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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kugellagervorrichtung zur Verlagerung
einer Last auf einer praktisch horizontalen Ebene zwischen einem
Handhabungsgerät
und einer Maschine, wobei die Vorrichtung dazu bestimmt ist, die
Gabeln des Handhabungsgerätes
auszurüsten,
und mindestens eine Schiene umfasst, die mindestens eine ebene Auflagefläche aufweist,
die zum Tragen der Last in der Lage ist, wenn sie statisch ist,
wobei die Schiene hohl, praktisch horizontal und mit einer Längsöffnung versehen
ist, mit mindestens einer in der Schiene gelagerten Leitschiene,
in der Kugellagerelemente der besagten Längsöffnung gegenüberliegend
angebracht sind, wobei die Kugellagerelemente in einer praktisch
parallel zu der Oberfläche
verlaufenden Ebene enthalten und zum Tragen der Last in der Lage
sind, wenn sie sich in Bewegung befindet, wobei mindestens eine
der Konstruktionen mit Betätigungseinrichtungen
verbunden ist, um im Verhältnis zueinander
zwischen mindestens einer unteren Position und einer oberen Position
beweglich zu sein, in denen die Last entweder durch die Schiene
oder durch die Leitschiene getragen wird, wobei die Betätigungseinrichtungen
zur Verlagerung der besagten beweglichen Konstruktion mindestens
in Form einer horizontalen Translation angeordnet sind, wobei Hubeinrichtungen
zwischen den zwei Konstruktionen so angeordnet sind, dass sie eine
Vertikalverlagerung der besagten beweglichen Konstruktion gleichzeitig mit
ihrer Horizontalverlagerung erzeugen. Die vorliegende Erfindung
betrifft außerdem
ein Handhabungsgerät
mit Gabeln, welches mit einer solchen Kugellagervorrichtung ausgerüstet ist.
Eine solche Vorrichtung ist in dem Dokument US-A-4 930 612 gezeigt.
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In
der Industrie ist die Verwendung von Handhabungsgeräten wie
zum Beispiel Hubwagen, Gabelstaplern zur Handhabung bedeutender
Lasten geläufig.
Bedeutende Lasten sind zum Beispiel Werkzeuge für Werkzeugmaschinen oder Pressen, die
beim Schneiden oder Prägen
von Blechen, Gießformen
oder Matrizen verwendet werden, die beim Einspritzen von Kunststoffen
usw. verwendet werden. Auf allgemeine Art und Weise werden die Lasten
unter 2 Tonnen auf plattenförmigen
Handhabungsvorrichtungen transportiert, während Lasten von 2 bis 10 Tonnen
auf Handhabungsgeräten
mit Gabeln transportiert werden. Oberhalb von 10 Tonnen werden die
Lasten zum Beispiel mittels Laufkränen transportiert.
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Um
die Übertragung
dieser Lasten auf der Horizontalebene von dem Handhabungsgerät zu der Werkzeugmaschine
und umgekehrt vereinfachen zu können,
sind die Handha bungsmaschinen des Handels mit einer in die Gabeln
integrierten Kugellagervorrichtung ausgerüstet und angeordnet, um die
Last zu tragen und sie ohne Reibung auf freie Rollenelemente zu
verlagern. Die Handhabungsgeräte
können auch
mit gelenkig gelagerten Armen ausgerüstet sein, die angeordnet sind,
um diese Last zu schieben oder zu ziehen. Die Kugellagervorrichtung
weist außerdem
eine „Kugellagerträgervorichtung" auf, die von einer „Lastenträgerkonstruktion" überragt wird. Die Funktion
der Lastenträgerkonstruktion
besteht im Tragen der Last während
des Rollens des Handhabungsgerätes,
während
die Funktion der Kugellagerträgervorrichtung
im Tragen derselben ohne Reibung besteht, um deren Übertragung
bewirken zu können. Der
Durchgang der Last von einer zur anderen Konstruktion wird umgekehrt
durch eine relative Verlagerung einer Konstruktion im Verhältnis zu
der anderen erhalten, wodurch es ermöglicht wird, die Rollenelemente
der Kugellagerträgervorrichtung
im Verhältnis zu
der Lastenträgerkonstruktion
einzufahren, wobei diese relative Verlagerung durch manuelle oder
automatische Betätigungseinrichtungen
gesteuert wird.
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Bei
den Handhabungsgeräten
mit Gabeln wird diese relative Bewegung im Allgemeinen automatisch
entweder mittels eines Anschlages gesteuert, der auf der Werkzeugmaschine
vorgesehen ist und der mit der beweglichen Konstruktion beim Einhängen der
Gabeln zusammenwirkt, oder über
einen in das Handhabungsgerät
integrierten Zylinder.
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In
der Veröffentlichung
DE-A-36 20 964 wird die Verlagerung der besagten beweglichen Konstruktion
durch einen Anschlag beim Einhängen
der Gabeln auf der Werkzeugmaschine erzeugt, die das Anheben der
Kugellagerträgervorrichtung
herbeiführt, indem
es dieselbe zum Drehen um eine Achse veranlasst, die in der Platte
des Handhabungsgerätes
angeordnet ist. Diese Lösung
ist nicht befriedigend, da sie einen bedeutenden Bewegungsbereich
erfordert, wodurch die für
die Übertragung
der Last benötigte Zeit
verlängert
wird, sowie eine auf Grund dieses Bereiches bedeutende Gesamthöhe der Gabel.
Außerdem
ist die Aufteilung der Last nicht mehr einheitlich, und die Gleichzeitigkeit
der Bewegungen zwischen den Kugellagerträgervorrichtungen ist nicht
garantiert, wodurch eine vorzeitige Ermüdung und Abnutzung der Kugellagervorrichtung
erzeugt wird. Diese Lösung
ist nicht mehr daran angepasst, um bereits in Betrieb befindliche
Handhabungsgeräte
auszurüsten.
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In
den Veröffentlichungen
US-A-3 243 029, US-A-4 930 612 und US-A-5 915 515 wird die Verlagerung
der besagten beweglichen Konstruktion durch einen Zylinder erzeugt,
der die Kugellagerträgervorrichtung
durch Zwischenschaltung eines Systems aus geneigten Rampen oder
Schwinghebeln anhebt. Diese Lösungen
sind auch nicht zufriedenstellend, da sie eine externe und spezifische
Energiequelle benötigen,
um den oder die Kolben zu versorgen. Diese Lösungen sind somit komplex,
kostspielig und platzverschwendend. Außerdem sind sie nicht so konzipiert,
dass die Wartung und die Reinigung der Rollenelemente erleichtert
wird, wobei die Kugellagerträgervorrichtung
schwierig demontierbar ist. Schließlich ermöglichen sie nicht die Ausrüstung von bereits
in Betrieb befindlichen Handhabungsgeräten.
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Die
vorliegende Erfindung zielt auf die Beseitigung dieser Unannehmlichkeiten
ab, indem eine Kugellagervorrichtung vorgeschlagen wird, die auf
einer einfachen Kinematik ohne externe Energiequelle basiert, die
eine Begrenzung der Anzahl von Teilen, die Verringerung der Herstellungskosten
der Gesamtheit sowie ihres Raumbedarfes, die Erleichterung ihrer
Wartung und ihrer Reinigung, und die Ausrüstung neuer Handhabungsgeräte sowie
Nachrüstungen
ermöglicht.
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Zu
diesem Zweck betrifft die Erfindung eine Kugellagervorrichtung der
im Oberbegriff angegebenen Art, dadurch gekennzeichnet, dass die
Betätigungseinrichtungen
mindestens einen Anschlag umfassen, der dazu bestimmt ist, auf der
Maschine angebracht zu werden, und mindestens ein Stellglied, welches
zwischen den zwei Konstruktionen positioniert und angeordnet ist,
um mit dem Anschlag so zusammenzuwirken, dass eine durch den Anschlag
auf das Stellglied ausgeübte
vertikale Kraft in eine durch das Stellglied auf die besagte bewegliche
Konstruktion ausgeübte
Kraft umgewandelt wird, um sie in Form einer horizontalen Translation
zu verlagern.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
umfassen die Hubeinrichtungen geneigte Rampen, die fest mit der Schiene
verbunden und so angeordnet sind, dass sie mit den Kugellagerelementen
der Leitschiene zusammenwirken. Die geneigten Rampen legen mindestens
eine erste Zone fest, die angeordnet ist, um mindestens die Spitze
der Kugellagerelemente vorbeigehen zu lassen, eine zweite Zone,
die angeordnet ist, um die Kugellagerelemente zu verbergen, und
eine Zwischenzone, die angeordnet ist, um in Kombination mit den
Kugellagerelementen Hubrampen auszubilden. Jedes Kugellagerelement umfasst
mindestens eine Zapfenrolle, die angeordnet ist, um die Last in
Rollposition zu tragen, wobei die Zapfenrolle auf einer Achse praktisch
horizontal zwischen zwei Rollen mit kleinerem Durchmesser angebracht
ist, wobei die Rollen mit den besagten geneigten Rampen in Kontakt
stehen.
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Bei
einer Ausführungsvariante
können
die Hubeinrichtungen gelenkig gelagerte Schwingarme umfassen, wobei
eines ihrer äußersten
Enden mit der Schiene verbunden ist, wobei das andere äußerste Ende
mit der Leitungsschiene verbunden ist.
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Das
Stellglied kann aus der mindestens einen Schwinghebel, ein Kugelgelenk,
ein drehbares Element, einen Zylinder umfassenden Gruppe ausgewählt sein.
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Vorzugsweise
ist die Schiene fixiert und die Leitschiene, welche die Kugellagerelemente
trägt,
ist beweglich und wirkt mit dem Stellglied zusammen, wobei das Stellglied
angeordnet ist, um die Leitschiene von ihrer unteren Position in
ihre obere Position zu ver lagern, wenn sie mit dem Anschlag in Berührung steht,
und um die Abwärtsbewegung
der Leitschiene in die untere Position durch Schwerkraft zuzulassen,
wenn sie nicht mehr mit dem Anschlag in Berührung steht.
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Bei
einer ersten Ausführungsvariante
umfasst das Stellglied mindestens einen Schwinghebel, der auf der
Schiene mittels einer Achse angebracht ist, die in einer zu der
Horizontalverlagerung der Leitschiene praktisch senkrechten Richtung
ausgerichtet ist, wobei der Schwinghebel mindestens zwei Auflagezonen
umfasst, die beiderseits der Achse angeordnet sind, wovon eine mit
der Leitschiene in Berührung
steht und die andere zum Zusammenwirken mit dem Anschlag bestimmt
ist. Der Schwinghebel umfasst mindestens eine Zapfenrolle, die zwischen
den zwei Auflagezonen positioniert und angeordnet ist, um die Kugellagerelemente
der Leitschiene zu ergänzen,
wenn sie sich in der oberen Position befindet.
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Bei
einer zweiten Ausführungsvariante
umfasst das Stellglied mindestens einen Schwinghebel, der auf der
Schiene mittels einer Achse angebracht ist, die in einer zu der
Horizontalverlagerung der Leitschiene praktisch senkrechten Richtung
ausgerichtet ist, wobei der Schwinghebel mindestens zwei Auflagezonen
umfasst, wovon eine mit der Schiene in Berührung steht, und die andere
zum Zusammenwirken mit dem Anschlag bestimmt ist. Eine der Auflagezonen
besteht vorzugsweise aus einer Kugellagerrampe, die zum Zusammenwirken
mit ei nem fest mit der Schiene verbundenen drehbaren Element in
der Lage ist.
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Bei
einer dritten Ausführungsvariante
umfasst das Stellglied mindestens ein drehbares Element, welches
auf der Leitschiene mittels einer praktisch senkrecht zu der Horizontalverlagerung
der Leitschiene ausgerichteten Achse angebracht ist, wobei das drehbare
Element zum Rollen auf einer in den Anschlag integrierten geneigten
Rampe angeordnet ist, wobei die Schiene in Form einer vertikalen Translation
in dem Anschlag mittels eines Zapfen-Gleitschienen-Systems geführt ist.
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Bei
einer vierten Ausführungsvariante
umfasst das Stellglied mindestens ein Kugelgelenk, welches aus mindestens
einer Auflagezone besteht, die an dem Schnittpunkt von zwei gelenkig
gelagerten Hebelarmen angeordnet ist, die jeweils mit der Schiene
und mit der Leitschiene entsprechend den praktisch senkrecht zu
der Horizontalverlagerung der Leitschiene ausgerichteten Achsen
verbunden sind, wobei die Auflagezone zum Zusammenwirken mit dem
Anschlag angeordnet ist. Die Auflagezonen bestehen vorteilhafterweise
aus drehbaren Elementen.
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Bei
einer fünften
Ausführungsvariante
umfasst das Stellglied mindestens einen Doppelzylinder, wovon ein
erster Kolben mit der Leitschiene zusammenwirkt und praktisch parallel
zu ihrer Horizontalverlagerung ausgerichtet ist, wobei der zweite
Kolben zum Zusammen wirken mit dem Anschlag bestimmt und im Verhältnis zu
dem ersten Kolben praktisch senkrecht ausgerichtet ist. Der zweite
Kolben ist vorzugsweise mit einem Rückholelement verbunden. Die
Kammern der Kolben können
getrennt und mittels mindestens eines in der Schiene untergebrachten
Kanals verbunden sein.
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Bei
einer sechsten Ausführungsvariante
umfasst das Stellglied mindestens ein drehbares Element, welches
auf der Schiene mittels einer praktisch senkrecht zu der Horizontalverlagerung
der Leitschiene ausgerichteten Achse angebracht und in Form einer
Translation in der Schiene mittels Nuten geführt ist, wobei das drehbare
Element zum Zusammenwirken mit zwei jeweils auf der Schiene und
der Leitschiene vorgesehenen Rampen vorgesehen ist, wobei mindestens
eine der Rampen geneigt ist. Das drehbare Element umfasst mindestens
drei koaxiale Zapfenrollen mit unterschiedlichen Durchmessern, wovon
mindestens zwei im Verhältnis
zueinander beweglich sind, wobei die Zapfenrollen jeweils zum Zusammenwirken
mit der Rampe, die fest mit der Schiene verbunden ist, mit der Rampe,
die fest mit der Leitschiene verbunden ist, und mit dem Anschlag
angeordnet sind.
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Der
Anschlag wird aus mindestens einer Einhängestange, die zur Aufnahme
des äußersten
Vorderendes der Gabeln vorgesehen ist, und aus einem Maschinentisch
ausgewählt
und weist mindestens eine mit dem Stellglied kompatible Form auf.
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Ebenfalls
aus diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Handhabungsgerät mit Gabeln
der in dem Oberbegriff angegebenen Art, dadurch gekennzeichnet,
dass sie mindestens eine Kugellagervorrichtung wie die oben erwähnte umfasst.
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Die
vorliegende Erfindung und ihre Vorteile werden in der nachfolgenden
Beschreibung mehrerer Ausführungsformen
besser verdeutlicht, die an Hand eines nicht begrenzenden Beispiels
und unter Bezugnahme auf beigefügte
Zeichnungen gegeben ist, wobei:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Kugellagervorrichtung gemäß der Erfindung
in Form einer Gabel ist,
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2 eine
perspektivische Teilansicht der Vorrichtung von 1 ist,
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3 ein
Blockdiagramm der Vorrichtung von 1 ist,
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4A und 4B Teilseitenansichten
der Vorrichtung von 1 jeweils in der ausgefahrenen Position
und in der eingefahrenen Position sind,
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5 ein
Blockdiagramm einer ersten Variante der Vorrichtung gemäß der Erfindung
ist,
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6A und 6B Teilseitenansichten
der Vorrichtung gemäß dem Diagramm
von 5 jeweils in der eingefahrenen Position und in
der ausgefahrenen Position sind,
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7A, 7B und 7C schematische Ansichten
einer zweiten Variante der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind, jeweils
eine Seitenansicht in einge fahrener Position, eine Draufsicht und
eine Seitenansicht in ausgefahrener Position,
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8A und 8B schematische
Ansichten einer dritten Variante der Vorrichtung gemäß der Erfindung
jeweils in eingefahrener und ausgefahrener Position sind,
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4A und 4B Ansichten
mit weiteren Hubeinrichtungen ähnlich 8A und 8B sind,
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10A, 10B und 11A, 11B schematische
Ansichten einer vierten und einer fünften Variante der Vorrichtung
gemäß der Erfindung
jeweils in eingefahrener und ausgefahrener Position sind, und
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12A, 12B und 13A, 13B schematische
Ansichten einer sechsten und einer siebten Variante der Vorrichtung
gemäß der Erfindung
jeweils in eingefahrener und ausgefahrener Position sind.
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Unter
Bezugnahme auf 1 bis 4 weist
die Kugellagervorrichtung 100 gemäß der Erfindung die Form einer
Gabel auf und ist dazu bestimmt, ein klassisches Handhabungsgerät mit zwei
parallelen Gabeln (nicht dargestellt) auszurüsten. Sie stellt zwei Funktionen
sicher: Dass sehr schwere Lasten 1 statisch gehalten werden,
die bis etwa 10 Tonnen wiegen, und zwar während des Rollens der Handhabungsgerätes, und
dass diese Lasten 1 während
ihrer Übertragung
auf einer zu den Gabeln parallelen Ebene ohne Reibung dynamisch
gehalten werden, wenn sie für
eine Maschine 20 bestimmt sind oder von derselben kommen,
wobei es sich um eine Werkzeugmaschine, eine Presse, eine Einspritzmaschine oder
jede andere feste oder bewegliche ebene Fläche handeln kann.
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Die
Kugellagervorrichtung 100 umfasst eine Kugellagerträgervorrichtung 200,
die Rollenelemente 230 aufweist, die von einer Lastenträgerkonstruktion 300 überragt
wird, die eine ebene Auflagefläche
S aufweist, die mit einer Öffnung 320 versehen
ist, die mindestens die Spitze der Rollenelemente 230 erscheinen
lässt.
Bei dieser Ausführungsform
und wie durch 3 schematisch veranschaulicht,
ist die Kugellagerträgervorrichtung 200 im
Verhältnis
zu der feststehenden Lastenträgerkonstruktion 300 beweglich,
und zwar zwischen zwei Positionen, wovon mindestens eine stabil
ist: eine untere Position, in der sie die Rollenelemente 230 einfährt, wobei
die Last 1 in ebener Auflage auf der Oberfläche S der
Lastenträgerkonstruktion 300 aufliegt,
und eine obere Position, in der sie die Spitze der Rollenelemente 230 ausfährt, wobei
die Last 1 in punktueller oder linearer Auflage auf den
Rollenelementen 230 aufliegt. Selbstverständlich ist
die umgekehrte Ausgestaltung ebenfalls anvisierbar, d. h. dass die
Lastenträgerkonstruktion 300 im
Verhältnis
zu der Kugellagerträgervorrichtung 200 beweglich
ist.
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Die
Kugellagerträgervorrichtung 200 ist
mit Betätigungseinrichtungen 400,
die zur Verlagerung derselben in Form einer Horizontaltranslation
Th mit einem Verlauf Ch angeordnet sind, und mit Hubeinrichtungen 500 verbunden,
die zur Verlagerung derselben in Form einer Vertikaltranslation
Tv mit einem Verlauf Cv gleichzeitig zu ihrer Horizontalverlagerung Th
angeordnet sind, wobei der Verlauf Cv niedriger als der Verlauf
Ch liegt. Die Einzigartigkeit der Kugellagervorrichtungen 100 der
Erfindung besteht in der Tatsache, dass die Betätigungseinrichtungen 400 mechanisch
und automatisch sind, in die Kugellagervorrichtung 100 integriert
sind, nur einen verringerten Platzbedarf aufweisen und keine Energiezufuhr
benötigen.
Die weitere Einzigartigkeit besteht in den Hubeinrichtungen 500,
die nicht aus angebrachten, kostspieligen und komplexen Mechanismen
bestehen, sondern direkt in die Lastenträgerkonstruktion 300 und
Kugellagerträgervorrichtung 200 integriert sind.
Sie sind insbesondere das Ergebnis eines Rollkontaktes zwischen
den Teilen 330, 240, die jeweils auf der Lastenträgerkonstruktion 300 und
Kugellagerträgervorrichtung 200 vorgesehen
sind, wobei diese Teile 330, 240 Profile aufweisen,
die spezifisch zur Ausbildung einer Hubrampe ausgewählt werden, wie
später
erklärt
wird.
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Bei
dem dargestellten Beispiel besteht die Lastenträgerkonstruktion 300 aus
einer U-förmigen Hohlschiene 310,
die zur Verwendung in Horizontalposition bestimmt ist, die eine
Längsöffnung 320 in dem
oberen Teil und einen Innensitz zur Aufnahme der Kugellagerträgervorrichtung 200 festlegt.
Die Schiene 310 umfasst an ihrem äußersten hinteren Ende einen
Vertikalträger 340,
um eine Gabel 10 auszubilden, wobei dieser Träger mit
Spannbacken 341 versehen ist, die es ermöglichen,
die Gabel 10 in ihrer Position zu montieren, und die eine
der vorhandenen Gabeln eines Standard-Handhabungsgerätes positionieren.
An ihrem äußersten
Vorderende umfasst die Schiene 310 einen unteren Einschnitt 350, der
in der Lage ist, mit einer Einhängestange 450 zum
Beispiel einer Maschine 20 in Eingriff zu gehen. In der
Schiene 310 sind die mit geneigten Rampen 331 versehenen
Stufen 330 angebracht, wobei jede Stufe 330 zwei
parallele geneigte Rampen 331 aufweist. Diese geneigten
Rampen 331 legen mindestens die Spitze einer ersten Zone 331a fest,
die angeordnet ist, um mindestens die Spitze der Rollenelemente 230 vorbeigehen
zu lassen, eine zweite Zone 331b, die angeordnet ist, um
die Rollenelemente 230 zu verbergen, und eine Zwischenzone 331c,
die angeordnet ist, um in Kombination mit den Rollenelementen 230 die
Hubeinrichtungen 500 auszubilden.
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Die
Kugellagerträgervorrichtung 200 besteht aus
einer ganz und gar offenen Leitschiene 210, die Abmessungen
aufweist, die zu denjenigen der Innenaufnahme der Schiene 310 so
ergänzend
sind, dass sie im Inneren dieser Schiene 310 in Form einer
Horizontaltranslation Th und in Form einer Vertikaltranslation Tv
frei bewegbar ist. Diese Leitschiene 210 wird in der Schiene 310 durch
ihre jeweiligen Seitenflanken geführt. Sie weist eine Anzahl
von Zapfenrollen 230 auf, die auf ihrer Mittelachse auf
einer praktisch parallel zu der ebenen Auflagefläche S der Schiene 310 ausgerichtet
sind, wobei die Zapfenrollen 230 praktisch zylindrisch
sind und die Rollenelemente darstellen. Jede Zapfenrolle 230 ist
auf einer fest mit der Leitschiene 210 verbundenen Transversalachse 220 beweglich
angebracht. Jede Transversalachse 220 trägt außerdem zwei
Rollen 240, die beiderseits der Zapfenrolle 230 angebracht
sind und die einen Durchmesser aufweisen, der geringer als derjenige
der Zapfenrolle 230 ist, und sind gegenüber und in Kontakt mit den
Rampen 331 einer Stufe 330 positioniert.
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Die
Kugellagerträgervorrichtung 200 ist
mit Betätigungseinrichtungen 400 verbunden,
die bei dem dargestellten Beispiel mechanisch, automatisch sind
und einen Anschlag umfassen, der aus einer Einhängestange 450 besteht,
die auf der Maschine 20 angebracht ist, und ein Betätigungselement
in Form eines Schwinghebels 410, der in die Kugellagervorrichtung 100 integriert,
und zum Zusammenwirken mit dem besagten Anschlag bestimmt ist. Die Einhängestange
ist zum Beispiel auf der Maschine 20 mittels Zugstangen 451 oder
durch jede andere geeignete Einrichtung befestigt. Der Schwinghebel 410 ist
praktisch dreieckig mit drei Spitzen, und ist vor der Leitschiene 210 in
der äußersten
Vorderendzone der Schiene 310 angeordnet. Der Schwinghebel 410 ist
um eine fest mit der Schiene 310 verbundene Achse 420 angebracht,
die senkrecht zu der Richtung Th verläuft. Sie ist angeordnet, um
eine Vertikalkraft, die durch die Einhängestange 450 bei
dem Einhängen der
Gabeln 10 auf der Maschine 20 ausgeübt wird,
in eine Horizontalkraft umzuwandeln, die in der Lage ist, die Leitschiene 210 in
Form einer Horizontaltranslation zu verlagern. Auf diese Weise ist
die Kraft, die durch den Schwinghebel 410 auf die Leitschiene 210 übertragen
wird, praktisch proportional zu der Größe der Last 1. Der
Schwinghebel 410 weist drei unterschiedliche Auflagezonen
auf, welche die drei Spitzen des Dreieckes ausbilden und die aus
Rollenelementen bestehen: eine gegenüber dem unteren Einschnitt 350 der
Schiene 310 positionierte Rolle 430, die angeordnet
ist, um mit der Einhängestange 450 in Kontakt
zu kommen, eine Rolle 440, die sich in Rollauflage auf
dem äußersten
Vorderende der Leitschiene 210 befindet, und eine Zapfenrolle 230,
die angeordnet ist, um die Rollenelemente 230 der Kugellagerträgervorrichtung 200 zu
vervollständigen.
Selbstverständlich
können
diese Betätigungseinrichtungen 400 aus
jeder anderen gleichwertigen Einrichtung bestehen, wie zum Beispiel
aus einem Zylinder (siehe 10 und 11), einem Schrauben-Mutter-System, einem Kugelgelenk (siehe 8 und 9),
einem vereinfachten Hebel (siehe 5 und 6), einem mit einer geneigten Rampe verbundenen
Rollenelement (siehe 7) usw.
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4A und 4B veranschaulichen
die Funktion des Schwinghebels 410. In 4B befindet sich
der Schwinghebel 410 im Ruhezustand, was der unteren Position
der Leitschiene 210 entspricht, in der die Zapfenrollen 230 in
das Innere der Schiene 310 eingefahren sind. Diese untere
Position ist stabil. In 4A wird
der Schwinghebel 410 durch die auf der Maschine 20 angebrachte
Einhängestange 450 bei
der Abwärtsbewe gung
der Gabeln 10 betätigt, wenn
sich das Handhabungsgerät
in die Maschine 20 einhängt.
Die Einhängestange 450 übt auf den Schwinghebel 410 über die
Rolle 430 eine Vertikalkraft nach oben aus, wodurch ihre
Drehung gegen den Uhrzeigersinn in einem Winkel von ungefähr 45° erfolgt,
wodurch die Zapfenrolle 230 des Hebels 410 in
der Verlängerung
der anderen Zapfenrollen 230 gebracht und die Leitschiene 210 in
die Horizontaltranslation Th gestoßen wird, wobei die Leitschiene gleichzeitig
eine Vertikaltranslation Tv dank der Verlagerung der Rollen 240 auf
den geneigten Rampen 331 bewirkt. Die Leitschiene 210 wird
in die obere Position gebracht, in der die Zapfenrollen 230 über die
Oberfläche
S der Schiene 310 herausragen. Diese obere Position ist
nicht stabil, da sich dann, wenn die Gabeln von der Einhängestange 450 abgehängt werden,
die Leitschiene 210 durch Schwerkraft die geneigten Rampen 331 hinunterbewegt,
um in die untere Position zurückzukommen,
indem gleichzeitig der Schwinghebel 410 in seine Ruheposition
zurückgebracht
wird (siehe 4B).
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5 und 6 veranschaulichen eine der vorangegangenen ähnliche
Kugellagervorrichtung 110, wobei nur die Betätigungseinrichtungen 400' anders sind.
Diese Betätigungseinrichtungen 400' umfassen einen
geraden Schwinghebel 410' mit
zwei äußersten
Enden, die mit einem mechanischen Anschlag zusammenwirken, der aus
einem Tisch 20' der
Maschine 20 besteht. Der Schwinghebel 410' ist auf einem
seiner äußersten
Enden um eine fest mit der Leitschiene 210 verbundene Achse 420' herum angebracht,
und in einer praktisch senkrecht zu der Horizontalverlagerung Th
verlaufenden Richtung der Leitschiene 210 ausgerichtet.
Wie zuvor ist er angeordnet, um die Vertikalkraft, die beim Einhängen der Gabeln 10 direkt
durch den Tisch 20' der
Maschine 20 ausgeübt
wird, in eine Horizontalkraft umzuwandeln, die zur Verlagerung der
Leitschiene 210 in einer Horizontaltranslation Th in der
Lage ist. Dieser Schwinghebel 410' weist zwei Auflagezonen 430', 440' auf. Die Auflagezone 430' ist an dem
freien Ende des Schwinghebels 410 vorgesehen und dazu bestimmt,
mit dem Tisch 20' der
Maschine 20 in Kontakt zu treten, wenn sich die Gabeln 10 in
die Einhängestange 450' einhängen. Die
Auflagezone 440' besteht
aus einer Rollenrampe, die sich zwischen den zwei äußersten
Enden des Schwinghebels 410' gemäß einem
leicht gekrümmten
Profil erstreckt, und die zum Zusammenwirken mit einem fest mit
der Schiene 310 verbundenen drehbaren Element 441' ist, welches
am äußersten
Ende eines Trägerarmes 442' angebracht
ist.
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6A und 6B veranschaulichen
die Funktion des Schwinghebels 410'. In 6A befindet
sich der Schwinghebel 410' im
Ruhezustand, was der unteren Position der Leitschiene 210 entspricht, in
der die Zapfenrollen 230 in das Innere der Schiene 310 eingefahren
sind. Diese untere Position ist stabil. In 6B wird
der Schwinghebel 410' durch
den Tisch 20' der
Maschine 20 betätigt,
der eine Vertikalkraft nach oben überträgt, wodurch ihre Drehung im Uhrzeigersinn
in einem Winkel von ungefähr
30° erfolgt,
wodurch sich die Rollenrampe 440' im Verhältnis zu dem feststehenden
drehbaren Element 441' verlagert,
indem sie die Verlagerung der Leitschiene 210 in der Horizontaltranslation
Th erzeugt. Diese letztere bewirkt gleichzeitig eine Vertikaltranslation Tv
dank der Verlagerung der Rollen 240 auf den geneigten Rampen 331.
Die Leitschiene 210 wird in die obere Position gebracht,
in der die Zapfenrollen 230 über die Oberfläche S der
Schiene 310 herausragen. Diese obere Position ist nicht
stabil, da sich dann, wenn die Gabeln von der Maschine gelöst werden, die
Leitschiene 210 durch Schwerkraft die geneigten Rampen 331 hinunterbewegt,
um in die untere Position zurückzukommen,
indem gleichzeitig der Schwinghebel 410' in seine Ruheposition zurückgebracht
wird (siehe 6B).
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In 7A bis 7C ist
eine dritte Kugellagervorrichtung 120 veranschaulicht,
bei der die Betätigungseinrichtungen 600 ein
Stellglied in Form eines Rollenelementes 610 umfassen,
welches fest mit der Leitschiene 210 verbunden, und mit
einen Anschlag verbunden ist, der aus einer geneigten Rampe 620 ausgebildet
ist, die in der auf der Maschine 20 angebrachten Einhängestange 650 vorgesehen
ist. Das Rollenelement 610 ist zum Beispiel eine um eine Achse
an dem äußersten
Vorderende der Leitschiene 210 herum angebrachte Rolle,
und die geneigte Rampe 620 ist in die zwei Seitenflanken
der Einhängestange 650 eingearbeitet.
Diese Seitenflanken umfassen parallele und vertikale Laufschienen 640,
die zur Aufnahme der beiderseits des äußersten Vorderendes der Schiene 310 vorgesehenen
Zapfen 630 in der Lage sind, um das mechanische Einhängen der Gabeln 10 im
Verhältnis
zu der Maschine 20 sicherzustellen.
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7A und 7C veranschaulichen
die Funktion der Betätigungseinrichtungen 600.
In 7A befindet sich die Kugellagervorrichtung 120 im
Ruhezustand, was der unteren Position der Leitschiene 310 entspricht,
in der die Zapfenrollen 230 in das Innere der Schiene 310 eingefahren
sind. Diese untere Position ist stabil. In 7C rollt
die Rolle 610 auf der geneigten Rampe 620 bei
der Abwärtsbewegung
der Gabeln 10, um das Handhabungsgerät an der Maschine 20 einzuhängen. Die
durch die Einhängestange 650 auf
die Leitschiene 210 ausgeübte Vertikalkraft wird dank
der Kombination der geneigten Rampe 620 mit der Rolle 610 in
eine Horizontalkraft umgewandelt. Die Leitschiene 210 bewirkt
gleichzeitig zu ihrer Horizontaltranslation Th eine Vertikaltranslation
Tv dank der Verlagerung der Rollen 240 auf den geneigten
Rampen 331. Die Leitschiene 210 wird in die obere
Position gebracht, in der die Zapfenrollen 230 über die
Oberfläche
S der Schiene 310 herausragen. Diese obere Position ist
nicht stabil, da sich dann, wenn die Gabeln 10 von der
Maschine 20 nach oben abgehängt werden, das Rollenelement 610 die
geneigte Rampen 620 hinaufbewegt, um es der Leitschiene 210 zu
ermöglichen,
sich durch Schwerkraft die geneigten Rampen 331 hinunterzubewegen,
um in die untere Position zurückzukommen
(siehe 7A).
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8A und 8B stellen
schematisch eine vierte Kugellagervorrichtung 130 dar,
bei der die Betätigungseinrichtungen 700 ein
Stellglied in Form eines Kugelgelenkes 710 umfassen, welches
in die Kugellagervorrichtung 130 integriert, und mit einem aus
einer Einhängestange 750 ausgebildeten
Anschlag verbunden ist, der auf der Maschine 20 angebracht
ist. Das Kugelgelenk 710 umfasst ein Rollenelement 720,
welches an dem Schnittpunkt von zwei gelenkig gelagerten Hebelarmen 730 angebracht
ist. Die äußersten
Enden dieser Hebelarme 730 sind jeweils mit der Schiene 310 und
der Leitschiene 210 mittels eines Gelenkes 740 verbunden.
In 8A befindet sich das Kugelgelenk 710 im
Ruhezustand, was der unteren Position der Leitschiene 310 entspricht,
in der die Zapfenrollen 230 in das Innere der Schiene 310 eingefahren
sind. Diese untere Position ist stabil. In 8B wird
das Kugelgelenk 710 durch die Einhängestange 750 betätigt, die
bei der Abwärtsbewegung
der Gabeln 10 zwecks Einhängen des Handhabungsgerätes in die
Maschine 20 eine Vertikalkraft nach oben auf das Rollenelement 720 ausübt. Diese
Vertikalkraft nach oben wird auf der Leitschiene 210 dank
der Hebelarme 730 und der Gelenke 740 in eine
Horizontalkraft umgewandelt. Die Leitschiene 210 bewirkt
gleichzeitig zu ihrer Horizontaltranslation Th eine Vertikaltranslation
Tv dank der Verlagerung der Rollen 240 auf den geneigten Rampen 331.
Die Leitschiene 210 wird in die obere Position gebracht,
in der die Zapfenrollen 230 über die Oberfläche S der
Schiene 310 herausragen. Diese obere Position ist nicht
stabil, da sich dann, wenn die Gabeln 10 von der Maschine 20 abgehängt werden,
die Leitschiene 210 durch Schwerkraft die geneigten Rampen 331 hinunterbewegt,
um in die untere Position zurückzukommen,
indem gleichzeitig das Kugelgelenk 710 in seine Ruheposition
zurückgebracht
wird (siehe 8A).
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9A und 9B stellen
schematisch eine fünfte
Kugellagervorrichtung 140 dar, bei der man dieselben Betätigungseinrichtungen 700 wie
zuvor findet. Der Unterschied besteht in den Hubeinrichtungen 500', die gelenkig
gelagerte Schwingarme 510 umfassen, die zwischen der Schiene 310 und
der Leitschiene 210 angeordnet sind. Wenn die Leitschiene 210 in
Horizontaltranslation Th durch das Kugelgelenk 710 in den
Kontakt mit der Einhängestange 750 verlagert
wird, bewirkt sie dank der Drehung der Schwingarme 510 zwischen
ihrem festen Punkt, der fest mit der Schiene 310 verbunden
ist, und ihrem beweglichen Punkt, der fest mit der Leitschiene 210 verbunden
ist, gleichzeitig eine Vertikaltranslation Tv. In 9A und 9B ist
die Kugellagervorrichtung 140 jeweils in eingefahrener
und ausgefahrener Position veranschaulicht.
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10A und 10B stellen
schematisch eine sechste Kugellagervorrichtung 150 dar,
bei der die Betätigungseinrichtungen 800 ein
Stellglied in Form eines Zylinders 810 umfassen, der in
die Kugellagervorrichtung 150 integriert, und mit einem
aus einer Einhängestange 850 ausgebildeten
Anschlag verbunden ist, der auf der Maschine 20 angebracht ist.
Der Zylinder 810 ist ein Doppel-, Hydraulik- oder Pneumatikzylinder,
der aus einer Kammer und zwei senkrecht angeordneten Kolben 820, 840 besteht. Einer
der Kolben 820 ist praktisch vertikal angeordnet und angeordnet,
um mit der Einhängestange 850 in Kontakt
zu treten. Er ist mit einer Rückholfeder 830 verbunden.
Der andere Kolben 840 ist praktisch horizontal angeordnet
und ist mit dem äußersten
Vorderende der Leitschiene 210 verbunden. In 10A befindet sich der Zylinder 810 im
Ruhezustand, was der unteren Position der Leitschiene 210 entspricht, in
der die Zapfenrollen 230 in das Innere der Schiene 310 eingefahren
sind. Diese untere Position ist stabil. In 10B wird
der Zylinder 810 durch die Einhängestange 850 betätigt, die
eine Vertikalkraft nach oben auf den Kolben 820 ausübt, ihn
wieder aufsteigen lässt,
indem sie seine Rückholfeder 830 zusammendrückt und
indem der Austritt aus dem Kolben 840 durch die in der
Kammer enthaltene Flüssigkeit bewirkt
wird, wobei der Kolben 840 dann eine Horizontalkraft auf
die Leitschiene 210 ausübt.
Die Leitschiene 210 bewirkt gleichzeitig zu ihrer Horizontaltranslation
Th eine Vertikaltranslation Tv dank der Verlagerung der Rollen 240 auf
den geneigten Rampen 331. Die Leitschiene 210 wird
in die obere Position gebracht, in der die Zapfenrollen 230 über die Oberfläche S der
Schiene 310 herausragen. Diese obere Position ist nicht
stabil, da sich dann, wenn die Gabeln 10 von der Maschine 20 gelöst werden,
der Kolben unter der Einwirkung seiner Rückholfeder 230 wieder
abwärtsbewegt,
wodurch es der Leitschiene 210 ermöglicht wird, sich durch Schwerkraft
die geneigten Rampen 331 hinunterzubewegen, um in die untere
Position zurückzukommen,
wobei der Zylinder 810 in seine Ruheposition zurückgebracht
wird (siehe 10A).
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11A und 11B stellen
schematisch eine der vorangegangenen ähnliche Kugellagervorrichtung 160 dar,
bei der die Betätigungseinrichtungen 900 ebenfalls
ein Stellglied in Form eines Zylinders 910 umfassen, der
in die Kugellagervorrichtung 150 integriert, und mit einem
aus einer Einhängestange 950 ausgebildeten
Anschlag verbunden ist, der auf der Maschine 20 angebracht
ist. Bei dieser Variante ist der Zylinder 910 ein Doppel-,
Hydraulik- oder Pneumatikzylinder, der aus zwei Kolben 920, 940 besteht,
wovon jeder mit einer getrennten Kammer 911, 913 verbunden
ist, wobei die zwei Kammern mittels einer Leitung 912 untereinander
verbunden sind. Einer der Kolben 920 ist praktisch vertikal
angeordnet und angeordnet, um mit der Einhängestange 950 in Kontakt
zu treten. Er ist mit einer Rückholfeder 930 verbunden.
Der andere Kolben 940 ist praktisch horizontal angeordnet,
und ist mit dem äußersten Vorderende
der Leitschiene 210 verbunden. Bei dieser Variante sind
die geneigten Rampen 331 im Verhältnis zu denjenigen von 10A und 10B umgekehrt.
Die Funktion dieser Kugellagervorrichtung 160 ist dieselbe
wie bei der Vorangegangenen, und wird nicht wieder beschrieben.
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12A und 12B stellen
schematisch eine achte Kugellagervorrichtung 170 dar, bei
der die Betätigungsein richtungen 1000 ein
Stellglied in Form eines drehbaren Elementes 1010 umfassen,
welches mit einer geneigten Rampe 1020 zusammenwirkt, die in
die Kugellagervorrichtung 170 integriert ist, und mit einem
Anschlag verbunden ist, der aus einer auf der Maschine 20 angebrachten
Einhängestange 1050 ausgebildet
ist. Die geneigte Rampe 1020 ist in der äußersten
Vorderendzone der Schiene 310 vorgesehen und in der Richtung
der geneigten Rampen 331 der Schiene 310 ausgerichtet.
Das drehbare Element 1010 ist in Form einer Drehung und
einer Translation beweglich in der Schiene 310 angeordnet
und durch seine Achse 1011 in Nuten 1021 geführt, die
in den Seitenwänden
der Schiene 310 vorgesehen sind, und die sich praktisch
parallel zu der geneigten Rampe 1020 erstrecken. Es ist
aus drei koaxialen Zapfenrollen 1012, 1013, 1014 mit
unterschiedlichen Durchmessern ausgebildet, die zueinander drehbeweglich sind:
ein zum Rollen auf der geneigten Rampe 1020 bestimmtes
erstes Rollenelement 1012, ein zum Rollen auf einer Vertikalrampe 211 bestimmtes
zweites Rollenelement 1013, die im Vorderteil der Leitschiene 210 vorgesehen
ist, und ein zum Rollen auf der Horizontalebene der Einhängestange 1050 vorgesehenes
drittes Rollenelement 1014. In 12A befindet
sich die Kugellagervorrichtung 170 im Ruhezustand, was
der unteren Position der Leitschiene 210 entspricht, in
der die Zapfenrollen 230 in das Innere der Schiene 310 eingefahren
sind. Diese untere Position ist stabil. In 12B wird
das Rollenelement 1010 durch die Einhängestange 1050 betätigt, die
auf dasselbe durch ihre dritte Zapfenrolle 1014 eine nach oben
gerichtete Ver tikalkraft ausübt,
wodurch es durch das Rollen auf der geneigten Rampe 1020 mittels
seiner ersten Zapfenrolle 1012 zum erneuten Aufsteigen veranlasst
wird, und gleichzeitig auf der Vertikalrampe 211 der Leitschiene 210 durch
seine zweite Zapfenrolle 1013, die dann eine Horizontalkraft
auf die Leitschiene 210 ausübt. Die Leitschiene 210 bewirkt
gleichzeitig zu ihrer Horizontaltranslation Th eine Vertikaltranslation
Tv dank der Verlagerung der Rollen 240 auf den geneigten
Rampen 331. Die Leitschiene 210 wird in die obere
Position gebracht, in der die Zapfenrollen 230 über die
Oberfläche
S der Schiene 310 herausragen. Diese obere Position ist nicht
stabil, da sich dann, wenn die Gabeln 10 von der Maschine 20 abgehängt werden,
das drehbare Element 1010 durch Schwerkraft hinunterbewegt,
indem es der geneigten Rampe 1020 folgt, während sich
die Leitschiene 210 gleichzeitig durch Schwerkraft die
geneigten Rampen 331 hinunterbewegt, um in die untere Position
zurückzukommen,
wobei die Kugellagervorrichtung 170 in die Ruheposition
zurückgebracht
wird (siehe 12A).
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13A und 13B stellen
schematisch eine neunte Kugellagervorrichtung 180 dar,
die der Vorangegangenen ähnlich
ist, bei der die Betätigungseinrichtungen 1100 ebenfalls
ein Stellglied in Form eines drehbaren Elementes 1110 umfassen, welches
mit einer geneigten Rampe 1120 zusammenwirkt, die in die
Kugellagervorrichtung 180 integriert ist, und mit einem
Anschlag verbunden ist, der aus einer auf der Maschine 20 angebrachten
Einhängestange 1150 ausgebildet
ist. Bei die ser Variante ist die geneigte Rampe 1120 in
dem äußersten
Vorderende der Leitschiene 210 vorgesehen und in der entgegengesetzten
Richtung der geneigten Rampen 331 der Schiene 310 ausgerichtet.
Das drehbare Element 1110 ist in Form einer Drehung und
einer Translation beweglich in der Schiene 310 angeordnet
und durch seine Achse 1111 in Nuten 1121 geführt, die
in den Seitenwänden
der Schiene 310 vorgesehen sind und sich praktisch vertikal
erstrecken. Es ist aus drei koaxialen Zapfenrollen 1112, 1113, 1114 mit
unterschiedlichen Durchmessern ausgebildet, die zueinander drehbeweglich
sind: eine zum Rollen auf einer Vertikalrampe 311, die
in der äußersten
Vorderendzone der Schiene 310 vorgesehen ist, bestimmte
erste Zapfenrolle 1112, eine zum Rollen auf der geneigten
Rampe 1120 der Leitschiene 210 bestimmte zweite
Zapfenrolle 1113, und eine zur Auflage auf der Horizontalebene
der Einhängestange 1150 vorgesehene
dritte Zapfenrolle 1114. Die dritte Zapfenrolle 1114 kann
nicht drehbar sein, wobei ihre Verlagerung auf eine Vertikaltranslation
begrenzt ist. Die Funktion dieser Kugellagervorrichtung 180 ist
der Vorangegangenen 170 ähnlich.
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Es
ist klar ersichtlich, dass die Kugellagervorrichtung gemäß der Erfindung
aus einer einfachen Konzeption und Kinematik hervorgegangen ist.
Aus diesem Grund ist sie wirtschaftlicher beim Kauf sowie bei der
Wartung, benötigt
weniger Raum, und ist widerstandsfähiger. Die Leitschiene 210 kann
insbesondere leicht von der Schiene 310 zurückgezogen werden,
um die Reinigungs- und Wartungsarbeiten zu erleichtern. Das Stell glied
ist in die Schiene 310 integriert, und sein Platzbedarf
beeinträchtigt
nicht die Leistungen des Handhabungsgerätes. Das Stellglied weist den
Vorteil auf, dass es beim Einhängen
der Gabeln auf der Maschine mechanisch und automatisch durch einen
Anschlag ohne Energiezufuhr aktiviert wird.
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Die
Kugellagervorrichtung, wie sie beschrieben wurde, kann zum Verkauf
als Gabel vorgeschlagen werden, so dass bereits in Betrieb befindliche Handhabungsgeräte damit
ausgerüstet
werden können,
oder kann dann in neue Handhabungsgeräte integriert werden. Aus diesem
Grund betrifft die Erfindung auch Handhabungsgeräte (nicht dargestellt), die
mit einer solchen Kugellager-vorrichtung
ausgerüstet
sind.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
begrenzt, sondern erstreckt sich auf jede Abänderung und Variante, die für Fachleute
in diesem Bereich offensichtlich ist, wobei sie immer noch in dem
Umfang des durch die beigefügten
sprüche
festgelegten Schutzes verbleibt.