Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Tragvorrich
tung für Gegenstände, mit welcher Gegenstände unter Verwen
dung des Druckes von Fluid, wie komprimierter Luft, getragen
werden.
Eine derartige Tragvorrichtung für Gegenstände ist bspw. in
der japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift 60-1169
beschrieben. Diese Vorrichtung weist ein Zylinderrohr
einer bestimmten Länge, einen bewegbar in dem Zylinderrohr
angeordneten Kolben, ein sich bewegendes Teil, das sich frei
entlang der äußeren Umfangsfläche des Zylinderrohres bewegt,
und eine Magnetkupplung auf, die sowohl an dem Kolben als
auch dem sich bewegenden Teil befestigt ist und diese jeweils
zueinander anzieht. Wird bei dieser Tragvorrichtung für Ge
genstände ein Gegenstand von dem sich bewegenden Teil gehal
ten und wird der Kolben durch Zufuhr und Ablassen von Druck
fluid zu und von dem Zylinderrohr bewegt, so wird das sich
bewegende Teil durch die Anziehungskraft der Magnetkupplungen
hinter dem Kolben herbewegt und der Gegenstand wird bewegt.
Bei der derartigen Tragvorrichtung für Gegenstände ist es
wichtig, daß das sich bewegende Teil aufgrund des Gewichtes
des zu tragenden Gegenstandes nicht nach oben, nach unten,
nach links oder rechts abgelenkt wird, oder daß es nicht
aufgrund des Schwerpunkts des Gegenstandes gekippt wird.
Tritt eine solche Ablenkung oder ein solches Kippen auf, so
ist es nicht möglich, eine gleichmäßige Bewegung des Bewe
gungsteiles zu gewährleisten und dies führt zu Schwierig
keiten beim Tragen des Gegenstandes.
In dieser Hinsicht ist es wesentlich, daß das sich bewegende
Teil immer in stabiler Haltung bewegt wird. Zu diesem Zweck
ist es wünschenswert, das sich bewegende Teil auf einer Füh
rung zu tragen, die sich entlang des Zylinderrohres er
streckt, um dadurch seine Bewegung nach oben, unten, links
und rechts zu begrenzen und außerdem ein Kippen zu verhin
dern, und daß das sich bewegende Teil entlang der Führung und
dem Zylinderrohr unter diesen Bedingungen bewegt wird.
Wenn das sich bewegende Teil jedoch auf solche Weise auf der
Führung getragen wird, daß seine Bewegung in allen Richtungen
außer der axialen Richtung beschränkt wird, kann das sich
bewegende Teil in dem Fall, daß die Führung und das Zylinder
rohr unabhängig voneinander hergestellt und zusammengebaut
werden, von der Führung oder dem Zylinderrohr angehalten
werden und sich nicht weiterbewegen, wenn ein Fehler in den
Herstellungsgrößen oder Zusammensetzungsgrößen jeder Kompo
nente auftritt, weil das sich bewegende Teil eng an das Zy
linderrohr angepaßt ist und seine Bewegung in allen Richtun
gen außer der Axialrichtung eingeschränkt ist.
Es ist eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Tragvorrichtung für Gegenstände zu schaffen, mit welcher
ein sich bewegendes Teil gleichmäßig und immer in stabiler
Haltung bewegt werden kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Tragvorrichtung für Gegenstände zu schaffen, mit welcher es
möglich ist, eine Abnutzung von Führungsmitteln zur Stützung
und Führung eines sich bewegenden Teiles zu verhindern und
die Haltbarkeit zu erhöhen.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Tragvorrichtung für Ge
genstände gemäß der vorliegenden Erfindung ein Zylinderrohr
mit einer bestimmten Länge, eine sich entlang dem Zylinder
rohr erstreckende Führungsschiene, einen durch die Wirkung
des Druckes eines Fluids in dem Zylinderrohr frei bewegbaren
Kolben, ein auf dem Zylinderrohr angeordnetes und dieses
übergreifendes Bewegungselement, das auf der Führungsschiene
über Führungsmittel gehalten wird, wobei seine Bewegung in
allen Richtungen außer der axialen Richtung eingeschränkt ist
und das in Axialrichtung entlang der Führungsschiene und dem
Zylinderrohr frei bewegbar ist, sowie eine Magnetkupplung
auf, die jeweils an dem Bewegungselement und dem Kolben be
festigt ist und beide zueinander anzieht, wobei das Zylinder
rohr und die Führungsschiene unabhängig voneinander als sepa
rate Komponenten angeordnet sind und miteinander über einen
Verbindungsmechanismus mit einem gewissen Freiheitsgrad ver
bunden sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung weist der Verbindungsmechanismus zum Verbinden des Zy
linderrohres und der Führungsschiene eine in axialer Richtung
auf der oberen Oberfläche der Führungsschiene ausgebildete
Verbindungsnut auf, die eine größere innere Nutenbreite auf
weist, und eine in Axialrichtung an der unteren Oberfläche
des Zylinderrohres ausgebildete Verbindungswand, die an ihrer
Spitze eine breitere Wanddicke aufweist, und die Verbindungs
wand greift in die Verbindungsnut mit einer dazwischen vor
gesehenen Lücke ein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung umfassen die Führungsmittel eine V-förmige Führungsnut,
die in Axialrichtung jeweils auf der linken und rechten Seite
der Führungsschiene ausgebildet ist, sowie linke und rechte
Führungsrollen, die an dem Bewegungselement um eine vertikale
Axiallinie drehbar befestigt sind, und der äußere Umfang
dieser V-förmigen Führungsrollen steht mit beiden Seiten der
Führungsschienen in Eingriff.
Vorzugsweise kann die Position einer der linken und rechten
Führungsrollen, die an dem Bewegungselement befestigt sind,
frei eingestellt werden, um die Lücke zwischen den linken und
rechten Führungsrollen einstellen zu können.
Um den Verschleißwiderstand der Führungsmittel zu erhöhen,
ist vorzugsweise ein verschleißwiderstandsfähiges hartes
Element an jeder der beiden Seiten der Führungsschiene an
gebracht und die Führungsnut ist jeweils an den harten Ele
menten ausgebildet.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
kann eine Befestigungsnut mit einer Querschnittsform, bei der
die innere Nutenbreite breiter ist als die Nutenbreite an der
Öffnung, an der Oberfläche der V-förmigen Führungsnut vor
gesehen sein und ein Teil des äußeren Umfangs steht nach
außen vor, und ein Klavierdraht (Blankverdrahtung) kann hier
auf in der Befestigungsnut befestigt sein, so daß der äußere
Umfang der Führungsrolle in Kontakt mit dem Klavierdraht
gebracht wird.
Erfindungsgemäß kann der Kolben derart ausgebildet sein, daß
Magnetkupplungen und ein Paar von druckaufnehmenden Elemen
ten, die auf beiden Seiten angeordnet sind, biegbar mitein
ander verbunden sind, und das Bewegungselement kann derart
ausgebildet sein, daß ein Paar von auf beiden Seiten der
Magnetkupplungen angeordneten Abstreifern einen gewissen Grad
an Freiheit in Axialrichtung und Radialrichtung haben, und das
Bewegungselement kann gleichmäßig bewegt werden, selbst wenn
das Zylinderrohr gekrümmt ist.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle
beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für
sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfin
dung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen
oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines wesentlichen Teils einer
Tragvorrichtung für Gegenstände gemäß der vorlie
genden Erfindung;
Fig. 2 eine vergrößerte, teilweise weggeschnittene Seiten
ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 2,
Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Teils
von Fig. 3;
Fig. 5 eine teilweise aufgebrochene Vorderansicht einer in
Fig. 4 dargestellten Führungsrolle,
Fig. 6 Eine Draufsicht auf die Führungsrolle gemäß Fig. 5,
Fig. 7 einen Querschnitt ähnlich dem in Fig. 3, wobei eine
zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
dargestellt wird,
Fig. 8 einen Querschnitt ähnlich wie in Fig. 4, wobei eine
dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
dargestellt wird,
Fig. 9 einen Querschnitt ähnlich wie in Fig. 4, wobei eine
vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
dargestellt wird,
Fig. 10 einen Querschnitt ähnlich wie in Fig. 4, wobei eine
fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
dargestellt wird,
Fig. 11 eine Seitenansicht eines wesentlichen Elements,
wobei der Verbindungsvorgang eines Zylinderrohres
mit einer Führungsrolle dargestellt wird,
Fig. 12 einen Querschnitt entlang der Line B-B in Fig. 11,
und
Fig. 13 einen teilweisen Längsschnitt durch eine weitere
Ausführungsform der Erfindung.
Die Fig. 1 bis 3 stellen eine erste Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Tragvorrichtung für Gegenstände dar, die
ein Zylinderrohr 1 einer bestimmten Länge aufweist, eine
Führungsschiene, die sich entlang des Zylinderrohres 1 er
streckt, einen Kolben 3, der bewegbar in dem Zylinderrohr 1
befestigt ist und durch Wirkung des Druckes eines Fluids, wie
komprimierter Luft, bewegt wird, sowie ein Bewegungselement
4 zum Tragen eines Gegenstandes, das in Axialrichtung entlang
dem Zylinderrohr 1 und der Führungsschiene 2 bewegbar ist.
Die Führungsschiene 2 weist an ihrer oberen Oberfläche eine
sich in Axialrichtung erstreckende vorstehende Rippe 7 und
einer Verbindungsnut 6 auf, die an der Position der vorste
henden Rippe 7 angeordnet ist und eine innere Nutenweite
besitzt, die breiter ist als die Öffnung, sowie Bypass-Öff
nungen 8 für Fluidrohrleitungen, die sich in Axialrichtung in
dem dicken Bereich der Führungsschiene erstrecken. Außerdem
weist sie eine Verbindungsnut 11 auf, die sich in Axialrich
tung an ihrer unteren Oberfläche erstreckt. Alle diese Kompo
nenten sind einstückig ausgebildet und aus stranggepreßtem
Material, wie Aluminium hergestellt. Auf linken und rechten
Seiten der Führungsschiene 2 sind verschleißwiderstandsfähige
harte Elemente 9, die aus harten Materialien, wie gehärtetem
Stahl, hergestellt sind, in Axialrichtung durch adäquate
Mittel, wie einbetten, befestigt, und V-förmige Führungsnuten
10 sind an den harten Elementen 9 ausgebildet.
Anstatt die harten Elemente 9 zu befestigen, können Führungs
nuten 10 auf beiden Seiten der Führungsschiene 2 vorgesehen
sein und die Nutenoberfläche kann durch Oberflächenbehand
lung, beispielsweise mit einer harten Beschichtung, bearbei
tet werden.
Beide Enden des Zylinderrohres 1 werden durch nicht darge
stellte Endplatten mit Öffnungen abgeschlossen, welche eine
Druckkammer auf jeder Seite des Kolbens 3 festlegen. An der
unteren Oberfläche des äußeren Umfangs des Zylinderrohres 1
ist eine sich in Axialrichtung erstreckende Verbindungswand
12 vorgesehen. Diese Verbindungswand 12 weist einen Abschnitt
12a mit breiterer Wanddicke an ihrer Spitze auf, und eine Nut
12b ist an der Spitze des Abschnitts 12a mit größerer Breite
ausgebildet. Das Zylinderrohr 1 und die Verbindungswand 12
sind einstückig durch Strangpressen eines nicht magnetischen
Materials hergestellt. Zusammen mit der Verbindungsnut 6 der
Führungsschiene 2 bildet die Verbindungswand 12 einen Verbin
dungsmechanismus zum Verbinden des Zylinderrohres 1 mit der
Führungsschiene 2, und die Verbindungswand 2 steht mit einem
gewissen Spiel in bewegbarem Eingriff mit der Verbindungsnut
6. Als Folge davon sind das Zylinderrohr 1 und die Führungs
schiene 2 miteinander mit einem gewissen Freiheitsgrad ver
bunden, so daß sie bis zu einem gewissen Maße relativ zuein
ander nach oben, unten, links oder rechts bewegt werden kön
nen.
In dein Kolben 3 sind an einer Stange 17 über Muttern 16 Ma
gnetkupplungen 14 befestigt, die eine Vielzahl ringförmiger
Permanentmagnete 14a und Joche 14b aufweisen, die abwechselnd
in axialer Richtung angeordnet sind, sowie ringförmige Adap
terplatten 15, die auf beiden Seiten in Axialrichtung an
geordnet sind. Kolbendichtungen 18, die gleitend den inneren
Umfang des Zylinderrohres berühren und abdichten, greifen in
eine Dichtungsnut ein, die an dem äußeren Umfang jeder der
Adapterplatten 15 ausgebildet ist.
Das Bewegungselement 4 weist einen hohlen Grundkörper 20 auf,
der auf dem Zylinderrohr 1 angeordnet ist und dieses über
greift. Ein zentraler Abschnitt des unteren Bodens des Grund
körpers 20 ist in Axialrichtung weggeschnitten und beide
Kanten eines Ausschnitts 25 sind nahe beiden Seiten der vor
stehenden Rippen 7 auf der Führungsschiene 2 angeordnet.
Innerhalb des Grundkörpers 20 sind eine Magnetkupplung 21 und
auf beiden Seiten in Axialrichtung angeordnete Adapterplatten
22 befestigt, und die Magnetkupplung 21 und die Adapterplat
ten 22 sind über Rückhalteringe 23 derart befestigt, daß sie
in einem gewissen Maße in Axialrichtung bewegt werden können.
Die Magnetkupplung 21 umfaßt ringförmige Permanentmagnete 21a
und Joche 21b, die teilweise weggeschnitten sind, um mit dem
Ausschnitt 25 des Grundkörpers 20 übereinzustimmen, und die
abwechselnd in Axialrichtung angeordnet sind. Wenn sie sich
gegenseitig mit der Magnetkupplung 14 an dem Kolben 3 anzie
hen, bewegt sich das Bewegungselement 4 hinter dem Kolben 3
her. Abstreifer 24, die gleitend den äußeren Umfang des Zy
linderrohres 1 berühren, greifen in Befestigungsnuten ein,
die in dem inneren Umfang der Adapterplatten 22 ausgebildet
sind.
An der oberen Oberfläche des Grundkörpers 20 des Bewegungs
elements 4 sind Schrauböffnungen 20a zur Befestigung eines
Gegenstandes, wie eines nicht dargestellten Werkstücks, oder
eine Klammer vorgesehen. An der unteren Oberfläche des Grund
körpers 20 sind ein Paar von Führungsrollen 30 und 34 mit V-
förmigem äußerem Umfang an linken und rechten Seiten derart
befestigt, daß sie frei um eine vertikale Achse gedreht wer
den können, und der V-förmige äußere Umfang der Führungs
rollen 30 und 34 steht jeweils in engem Eingriff mit den
Führungsnuten 10 an beiden Seiten der Führungsschiene 2. Die
Führungsrollen 30 und 34 und die Führungsnuten 10 bilden
Führungsmittel, die das Bewegungselement 4 führen, wenn es
sich in Axialrichtung entlang dem Zylinderrohr 1 bewegt.
Durch den Eingriff der V-förmigen Führungsrollen 30 und 34 in
die V-förmigen Führungsnuten 10 wird die Bewegung des Bewe
gungselements 4 eingeschränkt, so daß es sich nur in Axial
richtung bewegen kann und nicht nach oben, unten, links oder
rechts
Die Führungsrolle 30 der Führungsrollen 30 und 34 wird über
Befestigungsschrauben 28 mit ihrem Rollenschaft 29 an dem
Grundkörper 20 des Bewegungselements 4 befestigt. Der Rollen
schaft 33 der anderen Führungsrolle 34 ist exzentrisch an
einer Kappe 32 befestigt, wie im Detail in den Fig. 4 bis 6
dargestellt ist. Die Kappe 32 ist drehbar an dem Grundkörper
20 des Bewegungselements 4 befestigt. Wird die Kappe 32 durch
Einwirken eines Werkzeugs, wie eines Schraubenschlüssels, auf
eine Mutter 32a gedreht und durch Drehen des Rollenschaftes
33 um die axiale Linie der Kappe 32, kann die Entfernung
zwischen den Führungsrollen 30 und 34 eingestellt werden, um
mit der Breite der Führungsschiene 2 übereinzustimmen. Nach
Einstellung des Abstandes wird die Kappe 32 an dieser Stelle
über die Befestigungsschrauben 28 befestigt.
Vorzugsweise werden die Führungsrollen 30 und 34 aus einem
verschleißwiderstandsfähigen Material hergestellt.
Bei einer Tragvorrichtung für Gegenstände gemäß der oben
beschriebenen Anordnung bewegt sich der Kolben 3 in dem Zy
linderrohr 1, wenn Druckluft zu oder von den Druckkammern auf
beiden Seiten des Kolbens 3 in dem Zylinderrohr 1 durch nicht
dargestellte Öffnungen zugeführt oder abgelassen wird, und
das Bewegungselement 4 wird durch die Anziehungskraft der
Magnetkupplungen 14 und 21, die an dem Kolben 3 und dem Bewe
gungselement 4 befestigt sind bewegt, indem es der Bewegung
des Kolbens 3 folgt. Daher kann durch Halten des Gegenstandes
auf dem Bewegungselement 4 der Gegenstand bewegt werden.
In diesem Fall ist die Bewegung des Bewegungselements 4 so
eingeschränkt, daß sie sich in keiner anderen Richtung als
der axialen Richtung bewegen kann, da der V-förmige äußere
Umfang der Rollen 30 und 34 in die V-förmigen Führungsnuten
10 auf beiden Seiten der Führungsschiene 2 eingreift, und das
Bewegungselement 4 wird in stabiler Haltung entlang der Füh
rungsschiene 2 und dem Zylinderrohr 1 hin und herbewegt.
Dementsprechend bleibt die Haltung des Bewegungselements 4
während der Bewegung stabil, unabhängig von dem Gewicht des
Werkstückes oder der Einstellanordnung.
Da die Führungsschiene 2 und das Zylinderrohr 1 mit einem
gewissen Freiheitsgrad miteinander verbunden sind, ist auf
grund des Positionsverhältnisses des Zylinderrohres 1 und der
Führungsschiene 2 durch Verschiebung des Zylinderrohres eine
gleichmäßige Bewegung des Bewegungselements 4 immer gewähr
leistet, obwohl das Verhältnis zwischen dem Bewegungselement
4 und der Führungsschiene 2 relativ zu der Bewegung in allen
Richtungen außer der Axialrichtung im wesentlichen festliegt.
Als Folge davon wird das Bewegungselement 4 in keinem Fall
durch das Zylinderrohr 1 angehalten und in seiner Bewegung
eingeschränkt. Aus diesem Grund ist keine hohe Dimensionie
rungsgenauigkeit für die Verbindung der Führungsschiene 2 mit
dem Zylinderrohr 1 erforderlich und dies erleichtert die
Herstellung der Tragvorrichtung für Gegenstände. Insbesondere
in dem Fall, in dem das Zylinderrohr 1 und die Führungsschie
ne 2 gekrümmt sind, ist es möglich, eine zuverlässige und
gleichmäßige Bewegung des Bewegungselements 4 zu gewährlei
sten, da Fehler durch Verschieben des Zylinderrohres 1 in dem
gekrümmten Bereich, in dem die Herstellung einer hohen Dimen
sionsgenauigkeit schwierig ist, eliminiert werden.
Außerdem können die harten Elemente 9 auf beiden Seiten der
Führungsschiene 2 befestigt sein und Führungsnuten 10 können
an den harten Elementen vorgesehen sein, oder die Führungs
nuten 10 können direkt an der Führungsschiene 2 ausgebildet
sein und die Nutenoberfläche kann mit einer harten Beschich
tung versehen sein. Hierdurch kann die Verschleißwiderstands
fähigkeit der Führungsnuten 10 erhöht werden, selbst wenn die
Führungsschiene 2 aus einem relativ weichen Material, wie
Aluminium besteht, und dies ermöglicht die Herstellung einer
Tragvorrichtung zu geringen Kosten und die Gewährleistung
einer langen Lebensdauer.
Die Bypass-Öffnungen 8 an der Führungsschiene 2 werden, wenn
notwendig, als Durchgänge für Druckfluid verwendet. Für den
Fall, daß eine Vielzahl von Führungsschienen 2 hintereinander
miteinander verbunden und verwendet werden, können diese
Bypass-Öffnungen als Einsetzöffnungen für nicht dargestellte
Verbindungsstifte verwendet werden. Wird das Druckfluid ent
lang der verbundenen Führungsschienen geführt, kann ein hoh
ler Stift verwendet werden.
Fig. 7 stellt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung dar. Die zweite Ausführungsform entspricht im we
sentlichen der ersten Ausführungsform bis auf die unten be
schriebene Anordnung. Dementsprechend werden Komponenten, die
sich von denen der ersten Ausführungsform unterscheiden, mit
anderen Bezugszeichen bezeichnet, während die selben Kompo
nenten wie bei der ersten Ausführungsform mit den selben
Bezugszeichen bezeichnet werden.
Auf beiden Seiten der Führungsschiene 2 sind direkt V-förmige
Führungsnuten 10 ausgebildet. An zwei einander kreuzenden
Nutenoberflächen der Führungsnuten 10 sind jeweils in Axial
richtung Befestigungsnuten 40 ausgebildet, die jeweils eine
Querschnittsform eines oberen Bogens aufweisen, der länger
ist als die Hälfte des gesamten Umfangs. In diesen Befesti
gungsnuten 40 greifen Klavierdrähte (Blankverdrahtungen) 41
mit kreisförmigem Querschnitt ein, die derart in die Befesti
gungsnuten 40 eingebettet sind, daß ein Teil ihres äußeren
Umfangs aus den Befestigungsnuten 40 vorsteht und daß der
Rest in jede der Befestigungsnuten 40 eingreift, und daß
äußere Umfangsflächen der Führungsrollen 30 und 34 in Kontakt
mit diesen Klavierdrähten 41 gebracht werden. Da die innere
Breite der Befestigungsnuten 40 größer ist als die Nuten
breite in der Öffnung, werden die Klavierdrähte 41 nicht aus
der Öffnung nach außen entfernt.
Die Klavierdrähte 41 können einstückig eingebettet werden,
wenn die Führungsstange 2 stranggepreßt wird, oder sie können
nach dem Formen der Führungsschiene 2 in die Befestigungs
nuten eingesetzt werden, wobei beide Enden des Drahtes oder
der gewünschte Abschnitt durch entsprechende Mittel befestigt
werden können.
Durch die Verwendung von Klavierdraht, d. h. hoch dehnbarem
Stahldraht mit hoher Verschleißwiderstandsfähigkeit, als
Führung, ist es möglich, einen Verschleiß der Führungsmittel
zu verhindern und die Tragvorrichtung für Gegenstände mit
einer langen Lebensdauer zu versehen, selbst wenn die Füh
rungsschiene selbst aus einem relativ weichen Material, wie
Aluminium oder dessen Legierungen besteht.
Als Blankverdrahtung können die herkömmlich erhältlichen
Klavierdrähte verwendet werden, um die Herstellungskosten zu
senken. Da die Drähte eine hohe Querschnittsgenauigkeit auf
weisen, kann das Bewegungselement 4 mit hoher Genauigkeit
geführt werden.
Außerdem müssen bei der Tragvorrichtung für Gegenstände ab
hängig von dem Ort, an dem diese anzubringen ist, in manchen
Fällen die Führungsschiene 2 und das Zylinderrohr 1 in hori
zontaler oder vertikaler Richtung gekrümmt sein. In solchen
Fällen kann die Führungsschiene 2 leicht gekrümmt werden ohne
Verzerrungen hervorzurufen, weil die Klavierdrähte einen
kreisförmigen Querschnitt und keine besondere Biegeausrich
tung aufweisen.
Fig. 8 stellt den wesentlichen Abschnitt einer dritten Aus
führungsform der Erfindung dar. Diese dritte Ausführungsform
unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform darin, daß
der Klavierdraht 41a einen quadratischen Querschnitt hat, daß
die Befestigungsnut 40a mit quadratischem Querschnitt ausge
bildet ist und ihre Ecke in einer Position, die der Ecke von
dem Zentrum des Quadrats näher liegt, weggeschnitten ist, daß
eine Ecke eines der Klavierdrähte 41a aus der Befestigungsnut
40a hervorsteht und daß der äußere Umfang jeder der Führungs
rollen 30 und 34 in Kontakt mit der vorstehenden Ecke ge
bracht ist.
Bei der dritten Ausführungsform ist es möglich, die Führungs
schiene auf einfache Weise in horizontaler und vertikaler
Richtung zu biegen, wenn der Kreuzungswinkel R eines Paares
von Nutenoberflächen der Führungsnuten 10 als rechter Winkel
ausgebildet ist und wenn der Klavierdraht 41a mit quadrati
schem Querschnitt derart befestigt ist, daß zwei Sets ein
ander gegenüberliegender Seiten in horizontaler und vertika
ler Richtung verlaufen.
Fig. 9 zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung, die
sich von der zweiten Ausführungsform dahingehend unterschei
det, daß der Klavierdraht 41b einen hexagonalen Querschnitt
aufweist, daß die Befestigungsnut 40b mit hexagonalem Quer
schnitt ausgebildet ist, wobei ein Teil von ihr entlang einer
Linie parallel zu einer Seite an einer Stelle näher der Seite
von dem Zentrum des Hexagons weggeschnitten ist, daß ein
ebener Abschnitt an dem äußeren Umfang des Klavierdrahtes 41b
aus der Befestigungsnut 40b hervorsteht, und daß der äußere
Umfang jeder der Führungsrollen 30 und 34 in Kontakt mit dem
vorstehenden ebenen Abschnitt gebracht wird. Bei dieser vier
ten Ausführungsform ist die Nutenbreite an der Öffnung der
Befestigungsnut 40b größer als die Länge der diagonalen Linie
des Hexagons. Damit kann der Klavierdraht 41b nicht durch die
Öffnung nach außen entfernt werden.
Fig. 10 zeigt eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, die sich von der vierte Ausführungsform dahinge
hend unterscheidet, daß der Klavierdraht 41c einen achtecki
gen Querschnitt aufweist, daß die Befestigungsnut 40c mit
achteckigem Querschnitt ausgebildet ist, wobei ein Teil von
ihr entlang einer Linie parallel zu einer Seite an einer
Stelle, die der Seite von dem Zentrum des Achtecks näher
liegt, weggeschnitten ist, daß ein ebener Abschnitt des äuße
ren Umfangs des Klavierdrahtes 41c aus der Befestigungsnut
40c hervorsteht und daß der äußere Umfang jeder der Führungs
rollen 30 und 34 in Kontakt mit dem vorstehenden ebenen Ab
schnitt gebracht wird. Bei dieser fünften Ausführungsform
kann der Klavierdraht 41c ebenfalls nicht durch die Öffnung
nach außen entfernt werden, weil die Nutenbreite an der Öff
nung in der Befestigungsnut 40c kleiner ist als die Länge des
Abstandes zwischen zwei einander gegenüberliegenden Seiten
des Achtecks.
Um eine Tragvorrichtung für Gegenstände mit längerer Trans
portentfernung zu schaffen, sind eine bestimmte Anzahl von
Zylinderrohren 1 und Führungsschienen 2 hintereinander mit
einander verbunden, wie in den Fig. 11 und 12 dargestellt. In
diesem Fall ist an einer unteren Oberfläche der Verbindung
der aneinander angrenzenden Führungsschienen 2 eine Basis 50
so angeordnet, daß sie sich zu beiden Führungsschienen 2 hin
erstreckt. Mit einem in Verbindungsnuten 11 eingesetzten
Verbindungsabschnitt 50a der Basis 50 werden die Führungs
schienen 2 und die Basis 50 über nicht dargestellte Bolzen
befestigt. An Verbindungsenden der Führungsschienen 2 werden
die vorstehenden Abschnitte, wie in Fig. 11 dargestellt,
entfernt.
Andererseits werden Endflächen der aneinander angrenzenden
Zylinderrohre 1 über nicht dargestellte Dichtungen in Kontakt
miteinander gebracht, und die Verbindungswände 12 werden in
Kontakt miteinander gebracht, wobei ein gewisser Teil ihrer
Länge von dem Ende isoliert ist. Verbindungsklammern 51, die
sich zu den Zylinderrohren 1 erstrecken, werden in Kontakt
mit beiden Seiten der Verbindungswände 12 gebracht und über
Bolzen 52 und Mutter 53 befestigt. Ein Bolzen 54 wird in
axialer Richtung in eine Nut 12b (Fig. 3) jeder der Verbin
dungswände 12 eingesetzt und diese werden miteinander durch
Befestigen des Bolzens 54 mit einer Mutter 55 verbunden. Als
Folge davon werden die Zylinderrohre 1 durch die Klammern 51
daran gehindert, sich in Umfangsrichtung zu verdrehen und
durch den Bolzen 54 und die Mutter 55 an einer Verschiebung
in Axialrichtung. In Fig. 12 bezeichnet das Bezugszeichen 56
eine Platte, die einen Ausschnitt 25 der an dem Bewegungs
element 4 vorgesehenen Magnetkupplung 21 hält.
Die Klavierdrähte 41 sind so angeordnet, daß sie sich entlang
einer Vielzahl von Führungsschienen 2 erstrecken, während die
Querschnittsform jedes dieser Drähte nicht auf die in der
Fig. dargestellte kreisförmige Form beschränkt ist. Es
braucht nicht erwähnt zu werden, daß auch Klavierdrähte mit
quadratischem, hexagonalem oder achteckigem Querschnitt ver
wendet werden können.
Auf diese Weise kann eine Vielzahl von Führungsschienen 2 und
eine Vielzahl von Zylinderrohren 1 mit der gewünschten Länge
miteinander in Axialrichtung verbunden werden und eine Trag
vorrichtung mit größeren Dimensionen kann zu geringen Kosten
und auf einfache Weise hergestellt werden.
In dem Fall, daß eine Vielzahl von Führungsschienen 2 wie
oben beschrieben miteinander verbunden wird, besteht keine
Notwendigkeit, alle Führungsschienen wie beschrieben mit den
Verbindungsmitteln zu verbinden. Die Führungsschienen können
durch Klavierdrähte mit kleinen Lücken dazwischen verbunden
werden. Hierdurch ist es möglich, die Führungsschienen 2
einfach zu biegen.
Es bedarf keiner gesonderten Erwähnung, daß die oben genannte
Verbindungsmöglichkeit auch bei der ersten Ausführungsform
angewendet werden kann.
Es treten keine Probleme auf, wenn das Zylinderrohr 1 der
Tragvorrichtung für Gegenstände linear ausgebildet ist. Ist
es jedoch gekrümmt, so ist es aufgrund des Verhältnisses
zwischen dem Krümmungsradius und der Länge des Kolbens 3 bzw.
des Bewegungselements 4 ggf. nicht möglich, eine gleichmäßige
Bewegung des Kolbens und des Bewegungselements entlang der
Kurve zu gewährleisten.
Insbesondere, wenn die Anzahl der Permanentmagnete erhöht
wird, um die Anziehungskraft der Magnetkupplung zu steigern,
wird die Länge der Magnetkupplung vergrößert und dies führt
zu einer größeren Länge des gleitenden Abschnitts des Kolbens
und des Bewegungselements entlang dem Zylinderrohr. Aus die
sem Grund ist es wünschenswert, eine Anordnung zu schaffen,
mit welcher eine gleichmäßige Bewegung entlang der Kurve
gewährleistet wird, selbst wenn der Gleitabschnitt länger
ist. Fig. 13 zeigt ein Beispiel eines Kolbens 3a und eines
Bewegungselements 4a einer solchen Anordnung.
So ist in Fig. 13 der Kolben 3a als getrennte Kolbenstruktur
ausgebildet, die eine Magnetkupplung 60 und ein Paar druck
aufnehmender Elemente 61 aufweist, die getrennt von der Ma
gnetkupplung 60 angeordnet sind.
Die Magnetkupplung 60 umfaßt eine Vielzahl von Permanent
magneten 63 und Jochen 64, die abwechselnd in ringförmiger
Form in Axialrichtung angeordnet sind, und die auf einem
zentralen Schaft 66 über Muttern 65 befestigt sind. Beide
Enden des zentralen Schaftes 66 erstrecken sich nach außen
über das äußerste Joch 64 hinaus und die Spitzen 66a sind
kugelförmig ausgebildet. Mit dem Bezugszeichen 67 ist ein
Verschleißring bezeichnet.
Das druckaufnehmende Element 61 besteht aus nichtmagnetischem
Material, wie Aluminium, und eine Dichtung 70 zum Abdichten
und ein Verschleißring 71 sind an seinem äußeren Umfang be
festigt. An einem zentralen Abschnitt der Innenseite, die zu
der Magnetkupplung 60 hinweist, ist ein verschleißwider
standsfähiges Kontaktelement 72, das mit einer Hitzebehand
lung, wie Härten, bearbeitet wurde, befestigt und eine kugel
förmige Spitze 66a des zentralen Schaftes 66 berührt das
Kontaktelement 72 auf Punktkontaktbasis. Mit dem Bezugszei
chen 73 ist ein an der äußeren Seite des druckaufnehmenden
Elements 61 befestigter Dämpfer bezeichnet, der den Stoß auf
das druckaufnehmende Element 61 am Hubende abschwächen soll.
Bewegt sich der Kolben 3a mit der oben beschriebenen Anord
nung entlang der Kurve des Zylinderrohres 1, so bewegen sich
die Magnetkupplung 60 und ein Paar von druckaufnehmenden
Elementen 61 aufeinander zu und diese können in einem Winkel
entlang der Kurve an dem Kontaktpunkt des zentralen Schaftes
66 mit dem Kontaktelement 72 gebogen werden. Aus diesem Grund
wird, selbst wenn der gleitende Abschnitt des Kolbens 3a lang
ist, der feste lineare Gleitabschnitt auf den Abschnitt be
grenzt, der der Magnetkupplung 60 und dem druckaufnehmenden
Element 61 entspricht. Seine Länge ist kurz und es ist mög
lich, eine gleichmäßige Bewegung des Kolbens 3a entlang der
Kurve des Zylinderrohres 1 zu gewährleisten.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform berühren die Ma
gnetkupplung 60 und ein Paar von druckaufnehmenden Elementen
61 einander einfach über den zentralen Schaft 66 und das
Kontaktelement 72, während diese miteinander über geeignete
Mittel verbunden sein können.
Andererseits kann in dem Bewegungselement 4a der gleitende
Abschnitt wesentlich deformiert werden, um mit der Kurve des
Zylinderrohres 1 übereinzustimmen, indem Abstreifer 81 auf
beiden Seiten der Magnetkupplung 80 vorgesehen sind.
Insbesondere sind auf beiden Seiten der Magnetkupplung 80 in
Axialrichtung jeweils Adapterplatten 82 befestigt und jede
der Adapterplatten 82 weist einen Zwischenraum 83 zur Auf
nahme der Abstreifer 81 auf der der Magnetkupplung 80 gegen
überliegenden Seite auf. Eine innere Wand 84 ist in Axial
richtung in diesem Zwischenraum 83 als konische Wand ausge
bildet, die geneigt ist und sich nach außen spreizt.
In dem Zwischenraum 83 wird der Abstreifer 81 aufgenommen und
durch einen Halter 86 gehalten. Der Halter 86 ist in ringför
miger Form als ein Ganzes ausgebildet und eine Befestigungs
nut 87 zur Befestigung des Abstreifers 81 ist an seinem inne
ren Umfang vorgesehen. Die der konischen Wand 84 gegenüber
liegende Innenfläche 88 ist in nach außen konvexer gekrümmter
Form ausgebildet. Der Halter 86 ist in dem Zwischenraum 83
mit einer Lücke aufgenommen, so daß er sowohl in axialer als
auch in radialer Richtung frei bewegt werden kann, und er
wird am Entfernen aus dem Zwischenraum 83 durch eine Platte
89 gehindert, die an einem Ende des Grundkörpers 20 des Bewe
gungselements 4a befestigt ist.
In dem Fall, daß sich das Bewegungselement 4a mit der oben
beschriebenen Anordnung entlang der Kurve des Zylinderrohres
1 bewegt, wird der gleitende Abschnitt des Bewegungselements
4a entlang der Kurve wesentlich deformiert, weil der Halter
86 relativ in axialer Richtung oder in radialer Richtung oder
in beiden Richtungen in dem Zwischenraum 83 relativ zu der
Adapterplatte 82 verschoben wird, um mit der Kurve überein
zustimmen oder er wird relativ zu der Axiallinie gekippt. Aus
diesem Grund ist, selbst wenn der Abstand zwischen den beiden
Abstreifern 81 lang ist, der feste lineare gleitende Ab
schnitt auf den Bereich begrenzt, der der Magnetkupplung 80
entspricht. Als Folge davon ist es möglich, eine gleichmäßige
Bewegung des Bewegungselements 4a entlang der Kurve des Zy
linderrohres 1 zu gewährleisten. Außerdem wird eine gleich
mäßige Bewegung des Bewegungselements 4a entlang der Kurve
gewährleistet, weil die gekrümmte innere Oberfläche 88 des
Halters 86, die in Vorwärtsrichtung des Bewegungselements 4a
vorne angeordnet ist, in Kontakt mit der konischen Wand 84
gebracht und in einer Richtung bewegt wird, die der Kurve
optimal angepaßt ist.
Bei der Tragvorrichtung für Gegenstände gemäß der vorliegen
den Erfindung wird die Bewegung des Bewegungselements in
allen Richtungen außer der axialen Richtung eingeschränkt und
das Bewegungselement kann mit stabiler Haltung entlang der
Führungsschiene und dem Zylinderrohr bewegt werden, unabhän
gig von dem Gewicht des Werkstücks oder dem Ort, an dem sie
angebracht werden soll.
Weil die Führungsschiene und das Zylinderrohr miteinander mit
einem gewissen Freiheitsgrad verbunden sind, wird eine
gleichmäßige Bewegung des Bewegungselements durch Verschieben
des Zylinderrohres gewährleistet, selbst wenn das Bewegungs
element in einem solchen Zustand getragen wird, daß die Bewe
gung in allen Richtungen außer der axialen Richtung durch die
Führungsschiene eingeschränkt wird, und das Bewegungselement
wird nicht von dem Zylinderrohr angehalten und eine gleich
mäßige Bewegung ist gewährleistet.
Bezugszeichenliste
1 Zylinderrohr
2 Führungsschiene
3, 3a Kolben
4, 4a Bewegungselement
6 Verbindungsnut
7 Rippe
8 Bypass-Öffnungen
9 harte Elemente
10 Führungsnuten
11 Verbindungsnut
12 Verbindungswand
12a Abschnitt
12b Nut
14 Magnetkupplung
14a Permanentmagnet
14b Joch
15 Adapterplatte
16 Muttern
17 Stange
18 Kolbendichtung
20 Grundkörper
20a Schrauböffnung
21 Magnetkupplung
21a Permanentmagnet
21b Joch
22 Adapterplatte
23 Rückhalteringe
24 Abstreifer
25 Ausschnitt
28 Befestigungsschrauben
29 Rollenschaft
30 Führungsrolle
32 Kappe
32a Mutter
33 Rollenschaft
34 Führungsrolle
40 Befestigungsnut
40a, b, c Befestigungsnut
41 Klavierdraht (Blankverdrahtung)
41a, b, c Klavierdraht (Blankverdrahtung)
50 Basis
50a Verbindungsabschnitt
51 Verbindungsklammern
52 Bolzen
53 Mutter
54 Bolzen
55 Mutter
56 Platte
60 Magnetkupplung
61 Druckaufnahmeelement
63 Permanentmagnet
64 Joch
65 Mutter
66 Schaft
66a Spitze
67 Verschleißring
70 Dichtung
71 Verschleißring
72 Kontaktelement
73 Dämpfer
80 Magnetkupplung
81 Abstreifer
82 Adapterplatte
83 Zwischenraum
84 innere Wand
86 Halter
87 Befestigungsnut
88 Innenfläche
89 Platte