DE3136655C2 - Handhabungsgerät mit linear verschieblicher Arbeitsarmbefestigung - Google Patents

Abstract

Das Handhabungsgerät (2) (HHG) hat gemäß Fig. 1 eine durch zwei Führungsstangen (7) mit daneben angeordnetem Linearantrieb (12) linearverschiebliche Arbeitsarmbefestigungen (11) an einer Halterung (9), welche sowohl für weitere linearverschiebliche als auch rotatorische Antriebe geeignet ist. Die Führungsstangen (7) und der Linearantrieb (12) sind durch die auf drei Seiten sie umfassende Gehäuserückwand (6) nicht nur vor Beschädigungen usw. geschützt, sondern wegen deren besonderer Versteifung mittels auf etwa Kreisfläche vergrößerter Endplatten-Überstände (14) statisch so entlastet, daß Verklemmungsgefahren deutlich gemindert bzw. leichtere und kleinere Führungen (7) verwendet werden können. - Durch Abstützelemente (22, 23) am Tragteil (8) kann auch bei Höchstlast ein Ausknicken vor Beschädigungsgefahren selbst in ungünstigster Stellung noch abgefangen werden. - Das Ausbauen der Stangen (7, 12) kann durch axial zurückziehbare Klemmlager (15, 16, 17, 18) auch seitlich radial aus der offenen Längsseite des Gehäuses erfolgen, so daß über dem Gerät (1) alle Antriebs- und Steuerungselemente (19, 20) dort auch bei Stangenwechsel belassen werden können und über dem Gerät keine Ausbauhöhe für die Stangen vorgesehen werden muß.

Description

dadurch gekennzeichnet,

a) daß der Hauptträger (6) des Handhabungsgerätes (2) zur Mitte eines seinen Sockel (3) |₅ führenden Drehkranzes (4) hin offen und halbschalenförmig tragend ausgebildet ist,

b) in dessen Innenraum sich sowohl die als Führungsstangen (7) ausgeführten Führungen als auch die vom Lineartrieb (12) antreibbare Hubspindel (27) befinden,

c) wobei die Endplatten (5) zwischen denen die Führungsstangen (7) lösbar befestigt sind und die Hubspindel (27) lösbar gelagert ist, über den Querschnitt des Hauptträgers (6) hinausragende, mit Versteifungen versehene Bereiche (14) verfügen, die mit dem Hauptträger (6) starr verbunden sind.

2. Handhabungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil (8) innen vor dem halbschalenförmigen Hauptträger (6) geführte Rollen (23) aufweist, welche bei Überschreitung eines Höchstmomentes als Knicksicherung gegen den Hauptträger (6) anlaufen.

3. Handhabungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragleil (8) mit einer Halterung (9) zur Arbeitsarmbefestigung (11) direkt zusammengebaut ist, welche die offene Längsseite (10) unmittelbar vor den Führungsstangen (7) mit ihren als Abstützelementen (22) wirkenden Seitenüberständen abdeckt.

4. Handhabungsgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsarmbefestigung (11) eine Schlittenführung (24) hat, über welche ein Arbeitsarm zum Hauptträger (6) querbeweglich geführt ist.

5. Handhabungsgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsarmbefestigung (11) ein Drehlager {24A) hat, an welchem ein Arbeitsarm zum Hauptträger (6) drehbeweglich geführt ist.

6. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Klemmlager (15) der Führungsstangen (7) in den Endplatten (5) zwecks radialer Demontagemöglichkeit der Führungsstangen (7) um mehr als eine Lagerlänge aus dem Innenraum des halbschalenförmigen Hauptträgers (6) durch die Endplatten (5) hindurch axial herausziehbar sind und die Führungsstangen (7) damit zu radialer, seitlicher Ausbaumöglichkeit freigeben.

7. Handhabungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Tragteil (8) eine faltbare Schutzabdeckung (25) in beiden Laufrichtungen mitnehmbar befestigt ist, welche die offene Längsseite (10) des Hauptträgers (6) flach überdeckt.

8. Handhabungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vom Hauptträger (6) auch Energie- und Steuerleitungen (26) mitumfaßt werden, welche im Tragteil (8) bzw. der damit unmittelbar verbundenen Halterung (9) ihre verschieblichen Abnahmepunkte haben.

9. Handhabungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Führungsstangen (7) angeordnete Hubspindel (27) eine im Tragteil (8) festliegende Gewindemutter aufweist

10. Handhabungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstangen (7) und die Hubspindel (27) im Hauptträger (6) in einer Dreiecksanordnung angebaut sind, wobei die Hubspindel (27) im Innenraum und die Führungsstangen (7) an der offenen Längsseite (10) des Profiles gelegen sind.

11. Handhabungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstangen (7) und die Hubspindel (27) über vom Innenraum des Hauptträgers (6) her zugängliche Schrauben (18) lösbar sind und daß auf der Außenseite der Endplatten (20) angeordnete Bauelemente, wie Antriebsmotor (19), Steuergeräte (20) etc., bei Demontage der Führung5Stangen und des Tragteiles dort verbleiben.

30 Die Erfindung geht aus von der DE-AS 23 55 971 und betrifft ein Handhabungsgerät mit einer Arbeitsarmbefestigung an einem Tragteil, welches entlang einem vertikal oder horizontal angeordneten und als Schutz eines Linearantriebes (Hubspindel) wirkenden Hauptträgers verschieblich ist und wobei eine den Innenbereich mit dem Lineartrieb (Hubspindel) teilweise umgreifende Gestaltung des Hauptträgers vorgesehen ist.

Diese bekannte Bauweise hat auf einem Drehkranz zwei Säu'.enhälften als Hauptträger, aus dessen offenen Längsseiten der dazwischen abgestützte Arbeitsarm beiderseits herausführbar ist.

Diese Anordnung hat den Nachteil, daß der Schlitten mit dem Arbeitsarmantrieb nur mit Schwierigkeiten, z. B. zu Wartungszwecken, zugänglich ist und daß die Biegebelastungen aus dem Arbeitsarm nur von der Hubspindel und den Führungsstangen allein über das Unter- bzw. das Obergestell an den Enden des Hauptträgers aufnehmbar sind. Letzteres erhöht den Verschließ bzw. den Energieverbrauch und verschlechtert die Genauigkeit. Zudem ist kein Platz vorhanden, um z. B. den Arbeitsarm selbst vom Schlitten aus seitlich zu verschwenken, sondern es muß dann stets das gesamte Handhabungsgerät auf dem Drehkranz verschwenkt werden. Auch ist bei dieser Bauweise die geschützte Unterbringung von Steuer- und Energiekabein bzw. -schläuchen wegen der schlechten Zugänglichkeit des Innenraumes zwischen den Säulenhälften erschwert bzw. unmöglich. Eine z. B. verschleißbedingte Auswechselung einer Spindel bzw. Führungsstange würde zumindestens die Demontage des gesamten Obergestelles einschließlich aller Aufbauten erfordern. wenn über dem Handhabungsgerät nicht genügend Ausbauhöhe gegeben ist.

Eine Hilfsabstützung der lasttragenden Führungen.

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z. B. für Grenzbelastungen in der ungünstigsten Stellung des Tragteiles etwa auf halbem Hubwege, ist hier auch nicht vorhanden.

Aus der US-PS 32 12 649 ist bekannt, die Säulen eines Handhabungsgerätes als Halbrohrprofil aaszuführen. Jedoch liegen deren als Prismen gestaltete Führungen auf der verschmutzungsgefährdeten Außenseite der Geräterückwand und verbreitern diese. Zudem ist dort als Lineartrieb ein in der Mitte geteiltes Zahnrad-/Zahnstangengetriebe vorgesehen, welchem sowohl Zugkraftbelastbarkeit als auch eigene Seitenführung fehlen. Auch kragt dieses Zahnradgetriebe aus dem Halbrohrprofil nach vorne vor, so daß es Platz raubt bzw. die Arbeitsarmbeweglichkeit beeinträchtigt und nur schwer vor Schmutz und/oder Strahlungswärme etc. schützbar ist Der hinter dem Lineartrieb liegende Innenraumbereich ist hierbei praktisch unzugänglich und die Unterbringung von Steuer- bzw. Energiekabeln hier nicht möglich.

Diese Bauweise würde — selbst in Verbindung mit der durch die DE-OS 27 42 744 bekannten Anordnung eines durch »Führungswellen begrenzten, verdrehsicher gehaltenen Quertisches« — keine Lehre für eine Ausgestaltung des Hauptträgers und seiner Einbauteile in Richtung Biegefestigkeitserhöhung, Verschleißteileumhüllung und Kompaktbau durch Innenraumausnutzung etc. zu erkennen geben. Hinweise zur Mitausnutzung eines schalenförmigen Hauptträgerprofiles zum Schutz vor Beschädigungen und Verschmutzungen der Antriebsteile fehlen auch der DE-AS 28 52 821 völlig. Dort wurde zur Erreichung einer nahezu kreisförmigen Zugriffsfläche um eine Hubsäule herum auf eine Gerätewand überhaupt verzichtet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Handhabungsgerät zu schaffen, welches bei kompakter Anordnung sowohl als Biegesteifigkeit der »Hubsäule« und ihren Beschädigungsschutz deutlich verbessert als auch die Zugängigkeit, Montage und Reparierbarkeit der Antriebsteile verbessert, ohne die Vielseitigkeit der Einsatzmöglichkeiten gegenüber dem Stand der Technik nachteilig zu beeinflussen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst, indem ein Handhabungsgerät geschaffen wird, dessen Hauptträger als offene Halbschale ausgebildet ist, der sowohl die Hubspindel als auch die Führungsstangen in sich aufnimmt Durch diese geschlossene Bauweise ist eine bessere Eignung für rauhere Betriebsbedingungen und unfallsicherer Einsatzverhältnisse bei höherer Belastbarkeit bzw. größeren Zugriffsdistanzen erreicht. Bei mindestens vergleichbarer Zugriffspräzision werden größerer Schutz der Gleitflächen bei guter Inspektions- und Wartungsfreundlichkeit sowie vielseitigere Anpassungseignung bzw. Austauschbarkeit auch bei HoriEontaleinbau erreicht

Außerdem vereinfachen in den Gehäusekörper einbezogene Energie- bzw. Steuerleitungskabel sowie von der Gehäusestangenbefestigung unabhängige Anordnungsmöglichkeiten für Antrieb, Schaitgeräte usw. auf der oberen Endplatte sowohl die Inspektion als auch die Wartung. Insbesondere wird damit auch ein wesentlicher Teil des an den Führungsstangen verfahrbaren Tragteiles in den Schaleninnenraum hinein verlegt. Dadurch ergibt sich eine geometrisch günstige Achsanordnung in der Mittelebene des Drehkranzes und hiermit wieder eine einfachere Steuerung und Programmierbarkeit durch Vermeidung von Achsen-

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55 Durch einen die Führungsstangen dreiseitig umfassenden U- bzw. halbrohrförmigen Hauptträger, der in sich selbst biegesteif ist sind die bewegten Teile des Handhabungsgerätes und Lagerelemente nun beschädigungssicher und dabei trotzdem auf ganzer Länge schnell gut zugänglich angeordnet.

Das wesentliche Biegewiederstandsmoment des Hauptträgers wird dabei nicht mehr hauptsächlich von den Führungssäulen, sondern nun in ütsrwiegendem Maße von der entsprechend geformten Gehäuserückwand und den daran unmittelbar befestigten, schubsteif ausgebildeten Endplatten aufgebracht Hinsichtlich der Kosten ist dabei auch vorteilhaft, daß nun für vergleichbare Belastungen Führungsstangen geringeren Durchmessers mit auch entsprechend preiswerteren Lagern bzw. Führungsbuchsen etc. verwendbar werden und daß zwischen den Stangen Platz bleibt für z. B. Kabel bzw. Schleifkontaktschienen und -schläuche, welche gemeinsam mit den Führungsstangen durch eine Faltenbalg-Schutzabdeckung ohne wesentlichen eigenen PJatzbedarf gesichert sind.

Die dreiseitige Umfassung der Führungsstangen und des hier vorzugsweise als Gewindespindel ausgestalteten Lineartriebes für die Halterung bzw. das Tragteil hat auch den weiteren Vorteil, daß z. B. bei der Montage oder bei Auswechselungen die Halterung durch in Bohrungen der Schiene abgefangene Querträger bzw. Indexstifte zuverlässig gegen Anschläge festlegbar sind, welche auch beim Einsatz für evtl. Wegbegrenzungen in vorteilhafter Weise herangezogen werden können.

Dadurch, daß das Tragteil nun größtenteils in das Innere des Hauptträgers einbezogen werden kann, gelingt es auch, die Translationsachse des Arbeitsarmes durch die Mitte des Drehkranzes zu führen und damit die Steuerung zu vereinfachen, welche nun keinen Achsversatz kompensieren muß.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden von den Unteransprüchen offenbart.

Nach Anspruch 2 wird erreicht, daß die Formstabilität der Führungsstangen auch bei evtl. Überschreitung der Höchstmomente noch so weit gesichert bleibt, daß Schaden, z. B. an Linearlagern usw., vermieden werden.

Nach Anspruch 3 wird erreicht, daß eine auch als Schmutzsicherung wertvolle Überdeckung der Vorderkanten des halbschalenförmigen Hauptträgers als vorsorglicher Endanschlag bei Überschreitung des Höchstmomentes auch zur Knickabstützung nutzbar gemacht werden kann und erreicht wird, daß der die Größe der Momente bestimmende Achsversatz von Führungsstangen zur Arbeitsarmbefestigung kleinstmöglich ist

Nach Anspruch 4 wird erreicht, daß die Arbeitsarmbefestigung bei Bedarf seitlich zur Tragteilmitte nur um einen vorbestimmten Abstand versetzt plazierbar ist, also nicht weiter als erforderlich und ggf. während der Bewegung nachführbar bleibt.

Nach Anspruch 5 wird erreicht daß eine für rotatorische Zugriffsbewegungen geeignete Befestigung einsetzbar ist deren Drehlager bei entsprechenden Dimensionierungen topfartig in den Innenraum des halbschalenförmigen Hauptträgers hineinragend ausgestaltet sein kann, um die Kippachse des angelenkten Arbeitsarmes möglichst nahe zur Verbindungslinie der Führungsstangen zu bringen.

Nach Anspruch 6 wird erreicht, daß die Führungsstangen bei Demontage nicht durch die Endplatten hindurchgezogen werden müssen, sondern daß die auf ihnen befindlichen Antriebs- und Schaltelemente etc.

dort fest montiert bleiben können und daß diese Ausführung von Handhabungsgeräten auch in niedrigen Räumen verwendbar sind, bei denen es schwierig wäre, die Führungsstangen aus dem Gerät nach oben auszubauen.

Nach Anspruch 7 wird erreicht, daß eine zuverlässige, wenig Platz benötigende, dichte Überdeckung des halbschaienförmigen Hauptträger-Innenraumes und ein Schutz der darin angeordneten Lager, Gelenke, Gleitkontakte usw. vor Schmutz, Strahlungswärme oder unzulässiger Berührung gegeben ist.

Nach Anspruch 8 wird erreicht, daß vom Schutzmantel auch die Kabel etc. erfaßt sind und Übergänge in den Arbeitsarm in dessen Halterung integriert sind.

Nach Anspruch 9 wird erreicht, daß das Tragteil durch keine zusätzlichen Antriebselemente eine weitere Gewichtserhöhung erfährt und daß der Antrieb außerhalb des halbschaienförmigen Hauptträger-Gehäuses leicht zugänglich verbleiben kann.

Nach Anspruch 10 wird erreicht, daß die Führungsstangen und die Gewindespindel in besonders raumsparender und weitere Biegesteifigkeit bringender Weise angeordnet sind und dabei das halbschalenförmige Hauptträger-Profil mit relativ kleinen Ausmessungen ausführbar ist.

Nach Anspruch 11 wird erreicht, daß der Innenraum außer Lager und Führungen der Stangen weitgehend frei von wartungsbedürftigen Antriebs- oder Steuerungselementen gehalten werden kann, weil diese ja auf den Endplatten auch bei Auswechselung oder Nachstellung der Führungs- bzw. Spindallager etc. dort verbleiben können.

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 ist eine Längsschnitt-Darstellung des HHG; F i g. 2 ist eine Querschnitt-Darstellung des HHG;

Fig. 3a und 3b zeigen das HHG mit einfacher Arbeitsarmstange gemäß dem Stand der Technik;

Fig.4a und 4b zeigen das HHG mit ebenfalls bekannter Gelenkarmkonstruktion gemäß dem Stand der Technik;

F i g. 5a und 5b zeigen das in der Parallelanmeldung (5 791 F) beschriebene Arbeitsarm-Anordnungsprinzip in einer Lafetten-Schlittenführung, dessen Vorteile in bevorzugter Weise bei dem hier beschriebenen Handhabungsgerät zur Geltung kommen können.

An einer beliebig orientierten Abstützbasis 1 ist das Handhabungsgerät 2 mit seinem Sockel 3 befestigt. Dieser kann bei Bedarf als Drehkranz 4 ausgestaltet sein und einen eigenen Antrieb haben. Der Sockel 3 ist verbunden mit einer von zwei Endplatten 5, welche den halbschalenförrriiger·. Hauptträger 6 stirnseitig abschließen und dabei zwei Führungsstangen 7 parallel halten, an welchen ein Tragteil Ά mit einer Halterung 9 unmittelbar mit der offenen Längsseite 10 des Hauptträgers 6 mit einer an der Halterung 9 angebrachten Arbeitsarmbeiestigung 11 mit Hilfe eines Lineartriebes 12 verschieblich ist. Die Endplatten 5 sind zur Erreichung hoher Biegesteifigkeit des halbschaienförmigen Hauptträgers 6 bis zur Kreisfläche ergänzte Überstandsflächen 14 übsr den Querschnitt des Hauptträger-Profiles 6 hinaus über der offenen Längsseite 10 etwa verdoppelt und damit ausgesteift, daß die in den Endplatten fi fest gelagerten Führungsstangen 7 auch unter höchst zulässigen Biegemomenten an der Arbeitsarmbefestijjung 11 nicht unzulässig verformen und in den Klemmlagern 15 nicht axial verschieben können. Eine Eixiale Verschieblichkeit der Klemmlager 15 in den Paßbuchsen 16 kann indessen gegenüber den Lagerdeckeln 17 mit Hilfe der . Spannschrauben 18 erfindungsgemäß dann bei Bedarf eingerichtet werden, wenn es schwierig werden sollte, zu Demontagezwecken die Führungsstangen 7 aus der oberen Endplatte 5 nach oben herauszuziehen.

Auf der Endplatte 5 angeordnete Antriebsgeräte 19 oder Schaltgeräte 20 können also dort verbleiben. Ebenfalls erfordert ein erfindungsgemäßes Handhabungsgerät 2 keinen Aufstellungsplatz, welcher über dem Gerät mehr als eine Führungsstangenlänge Abstand bis zur nächsten Decke bzw. Wand aufweist. Sobald nämlich die Buchse 16 in die äußere Endlage 21 zurückgezogen ist, kann der seitliche Ausbau der kompletten Führungsstangen 7 evtl. zusammen mit dem Tragteil 8 und allen Linearlagern etc. radial durch die offene Längsseite 10 erfolgen. Eine Entlastung der Führungsstangen 7 von Knicklasten bei Höchstmomenten ergibt sich auch noch dadurch, daß über Abstützelemente 22,23. welche am Tragteil 8 angebracht sind, eine Anlage desselben gegen bestimmte Kanten oder Ebenen des Hauptträgers 6 erreicht wird, noch ehe die Führungsstangen 7 bzw. der Lineartrieb 12 sich in ihren Lagern definitiv verklemmen können.

Die Seitenüberstände 22 der Halterung 9 legen sich dabei gegen die Kante der offenen Längsseite 10 an oder eine Rolle 23, die in der hinteren Wand des Tragteiles 8 eingelassen ist, gegen die Innenfläche des Hauptträgers 6.

Mittels in die Seitenüberstände 22 einrastbarer Indexstifte in der Kante der offenen Längsseite 10 läßt sich das Tragteil, z. B. für Spezialanwendungen, Montagen oder Auswechselungen, zuverlässig festlegen bzw. in seinem Weg begrenzen.

Die Arbeitsarmbefestigung 11 kann bei diesem Handhabungsgerät 2 wahlweise über eine Schlittenoder Drehlagerführung 24,24Λ vorgesehen werden. Mit Hilfe eines Schlitten-Auslegers könnte die Arbeitsarmbefestigung 11 vorne seitlich über der Abstützbasis 1 angeordnet werden, so daß ein lenkbarer Arbeitsarm um mehr als 180° um das Handhabungsgerät 2 herumschwenkbar wäre. Gegenüber dem Stand der Technik würde dies noch den Vorteil bieten, daß die extrem äußersten Positionen des Arbeitsarmes nur wirklich bei Bedarf und nur so weit wie iaträchüch nötig eingestellt werden müssen. Die Vielseitigkeit der ausgezeichneten Möglichkeiten mit unterschiedlichsten Arbeitsarmen, aber stets gleicher Grundgerät-Bauweise, von der Halterung 9 ausgehende Arbeitsarmbefestigungen zu verwenden, zeigen die F i g. 3,3A, 4,4A und 5, 5A.

In allen Fällen kann der gleiche, biegesteife und beschädigungsgeschützte Aufbau der »Hubsäule« in Form des erfindungsgemäß ausgestalteten, halbschaienförmigen Hauptträgers 6 zum Einsatz gelangen. Die offene Längsseite 10 erlaubt dabei überall einen leichten Zugriff zu den im Innenraum des Profiles angeordneten Längsführungen und den Schutz desselben vor Schmutz, Hitze und Beschädigungen, wozu noch eine Faltenbalgschutzabdeckung 25 platzsparend und stabil gegen die Vorderkante des Profiles anliegend durch die Halterung 9 mitnehmbar eingebaut werden kann. Gleichzeitig deckt ein derartiger Faltenbalg auch die in diesem Innenraum mit eingebauten Energie- und Steuerleitungen 26 und den vorzugsweise als Hubspindel 27 ausgestalteten Antrieb 12 zuverlässig mit ab.

Aufgrund der geringeren Verschleißmomente an den Führungen 7,12 können nicht nur höhere Geschwindig-

keiten und Belastungen gewählt werden, sondern es wird auch möglich, leichtere Bauweisen zu verwenden, ohne daß die Zugriffspräzision darunter leidet

Auch kann diese Bauart leichter für schräge oder horizontale Verwendungen angepaßt werden als eine hauptsächlich an den Säulen selbst hängende Tragteil-Halterungskombination gemäß dem Stand der Technik.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   L Handhabungsgerät (2) mit linear verschieblicher Arbeitsarmbefestigung (11) an einem Tragteü (8),

   — welches mittels eines Lineartriebes (12) entlang einem Hauptträger (6) verschieblich ist,

   — der parallele Führungen (7) aufweist,

   — die in Endplatten (5) auf den Stirnseiten des Haupträgers (6) gehalten sind, ,