专利名称：一个柱杆在另一个柱杆中滑动的导向装置、伸缩臂和导向方法
一个柱杆在另一个柱杆中滑动的导向装置、伸缩臂和导向方法本发明涉及一种用于一个柱杆能够在另一个柱杆中轴向滑动的导 向装置、 一种包括至少两个柱杆和这种装置的伸缩臂，以及一种通过 这种装置使得两个柱杆彼此相互#1导向的方法。本发明具体应用于炼铝厂中使用的伸缩臂。铝是通过霍尔-赫鲁特法(Hall-H"oult )，在溶解于一个电解池 中的氧化铝的电解槽中来进行工业化生产的。 一个电解厂的运行需要 对电解槽进行维护，其中特别具有代表性的是用新阳极替换废阳极， 从电解槽中取出液态金属以及取出或添加电解质。为了进行这些维护， 电解厂通常配备有包括移动式起重机的多功能天车，移动式起重机可 以在电解槽上方平移并且多功能积j组(module de service )可以在移动 式起重机上移动。多功能机组具有多个朝向电解槽延伸的伸缩臂，该 伸缩臂的下端安装有各种装卸和维护装置。这些装置可以是诸如铲、 钳等工具。伸缩臂包括至少一个固定到多功能机组的柱杆和一个具有装卸和 维护装置的可移动柱杆，可移动柱杆在第一个柱杆中或围绕第一个柱 杆轴向滑动。柱杆需要彼此相互被导向并被保持在所需位置，以根据 进行的维护而相对于电解槽令人满意地定位所述装卸和维护装置。根据第一个已知的实施方案，此导向是通过与一个行进在钢制导 轨上的柱杆相关的钢制或铁制滚轮来实现的，该钢制导轨被焊接到、 或通过栓接或夹紧而被固定到另一个柱杆上。虽然在正常运行中产生 的导向力相对较小，但在多功能天车使用不当时可能会导致更大的力。 为了承受住这种突然力，需要提供大尺寸的滚轮，而导轨必须由高强 度钢制成以使它们不受到滚轮的损害。此第一个实施方案是可靠的，但是体积过大且成本过高。根据第二个已知的实施方案，此导向是通过固定到钢制导轨上的一个柱杆上的由耐磨材料制成的垫块的滑动来实现的，该钢制导轨被焊接到、或通过栓接或夹紧而被固定到另一个柱杆上。同样地，导轨必须由高强度钢制成以减少它们的磨损。由于使用垫块，第二个实施 方案能够承受住紧凑体积所具有的高应力。然而，垫块使得一个柱杆 难以在另一个柱杆中滑动，并且由于工作环境的侵蚀特性和腐蚀特性， 尤其是由于氧化铝的存在，垫块迅速损耗。此外，前述第一个和第二个实施方案需要加工长部件，有时可能 超过五米长。这些部件或者由必须形成用于导轨的良好支撑面的柱杆 的表面组成，或者由导轨自身组成。本发明旨在克服以上所述缺陷。为此，根据第一方面，本发明涉及一种用于相对于一个具有第二轴线(axe)的第二柱杆导向一个具有第一轴线的第一柱杆的装置，所 述第二柱杆被基本共轴地安装到第 一柱杆中，以使得它能够在第 一柱 杆中滑动，所述导向装置被固定到第一柱杆的一个端部或笫二柱杆的 一个端部，以用于分别与位于第二柱杆的外表面或第一柱杆的内表面 之上的接触区域配合，所述导向装置包括至少一个导向单元，该导向 单元被布置为分别与第二柱杆或第一柱杆上的接触区域配合，所述导 向单元的推力方向基本与其所配合的接触区域垂直。 根据本发明的一般定义，所述导向单元至少包括-一个滚轮，围绕一个与推力方向基本垂直的轴线旋转安装，设 计该导向装置使其被安装得使得滚轮的轴线与第一轴线基本垂直；--_个垫块(pa"n )， 具有一个与推力方向基本垂直的支撑面；-机构(moyens),用于能够根据由柱杆施加在滚轮上的力，在 第一位置和第二位置之间基本平行于推力方向相对于垫块移动滚轮的 轴线；在该第一位置，滚轮延伸超过垫块的支撑面，该导向单元在柱 杆上的支撑区域仅仅由滚轮的一部分形成；而在该第二位置，滚轮延 伸不超过垫块的支撑面，该导向单元在柱杆上的支撑区域由滚轮的一 部分和垫块形成。因此，在当穿过滚轮的力较小时的正常运行中以及当异常的力施 加到所述装置上时，所述装置能够相对于第二柱杆良好地导向第一柱 杆。在异常的力施加到所述装置的这种情况下，支撑不仅仅通过滚轮 来确保，而且还可以通过垫块来确保，这使得能够紧紧夹住而不需要使用大尺寸的滚轮、特别大强度的材料或大量的加工，并且不会损害 柱杆与滚轮的接触区域。由于损害的风险显著降低，因此支撑伸缩臂 的多功能机组的可用性和寿命得到了提高。为了更简洁起见，相对于推力方向定义了术语"向前"和"向后，，， 术语向前指朝向其上支撑有滚轮和/或垫块的柱杆的方向，术语向后对 应于相反的方向。根据一个可能的实施方案，所述装置包括能够基本平行于推力方 向而施加力的弹性回复机构，布置所述弹性回复机构以使得当滚轮的 轴线在第一位置时，该弹性回复机构可以被压缩以使得滚轮的轴线能 够朝向第二位置移动。也可以设有预压缩机构，以使得当滚轮的轴线在第一位置时，弹 性回复机构被压缩并因此向前移动滚轮的轴线。这能够更好地导向柱 杆。滚轮的轴线可以与一个旋转杆固定连接在一起，该旋转杆围绕一 个相对于垫块固定并基本平行于滚轮的轴线的轴线枢轴安装。在此情况下，例如，弹性回复机构的一部分支撑在旋转軒的一个 区域上，滚轮的轴线位于旋转杆的枢轴线和旋转杆的所述区域之间。 通过这种结构可以获得更大幅度的枢轴转动。作为一个变体，所述旋 转杆的区域位于旋转杆的枢轴线和滚轮的轴线之间。根据一个可能的实施方案，旋转杆由两个彼此基本平行并与滚轮 的轴线垂直的端板形成，滚轮布置在两个端板之间， 一方面所述端板的一端放置在相对于垫块固定的支架(support)的两侧并且该端板通过一个贯穿该支架的杆而连接在一起，另一方面所述端板的另一端通 过一个其上支撑有弹性回复机构的板而连接在一起。垫块可以由支架形成，也可以不同于支架。例如，预压缩才几构包括-一个弹簧，具有一个基本平行于推力方向的轴线，所述弹簧在 其第一端部支撑在固定连接到垫块的壁上，所述壁一般地在滚轮的轴 线后面垂直于推力方向布置，而弹簧在其第二端部支撑在固定连接到 滚轮的轴线的支撑件上；-制动机构，相对于垫块固定，布置用以防止所述支撑件(piked，appui)向前移动而使得所述支撑件能够向后移动。所述制动机构可以包括一个与弹簧基本共轴地布置在该弹簧的内 部的螺紋杆，所述螺紋杆具有一个与设置在壁中的螺紋孔配合的第一 端部，以及一个固定到横向制动元件(6Wment transversal de blocage ) 的第二端部，弹簧的第一端部支撑在壁上；支撑件可以具有一个通孔， 以使得当滚轮的轴线在第一位置时，在弹簧的作用下支撑件可以围绕 螺紋杆接合并抵靠到(appui contre )该横向制动元件。这些机构也可以包括一个形成套管的中空圆柱形部件(pike)， 该套管在壁和横向制动元件之间围绕所述螺紋杆共轴安装在弹簧内 部，其中在该壁上支撑有弹簧的第一端部。根据第一个实施方案，所述装置被固定到第一柱杆的一个端部并 与位于第二柱杆的外表面上的一个接触区域配合，所述装置包括一个 用于容纳第二柱杆的槽(logement)和数目为^的导向单元；其中Ni 优选在l-20的范围内，典型地在2 - 12的范围内，所述导向单元基 本布置在一个虚拟多边形的表面上并且靠近该虚拟多边形的各角，所 述导向单元的垫块的支撑面朝向该槽。这个装置可以包括一个箱，其中放置所述导向单元并且其中也形 成所述槽，该箱由至少两个用于围绕第二柱杆彼此组装在一起的部分 构成。此外，可以i殳置用于调节箱的两个部分之间的间距的才几构，以佳: 得根据第二柱杆的横向尺寸来调节槽的横向尺寸。根据本发明的另一个实施方案，所述装置被固定到第二柱杆的一 个端部并且与位于第一柱杆的内表面上的一个接触区域配合，所述装 置具有适应于第一柱杆的内部形状的外部形状，并且包括数目为&的 导向单元，N2优选在l-20的范围内，典型地在2-12的范围内，这些导向单元基本布置在一个虛拟多边形的表面上并且靠近该虚拟多边 形的各角，所述单元的垫块的支撑面朝向所述装置的外部。此装置包括一个构架，在该构架上放置所述导向单元。所述构架 可以包括至少一个第一层和第二层，每层包括至少两个导向单元，其 中所述导向单元的垫块的支撑面在相反的方向上定向，第一层的单元 的推力方向优选与第二层的单元的推力方向垂直。所述两个柱杆可以是旋转的圆柱形或是规则或不规则的多边形。 多边形的每一侧可以设有一个或多个导向单元。两个柱杆的截面可以 是相同的，或者作为一个变体可以是不同但相适应的，以使得笫二柱 杆能够插入到第一柱杆中。通常地，第二柱杆的外截面和第一柱杆的 内截面是互补的，但也可能是其它的形状(例如一个柱杆为方形截面 而另一柱杆为合适的八边形截面).根据另一方面，本发明涉及一种臂，所述臂包括至少一个具有第 一轴线的第一柱杆和至少一个具有第二轴线的第二柱杆，该第二柱杆 基本共轴地安装到第一柱杆中，以使得它能够在第一柱杆中滑动，第 一或第二柱杆被固定到一个结构上，所述臂也包括至少一个如前面所 述的第一装置和/或第二装置，该第一装置固定到第一柱杆的一个端部 并且与位于第二柱杆的外表面上的一个接触区域配合，该第二装置固 定到第二柱杆的一个端部并且与位于第一柱杆的内表面上的一个接触 区&戈配合。第一柱杆可以包括一个用于固定第一装置的凸缘，所述凸缘布置 在所述第一柱杆的相应端部。根据又一方面，本发明涉及一种用于相对于一个具有第二轴线的 第二柱杆导向一个具有第一轴线的第一柱杆的方法，所述第二柱杆被 基本共轴地安装到第一柱杆中，以使得它能够在第一柱杆中滑动，所述方法包括如下步骤-提供至少一个如上所述的导向装置；-将所述装置分别固定到第一柱杆的一个端部、第二柱杆的一个 端部；-将第二柱杆接合到第 一柱杆中，布置所述装置以使得所述滚轮 分别沿着第二柱杆的外表面、第一柱杆的内表面滚动；-对所述装置作用，以将滚轮的轴线放置在第一位置中。 本发明的 一个优点在于能够使得滚轮在柱杆上无间隙且无压力地 滚动。现将参考附图描述一个作为非限制性的实施例的本发明的可能实 施方案。图l是一个炼铝的电解室的示意图，所述电解室安装有一个包括伸缩臂的多功能天车；图2是一个伸缩臂的立体图，所述伸缩臂包括一个第一柱杆和一 个轴向连接到第一柱杆的第二柱杆，示出了一个置于这些柱杆的外部 的根据本发明的导向装置。图3是图2中的臂的纵向中剖面图，也示出了置于柱杆的内部的根据本发明的导向装置；图4是图2中外部装置的立体图；图5是图4中的装置沿着平行于所述装置的一个侧面的竖直中面 的剖面图；图6是图5的细部A的放大的局部剖面图；图7是当通过单独由一个滚轮而实现支撑在柱杆上时，第二柱杆 和与所述柱杆配合的图4中的装置的示意性局部剖面图；图8是当通过滚轮和垫块而实现支撑在柱杆上时，第二柱杆和与 所述柱杆配合的图4中的装置的示意性局部剖面图；图9是图3中内部装置的立体图；以及图IO是其中拿掉了构架的一个侧板的图9中装置的侧视图。炼铝厂包括一个或多个电解室1。如
图1所示，每个电解室1包 括多个成排布置的电解槽2。电解槽2包括一系列各自都具有一个金 属杆4的阳极3，该金属杆能够固定并电连接到金属阳极框架(未示 出)上。电解室1也包括至少一个用于在电解槽2上进行诸如更换阳极3 或取出或添加电解质等操作的多功能天车5。多功能天车5也可以用 于装卸各种负载，诸如槽元件、液态金属浇包或阳极。多功能天车5包括一个移动式起重机6,移动式起重机6被支撑 在起重机轨道7a、 7b上，并在其上循环往返，起重机轨道7a、 7b彼 此平行并平行于电解槽2行列的中心线布置。移动式起重机6因此可 以沿着电解室1移动。多功能天车5也包括一个多功能机组8，该多功能机组8能够如 由图1所示的双箭头方向在移动式起重机6上移动。多功能机组8具有一个或多个朝向槽2向下延伸的伸缩臂9。根据应用，伸缩臂9基 本竖直布置或相对于竖直方向倾斜布置。为了方便和清楚起见，将在 臂9基本竖直的情况下进行描述。伸缩臂9的下端安装有各种装卸和维护装置10。这些装置具体可 以是一个击碎器(用于破碎通常覆盖阳极3的氧化铝层和固化槽液)、 一个壳铲(une pelle ^ crofites )(用于通过去除位于阳极3的位置的固 体物质，在取出废阳极之后清理所述位置)，一个装卸阳极3的抓具(用 于通过阳极杆4抓取和操作阳极3,以去除废阳极并将新阳极放置到 电解槽2中)等等。如图2和3所示，伸缩臂9首先包括一个安装在多功能机组8上 由金属——例如由钢——制成的固定柱杆11。固定柱杆11是中空的 并且具有一个竖直轴线12。此处固定柱杆11为方形截面，并且其边 长一般在100 - 800mm之间。其它的形状也可以考虑，柱杆11可以是 多边形截面的或呈旋转圆柱体的形状。方形截面具有使得在扭力下也 能够非常良好地维持的优点。在其下端，柱杆11包括一个具有方形截 面的平面的且水平的凸缘13。伸缩臂9也包括一个具有轴线15的、由金属——例如由钢——制 成的可移动柱杆14，该可移动柱杆14可以是中空的以限制其重量。 可移动柱杆14的外部形状与固定柱杆11的内部形状互补，因此它能 够置于固定柱杆11的内部，从而轴线14、 15基本一致，并且使得它 能够相对于固定柱杆11沿着轴向滑动。在所示实施方案中，可移动柱 杆14具有方形截面并且它的边长短于固定柱杆11的截面的边长。因 此，当柱杆ll、 14共轴时，在它们之间存在一个一般在10-20mm之 间、使得能够轴向滑动的横向间隙j。如图2所示，定义了一个正交坐标系(x，y,z)，其中z轴对应于 固定柱杆11的轴线12并沿着可移动柱杆14的穿入方向定向。在以下 描述中，z轴是竖直向上的，但是它也可以是倾斜的。 一般地说，z轴 是在两个柱杆相对移动的情况下的参考轴，参考柱杆相对于另一个柱 杆可以是固定的或移动的。最后，伸缩臂9包括一个固定到固定柱杆11的下端的外部导向装 置16，和一个固定到可移动柱杆14的上端的内部导向装置17。这两个装置16、 17用于导向可移动柱杆14在固定柱杆11中的滑动。如图4和5所示，外部装置16包括一个箱18,箱18在此情况下 呈具有方形截面的直角平行六面体的形状。箱18包括一个具有四个侧 面的侧壁19，以及一个下壁20和一个用于固定到固定柱杆11的凸缘 13的上壁21，该上壁21在凸缘13下面。为了简洁起见，将在下壁 20和上壁21为水平(垂直于z轴)的状态下描述箱18。箱18由沿其的一个竖直对角面彼此连接在一起的两个相同的部 分22a、 22b形成。为此，每个部分22a、 22b在其侧端都包括一个固 定夹片23，固定夹片23平行于该两个部分22a、 22b的对角面。部分 22a、 22b的固定夹片23由螺栓24成对固定以装配成箱18，同时插入 一个调节垫片25。下壁20和上壁21两个都具有一个呈方形的中心开口 ，其中开口 的边长接近可移动柱杆14的边长。因此在箱18中限定了一个竖直槽 26,该竖直槽26用于容纳可移动柱杆14,并且竖直槽26的横向尺寸 可以通过选择确定厚度的垫片25来调节。 一般来说，槽26的形状和 尺寸与柱杆14的形状和尺寸相适应。外部装置16也包括可移动柱杆14的多个导向单元27,这些单元 的数目与施加到被支撑在柱杆14上的工具10上的负载相适应。在所 示实施方案中，装置16在侧壁19的每一侧上包括两个单元27，即包 括8个单元27。为了更简洁起见，参考位于图5的左端的单元进行以下描述。 单元27包括一个支架28，支架28置靠到侧壁19并且例如通过 螺杆固定到箱18内的上壁21下面。支架28是基本平行六面体形。它 的高度(沿z轴)约为箱18从下壁20到上壁21之间的内部高度的四 分之一。此外，它沿着x轴(垂直于它固定于其上的侧壁19)延伸一 个足够的距离，以使得它的前表面29 (与支架28固定于其上的侧壁 19相对)从上壁21的中心开口的边缘30向槽26的内部朝前轻微偏 移。支架由一种耐磨的材料一一诸如青铜、钢、铸铁、或诸如聚酰胺 之类的合成材料一一制成，并因此形成一个垫块31，该前表面29形 成垫块31的支撑面。单元27也包括一个由两个彼此平^f亍的竖直端板33a、 33b形成的旋转杆32,垂直于y轴延伸。端板33a、 33b在它们的上部附近置于 垫块31的两侧，靠近箱18的上壁21定位，并且通过一个平行于y轴 定向的杆34连接在一起，旋转杆32因此可以围绕杆34的轴线35枢 轴转动。端板33a、 33b在其下部、靠近箱18的下壁20处^L有一个凹 口 60，该凹口 60在与槽26相对的一侧开口 。与x轴垂直的板36固 定在所述两个凹口 60内，因此将两个端板33a、 33b的下部连接在一 起。沿y轴方向板36呈十字形状，并且被保持在凹口 60的下侧和上 侧所形成的导槽内。此外，板36具有一个基本居中的通孔36a。在中心部分，基本在箱18的中部高度，两个端板33a、 33b通过 一个具有平行于y轴的轴线37的杆连接在一起，该杆在一侧通过一个 螺母38而另一侧通过一个支持件(pi^ce de maintien ) 39保持在适当 位置。滚轮40围绕该具有轴线37的杆旋转安装在端板33a、33b之间。 在本实施例中，滚轮40的直径大约为箱18的高度的三分之一。最后，单元27在箱18的下部和内部包括一个具有沿x轴延伸的 轴线42的螺紋杆41,所述螺紋杆41至少在其两个端部是带螺紋的。 螺紋杆41的第一端部与设置在侧壁19中的螺紋孔和位于箱18的外部 的螺母43配合。在螺紋杆41的靠近槽26的另一端部布置有一个支撑 在螺紋杆41的头部45上的垫圏44。围绕螺紋杆41共轴安装一个中 空圆柱形套管46，套管46内部直径大于螺紋杆的直径。套管46在侧 壁19和垫圏44之间延伸并且在上述两个元件之间保持一个固定距离， 以使得螺杆45不会延伸超过垫块31的支撑面29。作为变体，可以在 侧壁19和套管46之间设置一个中间部件47 (见图6 )。板36通过孔36a与套管46环绕接合，该孔36a的直径显著大于 套管46的外部直径。最后，围绕螺紋杆41和围绕套管46基本共轴地 放置螺旋弹簧48。弹簧一方面被支撑在箱18的侧壁19的内表面上， 另一方面被支撑在板36上。其它的单元27与已描述的单元27相同。布置位于侧壁l9的相同 侧上的两个单元27，以使得滚轮40的轴线37是基本平行的，例如是 重合的，每一个垫块31的支撑面29朝向槽26并且基本处于相同的竖 直面(平行于z轴)内。这两个单元27还彼此分开以确保更好地导向 可移动柱杆14。在箱18中，侧壁19的相对两侧上的单元27彼此面对。为了围绕可移动柱杆14布置外部装置16，确定可移动柱杆14的 横向尺寸以选择合适的垫片25，以使得一旦箱18的两个部分22a、22b 组装好，箱18的上壁21固定到固定柱杆11的凸缘13，单元27的滚 轮40在可移动柱杆14上无间隙地且无压力地滚动。螺紋杆41能够通 过板36压缩弹簧48，选择套管46的长度以在滚轮40上产生所需的 预应力。此时单元在如图7所示的第一位置。虚线表示竖直方向，而 连接旋转杆32的枢轴线35和滚轮40的旋转轴线37的线相对于竖直 方向倾斜一个角度an。滚轮40的前部超过垫块31的支撑面29，朝向 槽26的内部，距所述支撑面29为距离d。在此第一位置，柱杆14上 的单元27的支撑区域仅仅由滚轮40形成。如果由可移动柱杆14施加在滚轮40上的力超过弹簧48的预应 力，通过支撑在滚轮40上，柱杆14会引起旋转杆32围绕轴线3枢轴 转动。此移动将导致板36枢轴转动和向后移动，板36因此离开垫圏 44。这可能通过弹簧48被压缩以及同时孔36a的直径大于套管46的 外部直径而实现。当滚轮40的前部基本在与塾块31的支撑面29相同 的竖直面内延伸时，旋转杆停止枢轴转动。此时单元27在如图8所示 的第二位置。虚线表示竖直方向，而连接旋转杆32的枢轴线35和滚 轮40的旋转轴线37的线相对于竖直方向倾斜一个角度oc ，旋转杆相 对于第一位置枢轴转动一个角度a-oto。在此第二位置，柱杆14上的 单元27的支撑区域由滚轮40和垫块31形成。因此，如果由柱杆14 施加的力持续增加，滚轮40上的力仍然限于弹簧48压缩产生的力， 由柱杆14施加的其它力由垫块31承受。因此，这避免由滚轮40引起 的柱杆14的变形，并且不需要在柱杆上设置导轨也不需要使柱杆由非 常坚固的材料制成。因此在正常运行中可以使用小尺寸的滚轮，当力较小时该小滚轮 足以获得令人满意的导向。所述装置也可以承受大的突然力，因为在 此情况下，支撑同样产生在垫块上。加工柱杆上的垫块31的接触面的 尺寸，以使得单位压力保持低水平。因此，可以使用标准型材用作柱 杆和运行轨道(rail de roulement)而无需力口工。现将参考附图9和IO描述内部装置17。在该情况下，装置17呈直角平行六面体的形状，其截面为方形， 具有接近固定柱杆11的内部截面的边长的边。 一般地说，内部装置 17的形状和尺寸与固定柱杆11的内部截面的形状和尺寸相适应。装置17包括一个构架50，其中布置有固定柱杆11的多个导向单 元27。构架50可以例如通过焊接组装。构架50包括一个下壁51，下壁51用于例如通过焊接到可移动柱 杆14上方而固定到该柱杆的上端部。为了简洁起见，将在下壁51为 水平的状态下描述装置17。在下壁51上方，构架50还包括一个第一中间板52，该第一中间 板52平行于下壁51，并且通过具有方形截面的侧壁53连接到该下壁 51。在侧壁53的每个侧边上例如通过螺栓连接固定有一个垫块31, 该垫块31由一种耐磨擦的材料——例如青铜、钢、铸铁、或诸如聚酰 胺之类的合成材料——制成。垫块31具有一个支撑面29 (与垫块31 固定于其上的侧壁相对)，该支撑面29被定位为离开构架50的外壳并 且朝向构架50的外部轻微向前。垫块31可以基本在相应侧边的全部 的长度上延伸。作为变体，单元27可以包括位于侧壁53的每一侧边 的两个垫块31，每个垫块31位于该侧壁53的每一侧边的端部上。在第一中间板52上方，构架包括第一层54,然后是第二中间板 55，第二层56，最后是一个上壁57。在此情况下第一层54具有两个 垂直于x轴定向的竖直侧板58a、 58b;而第二层56具有两个垂直于 第一层54的侧板58a、 58b定向的竖直侧板59a、 59b,即在此情况下 垂直于y轴。在实践中，内部装置17的导向单元27彼此相同并且与外部装置 16的导向单元相似，不同之处在于支架28没有形成垫块，垫块31如 上所示被布置在装置17的下部。此外，支架28的前表面相对于构架 50的外壳回缩，以使得它不会与柱杆ll接触。笫一层54包括四个分成两组的单元27。布置每组的两个单元27 以使得滚轮40的轴线37基本平行，例如是重合的，并与侧板58a、 58b垂直，支架28的前表面朝向外部，这些单元27也彼此离开以能 够更好地导向。因此， 一个组内的单元27的支架28的前表面和另一 组内的单元27的支架28的前表面在彼此相反的方向上。此外， 一个组内的单元27的支架28位于滚轮40的轴线37下方，而另一组的单 元27的支架28位于滚轮40的轴线37上方，即头尾相对布置以限制 尺寸。第二层56也包括四个分成两组的单元27，类似于已描述的第一 层54。此外，第二层56的单元的滚轮40的轴线37与第一层54的单 元的滚轮40的轴线37垂直。当然，内部装置17的单元27的数量和分布根据所承受的力可以 是不同的。在将可移动柱杆14插入固定柱杆11中之前，内部装置17—般通 过焊接固定到可移动柱杆14的上端。 一旦确定了固定柱杆11的内部 尺寸，将具有相同厚度的合适尺寸的垫片(此处未示出)一方面置于 支架28和构架50 (例如壁70)之间，另一方面置于弹簧48和构架 50 (例如壁70)之间，以使得单元27的滚轮40在固定柱杆11上无 间隙地且无压力地滚动。垫片能够调节横向间距(即垂直于笫一轴线) 以能够弥补第一柱杆的内表面的缺陷。并且，以如外部装置16的相同的方式，滚轮40的轴线37可以推_ 据由固定柱杆11施加的力在第一位置和第二位置之间移动，单元27 的支撑区域可由滚轮40单独形成，或由滚轮40和垫片31形成。多于两个的柱杆可以彼此组装以形成伸缩臂9。对于应用到电解 炼铝生产中，可移动柱杆的数目是l、 2或3。当然，本发明不限于作为实施例给出的上述实施方案，相反地它 包括所有的变体实施方案。
权利要求
1.一种用于相对于一个具有第二轴线(15)的第二柱杆(14)导向一个具有第一轴线(12)的第一柱杆(11)的装置，所述第二柱杆(14)被基本共轴地安装到第一柱杆(11)中，以使得它能够在第一柱杆(11)中滑动，所述导向装置(16，17)被固定到第一柱杆(11)的一个端部或第二柱杆(14)的一个端部，以用于分别与位于第二柱杆(14)的外表面或第一柱杆(11)的内表面之上的接触区域配合，所述导向装置包括至少一个导向单元(27)，该导向单元(27)被布置为分别与第二柱杆(14)或第一柱杆(11)上的接触区域配合，所述导向单元(27)的推力方向基本与其所配合的接触区域垂直，其特征在于该导向单元(27)至少包括-一个滚轮(40)，围绕一个与推力方向基本垂直的轴线(37)旋转安装，设计该导向装置(16，17)使用其被安装得使得滚轮(40)的轴线(37)与第一轴线基本垂直；-一个垫块(31)，具有一个与推力方向基本垂直的支撑面(29)；-机构，用于能够根据由柱杆(11，14)施加在滚轮(40)上的力，在第一位置和第二位置之间基本平行于推力方向相对于垫块(31)移动滚轮(40)的轴线(37)；在该第一位置，滚轮(40)延伸超过垫块(31)的支撑面(29)，该导向单元(27)在柱杆(11，14)上的支撑区域仅仅由滚轮(40)的一部分形成；而在该第二位置，滚轮(40)延伸不超过垫块(31)的支撑面(29)，该导向单元(27)在柱杆(11，14)上的支撑区域由滚轮(40)的一部分和垫块(31)形成。
2. 根据权利要求1的装置，其特征在于，它包括能够基本平行于 推力方向而施加力的弹性回复机构(48 )，布置所述弹性回复机构(48 ), 以使得当滚轮(40 )的轴线(37 )在第一位置时，该弹性回复机构(48 ) 可以被压缩以使得滚轮(40)的轴线(37)能够朝向第二位置移动。
3. 根据权利要求2的装置，其特征在于，也设有预压缩机构(41， 44， 45, 46 )，以使得当滚轮(40)的轴线(37)在第一位置时，弹性 回复机构(48)被压缩并因此向前移动滚轮(40)的轴线(37)。
4. 根据权利要求1 - 3之一的装置，其特征在于，滚轮(40)的轴线(37 )与一个旋转杆(32 )固定连接在一起，旋转杆(32 )围绕一 个相对于垫块(31)固定并基本平行于滚轮(40)的轴线(37)的轴 线(35)柩轴安装。
5. 根据权利要求2和4的装置，其特征在于，所述弹性回复机构 (48 )的一部分支撑在旋转杆(32 )的一个区域上，滚轮(40 )的轴线(37 )位于旋转杆(32 )的枢轴线(35 )和旋转杆(32 )的所述区 域之间。
6. 根据权利要求2和4的装置，其特征在于，所述弹性回复机构 (48)的一部分支撑在旋转杆(32)的一个区域上，旋转杆(32)的所述区域位于旋转杆(32 )的枢轴线(35 )和滚轮(40 )的轴线(37 )之间。
7. 根据权利要求4-6之一的装置，其特征在于，所述旋转杆(32) 由两个彼此基本平行并与滚轮(40)的轴线(37)垂直的端板(33a， 33b)形成，滚轮(40)布置在两个端板(33a, 33b)之间，其中，一 方面所述端板(33a， 33b)的一端放置在相对于垫块(31)固定的支 架(28)的两侧并且该端板通过一个贯穿支架(28)的杆(34)而连 接在一起，另一方面所述端板的另一端通过一个其上支撑有弹性回复 机构(48 )的板(36 )而连接在一起。
8. 根据权利要求7的装置，其特征在于，所述垫块(31)由支架 (28)形成。
9. 根据权利要求7的装置，其特征在于，所述垫块(31)不同于 支架(28)。
10. 根据权利要求l-9之一的装置，其特征在于，它包括 -一个弹簧(48),具有一个基本平行于推力方向的轴线(37),所述弹簧(48)在其第一端部支撑在固定连接到垫块(31)的壁(19, 47)上，所述壁一般地在滚轮(40)的轴线(37)的后面基本垂直于 推力方向布置，而弹簧(48 )在其第二端部支撑在固定连接到滚轮(40 ) 的轴线的支撑件(36)上；-制动机构(41， 44， 45, 46 )，相对于垫块(31)固定，布置用 以防止所述支撑件(36)向前移动而使得所述支撑件(36)能够向后 移动。
11. 根据权利要求10的装置，其特征在于，所述制动机构包括一 个与弹簧(48 )基本共轴地布置在该弹簧(48 )的内部的螺紋杆(41)， 所述螺紋杆(41)具有一个与设置在壁(19)中的螺紋孔配合的第一 端部，以及一个固定到横向制动元件M4)的第二端部，弹簧(48) 的第一端部支撑在壁(19)上；其中，支撑件(36)具有一个通孔(36a)， 以使得当滚轮(40)的轴线(37)在第一位置时，在弹簧(48)的作 用下支撑件(36 )围绕螺紋杆(41 )接合并抵靠到横向制动元件(44 )。
12. 根据权利要求11的装置，其特征在于，它包括一个形成套管 (46)的中空圆柱形部件，该套管(46)在壁(19)和横向制动元件 (44)之间围绕螺紋杆Ml)共轴安装在弹簧(48)内部，其中在该壁(19 )上支撑有弹簧(48 )的第一端部。
13. 根据权利要求1-12之一的装置，其特征在于，它被固定到第 一柱杆(11)的一个端部并且与位于第二柱杆(l4)的外表面上的一 个接触区域配合，所述装置(16)包括一个用于容纳第二柱杆(14) 的槽(26)和数目为Ni的导向单元(27)，所述导向单元基本布置在 一个虚拟多边形的表面上并且靠近该虚拟多边形的各角，所述单元(27)的垫块(31)的支撑面朝向槽(26)。
14. 根据权利要求13的装置，其特征在于，Ni在1-20的范围内。
15. 根据权利要求10的装置，其特征在于，它包括一个箱(18), 其中放置所述导向单元(27)并且其中也形成该槽(26)，箱(18) 由至少两个用于围绕第二柱杆(14)彼此组装在一起的部分(22a， 22b) 构成。
16. 根据权利要求15的装置，其特征在于，它包括用于调节箱(18) 的部分(22a， 22b)之间的间距的机构(25 )，以使得根据第二柱杆(14 ) 的横向尺寸来调节槽(26)的横向尺寸。
17. 根据权利要求l-12之一的装置，其特征在于，它被固定到第 二柱杆(14)的一个端部并且与位于第一柱杆(11)的内表面上的一 个接触区域配合，所述装置(17)具有适应于第一柱杆(11)的内部 形状的外部形状，并且包括数目为N2的导向单元(27)，导向单元(27 ) 基本布置在一个虚拟多边形的表面上并且靠近该虚拟多边形的各角， 所述单元(27)的垫块(31)的支撑面朝向所述装置(17)的外部。
18. 根据权利要求17的装置，其特征在于，N2在l-20的范围内。
19. 根据权利要求18的装置，其特征在于，它包括一个构架(50), 在构架(50 )上放置所述导向单元(27 )，所述构架(50 )包括至少一 个第一层和第二层(54， 56),每层包括至少两个导向单元(27),其 中所述导向单元(27)的垫块(31)的支撑面(29)在相反的方向上 定向，第一层(54)的单元(27)的推力方向优选与第二层(56)的 单元(27)的推力方向垂直。
20. —种伸缩臂，包括至少一个具有第一轴线(12 )的第一柱杆(11 ) 和至少一个具有第二轴线(15)的第二柱杆(14),该第二柱杆(14) 基本共轴地安装到第一柱杆(11)中，以使得它能够在第一柱杆(11) 中滑动，第一或第二柱杆(ll, 14)被固定到一个结构(8)上，其特 征在于，所述臂包括至少一个根据权利要求1 - 19之一的第一和/或第 二装置U6， 17)，该第一装置(16)固定到第一柱杆(ll)的一个端 部并且与位于第二柱杆(14)的外表面上的一个接触区域配合，该第 二装置(17)固定到第二柱杆(14)的一个端部并且与位于第一柱杆(11)的内表面上的一个接触区域配合。
21. 根据权利要求20的伸缩臂，其特征在于，所述第一柱杆(ll) 包括一个用于固定第一装置(16)的凸缘(13)，所述凸缘(13)布置 在所述第一柱杆(11)的相应端部。
22. —种用于相对于一个具有第二轴线(15)的第二柱杆(14)导 向一个具有第一轴线(12)的第一柱杆(11)的方法，所述第二柱杆(14)被基本共轴地安装到第一柱杆(11)中，以使得它能够在第一 柱杆(11)中滑动，其特征在于所述方法包括如下步骤-提供至少一个根据权利要求1-19之一的导向装置(16， 17);-将所述装置分别固定到第一柱杆(11)的一个端部、第二柱杆 (14)的一个端部；-将第二柱杆(14 )接合到第一柱杆(11 )中，布置所述装置(16， 17)以使得所述滚轮(40)分别沿着第二柱杆(14)的外表面、第一 柱杆(11)的内表面滚动；-对所述装置(16， 17)作用，以将滚轮(40)的轴线(37)放 置在第一位置中。
全文摘要
一种固定到第一柱杆的装置，该装置与一个位于第二柱杆(14)的外表面上的接触区域配合，所述第二柱杆(14)基本共轴地在第一柱杆中滑动。该装置包括导向单元，该导向单元包括一个滚轮(40)，围绕一个与柱杆的轴线垂直的轴线(37)旋转安装；一个垫块(31)，具有一个支撑面(29)；机构，使得能够根据由柱杆施加在滚轮上的力，垂直于柱杆的接触区域移动滚轮的轴线。由此该导向单元在柱杆上的支撑区域可仅由滚轮形成，或由滚轮和垫块形成。
文档编号B66C23/00GK101223098SQ200680025609
公开日2008年7月16日 申请日期2006年5月17日 优先权日2005年5月19日
发明者A·范·阿克, S·大卫 申请人:E.C.L.公司