專利名稱：一個柱桿在另一個柱桿中滑動的導向裝置、伸縮臂和導向方法
一個柱桿在另一個柱桿中滑動的導向裝置、伸縮臂和導向方法本發明涉及一種用于一個柱桿能夠在另一個柱桿中軸向滑動的導 向裝置、 一種包括至少兩個柱桿和這種裝置的伸縮臂，以及一種通過 這種裝置使得兩個柱桿彼此相互#1導向的方法。本發明具體應用于煉鋁廠中使用的伸縮臂。鋁是通過霍爾-赫魯特法(Hall-H"oult )，在溶解于一個電解池 中的氧化鋁的電解槽中來進行工業化生產的。 一個電解廠的運行需要 對電解槽進行維護，其中特別具有代表性的是用新陽極替換廢陽極， 從電解槽中取出液態金屬以及取出或添加電解質。為了進行這些維護， 電解廠通常配備有包括移動式起重機的多功能天車，移動式起重機可 以在電解槽上方平移并且多功能積j組(module de service )可以在移動 式起重機上移動。多功能機組具有多個朝向電解槽延伸的伸縮臂，該 伸縮臂的下端安裝有各種裝卸和維護裝置。這些裝置可以是諸如鏟、 鉗等工具。伸縮臂包括至少一個固定到多功能機組的柱桿和一個具有裝卸和 維護裝置的可移動柱桿，可移動柱桿在第一個柱桿中或圍繞第一個柱 桿軸向滑動。柱桿需要彼此相互被導向并被保持在所需位置，以根據 進行的維護而相對于電解槽令人滿意地定位所述裝卸和維護裝置。根據第一個已知的實施方案，此導向是通過與一個行進在鋼制導 軌上的柱桿相關的鋼制或鐵制滾輪來實現的，該鋼制導軌被焊接到、 或通過栓接或夾緊而被固定到另一個柱桿上。雖然在正常運行中產生 的導向力相對較小，但在多功能天車使用不當時可能會導致更大的力。 為了承受住這種突然力，需要提供大尺寸的滾輪，而導軌必須由高強 度鋼制成以使它們不受到滾輪的損害。此第一個實施方案是可靠的，但是體積過大且成本過高。根據第二個已知的實施方案，此導向是通過固定到鋼制導軌上的一個柱桿上的由耐磨材料制成的墊塊的滑動來實現的，該鋼制導軌被焊接到、或通過栓接或夾緊而被固定到另一個柱桿上。同樣地，導軌必須由高強度鋼制成以減少它們的磨損。由于使用墊塊，第二個實施 方案能夠承受住緊湊體積所具有的高應力。然而，墊塊使得一個柱桿 難以在另一個柱桿中滑動，并且由于工作環境的侵蝕特性和腐蝕特性， 尤其是由于氧化鋁的存在，墊塊迅速損耗。此外，前述第一個和第二個實施方案需要加工長部件，有時可能 超過五米長。這些部件或者由必須形成用于導軌的良好支撐面的柱桿 的表面組成，或者由導軌自身組成。本發明旨在克服以上所述缺陷。為此，根據第一方面，本發明涉及一種用于相對于一個具有第二軸線(axe)的第二柱桿導向一個具有第一軸線的第一柱桿的裝置，所 述第二柱桿被基本共軸地安裝到第 一柱桿中，以使得它能夠在第 一柱 桿中滑動，所述導向裝置被固定到第一柱桿的一個端部或笫二柱桿的 一個端部，以用于分別與位于第二柱桿的外表面或第一柱桿的內表面 之上的接觸區域配合，所述導向裝置包括至少一個導向單元，該導向 單元被布置為分別與第二柱桿或第一柱桿上的接觸區域配合，所述導 向單元的推力方向基本與其所配合的接觸區域垂直。 根據本發明的一般定義，所述導向單元至少包括-一個滾輪，圍繞一個與推力方向基本垂直的軸線旋轉安裝，設 計該導向裝置使其被安裝得使得滾輪的軸線與第一軸線基本垂直；--_個墊塊(pa"n )， 具有一個與推力方向基本垂直的支撐面；-機構(moyens),用于能夠根據由柱桿施加在滾輪上的力，在 第一位置和第二位置之間基本平行于推力方向相對于墊塊移動滾輪的 軸線；在該第一位置，滾輪延伸超過墊塊的支撐面，該導向單元在柱 桿上的支撐區域僅僅由滾輪的一部分形成；而在該第二位置，滾輪延 伸不超過墊塊的支撐面，該導向單元在柱桿上的支撐區域由滾輪的一 部分和墊塊形成。因此，在當穿過滾輪的力較小時的正常運行中以及當異常的力施 加到所述裝置上時，所述裝置能夠相對于第二柱桿良好地導向第一柱 桿。在異常的力施加到所述裝置的這種情況下，支撐不僅僅通過滾輪 來確保，而且還可以通過墊塊來確保，這使得能夠緊緊夾住而不需要使用大尺寸的滾輪、特別大強度的材料或大量的加工，并且不會損害 柱桿與滾輪的接觸區域。由于損害的風險顯著降低，因此支撐伸縮臂 的多功能機組的可用性和壽命得到了提高。為了更簡潔起見，相對于推力方向定義了術語"向前"和"向后，，， 術語向前指朝向其上支撐有滾輪和/或墊塊的柱桿的方向，術語向后對 應于相反的方向。根據一個可能的實施方案，所述裝置包括能夠基本平行于推力方 向而施加力的彈性回復機構，布置所述彈性回復機構以使得當滾輪的 軸線在第一位置時，該彈性回復機構可以被壓縮以使得滾輪的軸線能 夠朝向第二位置移動。也可以設有預壓縮機構，以使得當滾輪的軸線在第一位置時，彈 性回復機構被壓縮并因此向前移動滾輪的軸線。這能夠更好地導向柱 桿。滾輪的軸線可以與一個旋轉桿固定連接在一起，該旋轉桿圍繞一 個相對于墊塊固定并基本平行于滾輪的軸線的軸線樞軸安裝。在此情況下，例如，彈性回復機構的一部分支撐在旋轉軒的一個 區域上，滾輪的軸線位于旋轉桿的樞軸線和旋轉桿的所述區域之間。 通過這種結構可以獲得更大幅度的樞軸轉動。作為一個變體，所述旋 轉桿的區域位于旋轉桿的樞軸線和滾輪的軸線之間。根據一個可能的實施方案，旋轉桿由兩個彼此基本平行并與滾輪 的軸線垂直的端板形成，滾輪布置在兩個端板之間， 一方面所述端板的一端放置在相對于墊塊固定的支架(support)的兩側并且該端板通過一個貫穿該支架的桿而連接在一起，另一方面所述端板的另一端通 過一個其上支撐有彈性回復機構的板而連接在一起。墊塊可以由支架形成，也可以不同于支架。例如，預壓縮才幾構包括-一個彈簧，具有一個基本平行于推力方向的軸線，所述彈簧在 其第一端部支撐在固定連接到墊塊的壁上，所述壁一般地在滾輪的軸 線后面垂直于推力方向布置，而彈簧在其第二端部支撐在固定連接到 滾輪的軸線的支撐件上；-制動機構，相對于墊塊固定，布置用以防止所述支撐件(piked，appui)向前移動而使得所述支撐件能夠向后移動。所述制動機構可以包括一個與彈簧基本共軸地布置在該彈簧的內 部的螺紋桿，所述螺紋桿具有一個與設置在壁中的螺紋孔配合的第一 端部，以及一個固定到橫向制動元件(6Wment transversal de blocage ) 的第二端部，彈簧的第一端部支撐在壁上；支撐件可以具有一個通孔， 以使得當滾輪的軸線在第一位置時，在彈簧的作用下支撐件可以圍繞 螺紋桿接合并抵靠到(appui contre )該橫向制動元件。這些機構也可以包括一個形成套管的中空圓柱形部件(pike)， 該套管在壁和橫向制動元件之間圍繞所述螺紋桿共軸安裝在彈簧內 部，其中在該壁上支撐有彈簧的第一端部。根據第一個實施方案，所述裝置被固定到第一柱桿的一個端部并 與位于第二柱桿的外表面上的一個接觸區域配合，所述裝置包括一個 用于容納第二柱桿的槽(logement)和數目為^的導向單元；其中Ni 優選在l-20的范圍內，典型地在2 - 12的范圍內，所述導向單元基 本布置在一個虛擬多邊形的表面上并且靠近該虛擬多邊形的各角，所 述導向單元的墊塊的支撐面朝向該槽。這個裝置可以包括一個箱，其中放置所述導向單元并且其中也形 成所述槽，該箱由至少兩個用于圍繞第二柱桿彼此組裝在一起的部分 構成。此外，可以i殳置用于調節箱的兩個部分之間的間距的才幾構，以佳: 得根據第二柱桿的橫向尺寸來調節槽的橫向尺寸。根據本發明的另一個實施方案，所述裝置被固定到第二柱桿的一 個端部并且與位于第一柱桿的內表面上的一個接觸區域配合，所述裝 置具有適應于第一柱桿的內部形狀的外部形狀，并且包括數目為&的 導向單元，N2優選在l-20的范圍內，典型地在2-12的范圍內，這些導向單元基本布置在一個虛擬多邊形的表面上并且靠近該虛擬多邊 形的各角，所述單元的墊塊的支撐面朝向所述裝置的外部。此裝置包括一個構架，在該構架上放置所述導向單元。所述構架 可以包括至少一個第一層和第二層，每層包括至少兩個導向單元，其 中所述導向單元的墊塊的支撐面在相反的方向上定向，第一層的單元 的推力方向優選與第二層的單元的推力方向垂直。所述兩個柱桿可以是旋轉的圓柱形或是規則或不規則的多邊形。 多邊形的每一側可以設有一個或多個導向單元。兩個柱桿的截面可以 是相同的，或者作為一個變體可以是不同但相適應的，以使得笫二柱 桿能夠插入到第一柱桿中。通常地，第二柱桿的外截面和第一柱桿的 內截面是互補的，但也可能是其它的形狀(例如一個柱桿為方形截面 而另一柱桿為合適的八邊形截面).根據另一方面，本發明涉及一種臂，所述臂包括至少一個具有第 一軸線的第一柱桿和至少一個具有第二軸線的第二柱桿，該第二柱桿 基本共軸地安裝到第一柱桿中，以使得它能夠在第一柱桿中滑動，第 一或第二柱桿被固定到一個結構上，所述臂也包括至少一個如前面所 述的第一裝置和/或第二裝置，該第一裝置固定到第一柱桿的一個端部 并且與位于第二柱桿的外表面上的一個接觸區域配合，該第二裝置固 定到第二柱桿的一個端部并且與位于第一柱桿的內表面上的一個接觸 區&戈配合。第一柱桿可以包括一個用于固定第一裝置的凸緣，所述凸緣布置 在所述第一柱桿的相應端部。根據又一方面，本發明涉及一種用于相對于一個具有第二軸線的 第二柱桿導向一個具有第一軸線的第一柱桿的方法，所述第二柱桿被 基本共軸地安裝到第一柱桿中，以使得它能夠在第一柱桿中滑動，所述方法包括如下步驟-提供至少一個如上所述的導向裝置；-將所述裝置分別固定到第一柱桿的一個端部、第二柱桿的一個 端部；-將第二柱桿接合到第 一柱桿中，布置所述裝置以使得所述滾輪 分別沿著第二柱桿的外表面、第一柱桿的內表面滾動；-對所述裝置作用，以將滾輪的軸線放置在第一位置中。 本發明的 一個優點在于能夠使得滾輪在柱桿上無間隙且無壓力地 滾動。現將參考附圖描述一個作為非限制性的實施例的本發明的可能實 施方案。圖l是一個煉鋁的電解室的示意圖，所述電解室安裝有一個包括伸縮臂的多功能天車；圖2是一個伸縮臂的立體圖，所述伸縮臂包括一個第一柱桿和一 個軸向連接到第一柱桿的第二柱桿，示出了一個置于這些柱桿的外部 的根據本發明的導向裝置。圖3是圖2中的臂的縱向中剖面圖，也示出了置于柱桿的內部的根據本發明的導向裝置；圖4是圖2中外部裝置的立體圖；圖5是圖4中的裝置沿著平行于所述裝置的一個側面的豎直中面 的剖面圖；圖6是圖5的細部A的放大的局部剖面圖；圖7是當通過單獨由一個滾輪而實現支撐在柱桿上時，第二柱桿 和與所述柱桿配合的圖4中的裝置的示意性局部剖面圖；圖8是當通過滾輪和墊塊而實現支撐在柱桿上時，第二柱桿和與 所述柱桿配合的圖4中的裝置的示意性局部剖面圖；圖9是圖3中內部裝置的立體圖；以及圖IO是其中拿掉了構架的一個側板的圖9中裝置的側視圖。煉鋁廠包括一個或多個電解室1。如
圖1所示，每個電解室1包 括多個成排布置的電解槽2。電解槽2包括一系列各自都具有一個金 屬桿4的陽極3，該金屬桿能夠固定并電連接到金屬陽極框架(未示 出)上。電解室1也包括至少一個用于在電解槽2上進行諸如更換陽極3 或取出或添加電解質等操作的多功能天車5。多功能天車5也可以用 于裝卸各種負載，諸如槽元件、液態金屬澆包或陽極。多功能天車5包括一個移動式起重機6,移動式起重機6被支撐 在起重機軌道7a、 7b上，并在其上循環往返，起重機軌道7a、 7b彼 此平行并平行于電解槽2行列的中心線布置。移動式起重機6因此可 以沿著電解室1移動。多功能天車5也包括一個多功能機組8，該多功能機組8能夠如 由圖1所示的雙箭頭方向在移動式起重機6上移動。多功能機組8具有一個或多個朝向槽2向下延伸的伸縮臂9。根據應用，伸縮臂9基 本豎直布置或相對于豎直方向傾斜布置。為了方便和清楚起見，將在 臂9基本豎直的情況下進行描述。伸縮臂9的下端安裝有各種裝卸和維護裝置10。這些裝置具體可 以是一個擊碎器(用于破碎通常覆蓋陽極3的氧化鋁層和固化槽液)、 一個殼鏟(une pelle ^ crofites )(用于通過去除位于陽極3的位置的固 體物質，在取出廢陽極之后清理所述位置)，一個裝卸陽極3的抓具(用 于通過陽極桿4抓取和操作陽極3,以去除廢陽極并將新陽極放置到 電解槽2中)等等。如圖2和3所示，伸縮臂9首先包括一個安裝在多功能機組8上 由金屬——例如由鋼——制成的固定柱桿11。固定柱桿11是中空的 并且具有一個豎直軸線12。此處固定柱桿11為方形截面，并且其邊 長一般在100 - 800mm之間。其它的形狀也可以考慮，柱桿11可以是 多邊形截面的或呈旋轉圓柱體的形狀。方形截面具有使得在扭力下也 能夠非常良好地維持的優點。在其下端，柱桿11包括一個具有方形截 面的平面的且水平的凸緣13。伸縮臂9也包括一個具有軸線15的、由金屬——例如由鋼——制 成的可移動柱桿14，該可移動柱桿14可以是中空的以限制其重量。 可移動柱桿14的外部形狀與固定柱桿11的內部形狀互補，因此它能 夠置于固定柱桿11的內部，從而軸線14、 15基本一致，并且使得它 能夠相對于固定柱桿11沿著軸向滑動。在所示實施方案中，可移動柱 桿14具有方形截面并且它的邊長短于固定柱桿11的截面的邊長。因 此，當柱桿ll、 14共軸時，在它們之間存在一個一般在10-20mm之 間、使得能夠軸向滑動的橫向間隙j。如圖2所示，定義了一個正交坐標系(x，y,z)，其中z軸對應于 固定柱桿11的軸線12并沿著可移動柱桿14的穿入方向定向。在以下 描述中，z軸是豎直向上的，但是它也可以是傾斜的。 一般地說，z軸 是在兩個柱桿相對移動的情況下的參考軸，參考柱桿相對于另一個柱 桿可以是固定的或移動的。最后，伸縮臂9包括一個固定到固定柱桿11的下端的外部導向裝 置16，和一個固定到可移動柱桿14的上端的內部導向裝置17。這兩個裝置16、 17用于導向可移動柱桿14在固定柱桿11中的滑動。如圖4和5所示，外部裝置16包括一個箱18,箱18在此情況下 呈具有方形截面的直角平行六面體的形狀。箱18包括一個具有四個側 面的側壁19，以及一個下壁20和一個用于固定到固定柱桿11的凸緣 13的上壁21，該上壁21在凸緣13下面。為了簡潔起見，將在下壁 20和上壁21為水平(垂直于z軸)的狀態下描述箱18。箱18由沿其的一個豎直對角面彼此連接在一起的兩個相同的部 分22a、 22b形成。為此，每個部分22a、 22b在其側端都包括一個固 定夾片23，固定夾片23平行于該兩個部分22a、 22b的對角面。部分 22a、 22b的固定夾片23由螺栓24成對固定以裝配成箱18，同時插入 一個調節墊片25。下壁20和上壁21兩個都具有一個呈方形的中心開口 ，其中開口 的邊長接近可移動柱桿14的邊長。因此在箱18中限定了一個豎直槽 26,該豎直槽26用于容納可移動柱桿14,并且豎直槽26的橫向尺寸 可以通過選擇確定厚度的墊片25來調節。 一般來說，槽26的形狀和 尺寸與柱桿14的形狀和尺寸相適應。外部裝置16也包括可移動柱桿14的多個導向單元27,這些單元 的數目與施加到被支撐在柱桿14上的工具10上的負載相適應。在所 示實施方案中，裝置16在側壁19的每一側上包括兩個單元27，即包 括8個單元27。為了更簡潔起見，參考位于圖5的左端的單元進行以下描述。 單元27包括一個支架28，支架28置靠到側壁19并且例如通過 螺桿固定到箱18內的上壁21下面。支架28是基本平行六面體形。它 的高度(沿z軸)約為箱18從下壁20到上壁21之間的內部高度的四 分之一。此外，它沿著x軸(垂直于它固定于其上的側壁19)延伸一 個足夠的距離，以使得它的前表面29 (與支架28固定于其上的側壁 19相對)從上壁21的中心開口的邊緣30向槽26的內部朝前輕微偏 移。支架由一種耐磨的材料一一諸如青銅、鋼、鑄鐵、或諸如聚酰胺 之類的合成材料一一制成，并因此形成一個墊塊31，該前表面29形 成墊塊31的支撐面。單元27也包括一個由兩個彼此平^f亍的豎直端板33a、 33b形成的旋轉桿32,垂直于y軸延伸。端板33a、 33b在它們的上部附近置于 墊塊31的兩側，靠近箱18的上壁21定位，并且通過一個平行于y軸 定向的桿34連接在一起，旋轉桿32因此可以圍繞桿34的軸線35樞 軸轉動。端板33a、 33b在其下部、靠近箱18的下壁20處^L有一個凹 口 60，該凹口 60在與槽26相對的一側開口 。與x軸垂直的板36固 定在所述兩個凹口 60內，因此將兩個端板33a、 33b的下部連接在一 起。沿y軸方向板36呈十字形狀，并且被保持在凹口 60的下側和上 側所形成的導槽內。此外，板36具有一個基本居中的通孔36a。在中心部分，基本在箱18的中部高度，兩個端板33a、 33b通過 一個具有平行于y軸的軸線37的桿連接在一起，該桿在一側通過一個 螺母38而另一側通過一個支持件(pi^ce de maintien ) 39保持在適當 位置。滾輪40圍繞該具有軸線37的桿旋轉安裝在端板33a、33b之間。 在本實施例中，滾輪40的直徑大約為箱18的高度的三分之一。最后，單元27在箱18的下部和內部包括一個具有沿x軸延伸的 軸線42的螺紋桿41,所述螺紋桿41至少在其兩個端部是帶螺紋的。 螺紋桿41的第一端部與設置在側壁19中的螺紋孔和位于箱18的外部 的螺母43配合。在螺紋桿41的靠近槽26的另一端部布置有一個支撐 在螺紋桿41的頭部45上的墊圏44。圍繞螺紋桿41共軸安裝一個中 空圓柱形套管46，套管46內部直徑大于螺紋桿的直徑。套管46在側 壁19和墊圏44之間延伸并且在上述兩個元件之間保持一個固定距離， 以使得螺桿45不會延伸超過墊塊31的支撐面29。作為變體，可以在 側壁19和套管46之間設置一個中間部件47 (見圖6 )。板36通過孔36a與套管46環繞接合，該孔36a的直徑顯著大于 套管46的外部直徑。最后，圍繞螺紋桿41和圍繞套管46基本共軸地 放置螺旋彈簧48。彈簧一方面被支撐在箱18的側壁19的內表面上， 另一方面被支撐在板36上。其它的單元27與已描述的單元27相同。布置位于側壁l9的相同 側上的兩個單元27，以使得滾輪40的軸線37是基本平行的，例如是 重合的，每一個墊塊31的支撐面29朝向槽26并且基本處于相同的豎 直面(平行于z軸)內。這兩個單元27還彼此分開以確保更好地導向 可移動柱桿14。在箱18中，側壁19的相對兩側上的單元27彼此面對。為了圍繞可移動柱桿14布置外部裝置16，確定可移動柱桿14的 橫向尺寸以選擇合適的墊片25，以使得一旦箱18的兩個部分22a、22b 組裝好，箱18的上壁21固定到固定柱桿11的凸緣13，單元27的滾 輪40在可移動柱桿14上無間隙地且無壓力地滾動。螺紋桿41能夠通 過板36壓縮彈簧48，選擇套管46的長度以在滾輪40上產生所需的 預應力。此時單元在如圖7所示的第一位置。虛線表示豎直方向，而 連接旋轉桿32的樞軸線35和滾輪40的旋轉軸線37的線相對于豎直 方向傾斜一個角度an。滾輪40的前部超過墊塊31的支撐面29，朝向 槽26的內部，距所述支撐面29為距離d。在此第一位置，柱桿14上 的單元27的支撐區域僅僅由滾輪40形成。如果由可移動柱桿14施加在滾輪40上的力超過彈簧48的預應 力，通過支撐在滾輪40上，柱桿14會引起旋轉桿32圍繞軸線3樞軸 轉動。此移動將導致板36樞軸轉動和向后移動，板36因此離開墊圏 44。這可能通過彈簧48被壓縮以及同時孔36a的直徑大于套管46的 外部直徑而實現。當滾輪40的前部基本在與塾塊31的支撐面29相同 的豎直面內延伸時，旋轉桿停止樞軸轉動。此時單元27在如圖8所示 的第二位置。虛線表示豎直方向，而連接旋轉桿32的樞軸線35和滾 輪40的旋轉軸線37的線相對于豎直方向傾斜一個角度oc ，旋轉桿相 對于第一位置樞軸轉動一個角度a-oto。在此第二位置，柱桿14上的 單元27的支撐區域由滾輪40和墊塊31形成。因此，如果由柱桿14 施加的力持續增加，滾輪40上的力仍然限于彈簧48壓縮產生的力， 由柱桿14施加的其它力由墊塊31承受。因此，這避免由滾輪40引起 的柱桿14的變形，并且不需要在柱桿上設置導軌也不需要使柱桿由非 常堅固的材料制成。因此在正常運行中可以使用小尺寸的滾輪，當力較小時該小滾輪 足以獲得令人滿意的導向。所述裝置也可以承受大的突然力，因為在 此情況下，支撐同樣產生在墊塊上。加工柱桿上的墊塊31的接觸面的 尺寸，以使得單位壓力保持低水平。因此，可以使用標準型材用作柱 桿和運行軌道(rail de roulement)而無需力口工。現將參考附圖9和IO描述內部裝置17。在該情況下，裝置17呈直角平行六面體的形狀，其截面為方形， 具有接近固定柱桿11的內部截面的邊長的邊。 一般地說，內部裝置 17的形狀和尺寸與固定柱桿11的內部截面的形狀和尺寸相適應。裝置17包括一個構架50，其中布置有固定柱桿11的多個導向單 元27。構架50可以例如通過焊接組裝。構架50包括一個下壁51，下壁51用于例如通過焊接到可移動柱 桿14上方而固定到該柱桿的上端部。為了簡潔起見，將在下壁51為 水平的狀態下描述裝置17。在下壁51上方，構架50還包括一個第一中間板52，該第一中間 板52平行于下壁51，并且通過具有方形截面的側壁53連接到該下壁 51。在側壁53的每個側邊上例如通過螺栓連接固定有一個墊塊31, 該墊塊31由一種耐磨擦的材料——例如青銅、鋼、鑄鐵、或諸如聚酰 胺之類的合成材料——制成。墊塊31具有一個支撐面29 (與墊塊31 固定于其上的側壁相對)，該支撐面29被定位為離開構架50的外殼并 且朝向構架50的外部輕微向前。墊塊31可以基本在相應側邊的全部 的長度上延伸。作為變體，單元27可以包括位于側壁53的每一側邊 的兩個墊塊31，每個墊塊31位于該側壁53的每一側邊的端部上。在第一中間板52上方，構架包括第一層54,然后是第二中間板 55，第二層56，最后是一個上壁57。在此情況下第一層54具有兩個 垂直于x軸定向的豎直側板58a、 58b;而第二層56具有兩個垂直于 第一層54的側板58a、 58b定向的豎直側板59a、 59b,即在此情況下 垂直于y軸。在實踐中，內部裝置17的導向單元27彼此相同并且與外部裝置 16的導向單元相似，不同之處在于支架28沒有形成墊塊，墊塊31如 上所示被布置在裝置17的下部。此外，支架28的前表面相對于構架 50的外殼回縮，以使得它不會與柱桿ll接觸。笫一層54包括四個分成兩組的單元27。布置每組的兩個單元27 以使得滾輪40的軸線37基本平行，例如是重合的，并與側板58a、 58b垂直，支架28的前表面朝向外部，這些單元27也彼此離開以能 夠更好地導向。因此， 一個組內的單元27的支架28的前表面和另一 組內的單元27的支架28的前表面在彼此相反的方向上。此外， 一個組內的單元27的支架28位于滾輪40的軸線37下方，而另一組的單 元27的支架28位于滾輪40的軸線37上方，即頭尾相對布置以限制 尺寸。第二層56也包括四個分成兩組的單元27，類似于已描述的第一 層54。此外，第二層56的單元的滾輪40的軸線37與第一層54的單 元的滾輪40的軸線37垂直。當然，內部裝置17的單元27的數量和分布根據所承受的力可以 是不同的。在將可移動柱桿14插入固定柱桿11中之前，內部裝置17—般通 過焊接固定到可移動柱桿14的上端。 一旦確定了固定柱桿11的內部 尺寸，將具有相同厚度的合適尺寸的墊片(此處未示出)一方面置于 支架28和構架50 (例如壁70)之間，另一方面置于彈簧48和構架 50 (例如壁70)之間，以使得單元27的滾輪40在固定柱桿11上無 間隙地且無壓力地滾動。墊片能夠調節橫向間距(即垂直于笫一軸線) 以能夠彌補第一柱桿的內表面的缺陷。并且，以如外部裝置16的相同的方式，滾輪40的軸線37可以推_ 據由固定柱桿11施加的力在第一位置和第二位置之間移動，單元27 的支撐區域可由滾輪40單獨形成，或由滾輪40和墊片31形成。多于兩個的柱桿可以彼此組裝以形成伸縮臂9。對于應用到電解 煉鋁生產中，可移動柱桿的數目是l、 2或3。當然，本發明不限于作為實施例給出的上述實施方案，相反地它 包括所有的變體實施方案。
權利要求
1.一種用于相對于一個具有第二軸線(15)的第二柱桿(14)導向一個具有第一軸線(12)的第一柱桿(11)的裝置，所述第二柱桿(14)被基本共軸地安裝到第一柱桿(11)中，以使得它能夠在第一柱桿(11)中滑動，所述導向裝置(16，17)被固定到第一柱桿(11)的一個端部或第二柱桿(14)的一個端部，以用于分別與位于第二柱桿(14)的外表面或第一柱桿(11)的內表面之上的接觸區域配合，所述導向裝置包括至少一個導向單元(27)，該導向單元(27)被布置為分別與第二柱桿(14)或第一柱桿(11)上的接觸區域配合，所述導向單元(27)的推力方向基本與其所配合的接觸區域垂直，其特征在于該導向單元(27)至少包括-一個滾輪(40)，圍繞一個與推力方向基本垂直的軸線(37)旋轉安裝，設計該導向裝置(16，17)使用其被安裝得使得滾輪(40)的軸線(37)與第一軸線基本垂直；-一個墊塊(31)，具有一個與推力方向基本垂直的支撐面(29)；-機構，用于能夠根據由柱桿(11，14)施加在滾輪(40)上的力，在第一位置和第二位置之間基本平行于推力方向相對于墊塊(31)移動滾輪(40)的軸線(37)；在該第一位置，滾輪(40)延伸超過墊塊(31)的支撐面(29)，該導向單元(27)在柱桿(11，14)上的支撐區域僅僅由滾輪(40)的一部分形成；而在該第二位置，滾輪(40)延伸不超過墊塊(31)的支撐面(29)，該導向單元(27)在柱桿(11，14)上的支撐區域由滾輪(40)的一部分和墊塊(31)形成。
2. 根據權利要求1的裝置，其特征在于，它包括能夠基本平行于 推力方向而施加力的彈性回復機構(48 )，布置所述彈性回復機構(48 ), 以使得當滾輪(40 )的軸線(37 )在第一位置時，該彈性回復機構(48 ) 可以被壓縮以使得滾輪(40)的軸線(37)能夠朝向第二位置移動。
3. 根據權利要求2的裝置，其特征在于，也設有預壓縮機構(41， 44， 45, 46 )，以使得當滾輪(40)的軸線(37)在第一位置時，彈性 回復機構(48)被壓縮并因此向前移動滾輪(40)的軸線(37)。
4. 根據權利要求1 - 3之一的裝置，其特征在于，滾輪(40)的軸線(37 )與一個旋轉桿(32 )固定連接在一起，旋轉桿(32 )圍繞一 個相對于墊塊(31)固定并基本平行于滾輪(40)的軸線(37)的軸 線(35)柩軸安裝。
5. 根據權利要求2和4的裝置，其特征在于，所述彈性回復機構 (48 )的一部分支撐在旋轉桿(32 )的一個區域上，滾輪(40 )的軸線(37 )位于旋轉桿(32 )的樞軸線(35 )和旋轉桿(32 )的所述區 域之間。
6. 根據權利要求2和4的裝置，其特征在于，所述彈性回復機構 (48)的一部分支撐在旋轉桿(32)的一個區域上，旋轉桿(32)的所述區域位于旋轉桿(32 )的樞軸線(35 )和滾輪(40 )的軸線(37 )之間。
7. 根據權利要求4-6之一的裝置，其特征在于，所述旋轉桿(32) 由兩個彼此基本平行并與滾輪(40)的軸線(37)垂直的端板(33a， 33b)形成，滾輪(40)布置在兩個端板(33a, 33b)之間，其中，一 方面所述端板(33a， 33b)的一端放置在相對于墊塊(31)固定的支 架(28)的兩側并且該端板通過一個貫穿支架(28)的桿(34)而連 接在一起，另一方面所述端板的另一端通過一個其上支撐有彈性回復 機構(48 )的板(36 )而連接在一起。
8. 根據權利要求7的裝置，其特征在于，所述墊塊(31)由支架 (28)形成。
9. 根據權利要求7的裝置，其特征在于，所述墊塊(31)不同于 支架(28)。
10. 根據權利要求l-9之一的裝置，其特征在于，它包括 -一個彈簧(48),具有一個基本平行于推力方向的軸線(37),所述彈簧(48)在其第一端部支撐在固定連接到墊塊(31)的壁(19, 47)上，所述壁一般地在滾輪(40)的軸線(37)的后面基本垂直于 推力方向布置，而彈簧(48 )在其第二端部支撐在固定連接到滾輪(40 ) 的軸線的支撐件(36)上；-制動機構(41， 44， 45, 46 )，相對于墊塊(31)固定，布置用 以防止所述支撐件(36)向前移動而使得所述支撐件(36)能夠向后 移動。
11. 根據權利要求10的裝置，其特征在于，所述制動機構包括一 個與彈簧(48 )基本共軸地布置在該彈簧(48 )的內部的螺紋桿(41)， 所述螺紋桿(41)具有一個與設置在壁(19)中的螺紋孔配合的第一 端部，以及一個固定到橫向制動元件M4)的第二端部，彈簧(48) 的第一端部支撐在壁(19)上；其中，支撐件(36)具有一個通孔(36a)， 以使得當滾輪(40)的軸線(37)在第一位置時，在彈簧(48)的作 用下支撐件(36 )圍繞螺紋桿(41 )接合并抵靠到橫向制動元件(44 )。
12. 根據權利要求11的裝置，其特征在于，它包括一個形成套管 (46)的中空圓柱形部件，該套管(46)在壁(19)和橫向制動元件 (44)之間圍繞螺紋桿Ml)共軸安裝在彈簧(48)內部，其中在該壁(19 )上支撐有彈簧(48 )的第一端部。
13. 根據權利要求1-12之一的裝置，其特征在于，它被固定到第 一柱桿(11)的一個端部并且與位于第二柱桿(l4)的外表面上的一 個接觸區域配合，所述裝置(16)包括一個用于容納第二柱桿(14) 的槽(26)和數目為Ni的導向單元(27)，所述導向單元基本布置在 一個虛擬多邊形的表面上并且靠近該虛擬多邊形的各角，所述單元(27)的墊塊(31)的支撐面朝向槽(26)。
14. 根據權利要求13的裝置，其特征在于，Ni在1-20的范圍內。
15. 根據權利要求10的裝置，其特征在于，它包括一個箱(18), 其中放置所述導向單元(27)并且其中也形成該槽(26)，箱(18) 由至少兩個用于圍繞第二柱桿(14)彼此組裝在一起的部分(22a， 22b) 構成。
16. 根據權利要求15的裝置，其特征在于，它包括用于調節箱(18) 的部分(22a， 22b)之間的間距的機構(25 )，以使得根據第二柱桿(14 ) 的橫向尺寸來調節槽(26)的橫向尺寸。
17. 根據權利要求l-12之一的裝置，其特征在于，它被固定到第 二柱桿(14)的一個端部并且與位于第一柱桿(11)的內表面上的一 個接觸區域配合，所述裝置(17)具有適應于第一柱桿(11)的內部 形狀的外部形狀，并且包括數目為N2的導向單元(27)，導向單元(27 ) 基本布置在一個虛擬多邊形的表面上并且靠近該虛擬多邊形的各角， 所述單元(27)的墊塊(31)的支撐面朝向所述裝置(17)的外部。
18. 根據權利要求17的裝置，其特征在于，N2在l-20的范圍內。
19. 根據權利要求18的裝置，其特征在于，它包括一個構架(50), 在構架(50 )上放置所述導向單元(27 )，所述構架(50 )包括至少一 個第一層和第二層(54， 56),每層包括至少兩個導向單元(27),其 中所述導向單元(27)的墊塊(31)的支撐面(29)在相反的方向上 定向，第一層(54)的單元(27)的推力方向優選與第二層(56)的 單元(27)的推力方向垂直。
20. —種伸縮臂，包括至少一個具有第一軸線(12 )的第一柱桿(11 ) 和至少一個具有第二軸線(15)的第二柱桿(14),該第二柱桿(14) 基本共軸地安裝到第一柱桿(11)中，以使得它能夠在第一柱桿(11) 中滑動，第一或第二柱桿(ll, 14)被固定到一個結構(8)上，其特 征在于，所述臂包括至少一個根據權利要求1 - 19之一的第一和/或第 二裝置U6， 17)，該第一裝置(16)固定到第一柱桿(ll)的一個端 部并且與位于第二柱桿(14)的外表面上的一個接觸區域配合，該第 二裝置(17)固定到第二柱桿(14)的一個端部并且與位于第一柱桿(11)的內表面上的一個接觸區域配合。
21. 根據權利要求20的伸縮臂，其特征在于，所述第一柱桿(ll) 包括一個用于固定第一裝置(16)的凸緣(13)，所述凸緣(13)布置 在所述第一柱桿(11)的相應端部。
22. —種用于相對于一個具有第二軸線(15)的第二柱桿(14)導 向一個具有第一軸線(12)的第一柱桿(11)的方法，所述第二柱桿(14)被基本共軸地安裝到第一柱桿(11)中，以使得它能夠在第一 柱桿(11)中滑動，其特征在于所述方法包括如下步驟-提供至少一個根據權利要求1-19之一的導向裝置(16， 17);-將所述裝置分別固定到第一柱桿(11)的一個端部、第二柱桿 (14)的一個端部；-將第二柱桿(14 )接合到第一柱桿(11 )中，布置所述裝置(16， 17)以使得所述滾輪(40)分別沿著第二柱桿(14)的外表面、第一 柱桿(11)的內表面滾動；-對所述裝置(16， 17)作用，以將滾輪(40)的軸線(37)放 置在第一位置中。
全文摘要
一種固定到第一柱桿的裝置，該裝置與一個位于第二柱桿(14)的外表面上的接觸區域配合，所述第二柱桿(14)基本共軸地在第一柱桿中滑動。該裝置包括導向單元，該導向單元包括一個滾輪(40)，圍繞一個與柱桿的軸線垂直的軸線(37)旋轉安裝；一個墊塊(31)，具有一個支撐面(29)；機構，使得能夠根據由柱桿施加在滾輪上的力，垂直于柱桿的接觸區域移動滾輪的軸線。由此該導向單元在柱桿上的支撐區域可僅由滾輪形成，或由滾輪和墊塊形成。
文檔編號B66C23/00GK101223098SQ200680025609
公開日2008年7月16日 申請日期2006年5月17日 優先權日2005年5月19日
發明者A·范·阿克, S·大衛 申請人:E.C.L.公司