegt ist, die Lastaufnahmeeinheit gegenüber dem Tragrahmen zu drehen.
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Unter einen Aktor wird eine Krafteinheit verstanden, die über ein Kraftmedium angetrieben wird und wiederum als bspw. Antrieb eingesetzt werden kann. Krafteinheiten können bspw. Elektromotoren, Spindel-/Schneckenantriebe oder auch Kolben-Zylindersysteme sein. Kraftmedium kann bspw. der elektrische Strom für einen Elektromotor oder auch Druckluft/Öl für ein Kolben-Zylinder-System sein. Die Krafteinheit wandelt die Energie des Kraftmediums in bspw. Bewegungsenergie um.
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Als Aktor können alle bekannten, als Antrieb zu verwende Krafteinheiten verwendet werden, wobei insbesondere ein Aktor bevorzugt wird, der eine Linearbewegung erzeugt.
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Der Aktor kann dabei den Bediener bei der Drehbewegung unterstützen oder dem Bediener die Drehbewegung vollständig abnehmen. Der Vorteil des Aktors ist, dass der Kraftaufwand, den die bedienende Person für die Drehbewegung aufwenden muss, verringert, bzw. vollständig durch den Aktor übernommen wird.
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Dadurch ist eine besonders vorteilhafte Entlastung der bedienenden Person ermöglicht. Hinzukommt, dass der Aktor derart ausgelegt sein kann, dass er eine der Drehbewegung entgegenwirkende Kraft ausübt, die eine plötzliche oder auch schlagartige Drehbewegung der Lastaufnahmeeinheit bei Anbringen des Spaltringes verhindert. Dies dient im erhöhten Maße der Arbeitssicherheit der bedienenden Person.
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Der Aktor kann unterschiedlich ausgeführt werden. So ist es bspw. möglich, den Aktor als Motor, bspw. als Elektromotor auszubilden. Der Aktor kann dabei seine Kraft bspw. direkt auf die Drehachse übertragen oder auch bspw. mittels eines Getriebes auf die Drehbewegung der Lastaufnahmeeinheit einwirken. Auch sind bspw. Spindel- und/oder Schnecken zur Kraftübertragung geeignet.
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Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist der Aktor als Linear-Antriebseinheit, besonders bevorzugt als Kolben-Zylindereinheit ausgeführt, wobei diese durch mindestens einen Hebelarm die Position der Lastaufnahmeeinheit gegenüber dem Tragrahmen verändert.
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Mit einer Linear-Antriebseinheit können Bewegungen besonders exakt bspw. in einzelnen Gradabschnitten durchgeführt und hohe Kräfte aufgebracht werden. Außerdem ist sie im Betrieb und bei der Wartung besonders einfach zu handhaben. Die Linear-Antriebseinheit kann bspw. als hydraulisches oder auch pneumatisches System ausgeführt sein. Auch die bereits erwähnten Spindel-/Schneckensysteme sind Linear-Antriebseinheiten. Auch ist es möglich, als Aktor mehrere Linear-Antriebseinheiten anzuordnen, die auf die Drehbewegung der Lastaufnahmeeinheit wirken.
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Bei der Kolben-Zylindereinheit ist der Eine von Kolben oder Zylinder am Tragrahmen befestigt, während der Andere an der Lastaufnahmeeinheit angebracht ist. Um die Drehbewegung zu gewährleisten, muss die Anbringung an der Lastaufnahmeeinheit außerhalb der Drehachse der Lastaufnahmeeinheit erfolgen. Hierdurch entsteht zwischen der Drehachse der Lastaufnahmeeinheit und der Befestigung an der Lastaufnahmeeinheit ein Hebelarm. Ein zweiter Hebelarm entsteht üblicherweise zwischen der Drehachse und der Befestigung an dem Tragrahmen.
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In einer besonderen Ausführungsform weist das Handhabungsgerät eine Aufhängung am Tragrahmen auf, die an einem Kran zu befestigen ist und einen Zugsensor zum Messen der Last an der Aufhängung.
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Die Aufhängung kann bspw. als Haken oder Öse ausgebildet sein, die an einem Kranhaken befestigt wird. Die Aufhängung kann bspw. auch aus mehreren Haken oder Ösen bestehen, um bspw. eine gleichmäßige Lastverteilung auf den Tragrahmen zu gewährleisten. Der Zugsensor ist vorteilhaft zwischen der Aufhängung und dem Kran befestigt und kann bspw. als Zugmessdose ausgeführt sein.
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Diese wird durch die Last des Handhabungsgeräts belastet. Bei Aufnahme des Spaltbandringes durch das Handhabungsgerät findet eine zusätzliche Belastung des Zugsensors statt. Der Zugsensor kann bspw. mit einer Anzeige ausgerüstet sein, so dass der Bediener jederzeit die am Kran hängende Last ermitteln kann. Besonders bevorzugt wird der Zugsensor jedoch derart ausgeführt, dass er die von ihm ermittelten Daten an eine Steuerungseinheit sendet.
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Diese kann so bspw. bei Überlast Funktionen wie dass Anheben des Handhabungsgerätes sperren.
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Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist am Handhabungsgerät eine Steuerungseinheit angeordnet, die dazu ausgelegt ist, von mindestens einem Abstandssensor und/oder einem Zugsensor und/oder einer Bedieneinheit Daten zu empfangen und zu verarbeiten. Weiter ist die Steuerungseinheit dazu ausgelegt, die Spreizeinheit zum Fixieren des Spaltbandringes anzusteuern und/oder einen Aktor zum Drehen der Lastaufnahmeeinheit anzusteuern und/oder einen Kran, an dem das Handhabungsgerät befestigt ist, zum Bewegen anzusteuern und/oder die Haltevorrichtung zum Befestigen des Spaltbandringes anzusteuern.
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Die Steuereinheit dient somit zum Empfangen und Verarbeiten von Daten und zum Ansteuern von mehreren Funktionseinheiten. Die Steuerungseinheit kann bspw. pneumatisch, hydraulisch oder auch mechanisch wirken. So kann eine pneumatisch/hydraulisch wirkende Steuereinheit bspw. über die Ansteuerung von Ventilen unterschiedliche Funktionseinheiten, wie bspw. eine Kolben-Zylinder-Einheit antreiben.
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Die Verarbeitung von Daten innerhalb des Rechenwerkes der Steuereinheit kann zwar im Prinzip ebenfalls als mechanisches System aufgebaut sein, bevorzugt ist hierfür aber ein elektronisches Rechenwerk. Das Rechenwerk kann sowohl analog als auch digital ausgelegt sein, bevorzugt ist eine Programmsteuerung mittels eines Mikrocontrollers oder Mikrocomputers und besonders bevorzugt ist das Rechenwerk eine SPS (Speicher programmierbare Steuerung).
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Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform der Steuerungseinheit, die dazu ausgelegt ist, den Kran aufgrund der empfangenen Daten des Zugsensors so anzusteuern, dass der Kran bei Aufnahme des Spaltbandringes die Lastaufnahmeeinheit zu dem Spaltbandring in vertikaler Richtung mittig ausrichtet.
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Bei einer zu tiefen Ausrichtung der Lastaufnahmeeinheit setzt die Spreizeinheit im Spaltring vor dem Fixieren auf, wodurch sich die Lastaufnahmeeinheit auf dem Spaltbandring abgestützt und der Zugsensor entlastet wird. Die Steuereinheit ermittelt die Verminderung der Last und steuert den Kran derart an, dass die Aufnahmeeinheit in vertikaler Richtung nach oben gezogen wird.
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Bei einem zu hohen Ansetzen der Lastaufnahmeeinheit am Spaltbandring greift der obere Teil der Spreizeinheit zuerst in den Spaltbandring ein und versucht den Spaltbandring vor dem vollständigen Fixieren anzuheben. Hierdurch wird der Zugsensor zusätzlich belastet. Die Steuerungseinheit ist dazu ausgelegt, diese zusätzliche Belastung zu ermitteln und durch Ansteuerung des Kranes die Lastaufnahmeeinheit in vertikaler Richtung abzusenken. Auch ist es bspw. möglich, eine Steuerungseinheit zu verwenden, die programmierbar ist und/oder so einzustellen ist, dass erst beim Überschreiten/Unterschreiten einer bestimmten Last eine Positionsanpassung der Lastaufnahmeeinheit erfolgt. Ein für solch eine Schaltschwelle geeigneter Wert kann bspw. 100 N betragen.
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Bei mittiger Ausrichtung der Lastaufnahmeeinheit zum Spaltbandring findet die Fixierung durch die Spreizeinheit weitestgehend ohne zusätzliche Be-/Entlastung des Zugsensors statt.
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Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Steuerungseinheit dazu ausgelegt, die Lage der Lastaufnahmeeinheit zum Spaltring aus den empfangenen Daten der Abstandssensoren zu ermitteln und die Lage so anzupassen, dass ein Unterschied der Abstände verringert wird.
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Die Steuereinheit empfängt dabei die Daten von unterschiedlichen, im Abstand zueinander stehenden Abstandssensoren. Sollte die Steuerungseinheit von den Abstandssensoren unterschiedliche Abstände übermitteln bekommen, ist die Steuereinheit dazu ausgelegt, die Lage der Lastaufnahmeeinheit durch bspw. Ansteuerung des Aktors so anzupassen, dass der Unterschied der Abstände verringert wird. Bevorzugt ist die Steuerungseinheit dazu ausgelegt, aufgrund der Daten der Abstandssensoren den Neigungswinkel der Lastaufnahmeeinheit zu bestimmen. Besonders bevorzugt ist die Steuerungseinheit dazu ausgelegt, den Aktor anzusteuern, so dass sie in vorteilhafter Weise den Neigungswinkel der Lastaufnahmeeinheit an die Position des Spaltringes anpassen kann.
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In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Steuerungseinheit am Tragrahmen des Handhabungsgeräts angeordnet. Besonders vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist, dass die Steuerungseinheit unabhängig von den Bewegungen der Lastaufnahmeeinheit ist, der Gesamtbewegung des Handhabungsgerätes folgt und vor Beschädigungen, die bspw. durch die Drehbewegung oder durch Anstoßen an die Lastaufnahmeeinheit entstehen, geschützt ist.
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Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Handgriffeinheit am Tragrahmen angeordnet. Durch die Anordnung der Handgriffeinheit am Tragrahmen ist eine besondere Bedienerfreundlichkeit gewährleistet. Die Handgriffeinheit wird zum Führen des Handhabungsgerätes genutzt. Der Bediener hat durch die Anordnung der Handgriffeinheit am Tragrahmen eine weitestgehend gleichbleibende Griffhöhe bei der Führung des Handhabungsgerätes. Er muss sich zum Führen und Bedienen des Handhabungsgerätes in keine gebeugte Körperhaltung begeben oder andersartige körperlich belastende Bewegungen durchführen.
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Hinzu kommt, dass die Handgriffeinheit damit unabhängig von der Drehbewegung der Lastaufnahmeeinheit ist, so dass bei der Bedienung des Handhabungsgerätes keine Einschränkung durch die Position der Lastaufnahmeeinheit erfolgt.
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Besonders bevorzugt besteht die Handgriffeinheit aus zwei Griffen, so dass der Bediener das Handhabungsgerät beidhändig führen kann. Besonders vorteilhaft ist die Handgriffeinheit mit einer Bedieneinheit ausgestattet, mit der der Bediener bspw. die Steuerungseinheit und die mit der Steuerungseinheit verbundenen Funktionseinheiten ansteuern kann. Der Bediener kann dadurch alle Funktionen des Handhabungsgeräts nutzen und hat trotzdem durch einen zweihändigen Griff die Möglichkeit, das Handhabungsgerät sicher zu führen.
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Um ein sicheres Aufspreizen der Spreizeinheit zu gewährleisten, umfasst die Spreizeinheit in einer besonderen Ausführungsform zwei Antriebszylinder zum Antreiben eines Getriebes. Das Getriebe wandelt die Kraft der Antriebszylinder in Druckräfte um und treibt bspw. Spreizbolzen oder Halter für Spreizbolzen an. Als Antriebszylinder ist bspw. eine Kolben-Zylinder-Anordnung denkbar.
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Durch die zwei Antriebszylinder wird in vorteilhafter Weise eine gleichmäßige Kraftverteilung auf das Getriebe gewährleistet und die Druckkräfte der Spreizeinheit deutlich erhöht. Auch ist es möglich, durch den Einbau von bspw. zwei besonders kleinen Antriebszylindern eine besonders kompakte Spreizeinheit herzustellen.
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Durch die Anordnung eines Getriebes können bspw. mehrere Spreizbolzenhalter gleichzeitig und insbesondere mit gleicher Kraft angesteuert werden. Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform der die von den Antriebszylindern wirkende Kraft gleichmäßig auf mindestens zwei linear verschiebbare Spreizbolzen-Halter verteilt.
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Die Spreizbolzenhalter werden von einem Zentrum der Spreizeinheit nach außen verschoben. Vorteilhaft sind die Spreizbolzenhalter diametral zueinander angeordnet. Bei Anordnung von mehr als zwei Spreizbolzenhalten ist bspw. auch eine gleichmäßige Verteilung der Spreizbolzenhalter um das Zentrum möglich, wodurch die Lastaufnahmeeinheit den Spaltbandring besonders vorteilhaft fixiert.
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Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Spreizeinheit mindestens zwei Spreizarme, wobei an jedem Spreizarm mindestens ein Spreizbolzenhalter mit Spreizbolzen zum Fixieren eines Spaltbandringes angeordnet ist.
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Die Spreizarme können ähnlich der Haltearme in bspw. gleichmäßigem Abstand zueinander an der Lastaufnahmeeinheit angeordnet sein, wodurch sich bspw. ein sternförmiges Erscheinungsbild der Lastaufnahmeeinheit ergeben kann. Durch die gleichmäßigen Abstände ist eine vorteilhafte, räumlich gleichmäßige Belastung der Innenflächen des Spaltbandringes möglich. Außerdem wird eine ungleiche Fixierung der Lastaufnahmeeinheit am Spaltbandring verhindert. Hinzu kommt, dass durch die gleichmäßige Belastung der Spreizbolzen-Halter ein Zentrierungseffekt auftritt, der die Lastaufnahmeeinheit am Spaltbandring zentral fixiert.
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Weiter ist es möglich, die Spreizarme als Halterung und Führung für die Spreizbolzen-Halter zu verwenden. In ihnen kann bspw. eine lineare Führungsschiene für die Spreizbolzen-Halter angeordnet sein.
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Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung sind an mindestens einem Spreizbolzen-Halter mindestens zwei Spreizbolzen zum Fixieren von Spaltbandringen mit unterschiedlichem Innendurchmesser anzuordnen.
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Durch die Anordnung von zwei Spreizbolzen auf einen Spreizbolzen-Halter ist es möglich, mit dem gleichen Handhabungsgerät auf besonders einfache Weise auch Spaltbandringe mit besonders kleinem und mit besonders großem Innendurchmesser zu bewegen. Die Spreizbolzen sind dabei in vorteilhafter Weise – in Richtung der linearen Verschiebung des Spreizbolzen-Halters – im Abstand zueinander auf dem Spreizbolzen-Halter angeordnet.
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Hierdurch ist es möglich, mit dem zum Zentrum der Spreizeinheit weiter entfernten Spreizbolzen Spaltbandringe zu fixieren, die einen besonders großen Innendurchmesser aufweisen. Die Spreizbolzen sind vorteilhaft lösbar mit dem Spreizbolzenhalter verbunden, wodurch es möglich ist, bei der Aufnahme eines Spaltbandringes mit geringem Innendurchmesser die vom Zentrum weiter beabstandeten Spreizbolzen aus dem Spreizbolzen-Halter zu entfernen und den Spaltbandring mit dem inneren Spreizbolzen zu fixieren.
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Die lösbaren Spreizbolzen können bspw. über eine einfache Schraubverbindung mit dem Spreizbolzen-Halter verbunden sein. Auch ist es möglich, die lösbaren Spreizbolzen bspw. versenkbar in dem Spreizbolzen-Halter auszugestalten oder die Spreizbolzen am Spreizbolzen-Halter abklappen zu können. Hier sind sowohl manuelle als auch automatische, wie bspw. elektrische Systeme oder Druckluft-Systeme denkbar.
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In einer besonderen Ausführungsform weist das Handhabungsgerät zusätzlich eine Ausnehmung zum Durchführen von Bindeband zum Umwickeln des Spaltbandringes auf. Bevorzugt sind die Ausnehmungen an der Lastaufnahmeeinheit angeordnet. Bei aufgenommenem Spaltbandring ist es dadurch möglich, ein Bindeband durch die Ausnehmungen zu führen, mit dem Bindeband den Spaltbandring zu umwickeln und die Enden des Bindebandes zu verbinden.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Handhabungsgerätes;
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2 eine schematische Darstellung einer ersten Seitenansicht der Ausführungsform des Handhabungsgerätes aus 1;
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3 eine schematische Darstellung einer zweiten Seitenansicht der Ausführungsform des Handhabungsgerätes aus 1 und
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4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Spreizbolzen-Halters aus 1.
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Das in 1 dargestellte Handhabungsgerät 1 zeigt einen Tragrahmen 2, in dem eine Lastaufnahmeeinheit 3 um eine Drehachse 22 drehbar gelagert befestigt ist. Der Tragrahmen 2 und die Lastaufnahmeeinheit 3 sind weiter über zwei Aktoren 4a, 4b, miteinander verbunden.
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Die Lastaufnahmeeinheit 3 ist mit ihrer Rückseite 28 (siehe 2 und 3) dargestellt. An der der Rückseite 28 gegenüberliegenden Aufnahmeseite 23 (siehe 2 und 3), ist ein Spaltbandring 27 befestigt. An der Lastaufnahmeeinheit 3 ist eine Spreizeinheit 5 mit vier Spreizarmen 6 und einem Getriebe 7, bestehend aus einem kreuzförmigen Antrieb 8 und Kraftübertragungsstangen 9, angeordnet.
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Das Getriebe 7 wird von zwei Antriebszylindern 30 angetrieben, wobei sich der kreuzförmige Antrieb 8 zum Aufspreizen der Spreizeinheit 5 rechtsherum bewegt. Die Kraftübertragungsstangen 9 sind mit Spreizbolzen-Haltern 10 verbunden. Auf den Spreizbolzen-Haltern 10 sind jeweils zwei Spreizbolzen 34 (siehe 4) angeordnet, die über ein Gewinde (hier nicht dargestellt) mit den Spreizbolzen-Haltern 10 verbunden sind. In den Spreizarmen 6 ist eine lineare Führung 11 für die Spreizbolzen-Halter 10 vorgesehen.
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Weiter sind an der Lastaufnahmeeinheit 3 vier Haltearme 12 angeordnet, die – wie die Spreizarme 6 – mit einem Winkel von jeweils 90° zueinander angeordnet sind. An jedem Haltearm 12 sind jeweils zwei Permanentmagneten 13 angeordnet, die über ein pneumatisches System (hier nicht dargestellt) innerhalb eines Kolbens zwischen der Rückseite 28 und der Aufnahmeseite 23 der Lastaufnahmeeinheit 3 hin und her bewegt werden können.
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Jeder Haltearm 12 ist mit einer Verstellschiene 14 ausgestattet, in der die Permanentmagneten 13 angeordnet sind und durch die die Permanentmagneten 13 im Haltearm 12 verschoben werden können.
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Weiter sind in den Haltearmen 12 induktive Sensoren 29 angeordnet, die den Abstand der Lastaufnahmeeinheit 3 beim Anfahren an den Spaltbandring 27 messen und an die Steuereinheit 15 übermitteln.
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Der Aktor 4a, 4b besteht aus zwei Kolben-Zylinder-Einheiten 16a, 16b, wobei jede Kolben-Zylinder-Einheit 16a, 16b jeweils über ein erstes Scharnier 17a, 17b mit der Lastaufnahmeeinheit 3 und über ein zweites Scharnier 18a, 18b mit dem Tragrahmen 2 verbunden ist. Beide Kolben-Zylinder-Einheiten 16a, 16b sind mit Druckluftzuführungen (hier nicht dargestellt) versehen, die über die Steuereinheit 15 angesteuert werden können.
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Weiter ist das Handhabungsgerät 1 mit einer Handgriffeinheit 19a, 19b zum Führen des Handhabungsgeräts 1 ausgestattet. Die Handgriffeinheit 19a, 19b ist zweiteilig aufgebaut, wobei jedes Teil mit dem Tragrahmen 2 verbunden ist. An jedem Teil der Handgriffeinheit 19a, 19b ist jeweils eine Bedieneinheit 20a, 20b angeordnet, über die ein Benutzer die Steuereinheit 15 ansteuern kann.
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Die Steuereinheit 15 ist mit dem Tragrahmen 2 fest verbunden und kann über Druckleitungen (hier nicht dargestellt) die Antriebzylinder 30 der Spreizeinheit 5, den Aktor 4a, 4b, und den Antrieb (hier nicht dargestellt) der Permanentmagneten 13 zum Verschieben in Richtung der Aufnahmeseite 23 ansteuern. Die Steuereinheit 15 wiederum ist über die Bedieneinheit 20a, 20b steuerbar. Zum Befestigen des Handhabungsgerätes 1 ist am Tragrahmen 2 eine Halteöse 21 angeschweißt, die über eine Zugmessdose 31 mit einem Kranhaken 32 verbunden ist.
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2 zeigt das in 1 dargestellte Handhabungsgerät 1 schematisch in einer ersten Seitenansicht. In der Seitenansicht ist die Lastaufnahmeeinheit 3 dargestellt, die drehbar mit dem Tragrahmen 2 verbunden ist. Die Drehachse 22 der Lastaufnahmeeinheit 3 ist von der Mitte der Lastaufnahmeeinheit 3 zur Aufnahmeseite 23 verschoben.
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Die 3 zeigt das in 1 dargestellte Handhabungsgerät 1 mit horizontal ausgerichteter Lastaufnahmeeinheit 3. Der Kolben 24 des Aktors 4b ist in den Zylinder 25 eingefahren.
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Die Lastaufnahmeeinheit 3 hat sich über die Drehachse 22 gedreht, so dass sie mit ihrem oberen Ende 26 in Richtung der Aufnahmeseite 23 gekippt ist und eine horizontale Lage einnimmt.
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Der Bediener kann zum Aufnehmen eines Spaltbandringes 27 das Handhabungsgerät 1 an den Handgriffeinheiten 19a, 19b fassen und mit Hilfe der Bedieneinheiten 20a, 20b über die Steuerungseinheit 15 den Aktor 4a, 4b so ansteuern, dass die Lastenaufnahmeeinheit 3 über die Drehachse 22 in eine vertikale Position gedreht wird. Der Bediener führt mit Hilfe der Handgriffeinheit 19a, 19b das Handhabungsgerät 1 an einen Spaltbandring 27 heran. Sobald der Bediener das Handhabungsgerät 1 in unmittelbare Nähe des Spaltbandringes 27 geführt hat, aktiviert er die Abstandssensoren 29, die die Abstände zu dem Spaltbandring 27 ermitteln und an die Steuereinheit 15 übersenden. Die Steuereinheit empfängt die Sensorendaten, verarbeitet diese und kippt die Lastaufnahmeeinheit 3 automatisch so an, dass die Lastaufnahmeeinheit 3 parallel zu dem Spaltbandring 27 ausgerichtet ist. Die von den Sensoren 29 gemessenen Abstände sind bis auf eine voreingestellte Tolaranzschwelle gleich.
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Zum Fixieren der Lastaufnahmeeinheit 3 am Spaltbandring 27 kann der Bediener über die Bedieneinheit 20a, 20b die Spreizeinheit 5 ansteuern. Aufgrund einer Sicherheitseinrichtung gibt die Steuerungseinheit 15 die Spreizeinheit 5 jedoch erst zum Aufspreizen frei, sobald die Abstandssensoren 29 einen weitestgehend gleichen Abstand von bspw. weniger als 3 mm gemessen haben. Nach dem Auslösen der Spreizeinheit 5 durch den Bediener ziehen die Antriebszylinder 30 die Spreizeinheit 5 auseinander.
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Über die Zugmessdose 31 wird laufend die am Kranhaken 32 befindliche Last an die Steuerungseinheit 15 übermittelt. Sollte sich die von der Zugmessdose 31 gemessene Last beim Aufspreizen um mehr als 100 N erhöhen, stoppt die Steuerungseinheit 15 automatisch den Aufspreizvorgang und steuert den Kran (hier nicht dargestellt) derart an, dass das Handhabungsgerät 1 leicht abgesenkt wird. Hierdurch findet eine Entlastung der Zugmessdose 31 statt. Sobald die zusätzliche Belastung an der Zugmessdose 31 bspw. unter 50 N fällt, übermittelt die Steuerungseinheit 15 einen Steuerungsimpuls an die Spreizeinheit 5 und die Spreizeinheit 5 setzt das Aufspreizen fort. Sollte sich die von der Zugmessdose 31 gemessene Last beim Aufspreizen um mehr als 100 N vermindern, stoppt die Steuerungseinheit 15 ebenfalls automatisch den Aufspreizvorgang und steuert den Kran derart an, dass das Handhabungsgerät 1 leicht angehoben wird, so dass die Last des Handhabungsgerätes 1 wieder auf die Zugmessdose 31 wirkt. Sobald die Belastung an der Zugmessdose 31 bspw. wieder einer bestimmten Vorgaben entspricht, übermittelt die Steuerungseinheit 15 einen Steuerungsimpuls an die Spreizeinheit 5 und die Spreizeinheit 5 setzt das Aufspreizen fort.
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Dieser Ausrichtungsvorgang kann sich beliebig häufig wiederholen, bis die Fixierung des Spaltbandringes 27 über die Spreizeinheit 5 abgeschlossen ist. Sobald der Spreizvorgang abgeschlossen ist, erhält der Bediener ein Signal, durch das er weiß, dass zum einen die Fixierung des Spaltbandringes 27 abgeschlossen ist und zum anderen die Steuereinheit die Permanent-Magneten 13 zum Ansteuern freigegeben hat. Der Bediener aktiviert über die Bedieneinheit 20a, 20b die Permanent-Magneten 13, so dass der Spaltbandring 27 fest mit der Lastaufnahmeeinheit 3 verbunden wird.
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Die Steuerungseinheit 15 kann auch dahin gehend ausgelegt sein, dass sie automatisch, sobald die Spreizeinheit 5 die Fixierung des Spaltbandringes 27 abgeschlossen hat, die Permanent-Magneten 13 aktiviert und die Befestigung des Spaltbandringes 27 vollzieht.
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Nach dem Befestigen gibt die Steuereinheit 15 dem Bediener die Kranführung frei. Der Bediener kann über die Bedieneinheit 20a, 20b den Kran ansteuern und das Handhabungsgerät 1 mit dem aufgenommenen Spaltbandring 27 zu bspw. einem Bindetisch (hier nicht dargestellt) führen.
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Am Bindetisch angekommen, steuert der Bediener über die Bedieneinheit 20a, 20b und die Steuerungseinheit 15 den Aktor 4a, 4b an, so dass die Lastaufnahmeeinheit 3 mit dem Spaltbandring 27 um die Drehachse 22 durch Einfahren der Kolben 24 in die Zylinder 25 gedreht wird. Im Anschluss an die Drehbewegung kann der Kran so angesteuert werden, dass das Handhabungsgerät 1 auf einem Bindetisch abgesetzt wird. Ohne den Spaltbandring 27 von der Lastaufnahmeeinheit 3 zu lösen, kann durch die Ausnehmungen 33 ein Bindeband (hier nicht dargestellt) geführt werden, mit dem der Spaltbandring 27 umwickelt wird. Dies kann sowohl manuell von dem Bediener durchgeführt werden, als auch in einer besonderen Ausführungsform über eine vollautomatische Bindemaschine (hier nicht dargestellt) erfolgen.
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Nach dem Binden kann der Bediener den Kran so ansteuern, dass das Handhabungsgerät 1 mit dem gebundenen Spaltbandring 27 bspw. in ein Regal oder auf eine Palette überführt wird. Hierzu steuert der Bediener den Kran entsprechend an und löst nach dem Absetzen des Spaltbandringes 27 im Regal über das Bedienteil 20a, 20b die Spreizeinheit 5 und im Anschluss die Permanent-Magneten 13. Das Handhabungsgerät 1 ist nun zur Aufnahme eines neuen Spaltbandringes bereit.
