DE19703843A1 - Transportmodul zum Bewegen schwerer Lasten - Google Patents
Transportmodul zum Bewegen schwerer LastenInfo
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- B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
- B65G7/00—Devices for assisting manual moving or tilting heavy loads
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Description
Die Erfindung betrifft ein Transportmodul, mit dem schwere La
sten über einen Boden bewegt werden können.
Für den horizontalen Transport von großen, schweren Lasten sind
verschiedene Systeme bekannt und in Gebrauch. Verwendete Prinzi
pien sind zum Beispiel:
- a) Verschieben der schweren Last auf Gleitflächen, mit denen die Abstützungen der schweren Last versehen sind;
- b) Fahren auf Rädern mit Hilfe von Transportwagen, die Reifen oder auf Gleisen rollende Stahlräder aufweisen;
- c) Verschieben einer Last, die unter Benutzung von pneumo statischen oder hydrostatischen Lagern schwebt;
- d) Laufen, bei dem die Last sowohl angehoben als auch horizontal transportiert wird.
Die horizontale Lastbewegung kann in den Fällen b) und c) konti
nuierlich stattfinden. Im Fall a) ist sie meistens diskontinu
ierlich. Im Fall d) ist die Bewegung prinzipiell diskontinuier
lich. Die bekannten Lösungen für den horizontalen Transport von
großen, schweren Lasten haben jeweils bestimmte Nachteile. Zum
Beispiel sind beim Verschieben auf Gleitflächen große Antriebs
kräfte notwendig. Der Energieverbrauch ist insbesondere beim
Verschieben auf Gleitflächen oder einem Kissen und beim Laufen
relativ groß. Die Vorrichtungen sind aufwendig und teuer und
stellen hohe Anforderungen an die Bodenbeschaffenheit.
Es ist also das der Erfindung zugrundeliegende Ziel, ein Trans
portmodul zu schaffen, das als selbständige Einheit einzeln oder
zusammen mit anderen gleichartigen Modulen zum Bewegen einer
schweren Last verwendbar ist, das ein Bewegen der Last mit einem
relativ kleinen Energieverbrauch ermöglicht und das keine beson
deren Anforderungen an den Boden stellt.
Dieses Ziel wird mit einem Transportmodul erreicht, das die
Merkmale a) bis e) des Anspruchs 1 aufweist. Ein solches Trans
portmodul besitzt als ein Hauptteil ein Gestell, auf das die
Last auflegbar ist und das auf den Boden aufsetzbar ist. Als
zweites Hauptteil besitzt das Transportmodul eine Stütze, die
ebenfalls auf dem Boden aufsetzbar ist. Durch einen Aktuator,
der Teil des Gestells oder der Stütze ist, kann die Bodenaufla
gekraft des Gestells unter Erhöhung der Bodenauflagekraft der
Stütze und die Bodenauflagekraft der Stütze unter Erhöhung der
Bodenauflagekraft des Gestells bis unter das Eigengewicht ver
ringert werden. Das Gestell und die Stütze weisen ein erstes
Paar schiefer Bahnen auf, über die das Gestell an der Stütze ab
stützbar ist. Durch den Aktuator kann nun die Normalkraft zwi
schen dem Gestell und dem Boden, also die Bodenauflagekraft des
Gestells und damit die Reibungskraft zwischen Boden und Gestell
soweit verringert werden, daß das Gestell und mit ihm die Last
die schiefe Bahn der Stütze entlangfährt und dabei horizontal
bewegt wird. Dabei wird das Gestell vom Aktuator relativ zur
Stütze immer weiter angehoben. Durch die Geschwindigkeit, mit
der das Gestell angehoben wird, kann man die Geschwindigkeit der
Lastbewegung steuern. Das Gestell hebt dabei normalerweise nicht
vom Boden ab, da die durch die schiefen Bahnen und das Gewicht
des Gestells und der Last erzeugte horizontale Kraft schon vor
dem Abheben des Gestells vom Boden die Reibungskraft zwischen
Gestell und Boden überwindet. Der Energieverbrauch ist deshalb
niedriger als bei einer Bewegungsart, bei der die Last vollstän
dig vom Boden abgehoben wird. Er ist auch geringer als bei einer
Bewegungsart, bei der die Normalkraft und demzufolge die Rei
bungskraft nicht verringert ist.
Das Gestell und die Stütze weisen ein zweites Paar schiefer Bah
nen auf, über die die Stütze am Gestell abstützbar ist. Mit dem
Aktuator kann auch die Bodenauflagekraft der Stütze verringert
werden, so daß die Stütze jeweils dem Gestell nachfährt. Mit ei
nem erfindungsgemäßen Transportmodul ist also eine schwere Last
diskontinuierlich bewegbar.
Ein erfindungsgemäßer Transportmodul kann einzeln, vorzugsweise
jedoch zusammen mit einem oder mehreren weiteren Transportmodu
len zum Bewegen einer Last verwendet werden. Dabei werden die
Aktuatoren der verschiedenen Transportmodule aufeinander abge
stimmt angesteuert.
Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Transport
moduls kann man den Unteransprüchen entnehmen.
Die Stütze kann das über ihr befindliche Gestell auf einfache
Weise abstützen. Die Stütze dagegen hängt, wenn sie verfahren
wird, am Gestell. Dazu ist gemäß Anspruch 2 vorgesehen, daß das
Gestell sich an gegenüberliegenden Seiten der Stütze befindliche
erste Führungselemente mit zweiten Führungselementen unter
greift. An den ersten und zweiten Führungselementen befindet
sich das zweite Paar schiefer Bahnen.
In dem Teilschritt der Bewegung, in dem die Last verfahren wird,
muß das Gewicht der Last sowie zumindest ein Teil des Gewichts
des Gestells von der Stütze abgestützt werden. Dies geschieht
über das erste Paar schiefer Bahnen. Um die Belastung der Bau
teile insbesondere im Hinblick auf die Flächenpressung nicht zu
groß werden zu lassen, wird deshalb das erste Paar schiefer Bah
nen vorteilhafterweise durch ein Paar von aufeinander gleitenden
schiefen Flächen gebildet. In dem Teilschritt, in dem die Stütze
dem Gestell nachgefahren wird, wird zumindest ein Teil des Ge
wichts der Stütze über das zweite Paar schiefer Bahnen in das
Gestell und über dieses in den Boden eingeleitet. Die über das
zweite Paar schiefer Bahnen übertragenen Kräfte sind also we
sentlich geringer als die Kräfte, die über das erste Paar schie
fer Bahnen übertragen werden. Vorteilhafterweise wird deshalb
das zweite Paar schiefer Bahnen durch eine schiefe Fläche und
durch darauf abrollende Wälzkörper gebildet. Die Stütze bewegt
sich deshalb schon bei einer relativ geringen Entlastung des Bo
dens von der Stütze und der damit verbundenen Verringerung der
Reibkraft zwischen ihr und dem Boden. Dabei genügen drei Rollen
zur Aufhängung der Stütze am Gestell, wenn die Rollen gemäß An
spruch 6 oder gemäß Anspruch 7 angeordnet sind.
Weil der Boden unterhalb eines Transportmoduls uneben sein kann,
ist gemäß Anspruch 9 in der Stütze oder im Gestell ein Univer
salgelenk vorhanden, das ein Verkippen des zugehörigen Führungs
blocks mit den schiefen Bahnen gegenüber den übrigen Teilen des
Gestells oder der Stütze und damit ein Ausgleich der
Bodenunebenheiten ermöglicht.
Gemäß Anspruch 10 gehört der Aktuator zur Stütze, wobei mit ihm
die relative vertikale Position eines die schiefen Bahnen der
Stütze aufweisenden Führungsblocks zu einem Bodenabstützkörper
der Stütze veränderbar ist. Die Zuordnung des Aktuators zur
Stütze hat den Vorteil, daß die Führungsblöcke und die schiefen
Bahnen von Stütze und Gestell relativ weit vom Boden entfernt
sein können. Je größer der Abstand zwischen den Führungsblöcken
mit den schiefen Bahnen vom Boden ist, desto besser sind sie vor
Verschmutzung geschützt.
Der Aktuator ist vorteilhafterweise gemäß Anspruch 11 derart an
geordnet, daß seine Verstellbewegung wenigstens annähernd rein
vertikal zum Boden erfolgt. Somit wird durch eine Verstellung
des Aktuators allein keine horizontale Bewegung des Gestells
oder der Stütze erzeugt, die sich der Bewegung über die schiefen
Bahnen überlagern würde. Der Aktuator wird bevorzugt durch eine
doppeltwirkende hydraulische Kolben-Zylindereinheit gebildet, da
schon mit verhältnismäßig kleinen hydraulischen Antriebskompo
nenten große Kräfte erzeugt werden können. Der Einsatz einer hy
draulischen Kolben-Zylindereinheit als Aktuator ermöglicht also
eine kompakte Bauweise des Transportmoduls.
Durch eine Ausbildung des Transportmoduls gemäß Anspruch 14 wird
es über das geradlinige Verfahren einer schweren Last hinaus
auch ermöglicht, die schwere Last parallel zu verschieben. Die
Last kann also unter Beibehaltung ihrer Ausrichtung in einer
Ebene bewegt werden. Dies wird dadurch erreicht, daß ein erster
Führungsblock des Gestells mit dessen schiefen Bahnen und ein
zweiter Führungsblock der Stütze mit deren schiefen Bahnen rela
tiv zu einem Bodenabstützkörper gemeinsam um eine vertikale Ach
se verdrehbar sind. Vorzugsweise sind die beiden Führungsblöcke
in einem Winkelbereich von mindestens 270 Grad gegenüber dem Bo
denabstützkörper des Gestells verdrehbar, so daß eine Last an
jeden Punkt einer Ebene parallel verfahren kann.
Die Bewegungsmöglichkeiten für eine Last, die auf mehreren er
findungsgemäßen Transportmodulen aufliegt, werden dadurch noch
erweitert, daß die Transportmodule gemäß Anspruch 17 ausgestal
tet sind. Dann kann eine Last gedreht oder um eine Kurve verfah
ren, also die Ausrichtung einer Last verändert werden. Wesent
lich für die Art der Bewegung ist es, daß zwischen den beiden
Führungsblöcken des Gestells und der Stütze ein seitliches Spiel
besteht und daß Zentriermittel zur Zentrierung der Führungsblöc
ke zueinander in einer neutralen Mittelstellung vorhanden sind.
Das seitliche Spiel zwischen den beiden Führungsblöcken ermög
licht eine geringe Querverschiebung zwischen den beiden Füh
rungsblöcken, die Zentriermittel sorgen dafür, daß bei Beginn
eines Bewegungsschrittes beidseits gleicher Abstand zwischen den
beiden Führungsblöcken vorhanden ist. Die Ausrichtung einer Last
kann mit Transportmodulen gemaß Anspruch 17 auch dann geändert
werden, wenn die beiden Führungsblöcke nicht gegen den Bodenab
stützkörper des Gestells verdrehbar sind. Allerdings müssen dann
die Transportmodule entsprechend ausgerichtet unter die Last ge
bracht werden. Auch kann die Mittelachse der Bewegung nicht ohne
weiteres geändert werden. Bei einer Kurvenfahrt mit Änderung der
Lastorientierung wird der Führungsblock des Gestells gegenüber
der Stütze nicht nur in Querrichtung verschoben, sondern auch
etwas verdreht. Es kann nun in der Stütze ein Drehgelenk vorhan
den sein, damit der Führungsblock der Stütze die Verdrehung des
Führungsblocks des Gestells mitmachen kann.
Es ist günstig, wenn gemäß Anspruch 22 die relative Bewegung
zwischen Gestell und Stütze in Verfahrrichtung durch ein Wegge
ber erfaßbar ist. Dann können mehrere eine Last tragende Trans
portmodule bei einer Kurvenfahrt der Last genau gesteuert wer
den.
Gemäß Anspruch 24 ist ein die Auflagefläche für die Last aufwei
sendes Tragteil des Gestells höhenverstellbar. Dann kann ein
Transportmodul bei abgesenktem Tragteil leicht unter eine durch
sonstige Stützen getragene Last gebracht werden. Das Tragteil
wird danach nach oben bewegt und die Last von den sonstigen
Stützen freigehoben. Diese können dann entfernt werden. Umge
kehrt läuft der Vorgang beim Absetzen der Last auf sonstige
Stützen ab. Durch eine Ausbildung gemäß Anspruch 24 kann auch
eine Senke oder eine Erhebung am Boden, über die ein von mehre
ren dieselbe Last tragenden Transportmodulen fährt, ausgeglichen
werden. Auch in der Wahl der Abstützstellen an der Last, die nun
unterschiedliche Höhenlagen haben können, ist man freier.
Gemäß Anspruch 25 ist das Tragteil vorzugsweise durch einen Hy
draulikzylinder höhenverstellbar. Dabei kann durch Druckmessung
leicht das Gewicht der Last bestimmt werden, wobei natürlich da
für gesorgt ist, daß die Last an jedem sie tragenden Transport
modul hydraulisch abgestützt ist, also in jedem Hydraulikzylin
der zwischen Kolben und Zylindergehäuse ein Flüssigkeitspolster
vorhanden ist. Auch eine Schwerpunktbestimmung ist möglich.
Aufgrund einer Ausbildung gemaß Anspruch 26 ist der Verlauf der
Auflagefläche für die Last am Gestell bezüglich des Bodens, auf
dem das Gestell steht, nicht festgelegt, insbesondere muß der
Verlauf der Auflagefläche nicht parallel zum Boden sein. Viel
mehr kann sich die Auflagefläche jeweils gemäß den Gegebenheiten
zwischen Last und Boden anpassen.
Die Zeichnungen enthalten ein Ausführungsbeispiel eines erfin
dungsgemäßen Transportmoduls sowie mehrere schematische Darstel
lungen zur Verdeutlichung des Bewegungsablaufs bei einer
Lastverschiebung und zur Verdeutlichung der Bewegungsmöglichkei
ten für eine Last. Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nun
näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 das Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht, wobei
das Gestell zur besseren Sicht auf die Stütze teilweise
weggeschnitten ist,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1, wobei
die Stütze teilweise nur in Ansicht dargestellt ist,
Fig. 3 in etwas vergrößertem Maßstab einen Schnitt entlang der
Linie III-III aus Fig. 1,
Fig. 4 in einem vergrößerten Maßstab einen Teilschnitt entlang
der Linie IV-IV aus Fig. 3,
Fig. 5 schematisch Gestell und Stütze eines Transportmoduls
zu Beginn eines Bewegungstaktes,
Fig. 6 den Transportmodul nach Fig. 5 nach einem Schritt des
Gestells gegenüber der Stütze,
Fig. 7 den Transportmodul nach den Fig. 5 und 6 nach dem
Nachfahren der Stütze,
Fig. 8 eine mit vier Transportmodulen unterstützte Last, die
unter Beibehaltung ihrer Orientierung verschoben wird,
Fig. 9 eine mit vier Transportmodulen unterstützte Last, die
um eine außerhalb von ihr befindliche Achse gedreht wird
und
Fig. 10 eine von vier Transportmodulen unterstützte Last, die
um ihre eigene Achse gedreht wird, wobei die vier
Transportmodule jeweils gleichweit von der Achse
entfernt und in den Ecken eines Quadrates angeordnet
sind.
Das in den Fig. 1 bis 4 gezeigte Transportmodul 80 kann man
sich aus zwei Hauptteilen, nämlich einem Gestell 10 und einer
Stütze 11 zusammengesetzt vorstellen, von denen für das Bewegen
einer Last jeweils das eine Hauptteil gegenüber dem anderen,
fest auf dem Boden aufstehenden Hauptteil bewegt wird. Beim Be
wegen der Stütze 11 findet dabei keine Bewegung der Last statt.
Das Gestell 10 weist einen topfartigen Bodenabstützkörper auf,
der aus einem kreiszylindrischen Mantel 12 und einer Platte 13
besteht, die mit Schrauben 14 an einer Stirnseite des Mantels 12
befestigt ist. Mit der freien Stirnseite kann der Mantel 12 auf
dem Boden aufsitzen. Im Mantel 12 sind im Sinne einer Gewichts
reduzierung Öffnungen 15 vorgesehen, die außerdem einen Blick
auf die sich innerhalb des Gestells befindliche Stütze 11 zulas
sen.
Zentral befindet sich in der Platte 13 eine gestufte Bohrung 16.
Im Bereich dieser Bohrung 16 ist auf die Platte 13 ein einfach
wirkender Hubzylinder 82 aufgebaut. Dabei ist die Bohrung 16
nach oben hin zunächst durch eine aufgeschraubte Zwischenplatte
83 abgedeckt, die mit einer Ausdrehung zur Zentrierung des Hub
zylinders 82 versehen ist. Durch die Zwischenplatte 83 kann eine
Anpassung zwischen der Größe der Bohrung 16 und dem Hubzylinder
82 erfolgen, der vorzugsweise aus marktgängigen Größen ausge
wählt wird.
Ist kein Hubzylinder 82 aufgebaut, so kann die Bohrung 16 auch
durch eine Abdeckung, die nicht über die Platte 13 vorsteht, vor
dem Eindringen von Schmutz geschützt werden.
Der Hubzylinder 82 weist ein im wesentlichen zweiteiliges Zylin
dergehäuse 84 bestehend aus einem Gehäusetopf 85 und einem Zy
linderkopf 86 auf. Im Inneren des Zylindergehäuses 83 ist ein
Kolben 87 verschiebbar, an dem eine gegenüber dem Kolben 87 im
Durchmesser kleinere Kolbenstange 88 befestigt ist, die durch
den Zylinderkopf 86 nach außen tritt. An ihrem äußeren Ende ist
die Kolbenstange 88 mit einer Kugelkalotte 89 versehen, in die
ein Tragteil 90 mit einem Kugelsegment 91, dessen Radius dem Ra
dius der Kugelkalotte 89 entspricht, eingelegt ist. Eine Aufla
gefläche 92 für eine Last befindet sich an einem das Kugelseg
ment 91 überragenden Flansch 93 des Tragteils 90. Dieses und mit
ihm die Auflagefläche sind also allseitig begrenzt verkippbar.
Beim Einziehen der Kolbenstange 88 wirken die Gravitationskraft
und eine Schraubendruckfeder 94 zusammen, die in dem durch das
Zylindergehäuse 84, den Kolben 87 und die Kolbenstange 88 gebil
deten Ringraum untergebracht ist. Eine allseitige Verkippbarkeit
des die Auflagefläche aufweisenden Tragteils gegenüber den ande
ren Teilen des Gestells wird vorteilhafterweise auch dann vorge
sehen, wenn das Tragteil nicht höhenverstellbar ist.
Zum Transport einer Last werden normalerweise mehrere Transport
module 80 verwendet. Zunächst werden die sich zwischen dem Kol
ben 87 und dem Boden des Gehäusetopfes 85 befindlichen Druckräu
me mit einem Druckmittel beaufschlagt bis die Kolben 87 etwa auf
halber Hubhöhe steht. Dann werden die Druckräume von der Druck
mittelquelle getrennt. Die verwendeten Transportmodule 80 werden
in Hebegruppen so unterteilt, daß eine statisch bestimmte Unter
stützung der Last gegeben ist, und die Druckräume einer Hebe
gruppe hydraulisch miteinander verbunden sind. Zwischen den
Druckräumen der Transportmodule 80 einer Hebegruppe kann nun,
weil sich die Kolben ursprünglich nicht in einer Endposition be
finden, Druckmittel hin- und herfließen.
In der Bohrung 16 ist ein keilförmiger Führungsblock 20 des Ge
stells 10 mit einem Zapfen 21, der mit einem Kragen 22 auf der
Stufe 23 der Bohrung 16 aufliegen kann, um die bei Benutzung des
Transportmoduls normalerweise im wesentlichen vertikal verlau
fende Mittelachse 24 des Gestells 10 drehbar gegenüber dessen
aus Mantel 12 und Platte 13 bestehenden Bodenabstützkörper gela
gert. Durch den Kragen 22 des Zapfens 21 und die Stufe 23 der
Bohrung 16 ist ein Axiallager für den Führungsblock 20 reali
siert.
Der Führungsblock 20 kann innen großflächig an der Platte 13 an
liegen, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Dabei besteht ein ge
ringer Abstand zwischen dem Kragen 22 des Zapfens 21 und der
Stufe 23 der Bohrung 16.
Der Platte 13 abgekehrt weist der Führungsblock 20 eine Keilflä
che 25 auf, die zur Ebene der Platte 13 etwa 10° geneigt ist. An
die Keilfläche sind im Abstand und parallel zueinander zwei
L-förmige Führungsleisten 26 so angeschraubt, daß zwischen jeder
Führungsleiste und der Keilfläche 25 eine jeweils zur anderen
Führungsleiste hin offene Führungsnut 27 vorhanden ist. Die bei
den Führungsleisten 26 verlaufen in Richtung des größten Gefäl
les auf der Keilfläche 25.
Die Stütze 11 wird im wesentlichen durch eine hydraulische
Kolben-Zylindereinheit 30, die mit einer mit dem Zylinder 31
verschraubten Bodenplatte 32 auf dem Boden stehen kann, und
durch einen zweiten keilförmigen Führungsblock 35 gebildet, der
dem ersten Führungsblock 20 zugewandt eine Keilfläche 36 auf
weist, in der er mit einer die Reibung vermindernden Gleitaufla
ge 37 versehen ist. Die Neigung der Keilfläche 36 ist dieselbe
wie die Neigung der Keilfläche 25. Mit den beiden Keilflächen 25
und 36 können die beiden Führungsblöcke 20 und 35 großflächig
aufeinander aufliegen.
Wie besonders deutlich aus Fig. 4 hervorgeht, besitzt der Füh
rungsblock 35 seitliche Führungsleisten 38, mit denen er in die
Führungsnuten 27 des Führungsblocks 20 hineingreift. An der ei
nen Leiste 38 sind im Abstand voneinander mit Hilfe jeweils ei
nes Schraubenbolzens 39 zwei Kugellager 40 befestigt. An der an
deren Führungsleiste 38 ist mittig zwischen den beiden Kugella
gern 40 an der einen Führungsleiste 38 mit einem Schraubenbolzen
39 ein weiteres Kugellager 40 befestigt. Die drei Kugellager 40
sind also in den Ecken eines Dreiecks angeordnet. Sie befinden
sich jeweils in Aussparungen 41 der jeweiligen Führungsleiste
38. Ihre Außenringe bilden Rollen, die auf der unteren Seiten
wand einer Führungsnut 27 entlangrollen können. Sofern die
Keilflächen 25 und 36 der beiden Führungsblöcke 20 und 35 anein
ander anliegen, besteht ein Abstand zwischen den Kugellagern 40
und der angesprochenen Seitenwand der Führungsnuten 27. Umge
kehrt besteht ein Abstand zwischen den Keilflächen 25 und 36,
wenn die Kugellager 40 auf den Führungsleisten 26 aufliegen, wie
dies in Fig. 4 der Fall ist.
Aus den Figuren ist ersichtlich, daß der lichte Abstand zwischen
den beiden Führungsleisten 26 des Führungsblockes 20 um ein be
stimmtes Maß größer ist als die Breite des Führungsblockes 35
sowohl im Bereich der Führungsleisten 38 als auch in einem Be
reich unterhalb von diesen. Dies bedeutet, daß zwischen den bei
den Führungsblöcken aufgrund des durch die unterschiedlichen Ab
messungen vorhandenen Spiels eine Querverschiebung senkrecht zur
Längsrichtung der Führungsleisten und auch eine Verschwenkung
möglich ist. Wenn keine äußeren Kräfte angreifen, sollen die
beiden Führungsblöcke 20 und 35 jedoch eine Mittellage einneh
men, in der die Abstände zwischen dem zweiten Führungsblock 35
und beiden Führungsleisten 26 des Führungsblocks 20 gleich groß
sind. Die Mittellage wird durch zwei Zentriervorrichtungen 45
herbeigeführt, von denen jede zwei Federstützen 46 und eine zwi
schen den beiden Federstützen eingespannte Druckfeder 47 auf
weist. Die beiden Federstützen 46 und die Druckfeder 47 befinden
sich in einer Quernut 48 des zweiten Führungsblocks 35, die
durch die Gleitschicht 37 abgedeckt ist. Jede Federstütze be
steht aus einem in der Quernut 48 geführten Bolzen 49 und einem
an dem Bolzen gelagerten Kugellager 50, dessen Außenring am Bo
den einer Führungsnut 27 entlangrollen kann. Jeder Bolzen 49 ist
mit einer in Längsrichtung der Quernut 48 länglichen Aussparung
51 versehen, in die ein im Führungsblock 35 befestigter Stift 52
hineinragt. Dadurch ist der Weg eines Bolzens 49 nach außen be
grenzt. Wenn die beiden Führungsblöcke 20 und 35 zueinander die
zentrierte Mittellage einnehmen, werden die Bolzen 49 von der
Druckfeder 47 gegen den jeweiligen Stift 52 gedrückt. Zwischen
den Kugellagern 50 und den Führungsleisten 26 des ersten Füh
rungsblocks 20 besteht dann ein sehr geringer Abstand. Wenn die
beiden Führungsblöcke 20 und 35 um mehr als diesen minimalen Ab
stand quer verschoben werden, wird der eine Bolzen 49 einer Zen
triervorrichtung 45 zurückgedrückt, während der andere wegen des
Stiftes 52 in Ruhe bleibt. Dadurch wird die Feder 47 stärker
vorgespannt und erzeugt eine Rückstellkraft. Die beiden Quernu
ten 48 und mit ihnen die beiden Zentriervorrichtungen 45 befin
den sich im gleichen Abstand von der Mittelachse der Stütze 11.
Die Kolben-Zylindereinheit 30 ist doppeltwirkend und besitzt ei
ne aus dem Zylinder 31 heraustretende Kolbenstange 55, die in
nerhalb des Zylinders 31 mit einem in den Fig. 5 bis 7 ange
deuteten Kolben 54 verbunden ist und die an ihrem freien Ende
über einen Adapter 56 und ein Universalgelenk 57 den Führungs
block 35 trägt. Das Universalgelenk 57 läßt ein leichtes Kippen
des Führungsblocks 35 bezüglich der Mittelachse des Zylinders 31
zu. Dadurch können Bodenunebenheiten, die zu unterschiedlichen
Ausrichtungen der Mittelachsen des Gestells und der Stütze füh
ren, ausgeglichen werden. Zwischen Kolben 54 und Zylinder 31 ist
ein Drehgelenk realisiert.
Der Weg, den die Stütze 10 und das Gestell 11 gegeneinander be
wegt werden, ist durch einen Weggeber 60 erfaßbar, der im Aus
führungsbeispiel als Potentiometer ausgebildet ist. Der Teil 61
des Weggebers, der mit dem Gestell 10 bewegt wird, ist in eine
Nut 62 eingebracht, die sich in der Keilfläche 25 des Führungs
blocks 20 befindet und in Richtung von dessen größten Gefälle
verläuft. Der Teil 61 enthält einen aufgewickelten elektrischen
Widerstand und eine elektrische Schleifbahn. Der Schleifer 63
ist in einer Aussparung des Führungsblocks 35 der Stütze 11 be
festigt und fährt auf dem gewickelten elektrischen Widerstand
und auf der Schleifbahn entlang. Aus dem Teil 61 sind drei nicht
näher dargestellte elektrische Kabel, von denen zwei mit den En
den des Widerstands und eines mit der Schleifbahn verbunden sind
heraus- und über einen in der Achse 24 liegenden Kanal 64 nach
außen geführt. Auch wenn der Weggeber 60 genauso wie die
Keilflächen 25 und 36 zur Horizontalen geneigt ist, läßt sich
die horizontale Bewegung zwischen Gestell 10 und Stütze 11
leicht erfassen, da die Neigung bekannt ist.
Ein sich unmittelbar unterhalb der Platte 13 befindlicher Bund
70 des Führungsblocks 20 ist außen mit einer Verzahnung 71 ver
sehen. In diese Verzahnung greift ein Ritzel 72 ein, das von ei
nem in der Platte 13 befestigten Hydromotor 73 angetrieben wer
den kann. Alternativ kann ein Antriebsmotor auch außen am Ge
stell 10 befestigt sein und z. B. über einen Riemen-, Ketten-,
Schneckentrieb oder Ähnliches ein drehfest mit dem Ritzel 72
verbundenes Rad antreiben.
Ausgehend von der Position eines Transportmoduls 80, die für Ge
stell 10 und Stütze 11 in Fig. 5 gezeigt ist, soll nun eine
Last bewegt werden, die auf dem Gestell 10 aufliegt. Es wird da
zu in der kolbenseitigen Druckkammer 75 des Zylinders 31 ein
Druck aufgebaut und dadurch über die Keilflächen der Führungs
blöcke 20 und 35 eine Kraft auf das Gestell 10 ausgeübt, die
dessen Bodenauflagekraft verringert. Schließlich wird ein Druck
erreicht, bei dem die Reibkraft zwischen dem Gestell 10 und dem
Boden so gering ist, daß das Gestell beginnt, mit seiner
Keilfläche 25 die Keilfläche 36 der Stütze 11 hinabzugleiten.
Durch weitere Zufuhr von Druckmittel in die Druckkammer 75 fährt
die Kolbenstange 55 des Zylinders 31 allmählich aus, wobei sich
entsprechend der Geschwindigkeit der Ausfahrbewegung der Kolben
stange eine Geschwindigkeit der Gleitbewegung des Gestells ein
stellt. Am Ende des freien Bewegungsbereichs des Gestells 10 ge
genüber der Stütze 11 wird die Ölzufuhr in die Druckkammer 75
gestoppt, so daß auch die Kolbenstange stoppt und das Gestell 10
sich fest auf den Boden aufsetzt. Wie aus Fig. 6 ersichtlich,
die den erreichten Zustand zeigt, hat sich nun das Gestell 10
nach rechts bewegt, während die Stütze 11 dieselbe Position wie
in Fig. 5 einnimmt. Nun wird die kolbenseitige Druckkammer 75
von Druck entlastet und in der kolbenstangenseitigen Druckkammer
76 ein Druck aufgebaut. Dabei legen sich die Kugellager 40 am
Führungsblock 35 auf die Führungsleisten 26 des Führungsblocks
20 auf. Die Stütze 11 hängt sozusagen am Gestell 10. Schließlich
ist die Reibkraft zwischen der Stütze 11 und dem Boden so ge
ring, daß die Kugellager 40 beginnen, auf den Führungsleisten 26
abzurollen. Damit die Bewegung nicht sofort wieder endet, wird
nun die Kolbenstange 55 allmählich in den Zylinder 31 zurückge
zogen, wobei die Stütze 11 bis zum Ende des möglichen Bewegungs
bereichs am Gestell 10 abrollt. Zuletzt nimmt die Stütze 11 die
in Fig. 7 gezeigte Position ein. Man erkennt, daß die relative
Lage zwischen dem Gestell 10 und der Stütze 11 dieselbe wie in
Fig. 5 ist, daß sich jedoch beide Teile des Transportmoduls 80
um eine bestimmte Strecke aus der Position nach Fig. 5 entfernt
haben.
Grundsätzlich ist ein Lastentransport mit nur einem Transportmo
dul möglich. Meist wird jedoch eine schwere Last von mehreren
Transportmodulen unterstützt sein. Soll nun diese Last
geradlinig bewegt werden, so sind die Führungsblöcke 20 und 35
aller verwendeten Transportmodule in dieselbe Richtung ausge
richtet, wie dies in Fig. 8 der Fall ist, die eine mit vier
Transportmodulen 80 unterstützte Last 81 zeigt. Durch die Pfeile
in den Transportmodulen ist die Richtung des größten Gefälles
der Keilflächen am Gestell 10 und an der Stütze 11 angedeutet.
Die Bewegungsrichtung der Last stimmt mit der Richtung dieser
Pfeile überein. Soll nun die Last in eine andere Richtung, als
sie in Fig. 8 angedeutet ist, bewegt werden, werden in einem
Zustand, in dem die Stütze 11 durch Druckbeaufschlagung der kol
benstangenseitigen Druckkammer 76 vom Boden leicht abgehoben
ist, der Führungsblock 20 des Gestells 10 sowie die gesamte
Stütze mit Hilfe des Hydromotors 73 um die Achse 24 um den ge
wünschten Winkel gegenüber der Platte 13 und dem Mantel 12 des
Gestells gedreht. Die Keilflächen aller Transportmodule sind
dann wieder in dieselbe Richtung ausgerichtet, in die auch die
Last unter Beibehaltung ihrer Orientierung bewegt wird.
Will man eine Last entsprechend einer gekrümmten Kurve verfahren
und dabei auch die Orientierung der Last entsprechend der Krüm
mung der Kurve verändern, so müssen die Keilflächen der die Last
unterstützenden Transportmodule 80 unterschiedlich ausgerichtet
werden. In Fig. 9 ist durch Pfeile in den Transportmodulen 80
eine Ausrichtung für den Fall angedeutet, daß die Transportmodu
le eine Last 81 in den vier Ecken eines Quadrates unterstützen
und die Last um einen außerhalb dieses Quadrates liegenden Dreh
punkt 82 verschwenkt werden soll. Und zwar sind die Führungs
blöcke 20 und 35 so ausgerichtet, daß die Richtung des größten
Gefälles an den Keilflächen senkrecht auf Linien steht, die den
Drehpunkt 82 mit der Mittelachse 24 des jeweiligen Gestells 10
verbinden und die in Fig. 9 gestrichelt angedeutet sind. Bei
einer Kurvenfahrt gemäß Fig. 9 ist der Bewegung des Führungs
blocks in Richtung des größten Gefälles der Keilflächen eine
Querbewegung und eine Schwenkbewegung überlagert. Diese Überla
gerung ist aufgrund des in Querrichtung bestehenden Spiels zwi
schen den beiden Führungsblöcken möglich. Ohne dieses Spiel wür
den die beiden Führungsblöcke klemmen und eine Kurvenfahrt ver
hindern. Die am Ende der Bewegung des Gestells 10 gegenüber der
Stütze 11 bestehende Verschwenkung zwischen den Führungsblöcken
20 und 35 wird durch die Zentriervorrichtungen 45 rückgängig ge
macht, während die Stütze 11 dem Gestell nachgefahren wird. Nun
kann ohne weitere Verdrehung der Führungsblöcke gegenüber dem
Bodenabstützkörper 12, 13 des Gestells 10 der nächste Bewegungs
schritt gemacht werden. Bei sehr kleinen Krümmungen der Bewe
gungslinie einer Last kann es notwendig werden, die Schrittlänge
zu verkürzen.
Gemäß Fig. 10 kann eine Last 81, die von mehreren Transportmo
dulen 80 unterstützt ist, auch auf der Stelle gedreht werden.
Wiederum sind die Keilflächen senkrecht zu Linien ausgerichtet,
die vom Drehpunkt 82 der Last zur Achse 24 der Gestelle führen.
Claims (26)
1. Transportmodul, das zum Bewegen schwerer Lasten über ei
nen Boden vorgesehen ist und folgende Merkmale aufweist:
- a) Ein Gestell (10), auf das die Last auflegbar ist, ist auf den Boden aufsetzbar;
- b) eine Stütze (11) ist auf den Boden auf setzbar;
- c) durch einen Aktuator (30) des einen Teils (11) ist die Boden auflagekraft des Gestells (10) unter Erhöhung der Bodenauf lagekraft der Stütze (11) und die Bodenauflagekraft der Stütze (11) unter Erhöhung der Bodenauflagekraft des Gestells (10) bis unter das Eigengewicht verringerbar;
- d) das Gestell (10) und die Stütze (11) weisen ein erstes Paar schiefer Bahnen (25, 36) auf, über die das Gestell (10) an der Stütze (11) abstützbar ist und das Gestell (10) bei genügender Verringerung seiner Bodenauflagekraft gegenüber der Stütze (11) horizontal verfahrbar ist;
- e) das Gestell (10) und die Stütze (11) weisen ein zweites Paar schiefer Bahnen (27, 40) auf, über die die Stütze (11) am Gestell (10) abstützbar ist und die Stütze (11) bei genügender Verringerung ihrer Bodenauflagekraft gegenüber dem Gestell (10) horizontal verfahrbar ist.
2. Transportmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gestell (10) sich an gegenüberliegenden Seiten der Stüt
ze (11) befindliche erste Führungselemente (40) mit zweiten Füh
rungselementen (26) untergreift und an den ersten Führungsele
menten (40) und zweiten Führungselementen (26) das zweite Paar
schiefer Bahnen (27, 40) gebildet ist.
3. Transportmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß sich das erste Paar schiefer Bahnen (25, 36) oberhalb des
zweiten Paares schiefer Bahnen (27, 40) befindet.
4. Transportmodul nach einem vorhergehenden Anspruch, da
durch gekennzeichnet, daß das erste Paar schiefer Bahnen durch
ein Paar von aufeinander gleitbaren schiefen Flächen (25, 36)
und das zweite Paar schiefer Bahnen durch eine schiefe Fläche
(27) und durch darauf abrollende Wälzkörper (40) gebildet ist.
5. Transportmodul nach einem vorhergehenden Anspruch, da
durch gekennzeichnet, daß ein Paar schiefer Bahnen durch eine
schiefe Fläche (27) und durch Rollen (40) gebildet ist, die mit
einer festen Achse in dem einen Teil (11), insbesondere in der
Stütze (11), drehbar gelagert sind.
6. Transportmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß eine schiefe Bahn durch wenigstens drei Rollen (40) gebildet
ist, die in den Ecken eines Dreiecks angeordnet sind.
7. Transportmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß eine schiefe Bahn durch genau drei Rollen (40) gebildet ist,
daß zwei dieser Rollen (40) in derselben senkrecht zu ihren Ach
sen verlaufenden Ebene und die dritte Rolle (40) in einem Ab
stand zu dieser Ebene etwa mittig zwischen den beiden anderen
Rollen (40) angeordnet ist.
8. Transportmodul nach einem der Ansprüche 5 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß eine Rolle (40) durch den Außenring
eines Wälzlagers gebildet ist, das mit seinem Innenring fest
sitzt.
9. Transportmodul nach einen vorhergehenden Anspruch, da
durch gekennzeichnet, daß das Gestell (10) einen ersten Füh
rungsblock (20) mit schiefen Bahnen (25, 27) und die Stütze (11)
einen zweiten Führungsblock (35) mit schiefen Bahnen (36, 40)
aufweist und daß zwischen dem einen Führungsblock (35) und dem
Gestell bzw. der Stütze (11) ein Universalgelenk (57) vorhanden
ist.
10. Transportmodul nach einem vorhergehenden Anspruch, da
durch gekennzeichnet, daß der Aktuator (30) zur Stütze (11) ge
hört und mit ihm die relative vertikale Position eines die
schiefen Bahnen (36, 40) der Stütze (11) aufweisenden Führungs
blocks (35) zu einem Bodenabstützkörper (31, 32) der Stütze (11)
veränderbar ist.
11. Transportmodul nach einem vorhergehenden Anspruch, da
durch gekennzeichnet, daß der Aktuator (30) derart angeordnet
ist, daß seine Verstellbewegung wenigstens annähernd rein verti
kal zum Boden erfolgt.
12. Transportmodul nach einem vorhergehenden Anspruch, da
durch gekennzeichnet, daß der Aktuator eine doppeltwirkende hy
draulische Kolben-Zylindereinheit (30) ist.
13. Transportmodul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stütze (11) die Kolben-Zylindereinheit (30), von der der
Zylinder (31) auf den Boden aufsetzbar ist und deren am Kolben
(54) befestigte Kolbenstange (55) den Boden abgewandt aus dem
Zylinder (31) heraustritt, und einen Führungsblock (35) umfaßt,
an dem die schiefen Bahnen (36, 40) der Stütze (11) ausgebildet
sind und der von der Kolbenstange getragen ist, und daß das Ge
stell (10) topfförmig ausgebildet und über die Stütze (11) ge
stülpt ist und innen an seinem Boden (13) einen Führungsblock
(20) mit den schiefen Bahnen (25, 27) des Gestells (10) auf
weist.
14. Transportmodul nach einem vorhergehenden Anspruch, da
durch gekennzeichnet, daß das Gestell (10) einen ersten Füh
rungsblock (20) mit den schiefen Bahnen (25, 27) des Gestells
(10) und einen Bodenabstützkörper (12, 13) umfaßt, daß die Stüt
ze (11) einen zweiten Führungsblock (35) mit den schiefen Bahnen
(36, 40) der Stütze (11) aufweist und daß die beiden Führungs
blöcke (20, 35) relativ zum Bodenabstützkörper (12, 13) des Ge
stells (10) gemeinsam um eine vertikale Achse (24) verdrehbar
sind.
15. Transportmodul nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Führungsblöcke (20, 35) in einem Winkelbereich
von mindestens 270 Grad gegenüber dem Bodenabstützkörper (12,
13) des Gestells (10) verdrehbar sind.
16. Transportmodul nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß am Gestell (10) ein Motor (73), insbesondere ein
Hydromotor, zum Verdrehen der Führungsblöcke (20, 35) angeordnet
ist.
17. Transportmodul nach einem vorhergehenden Anspruch, da
durch gekennzeichnet, das das Gestell (10) einen ersten Füh
rungsblock (20) mit schiefen Bahnen (25, 27) und die Stütze (11)
einen zweiten Führungsblock (35) mit schiefen Bahnen (36, 40)
aufweist, daß zwischen den beiden Führungsblöcken (20, 35) ein
seitliches Spiel besteht und daß Zentriermittel (45) zur Zen
trierung der Führungsblöcke (20, 35) zueinander in einer Mittel
stellung vorhanden sind.
18. Transportmodul nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zentriermittel eine Zentriervorrichtung (45) mit zumin
dest einer am einen Führungsblock (35) abstützbaren Feder (47)
und mit zumindest einer in jeder relativen Lage der beiden Füh
rungsblöcke (20, 35) in Führungsrichtung zueinander von der Fe
der (47) an den anderen Führungsblock (20) andrückbaren Feder
stütze (46) umfassen.
19. Transportmodul nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zentriermittel eine Zentriervorrichtung (45) umfassen,
die eine an dem einen Führungsblock (35) angeordnete Feder (47)
und zwei an den Führungsblock (35) quer zur Verfahrrichtung der
beiden Führungsblöcke (20, 35) geführte Federstützen (46) auf
weist, zwischen denen die Feder (47) eingespannt ist und die von
der Feder (47) nach außen auf den anderen Führungsblock (20) zu
gedrückt werden, und daß der Weg jeder Federstütze (46) nach au
ßen durch einen Anschlag (52) an dem einen Führungsblock (35)
derart begrenzt ist, daß in der Mittelstellung der beiden Füh
rungsblöcke (20, 35) zueinander eine Federstütze (46) nur einen
geringen Abstand vom Anschlag oder vom anderen Führungsblock
(20) hat.
20. Transportmodul nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Zentriermittel zwei mit einem Führungsblock
(35) mitbewegte Zentriervorrichtungen (45) aufweisen, die in
Verfahrrichtung der beiden Führungsblöcke (20, 35) einen Abstand
voneinander haben.
21. Transportmodul nach einem vorhergehenden Anspruch, da
durch gekennzeichnet, daß die Stütze (11) ein Drehgelenk mit ei
ner vertikalen Achse aufweist und daß ein Führungsblock (35) mit
den schiefen Bahnen (36, 40) der Stütze (11) gegenüber einem Bo
denabstützkörper (31, 32) der Stütze (11) um die vertikale Achse
des Drehgelenks verdrehbar ist.
22. Transportmodul nach einem vorhergehenden Anspruch, da
durch gekennzeichnet, daß die relative Bewegung zwischen Gestell
(10) und Stütze (11) in Verfahrrichtung durch einen Weggeber
(60) erfaßbar ist.
23. Transportmodul nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gestell (10) einen ersten Führungsblock (20) mit einer
ersten Keilfläche (25) und die Stütze (11) einen zweiten Füh
rungsblock (35) mit einer zweiten Keilfläche (36) aufweist und
daß ein Teil (61, 63) des Weggebers (60) in eine Aussparung (62)
in einer Keilfläche (25, 36) eines Führungsblocks (20, 35) ein
gesetzt ist.
24 Transportmodul nach einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, daß ein die Auflagefläche (92) für die
Last aufweisendes Tragteil (90) des Gestells (10) höhenverstell
bar ist.
25. Transportmodul nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,
daß das Tragteil (90) durch einen hydraulischen Hubzylinder (82)
des Gestells (10) höhenverstellbar ist.
26. Transportmodul nach einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, daß ein die Auflagefläche (92) für die
Last aufweisendes Tragteil (90) des Gestells (10) allseitig ver
kippbar ist.
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