DE102006017497B4

DE102006017497B4 - Positionsbestimmungsvorrichtung und Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102006017497B4
Application number: DE200610017497
Authority: DE
Inventors: Balthasar Gass
Original assignee: Alfing Montagetechnik GmbH
Current assignee: Alfing Montagetechnik GmbH
Priority date: 2006-04-13
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2026-04-14
Also published as: DE102006017497A1

Abstract

Positionsbestimmungsvorrichtung, umfassend:
ein Kabel (K) mit einer Hülse (H) und einer in der Hülse beweglich angeordneten Seele (S),
wobei die Positionsbestimmungsvorrichtung eingerichtet ist, eine Position eines ersten Endes (1) des Kabels relativ zu einem zweiten Ende (2) des Kabels in Abhängigkeit einer Position eines vorbestimmten Abschnitts (S') der Seele relativ zu einem vorbestimmten Abschnitt (H') der Hülse zu bestimmen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Position sowie eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Winkelposition. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Position bzw. einer Winkelposition eines am Ende eines Kabels angeordneten, elektrisch betriebenen Werkzeugs.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich unter anderem auf einen Stand der Technik, wie er z.B. in der deutschen Patentschrift DE 101 01 310.8 beschrieben ist. Diese Schrift bezieht sich auf ein Bearbeitungssystem zur Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere von auf einer Fertigungsstraße angeordneten Werkstücken, sowie eine Werkzeugeinheit zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem elektrisch steuerbaren Bearbeitungswerkzeug. Die Erfindung eignet sich aber insbesondere auch zum Einsatz bei vorliegenden Kabelschlepps und Handlingsgeräten.
Die Aufgabe, die dieser Patentschrift zugrunde liegt, besteht darin, ein Bearbeitungssystem und eine Werkzeugeinheit bereitzustellen, welche eine einfache Umtaktung bzw. Erweiterung einer Montagestraße mit Werkzeugeinheiten in einer einfachen und bedienerfreundlichen Weise ermöglichen. Diese Aufgabe wird dort u.a. durch eine Werkzeugeinheit eines Bearbeitungssystems zur Bearbeitung von Werkstücken gelöst, welche folgende Merkmale aufweist: ein elektrisch steuerbares Bearbeitungswerkzeug; eine Halteeinheit zur Aufnahme in eine Verschiebehalteeinrichtung des Bearbeitungssystems; und eine Steuereinheit zur Einstellung des Bearbeitungswerkzeugs auf einen Satz von vorgegebenen Bearbeitungsparametern zur Ausführung eines vorgegebenen Bearbeitungsvorgangs. Darüber hinaus umfasst jede Werkzeugeinheit eine Positionsbestimmungseinheit, die die Position der jeweiligen Werkzeugeinheit entlang der Verschiebehalteeinrichtung bestimmt. Dabei nimmt die Steuereinheit die Einstellung des jeweiligen Bearbeitungswerkzeugs auf einen jeweiligen Bearbeitungsparametersatz in Abhängigkeit von der durch die Positionsbestimmungseinheit bestimmten Position der Werkzeugeinheit vor.
Die Werkzeugeinheiten werden über ihre jeweilige Halteeinheit in die Verschiebehalteeinrichtung eingehängt, wobei jede Werkzeugeinheit autonom ihre Position entlang der Verschiebehalteeinrichtung bestimmen kann. Eine Steuereinrichtung, die ein Teil dieser einhängbaren Werkzeugeinheit ist, arbeitet direkt mit der Positionsbestimmungseinheit zusammen und stellt das Bearbeitungswerkzeug in Abhängigkeit von der Position auf bestimmte Bearbeitungsparameter ein. Bei einer Umtaktung müssen somit lediglich andere Parametersätze in der jeweiligen Steuereinheit der Werkzeugeinheit vorgegeben werden. Bei einer Erweiterung muss lediglich die Zuordnung von Bearbeitungsparametersatz und Positionsbereich neu eingestellt werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Wie aus dem oben beschriebenen Stand der Technik hervorgeht, ist es von großer Bedeutung, die Position eines Bearbeitungswerkzeugs in einem Bearbeitungssystem zur Bearbeitung von Werkstücken jederzeit korrekt bestimmen zu können, z.B. um das jeweilige Bearbeitungswerkzeug auf einen jeweiligen, positionsabhängigen Bearbeitungsparametersatz einstellen zu können.
Die DE 101 01 310.8 beschreibt mehrere Ausführungsformen für eine solche Positionsbestimmungseinheit. So kann z.B. die Positionsbestimmungseinrichtung der Werkzeugeinheit die relative Entfernung zu einem Bezugspunkt entlang der Verschiebehalteeinrichtung bestimmen, in der die Werkzeugeinheiten eingehängt sind. Ein derartiger Bezugspunkt kann beispielsweise der Anfang der Verschiebehalteeinrichtung sein. Ferner kann die Positionsbestimmungseinrichtung bei ihrer Positionsbestimmung auch relative Entfernungen zu anderen Werkzeugeinheiten oder relative Abstände zu Endpunkten von jeweiligen Bearbeitungsbereichen verwenden.
Dabei ist vorzugsweise zumindest ein Teil oder die gesamte Verschiebehalteeinrichtung (Laufschiene) aus einem leitfähigen Material, beispielsweise einem leitfähigen Kunststoff, gebildet. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Laufschiene mit einem Absolutweg-Messband ausgerüstet ist. Für die Positionsbestimmung wird eine gegebene Messspannung an den leitenden Teil angelegt, und die jeweiligen Positionsbestimmungseinrichtungen messen zur Positionsbestimmung den Spannungsabfall entlang der Stromschiene unter Verwendung des bekannten Widerstands der Stromschiene. Alternativ kann in die Laufschiene auch ein Widerstandsmessstreifen integriert sein, wobei die Positionsbestimmungseinrichtung die Positionsbestimmung über den erfassten Widerstand entlang der Laufschiene vornimmt. Es ist auch möglich, die Positionsbestimmung über eine Laserentfernungsmessung vorzunehmen, bei der eine in der Werkzeugeinheit vorgesehene Laserentfernungs-Messeinrichtung eine relative Entfernung zu einem gegebenen Bezugspunkt bestimmt.
Die oben beschriebene Positionsbestimmung der Werkzeugeinheiten, die in der Verschiebehalteeinrichtung (Laufschiene) eingehängt sind, ist zwar grundsätzlich eine geeignete Methode, die Position der Werkzeugeinheit an sich zu bestimmen. Es besteht jedoch der Nachteil, dass diese Methode unter Umständen nicht genau genug ist, insbesondere dann, wenn von der Werkzeugeinheit ein Kabel wegführt, an dessen anderem Ende sich ein elektrisch betriebenes, handgeführtes Werkzeug befindet. Wird nämlich dieses handgeführte Bearbeitungswerkzeug innerhalb der Kabelreichweite bei ansonsten unbewegter Werkzeugeinheit relativ zu dieser an der Verschiebehalteeinrichtung eingehängten Werkzeugeinheit bewegt, gibt die oben beschriebene Positionsbestimmungseinrichtung immer dieselbe Position an. Das bedeutet, dass die Positionsbestimmungseinrichtung aus dem Stand der Technik die Position des handgeführten, elektrisch betriebenen Werkzeugs nur auf einen Bereich um die Werkzeugeinheit herum ungenau bestimmen kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Wie voranstehend erläutert, ist es im Stand der Technik nicht einfach möglich, die Position eines elektrisch betriebenen Werkzeugs am Ende eines Kabels bzw. Systemkabels genau zu bestimmen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Positionsbestimmungsvorrichtung und eine Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung bereitzustellen, die im Falle der Verwendung eines Kabels eine verbesserte und einfache Positions- bzw. Winkelpositionsbestimmung ermöglicht, und die im Falle der Verwendung eines Systemkabels die Integration der Positionsbestimmungsvorrichtung bzw. der Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung in das Systemkabel ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Positionsbestimmungsvorrichtung (Anspruch 1), umfassend: ein Kabel mit einer Hülse und einer in der Hülse beweglich angeordneten Seele, wobei die Positionsbestimmungsvorrichtung eingerichtet ist, eine Position eines ersten Endes des Kabels relativ zu einem zweiten Ende des Kabels in Abhängigkeit einer Position eines vorbestimmten Abschnitts der Seele relativ zu einem vorbestimmten Abschnitt der Hülse zu bestimmen.
Die obige Aufgabe wird auch gelöst durch eine Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung (Anspruch 32), umfassend: ein Kabel mit einer Hülse und einer in der Hülse angeordneten Seele, wobei zumindest ein Abschnitt der Hülse oder der Seele in Umfangsrichtung mit einer Winkelinformation versehen ist; eine Halterung, in der der Abschnitt der Hülse und/oder der Abschnitt der Seele um eine Längsrichtung des Abschnitts der Hülse oder der Seele gegenüber der Halterung drehbar gelagert ist; eine Winkelinformationserfassungseinheit zum Erfassen der Winkelinformation, welche während einer Winkelinformationserfassung in Bezug auf die Halterung unbeweglich ist, wobei die Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung eingerichtet ist, eine Winkelposition eines beliebigen Abschnitts des Kabels relativ zur Halterung anhand der von der Winkelinformationserfassungseinheit erfassten Winkelinformation zu bestimmen.
Erfindungsgemäß wird das Kabel selbst und/oder Informationen, die mit dem Kabel verbunden sind, zur Bestimmung einer Position eines Abschnitts des Kabels relativ zur Position eines anderen Abschnitts des Kabels verwendet. Dabei kann einer dieser bestimmten Abschnitte des Kabels dasjenige Ende des Kabels sein, an dem ein elektrisch betriebenes Werkzeug angeordnet ist. Über die Bestimmung der Position dieses Endes des Kabels kann somit unmittelbar auf die Position des an diesem Ende angeordneten Werkzeugs geschlossen werden.
VORTEILHAFTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
Vorzugsweise (Anspruch 2) sind bei der Positionsbestimmungsvorrichtung die Hülse und die Seele biegsam und so angeordnet, dass eine Verbiegung des Kabels zu einer Veränderung der Lage des vorbestimmten Abschnitts der Seele zu dem vorbestimmten Abschnitt der Hülse führt. Damit wird erreicht, dass eine Veränderung des Biegezustands des Kabels zu einer veränderten Positionsbestimmung führt. Eine Veränderung des Biegezustands des Kabels geht dabei mit einer Abstandsveränderung der Position eines ersten Abschnitts des Kabels zu einem zweiten Abschnitt des Kabels einher. Über einen Einlernprozess können daher verschiedene Verbiegungszustände des Kabels den jeweils tatsächlichen Positionen beispielsweise der Kabelenden zueinander zugeordnet werden.
Dabei kann (Anspruch 3) der vorbestimmte Abschnitt der Seele ein erster Endabschnitt der Seele an dem ersten Ende des Kabels sein, und der vorbestimmte Abschnitt der Hülse kann ein an dem ersten Ende des Kabels gelegener erster Endabschnitt der Hülse sein, welcher den ersten Endabschnitt der Seele zumindest teilweise umgibt. Die Betrachtung der jeweiligen Endabschnitte von Seele und Hülse ist deshalb vorteilhaft, als diese eine Sonderposition unter allen denkbaren Abschnitten der Hülse bzw. der Seele einnehmen, da sie auch ohne jegliche gesonderte Kennzeichnung oder Markierung bei der Beobachtung hervorstechen. Außerdem sind die Endabschnitte der Seele und der Hülse einer Manipulation oder Messung einer Position jeweils zueinander leichter zugänglich als andere Bereiche des Kabels.
Ferner ist es vorteilhaft (Anspruch 4), dass ein an dem zweiten Ende des Kabels gelegenes zweites Ende der Seele fest mit einem an dem zweiten Ende des Kabels gelegenen zweiten Ende der Hülse verbunden ist. Dies hat den Vorteil, dass eine der beiden Randbedingungen an einem Ende des Kabels festgelegt ist, und die Beobachtung der Positionsverschiebung von Seele relativ zur Hülse auf das andere Ende beschränkt werden kann. Außerdem verstärkt sich der Effekt der Positionsverschiebung von Hülsenende zu Seelenende am freien Ende des Kabels bei ansonsten gleichem Verbiegungsgrad des Kabels im Vergleich zu zwei freien Enden.
Ferner ist es vorteilhaft (Anspruch 5), dass die Positionsbestimmungsvorrichtung eingerichtet ist, die Position des ersten Endes des Kabels relativ zu dem zweiten Ende des Kabels in Abhängigkeit eines Maßes eines Überstandes oder Unterstandes eines ersten Endes der Seele am ersten Endabschnitt der Seele relativ zu einem ersten Ende der Hülse am ersten Endabschnitt der Hülse zu bestimmen. Der Überstand bzw. der Unterstand der Seele bezüglich des Endes der Hülse kann leichter gemessen werden als die Beziehung irgendwelcher anderer Abschnitte der Seele und der Hülse, da keinerlei Markierungen an Seele oder Hülse vonnöten sind.
Vorzugsweise (Anspruch 6) sind die Hülse und die Seele biegsam und so angeordnet, dass eine Verbiegung des Kabels zu einer Veränderung der Lage von dem ersten Ende der Seele zu dem ersten Ende der Hülse führt.
Ferner kann (Anspruch 7) das erste Ende des Kabels an einer Halterung gelagert sein. Dies hat zum Vorteil, dass die Halterung als Referenzpunkt für die Messung der Position des zweiten Endes des Kabels verwendet werden kann.
Dabei kann die Halterung zum einen an einem ortsfesten Punkt befestigt sein (Anspruch 8). In diesem Fall kommt der Position der Halterung eine absolute Referenzfunktion zu, da mit dem ortsfesten Punkt ein absoluter, unbeweglicher Punkt im Raum festgelegt wird.
Zum anderen kann die Halterung verschiebbar an einer Laufschiene angebracht sein (Anspruch 9). Dies ermöglicht den Einsatz der Positionsbestimmungsvorrichtung in einem Bearbeitungssystem mit in einer Verschiebehalteeinrichtung eingehängten Werkzeugeinheiten, wie es im einleitenden Teil der Beschreibung ausgeführt ist.
Ferner kann die Halterung eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen des Überstandes oder Unterstandes des ersten Endes der Seele relativ zu dem ersten Ende der Hülse umfassen (Anspruch 10). Dies hat den Vorteil, dass die Positionsbestimmungsvorrichtung zusammen mit der Halterung und der Bestimmungseinrichtung eine bauliche Einheit bildet, die im ganzen hergestellt und vertrieben werden kann. Es ist aber auch möglich, dass die Bestimmungseinrichtung separat von der Positionsbestimmungsvorrichtung vorgesehen ist.
Vorzugsweise (Anspruch 11) umfasst die Bestimmungseinrichtung einen fest mit der Halterung verbundenen Längenmaßstab, der sich parallel zur Richtung der Lageveränderung des ersten Endes der Seele zum ersten Ende der Hülse erstreckt, wobei das erste Ende der Seele in Zusammenwirkung mit dem Längenmaßstab ein je nach Stellung des ersten Endes der Seele zum Längenmaßstab unterschiedliches Signal erzeugt. Die feste Verbindung des Längenmaßstabs mit der Halterung hat den Vorteil, dass eine Veränderung der Lage des Längenmaßstabs in Bezug auf die Halterung weitgehend vermieden werden kann, was ansonsten zu einer Verfälschung der Messung führen könnte. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine fest mit der Halterung verbundene Bestimmungseinrichtung beschränkt, sondern es ist grundsätzlich auch möglich, dass eine jegliche Bestimmungseinrichtung – also auch der Längenmaßstab – separat von der Halterung vorgesehen ist.
Vorzugsweise ist die Seele aus einem metallischen Material gefertigt und taucht mit einem Ende in eine Spule ein, welche dadurch eine induktive Veränderung erfährt, welche einer Längenveränderung bzw. einer Verschiebung der Seele zuzuordnen ist. Dies ermöglicht eine berührungsfreie und damit verschleißlose Durchführung der Messung.
Vorzugsweise (Anspruch 12) ist der Längenmaßstab ein Magnetband, auf dem eine Längeninformation kodiert ist, wobei das erste Ende der Seele an dem Längenmaßstab durch Induktion ein elektrisches Signal erzeugt. Dies ermöglicht eine berührungsfreie und damit verschleißlose Durchführung der Messung.
Es ist ferner vorteilhaft (Anspruch 13), dass die Positionsbestimmungsvorrichtung eine Auswertungseinheit zum Bestimmen einer Entfernung des ersten Endes des Kabels relativ zu dem zweiten Ende des Kabels anhand des elektrischen Signals umfasst. In der Auswertungseinheit können die von der Bestimmungseinrichtung gelieferten elektrischen Signale entsprechend verarbeitet werden, und können z.B. mittels eines Vergleichs mit Messdaten aus einem Einlernvorgang in die tatsächliche Entfernung des ersten Endes des Kabels relativ zu dem zweiten Ende des Kabels umgerechnet werden.
Ferner kann die Bestimmungseinrichtung eine Druck- oder Kraftmesseinrichtung umfassen (Anspruch 14), die mit dem ersten Ende der Seele in Kontakt ist, wobei die Druck- oder Kraftmesseinrichtung eingerichtet ist, einen Druck oder eine Kraft des ersten Endes der Seele auf die Druck- oder Kraftmesseinrichtung in Abhängigkeit des Überstandes des ersten Endes der Seele relativ zu dem ersten Ende der Hülse zu messen. Dadurch wird das Maß des Überstandes des ersten Endes der Seele relativ zu dem ersten Ende der Hülse indirekt über eine andere Messgröße bestimmt. Dies hat den Vorteil, dass die indirekte Messgröße unter Umständen genauer zu messen ist als direkt die Länge des Überstandes.
Entsprechend (Anspruch 15) kann eine Auswertungseinheit eine Entfernung des ersten Endes des Kabels relativ zu dem zweiten Ende des Kabels anhand des gemessenen Drucks oder anhand der gemessenen Kraft bestimmen.
Eine weitere Möglichkeit stellt eine Bestimmungseinrichtung in Form eines Lasermesssystems dar (Anspruch 16). Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung von Laserlicht beschränkt, sondern es kann auch jede andere Art von Licht oder anderer elektromagnetischer Strahlung verwendet werden. Auch der Einsatz von Schallwellen oder Ultraschallwellen ist denkbar.
Ferner ist es möglich (Anspruch 17), dass der erste Endabschnitt der Hülse und/oder der erste Endabschnitt der Seele um eine Längsrichtung des ersten Endabschnitts der Hülse oder der Seele gegenüber der Halterung drehbar gelagert ist. Dabei ist es vorteilhaft, dass zumindest der erste Endabschnitt der Hülse oder der Seele in Umfangsrichtung mit einer Winkelinformation versehen ist (Anspruch 18). Die Positionsbestimmungsvorrichtung kann ferner eine Winkelinformationserfassungseinheit (Anspruch 19) zum Erfassen der Winkelinformation umfassen, welche während einer Winkelinformationserfassung in Bezug auf die Halterung unbeweglich ist, wobei die Positionsbestimmungsvorrichtung eingerichtet ist, eine Winkelposition eines beliebigen Abschnitts des Kabels relativ zur Halterung anhand der von der Winkelinformationserfassungseinheit erfassten Winkelinformation zu bestimmen. Dies hat den Vorteil, dass die Positionsbestimmungsvorrichtung nicht nur in der Lage ist, eine Entfernung des ersten Endes des Kabels relativ zu einem zweiten Ende des Kabels zu bestimmen, sondern darüber hinaus auch in der Lage ist, die Richtung zu bestimmen, in der ein beliebiger Abschnitt des Kabels relativ zur Halterung und damit relativ zum ersten Ende des Kabels liegt.
Dabei ist es vorteilhaft (Anspruch 20), dass der beliebige Abschnitt des Kabels am zweiten Ende des Kabels gelegen ist. Wenn z.B. nämlich am zweiten Ende des Kabels ein Bearbeitungswerkzeug befestigt ist, kann über die Bestimmung der Richtung des zweiten Endes des Kabels auch die Richtung des an diesem Ende befestigten Werkzeugs bestimmt werden.
Ferner ist es vorteilhaft (Anspruch 21), dass die Winkelinformationserfassungseinheit fest mit der Halterung verbunden ist. Dadurch kann vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass die Winkelinformationserfassungseinheit während einer Winkelinformationserfassung in Bezug auf die Halterung unbeweglich ist. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, dass die Winkelinformationserfassungseinheit ein Teil der Halterung ist, sondern es ist auch möglich, dass die Winkelinformationserfassungseinheit außerhalb der Halterung vorgesehen ist.
Vorzugsweise (Anspruch 22) ist der erste Endabschnitt der Hülse an der Halterung fixiert, die Seele gegenüber der Hülse um ihre Längsrichtung drehbar angeordnet, und der erste Endabschnitt der Seele in Umfangsrichtung mit der Winkelinformation versehen. Dies ermöglicht eine einfach zu realisierende Verbindung des Kabels mit der Halterung, da einfach nur die äußere Hülse des Kabels mit der Halterung fest verbunden werden muss.
Es ist aber jedoch auch möglich (Anspruch 23), dass der erste Endabschnitt der Hülse um seine Längsrichtung gegenüber der Halterung drehbar gelagert ist, und der erste Endabschnitt der Hülse in Umfangsrichtung mit der Winkelinformation versehen ist. Die drehbare Lagerung der Hülse und damit des Kabels ist zwar geringfügig aufwendiger als die oben beschriebene feste Fixierung der Hülse an der Halterung, jedoch bietet sie den Vorteil, dass sich die Hülse bezüglich der Seele nicht verdrillen kann.
Vorzugsweise (Anspruch 24) liegt die Winkelinformation in Form eines Magnetbandes vor, auf dem eine Gradunterteilung kodiert ist, die von der Winkelinformationserfassungseinheit induktiv erfasst werden kann. Wie bereits oben erwähnt, bietet dies den Vorteil einer berührungsfreien und verschleißlosen Messung. Darüber hinaus bietet dies den Vorteil, dass eine mechanische Gegebenheit (Lage von zwei Teilen zueinander) in ein elektrisches Signal umgewandelt werden kann.
Ferner ist es vorteilhaft (Anspruch 25), dass die Seele elektrisch leitend ist. Dadurch ist es möglich, die Seele nicht nur zur Positionsbestimmung zu verwenden, sondern z.B. darüber hinaus auch für die elektrische Stromversorgung eines am zweiten Ende befindlichen elektrisch betriebenen Werkzeugs zu verwenden. Außerdem können über die elektrisch leitende Seele Mess- und/oder Steuersignale von und zu dem elektrisch betriebenen Werkzeug gesendet werden.
Es ist aber auch möglich (Anspruch 26), dass die Seele ein elektrisch nicht leitender, biegsamer Stab ist.
Ferner ist es vorteilhaft (Anspruch 27), dass die Hülse so aufgebaut ist, dass sie bei einer Verbiegung keine Längenänderung erfährt. Vorzugsweise ist die Hülse dabei in Spiralform aufgebaut. Eine Längenkonstanz der Hülse bietet den Vorteil, dass die Länge des Überstandes bzw. Unterstandes des ersten Endes der Seele relativ zum ersten Ende der Hülse eindeutig zur Entfernung des ersten Endes des Kabels relativ zum zweiten Ende des Kabels korreliert ist. Das bedeutet, dass die Veränderung des Überstandes bzw. Unterstandes des ersten Endes der Seele relativ zu dem ersten Ende der Hülse vollständig reversibel ist, z.B. bei Bewegung des zweiten Endes des Kabels auf das erste Ende des Kabels zu und wieder an den Ausgangspunkt zurück. Außerdem kann durch die Längenkonstanz der Hülse jegliche Hysterese des Seelenüberstandes bzw. -unterstandes in Abhängigkeit der Position des zweiten Endes des Kabels relativ zum ersten Ende des Kabels unterdrückt werden. Die Längenkonstanz der Hülse kann außer der Spiralform auch durch andere bauliche Maßnahmen des Kabels gewährleistet werden, die geeignet sind, auf die Hülse die geeignete Stützfunktion ausüben zu können.
Ferner ist es möglich (Anspruch 28), dass das Kabel in ein Systemkabel integriert ist, das zusätzlich zumindest Leitungen für die Steuerung und/oder zur Stromversorgung eines am zweiten Ende des Kabels angeordneten elektrisch betriebenen Werkzeugs aufweist. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Seele ein elektrisch nicht leitender, biegsamer Stab ist. Die Integration des Kabels in ein Systemkabel stellt den Vorteil der Nachrüstbarkeit eines bereits bestehenden Kabels oder Kabelstrangs mit der erfindungsgemäßen Positionsbestimmungsvorrichtung bereit. So kann z.B. das Kabel der erfindungsgemäßen Positionsbestimmungsvorrichtung einfach nachträglich in ein bereits bestehendes Systemkabel eingezogen werden. Ein solches Systemkabel kann z.B. ein Kabel sein, welches ein Werkzeug mit einer an einer Führungsschiene eingehängten Werkzeugeinheit verbindet.
Vorzugsweise (Anspruch 29) ist dabei das elektrisch betriebene Werkzeug ein Elektroschrauber. Insbesondere (Anspruch 30) eignet sich die Anwendung der erfindungsgemäßen Positionsbestimmungsvorrichtung bei einem handgeführten Schrauber, da ein solcher handgeführter Schrauber von seinem Anwender im Aktionsradius der Reichweite des Kabels bewegt wird.
Insbesondere ist es vorteilhaft (Anspruch 31), dass die Positionsbestimmungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, anhand der bestimmten Entfernung des ersten Endes des Kabels relativ zu dem zweiten Ende des Kabels und/oder anhand er bestimmten Winkelposition des zweiten Endes des Kabels relativ zur Halterung eine Position des am zweiten Ende des Kabels angeordneten Elektroschraubers zu bestimmen. Dadurch kann eine Position des Elektroschraubers innerhalb des durch die Kabellänge vorgegebenen Aktionsradius des Elektroschraubers genau bestimmt werden.
Bis hierhin wurden vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Positionsbestimmungsvorrichtung (Anspruch 1) beschrieben. Im folgenden sollen auch vorteilhafte Ausführungsformen der Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung (Anspruch 32) aufgezeigt werden.
Vorzugsweise (Anspruch 33) ist bei der Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung der Abschnitt der Hülse ein erstes Ende der Hülse an einem ersten Ende des Kabels, und ist der Abschnitt der Seele ein erstes Ende der Seele an dem ersten Ende des Kabels, und ist der beliebige Abschnitt des Kabels am zweiten Ende des Kabels gelegen. Das hat den Vorteil, dass über die Bestimmung der Winkelposition des zweiten Endes des Kabels auch unmittelbar die Winkelposition eines am zweiten Ende des Kabels befindlichen Werkzeugs bestimmt werden kann.
Ferner ist es vorteilhaft (Anspruch 34), dass die Winkelinformationserfassungseinheit fest mit der Halterung verbunden ist.
Ferner ist es von Vorteil (Anspruch 35), dass der Abschnitt der Hülse an der Halterung fixiert ist, die Seele gegenüber der Hülse um ihre Längsrichtung drehbar angeordnet ist, und der Abschnitt der Seele in Umfangsrichtung mit der Winkelinformation versehen ist.
Es ist aber auch möglich (Anspruch 36), dass der Abschnitt der Hülse um seine Längsrichtung gegenüber der Halterung drehbar gelagert ist, und der Abschnitt der Hülse in Umfangsrichtung mit der Winkelinformation versehen ist.
Dabei kann (Anspruch 37) die Winkelinformation in Form eines Magnetbandes vorliegen, auf dem eine Gradunterteilung kodiert ist, die von der Winkelinformationserfassungseinheit induktiv erfasst werden kann.
Außerdem ist es vorteilhaft (Anspruch 38), dass die Seele beweglich in der Hülse angeordnet ist, und die Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung eingerichtet ist, eine Position eines ersten Endes des Kabels relativ zu einem zweiten Ende des Kabels in Abhängigkeit einer Position eines vorbestimmten Abschnitts der Seele relativ zu einem vorbestimmten Abschnitt der Hülse zu bestimmen. Dies ermöglicht über die Bestimmung der Winkelposition des zweiten Endes des Kabels gegenüber dem ersten Ende des Kabels hinaus auch noch die Bestimmung der Entfernung der beiden Kabelenden zueinander.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch weitere Ausführungsformen umfasst, die sich aus einer Kombination von Merkmalen ergeben, die getrennt in den Patentansprüchen und/oder der Figurenbeschreibung aufgeführt sind. Insbesondere umfasst die Erfindung auch Ausführungsformen der Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung, die Merkmale aus den Ausführungsformen der Positionsbestimmungsvorrichtung beinhalten, und umgekehrt.
Nachstehend wird die Erfindung anhand ihrer vorteilhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen bezeichnen die gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Teile. In den Zeichnungen zeigen:
1 einen Querschnitt durch das Kabel der erfindungsgemäßen Positionsbestimmungsvorrichtung bzw. Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung;
2a einen Längsschnitt entlang der gestrichelten Linie in 1 durch das Kabel der Positionsbestimmungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform, wobei sich das Kabel in einem ersten Verbiegungszustand befindet;
2b einen Längsschnitt entlang der gestrichelten Linie in 1 durch das Kabel der Positionsbestimmungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, wobei sich das Kabel in einem zweiten Verbiegungszustand befindet;
3a einen Längsschnitt durch das Kabel der Positionsbestimmungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei sich das Kabel in einem ersten Verbiegungszustand befindet;
3b einen Längsschnitt durch das Kabel der Positionsbestimmungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform, wobei sich das Kabel in einem zweiten Verbiegungszustand befindet;
4a einen Längsschnitt durch das Kabel der Positionsbestimmungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform, wobei sich das Kabel in einem ersten Verbiegungszustand befindet;
4b einen Längsschnitt durch das Kabel der Positionsbestimmungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform, wobei sich das Kabel in einem zweiten Verbiegungszustand befindet;
5 eine Darstellung der prinzipiellen Funktionsweise der erfindungsgemäßen Positionsbestimmungsvorrichtung;
6 eine vierte Ausführungsform der Positionsbestimmungsvorrichtung;
7 eine fünfte Ausführungsform der Positionsbestimmungsvorrichtung;
8 eine sechste Ausführungsform der Positionsbestimmungsvorrichtung;
9 eine siebte Ausführungsform der Positionsbestimmungsvorrichtung;
10 eine achte Ausführungsform der Positionsbestimmungsvorrichtung;
11 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung;
12 eine zweite Ausführungsform der Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung;
13 eine schematische Darstellung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung;
14 eine detaillierte Darstellung der Funktionsweise der Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung;
15 eine Anwendungsform der in den vorigen Figuren dargestellten Ausführungsformen der Positionsbestimmungsvorrichtung und/oder der Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung auf einen am zweiten Ende des Kabels angebrachten Elektroschrauber;
16 eine Veranschaulichung der Verschiebungveränderung zwischen Seele und Hülse eines Kabels bei Übergang des Kabels von einem Krümmungszustand zu einem anderen Krümmungszustand;
17 eine Seitenansicht sowie eine Aufsicht eines exemplarischen Kabelführungssystems, in dem eine Positionsbestimmung eines Handwerkzeugs mit Hilfe der erfindungsgemäßen Positionsbestimmungsvorrichtung und/oder Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung vorgenommen werden kann;
18 eine weitere Ausführungsform eines Kabelführungssystems, in dem die Erfindung angewendet werden kann; und
19 eine weitere Ausführungsform eines Kabelführungssystems mit Kabelschlepp, in dem die Erfindung angewendet werden kann.
PRINZIP DER ERFINDUNG UND AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Zunächst werden unter Bezugnahme auf die 1, 2a und 2b die grundlegenden Merkmale sowie die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Positionsbestimmungsvorrichtung erläutert.
1 zeigt im Querschnitt das Kabel K der erfindungsgemäßen Positionsbestimmungsvorrichtung. Das Kabel K weist eine Hülse H und eine in der Hülse beweglich angeordnete Seele S auf.
2a zeigt einen Längsschnitt durch das Kabel K der Positionsbestimmungsvorrichtung. In der 2a ist ein vorbestimmter Abschnitt S' der Seele sowie ein vorbestimmter Abschnitt H' der Hülse gekennzeichnet. Das Kabel K weist ein erstes Ende 1 und ein zweites Ende 2 auf. Erfindungsgemäß ist die Positionsbestimmungsvorrichtung eingerichtet, eine Position des ersten Endes 1 des Kabels relativ zu dem zweiten Ende 2 des Kabels in Abhängigkeit einer Position des vorbestimmten Abschnitts S' der Seele relativ zu dem vorbestimmten Abschnitt H' der Hülse zu bestimmen.
Das Funktionsprinzip eines ersten grundlegenden Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Positionsbestimmungsvorrichtung wird aus den 2a und 2b ersichtlich, die das Kabel K der Positionsbestimmungsvorrichtung in einem ersten Verbiegungszustand, z.B. nicht gebogen, und in einem zweiten Verbiegungszustand, z.B. gebogen, darstellen.
Im ersten Verbiegungszustand der 2a ist das Kabel K nur unwesentlich verbogen, d.h. nahezu gerade, bzw. nicht gebogen. In diesem Zustand können der vorbestimmte Abschnitt H' der Hülse und der vorbestimmte Abschnitt S' der Seele auf einer Höhe liegen. Dabei kann es sich bei den vorbestimmten Abschnitten S' und H' der Seele bzw. der Hülse um beliebige Abschnitte der Seele S' bzw. der Hülse H' handeln. Die Seele S ist in der Hülse H beweglich angeordnet. Das bedeutet, dass zumindest ein Abschnitt der Seele S bezüglich der Hülse H verschiebbar und/oder drehbar ist.
2b zeigt das Kabel K mit den in 2a dargestellten, vorbestimmten Abschnitten S' und H' der Seele bzw. der Hülse in einem zweiten, z.B. gebogenen, Verbiegungszustand. Im zweiten Verbiegungszustand ist das Kabel K im Vergleich zum ersten Verbiegungszustand stärker gebogen. Beim Übergang vom ersten Verbiegungszustand in den zweiten Verbiegungszustand verändert sich die Position des vorbestimmten Abschnitts S' der Seele relativ zur Position des vorbestimmten Abschnitts H' der Hülse. Dabei können auch die Enden der Seele S über die jeweiligen Enden der Hülse H hinausstehen. So kann beispielsweise die Hülse H am Innenradius der Verbiegung (Kabelkrümmung) eine Stauchung und damit unter Umständen zumindest im Bereich der Verbiegung eine Verkürzung erfahren. Außerdem kann beispielsweise die Hülse H am Außenradius der Verbiegung eine Streckung und damit unter Umständen zumindest im Bereich der Verbiegung eine Verlängerung erfahren. Daraus ergeben sich für Seele S und Hülse H unterschiedliche Biegeradien. Dies führt bei einer Verbiegung des Kabels K zu einer Verschiebung der vorbestimmten Abschnitte S' und H' der Seele bzw. der Hülse zueinander.
Es wird betont, dass die Darstellung der 2a und 2b, sowie aller weiteren Figuren – insbesondere der 3a, 3b und 4a, 4b – rein exemplarisch ist. So ist in den 2 bis 4 dargestellt, dass die Hülse H insgesamt beim Übergang von leichter Krümmung zu stärkerer Krümmung im Vergleich zur innenliegenden Seele S kürzer wird, so dass die Seele S an einem Ende oder beiden Enden der Hülse H bei zunehmender Krümmung des Kabels heraustritt.
Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, dass sich bei zunehmender Krümmung des Kabels die Hülse H verkürzt. Ebenso ist auch eine Verlängerung der Hülse H bei zunehmender Krümmung des Kabels möglich. Dann würde die Seele S bei zunehmender Krümmung des Kabels an einem Ende oder an beiden Enden der Hülse H in die Hülse H eingezogen werden. Letzterer Effekt liegt beispielsweise den Ausführungen zu den 16 bis 19 am Ende der Beschreibung zu Grunde.
Beispielsweise durch die Wahl verschiedener Hülsenmaterialien (Hartplastik, elastische Kunststoffe, Drahtgewebe bzw. -geflechte, Kunststoffgewebe, Polymere, Kunststoff-Metall-Mischungen) kann bei zunehmender Krümmung des Kabels sowohl eine Verkürzung als auch eine Verlängerung von Hülsenabschnitten eintreten.
Beiden Effekten gemein ist der Umstand, dass sich bei Veränderung des Krümmungszustands des Kabels die Lage eines Seelenabschnitts S' zur Lage eines Hülsenabschnitts H' verändert.
Es ist vorteilhaft, dass die Hülse H und die Seele S biegsam sind und so angeordnet sind, dass eine Verbiegung des Kabels K zu einer Veränderung der Lage des vorbestimmten Abschnitts S' der Seele zu dem vorbestimmten Abschnitt H' der Hülse führt, wie dies beispielhaft in 2b dargestellt ist. Anhand der Positionsveränderung des vorbestimmten Abschnitts S' der Seele gegenüber der Position des vorbestimmten Abschnitts H' der Hülse kann eine Veränderung der Position des ersten Endes 1 des Kabels relativ zum zweiten Ende 2 des Kabels bestimmt werden. Eine bestimmte Position des vorbestimmten Abschnitts S' der Seele relativ zu dem vorbestimmten Abschnitt H' der Hülse entspricht dabei einer bestimmten Position des ersten Endes 1 des Kabels relativ zum zweiten Ende 2 des Kabels. Eine Bestimmungseinrichtung B (nicht gezeigt in 1 und 2) kann die Position der Abschnitte S' und H' zueinander bestimmen. Über einen Einlernvorgang können verschiedene Positionen der Abschnitte S' und H' zueinander den jeweiligen Positionen des ersten Endes 1 des Kabels relativ zu dem zweiten Ende 2 des Kabels zugeordnet werden. Nach Durchführung dieses Einlernvorganges kann dann die Position des ersten Endes 1 des Kabels relativ zu dem zweiten Ende 2 des Kabels direkt aufgrund der von der Bestimmungseinrichtung B bestimmten Position des vorbestimmten Abschnitts S' der Seele relativ zu dem vorbestimmten Abschnitt H' der Hülse bestimmt werden.
In den 3a und 3b ist eine zweite vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Positionsbestimmungsvorrichtung dargestellt. Gemäß dieser Ausführungsform ist nämlich der vorbestimmte Abschnitt S' der Seele ein erster Endabschnitt S' der Seele an dem ersten Ende 1 des Kabels, und der vorbestimmte Abschnitt H' der Hülse ist ein an dem ersten Ende 1 des Kabel gelegener erster Endabschnitt H' der Hülse, welcher den ersten Endabschnitt S' der Seele zumindest teilweise umgibt.
Diese Ausführungsform ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da die Endabschnitte S' und H' der Seele bzw. der Hülse per se eine besondere Stellung unter allen denkbaren Abschnitten der Seele bzw. der Hülse darstellen. So bedürfen z.B. die Endabschnitte keiner gesonderten Markierung oder Kennzeichnung, denn sie sind ohne weiteres sogar mit dem bloßen Auge auszumachen. Des weiteren sind die Endabschnitte S' und H' leichter manipulierbar als Abschnitte in der Mitte des Kabels K. So kann z.B. eine Bestimmungseinrichtung B zur Bestimmung der Position des Abschnitts S' der Seele relativ zu dem Abschnitt H' der Hülse direkt am Ende des Kabels K angebracht werden ohne invasiven Eingriff in die Mitte des Kabels K. Ansonsten ist die Funktionsweise der Positionsbestimmungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ähnlich der der ersten Ausführungform, wo die Position der Abschnitte S' und H' der Seele bzw. der Hülse an einer beliebigen Position des Kabels K liegt. Insoweit wird zur Vermeidung von Wiederholungen ausdrücklich auf die Ausführungen zur ersten Ausführungsform der Positionsbestimmungsvorrichtung hingewiesen, die vollumfänglich auch für die zweite Ausführungsform gelten.
Gemäß einer dritten Ausführungsform der Positionsbestimmungsvorrichtung, wie sie in den 4a und 4b dargestellt ist, ist ein an dem zweiten Ende 2 des Kabels gelegenes zweites Ende der Seele S fest mit einem an dem zweiten Ende 2 des Kabels gelegenen zweiten Ende der Hülse H verbunden. Auch bei dieser Ausführungsform können grundsätzlich beliebige Abschnitte S' und H' der Seele bzw. der Hülse für die Positionsbestimmung in Betracht gezogen werden. Vorzugsweise werden auch hier, wie in der zweiten Ausführungsform, die Endabschnitte S' und H' am ersten Ende 1 des Kabels für die Positionsbestimmung ausgewählt. Der Vorteil bei der dritten Ausführungsform ist zum einen, dass die Beobachtung der Verschiebung der Abschnitte S' und H' auf ein Ende 1 des Kabels K beschränkt werden kann. Zum anderen verstärkt sich der Effekt der Verschiebung des Abschnittes S' bezüglich des Abschnitts H' bei Verbiegung des Kabels K durch die fixierte Randbedingung der Seele S und der Hülse H am zweiten Ende 2 des Kabels K. Außerdem kann das zweite Ende 2 des Kabels dadurch auch zur Anbringung z.B. von Werkzeugen verwendet werden. Im Hinblick auf die Funktionsweise der dritten Ausführungsform der Positionsbestimmungsvorrichtung werden auch hier vollumfänglich die Ausführungen zur ersten und zweiten Ausführungsform in Bezug genommen.
Des weiteren wird aus der in 4a und 4b dargestellten dritten Ausführungsform der Positionsbestimmungsvorrichtung deutlich, dass es vorteilhaft ist, die Position des ersten Endes 1 des Kabels relativ zu dem zweiten Ende 2 des Kabels in Abhängigkeit eines Maßes eines Überstandes oder Unterstandes eines ersten Endes der Seele S am ersten Endabschnitt S' der Seele relativ zu einem ersten Ende der Hülse H am ersten Endabschnitt H' der Hülse zu bestimmen. Wie schon oben erläutert, ist diese Vorgehensweise vorteilhaft, weil die freien Endabschnitte S' und H' leicht von außen zu beobachten sind. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, dass die Hülse H und die Seele S biegsam sind und so angeordnet sind, dass eine Verbiegung des Kabels K zu einer Veränderung der Lage von dem ersten Ende der Seele S zu dem ersten Ende der Hülse H führt.
Dies ist beispielhaft in den 4a und 4b dargestellt, wobei das Kabel K in 4a einen nur unwesentlichen Verbiegungszustand aufweist, in welchem die Seele S am ersten Ende 1 des Kabels K bündig mit dem Endabschnitt H' der Hülse abschließt. In 4b ist dasselbe Kabel K wie in 4a in einem zweiten Verbiegungszustand dargestellt, dem eine stärkere Verbiegung als im ersten Verbiegungszustand zugrunde liegt. Mit zunehmender Verbiegung des Kabels K steht der Endabschnitt S' der Seele immer weiter über den Endabschnitt H' des Hülse heraus. Somit kann der Überstand (oder wahlweise auch der Unterstand) des ersten Endes der Seele relativ zum ersten Ende der Hülse H als Maß für die Krümmung des Kabels K verwendet werden.
Wie in 5 schematisch dargestellt, kann über die Krümmung des Kabels K auf die Entfernung E des ersten Endes 1 des Kabels relativ zu dem zweiten Ende 2 des Kabels geschlossen werden. So entspricht z.B. der Position 2 in 5 des zweiten Endes 2 des Kabels eine bestimmte Krümmung des Kabels K und damit einem bestimmten Überstand der Seele S über das Ende der Hülse H am ersten Ende 1 des Kabels. Wird nun das zweite Ende 2 des Kabels von der Position 2 in Richtung des ersten Endes 1 des Kabels in die Position 2' bewegt, verstärkt sich die Krümmung des Kabels K und damit auch das Maß des Überstandes der Seele S über das Ende der Hülse H am ersten Ende 1 des Kabels. Dadurch kann die neue Position bzw. Entfernung E' des zweiten Endes 2 des Kabels in der neuen Position 2' ermittelt werden.
Wird hingegen das zweite Ende 2 des Kabels in 5 aus der Position 2 von der Position des ersten Endes 1 des Kabels weg in die Position 2'' bewegt, vermindert sich die Krümmung des Kabels K und damit auch das Ausmaß des Überstandes des ersten Endes der Seele S über das Ende der Hülse H am ersten Ende 1 des Kabels. Somit kann die neue Entfernung E'' des zweiten Endes 2 des Kabels relativ zum ersten Ende 1 des Kabels bestimmt werden.
Zudem kann das erste Ende 1 des Kabels an einer Halterung HA gelagert sein. Die Halterung HA kann als Fixpunkt bzw. Bezugspunkt für die Positionsbestimmung des zweiten Endes 2 des Kabels bezüglich des ersten Endes 1 des Kabels verwendet werden. Dabei ist es zum einen möglich, dass die Halterung HA an einem ortsfesten Punkt befestigt ist. Dies kann z.B. an einem Punkt der Decke oder eines feststehenden Gestells in einer Fabrikhalle sein, d.h. an einem absolut im Raum feststehenden Punkt. Dies bietet den Vorteil, dass über die von der Positionsbestimmungsvorrichtung bestimmte Position gleichzeitig auch eine Position absolut im Raum festgestellt werden kann.
Andererseits ist es auch möglich, dass die Halterung HA verschiebbar an einer Laufschiene angebracht ist. Wie schon im einleitenden Teil der Beschreibung dargelegt wurde, kann es in der Serienfertigung von Vorteil sein, sog. Werkzeugeinheiten verschiebbar an einer Verschiebehalteeinrichtung (= Laufschiene) einzuhängen, um diese an verschiedenen Orten einer Fabrikhalle einsetzen zu können. In diesem Fall muss zusätzlich zur Position, die von der Positionsbestimmungsvorrichtung in Bezug auf die Halterung HA vorgenommen wird, noch die Position der Halterung HA berücksichtigt werden (siehe dazu auch den Stand der Technik gemäß Patentschrift DE 101 01 310.8 ).
Vorteilhafterweise umfasst die Halterung HA eine Bestimmungseinrichtung B zum Bestimmen des Überstandes oder Unterstandes des ersten Endes der Seele S relativ zu dem ersten Ende der Hülse H. In diesem Fall bilden die Halterung HA und die Bestimmungseinrichtung B eine bauliche Einheit, die beispielsweise auch zusammen mit dem messenden Kabel K hergestellt und vertrieben werden können. Es ist jedoch grundsätzlich auch möglich, die Bestimmungseinrichtung B getrennt von der Halterung HA vorzusehen.
6 zeigt eine vierte Ausführungsform der Positionsbestimmungsvorrichtung, die das grundlegende Konzept der Verwendung einer Halterung HA für das erste Ende 1 des Kabels aufgreift. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Bestimmungseinrichtung B einen fest mit der Halterung HA verbundenen Längenmaßstab L, der sich parallel zur Richtung der Lageveränderung des ersten Endes der Seele S zum ersten Ende der Hülse H erstreckt, wobei das erste Ende der Seele S in Zusammenwirkung mit dem Längenmaßstab L ein je nach Stellung des ersten Endes der Seele S zum Längenmaßstab L unterschiedliches Signal erzeugt. In 6 ist beispielhaft ein Zeiger am Ende der Seele S angebracht, der an dem Längenmaßstab L je nach Krümmung des Kabels K bzw. je nach Entfernung des zweiten Endes 2 des Kabels vom ersten Ende 1 des Kabels entlangfährt.
Dabei kann der Längenmaßstab L ein Magnetband M sein, auf dem eine Längeninformation kodiert ist, und das erste Ende der Seele S (oder der an ihm angebrachte Zeiger) kann an dem Längenmaßstab L durch Induktion ein elektrisches Signal erzeugen. Wahlweise kann der Längenmaßstab L auch in Form, einer Hülse bestehen, die auf das Ende der Hülse H' aufgesetzt wird, und in der das Ende S' der Seele auf- und abgleitet und dabei das elektrische Signal erzeugt. Diese Vorgehensweise bietet den Vorteil, dass der rein mechanische Umstand der Position des Endes S' der Seele zu dem Längenmaßstab L in ein elektrisches Signal umgewandelt werden kann, das wiederum an eine elektronische Auswertungseinheit AUS geliefert werden kann. Diese Auswertungseinheit AUS kann anhand des gelieferten elektrischen Signals eine Entfernung E, E', E'' des ersten Endes 1 des Kabels relativ zu dem zweiten Ende 2 des Kabels bestimmen. Wie voranstehend schon beschrieben wurde, kann dieser Entfernungsbestimmung durch die Auswertungseinheit AUS ein Einlernprozess zugrunde liegen, in welchem bestimmte Maße des Überstandes der Seele S über das Ende H' der Hülse und damit verbundene bestimmte elektrische Signale mit jeweils entsprechenden Entfernungen E, E', E'' des ersten Endes 1 des Kabels relativ zu dem zweiten Ende 2 des Kabels verknüpft werden.
Die 7 und 8 zeigen eine fünfte und sechste Ausführungsform der Positionsbestimmungsvorrichtung. In diesen Ausführungsbeispielen umfasst die Bestimmungseinrichtung B eine Druck- oder Kraftmesseinrichtung D, K, die mit dem ersten Ende der Seele S in Kontakt ist, wobei die Druck- oder Kraftmesseinrichtung D, K eingerichtet ist, einen Druck- oder eine Kraft des ersten Endes der Seele S auf die Druck- oder Kraftmesseinrichtung D, K in Abhängigkeit des Überstandes des ersten Endes der Seele S relativ zu dem ersten Ende der Hülse H zu messen. Die Druckmesseinrichtung D in 7 kann beispielsweise die Form einer Druckmessdose aufweisen, auf die das erste Ende der Seele S drückt. Die Kraftmesseinrichtung K in 8 kann beispielsweise ein Federkraftmesser sein.
Wie für die vierte Ausführungsform der Positionsbestimmungsvorrichtung bereits beschrieben, kann auch in der fünften und sechsten Ausführungsform die Druck- bzw. Kraftmesseinrichtung D, K den von ihr gemessenen Druck bzw. die von ihr gemessene Kraft (ggf. nach Umwandlung des Drucks bzw. der Kraft in ein elektrisches oder optisches Signal, und ggf. nach einer analog/digital-Wandlung) an eine Auswertungseinheit AUS weiterleiten. Auch hier kann über einen Einlernvorgang ein jeweiliger Druck bzw. eine jeweilige Kraft mit einer jeweiligen Krümmung des Kabels K und damit mit einer jeweiligen Position bzw. Entfernung E des zweiten Endes 2 des Kabels vom ersten Ende 1 des Kabels verknüpft werden.
Die 9 zeigt eine siebte Ausführungsform der Positionsbestimmungsvorrichtung. In dieser Ausführungsform ist die Bestimmungseinrichtung B in Form eines Lasermesssystems LA bzw. in Form eines Lichtmessungssystems ausgebildet. Wie aus 9 ersichtlich ist, kann ein solches Lasermesssystem LA eine Lichtquelle Q und einen Detektor DET umfassen. Das Lasermesssystem kann zudem ein spiegelndes Element SP umfassen, welches je nach Ausmaß eines Überstandes des ersten Endes der Seele S relativ zum ersten Ende der Hülse H eine unterschiedliche Lichtreflexionsrichtung aufweist. Dies kann z.B. dadurch realisiert werden, dass ein Spiegel SP über ein Gelenk an der Halterung HA befestigt ist, und der Spiegel SP locker auf dem ersten Ende der Seele S aufliegt. Steigt nun das Maß des Überstandes der Seele S, wird der Spiegel SP steiler gestellt. Licht, welches von der Lichtquelle Q immer in dieselbe Raumrichtung zu dem Spiegel SP ausgesendet wird, wird von dem Spiegel SP zu dem Detektor DET reflektiert. Bewegt sich nun der Spiegel SP aufgrund einer Veränderung des Überstandes des ersten Endes der Seele S, wird das reflektierte Licht an einer anderen Stelle des Detektors DET detektiert. Auch hier können über einen Einlernvorgang verschiedene Detektionsorte des reflektierten Lichts mit verschiedenen Ausmaßen des Überstandes des ersten Endes der Seele S relativ zu dem ersten Ende der Hülse H korreliert werden. Somit ist der Detektionsort des von der Lichtquelle Q ausgesendeten Lichts ein Maß für die Krümmung des Kabels K und somit ein Maß für die Position bzw. Entfernung E des zweiten Endes 2 des Kabels relativ zum ersten Ende 1 des Kabels.
Das Lasermesssystem bzw. das Lichtmesssystem LA kann aber auch anders ausgebildet sein. 10 zeigt eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit dieses Lichtmesssystems LA gemäß einer achten Ausführungsform der Positionsbestimmungsvorrichtung. Eine Lichtquelle Q sendet Licht zu einem Detektor DET. Zwischen Lichtquelle Q und Detektor DET befindet sich der Überstand des ersten Endes der Seele S über das erste Ende der Hülse H. Je nach Maß des Überstandes des ersten Endes der Seele S wird unterschiedlich viel Licht davon abgehalten, von der Lichtquelle Q zum Detektor DET zu gelangen. Man kann sagen, dass der Überstand des ersten Endes der Seele S einen Schatten auf den Detektor DET wirft. Der Detektor DET kann beispielsweise eine CCD (charge coupled device)-Einrichtung enthalten. Der Detektor DET kann zum einen ortsauflösend die Position des Schattenwurfs auf den Detektor DET bestimmen, und daraus ein jeweiliges elektrische Signal generieren. Dieses kann an eine Auswertungseinheit AUS gesendet werden. Es ist aber auch möglich, dass nur die insgesamt auf den Detektor fallende Lichtmenge gemessen wird, um über die empfangene Lichtmenge auf das Maß des Überstandes des ersten Endes der Seele über das erste Ende der Hülse H zu schließen. Auch in der siebten und achten Ausführungsform der Positionsbestimmungsvorrichtung ist es möglich, über einen Einlernvorgang die jeweiligen Signale, welcher das Lasermesssystem bzw. das Lichtmesssystem misst, mit dem jeweiligen Maß des Überstandes der Seele S über das Ende der Hülse H zu verknüpfen. Somit ist es auch mit diesen beiden Ausführungsformen möglich, einen Abstand bzw. eine Position des ersten Endes 1 des Kabels relativ zum zweiten Ende 2 des Kabels zu bestimmen.
Eine weitere Möglichkeit, die erfindungsgemäße Positionsbestimmungsvorrichtung auszubilden, besteht darin, dass der erste Endabschnitt H' der Hülse und/oder der erste Endabschnitt S' der Seele um eine Längsrichtung des ersten Endabschnitts H', S' der Hülse oder der Seele gegenüber der Halterung HA drehbar gelagert ist. Dies ermöglicht z.B. eine leichtere Bewegung des Kabels K um den Halterungspunkt 1 des Kabels K. Vorzugsweise ist dabei zumindest der erste Endabschnitt H', S' der Hülse oder der Seele in Umfangsrichtung mit einer Winkelinformation WI versehen. Dies ist beispielhaft in den 11 und 12 dargestellt.
Ferner umfasst die Positionsbestimmungsvorrichtung vorzugsweise eine Winkelinformationserfassungseinheit W zum Erfassen der Winkelinformation WI, wobei die Winkelinformationserfassungseinheit W während einer Winkelinformationserfassung in Bezug auf die Halterung HA unbeweglich ist, und wobei die Positionsbestimmungsvorrichtung eingerichtet ist, eine Winkelposition α eines beliebigen Abschnitts des Kabels K relativ zur Halterung HA anhand der von der Winkelinformationserfassungseinheit W erfassten Winkelinformation WI zu bestimmen. Dies bietet den Vorteil, dass die Positionsbestimmungsvorrichtung nicht nur in Bezug auf eine Entfernung E des zweiten Endes 2 des Kabels relativ zum ersten Ende 1 des Kabels bestimmt werden kann, sondern auch die Richtung, in der das zweite Ende 2 des Kabels vom ersten Ende 1 des Kabels aus gesehen liegt.
Vorzugsweise ist dabei der beliebige Abschnitt des Kabels K am zweiten Ende 2 des Kabels gelegen. Ist nämlich am zweiten Ende 2 des Kabels ein Werkzeug angebracht, kann über die Bestimmung der Position des zweiten Ende 2 des Kabels direkt auf die Position des Werkzeugs geschlossen werden.
Außerdem kann die Winkelinformationserfassungseinheit W fest mit der Halterung HA verbunden sein. Dies ist für das Funktionieren der Positionsbestimmungsvorrichtung der oben beschriebenen Ausführungsform nicht unbedingt erforderlich. Es ist grundsätzlich auch möglich, dass die Winkelinformationserfassungseinheit W separat von der Halterung HA und dem Kabel K vorgesehen ist.
Gemäß einer neunten Ausführungsform der Positionsbestimmungsvorrichtung, die auf der zuletzt erläuterten Ausführungsform basiert, ist der erste Endabschnitt H' der Hülse an der Halterung HA fixiert, die Seele S gegenüber der Hülse H um ihre Längsrichtung drehbar angeordnet, und der erste Endabschnitt S' der Seele in Umfangsrichtung mit der Winkelinformation WI versehen. Diese Ausführungsform ist exemplarisch in 12 dargestellt. Wie aus 12 außerdem ersichtlich ist, ist vorzugsweise die Seele S mit der Hülse H am zweiten Ende 2 des Kabels fest verbunden. Dies begünstigt, dass der Endabschnitt S' der Seele am ersten Ende 1 des Kabels über die Hülse H hinaussteht, so dass die Winkelinformationserfassungseinheit W die auf der Seele S angebrachte Winkelinformation WI ungehindert erfassen kann. Grundsätzlich ist aber auch eine Erfassung der Winkelinformation WI durch die Hülse H hindurch möglich (z.B induktiv), wenn z.B. der Endabschnitt S' der Seele am ersten Ende 1 des Kabels unter dem Ende der Hülse H steht.
Gemäß einer zehnten Ausführungsform der Positionsbestimmungsvorrichtung ist es aber auch möglich, dass der Endabschnitt H' der Hülse um seine Längsrichtung gegenüber der Haltung HA drehbar gelagert ist, und der erste Endabschnitt H' der Hülse in Umfangsrichtung mit der Winkelinformation WI versehen ist. Dies ist exemplarisch in
11 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist es für die Bestimmung der Winkelposition α eines beliebigen Abschnitt des Kabels K relativ zur Halterung HA noch nicht einmal erforderlich, dass das Kabel K eine Seele S aufweist. Vielmehr wurde auch die Verwendung der Hülse H alleine oder eines biegsamen Vollmaterialstücks zu diesem Zweck ausreichen.
Vorzugsweise liegt die Winkelinformation WI in Form eines Magnetbandes M vor, auf dem eine Gradunterteilung kodiert ist, die von der Winkelinformationserfassungseinheit W induktiv erfasst werden kann. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Winkelinformation WI auf der Seele S angebracht ist, und der mit der Winkelinformation WI versehene Bereich der Seele S von der Hülse H verdeckt ist. Damit kann die Winkelinformation WI durch die Hülse H erfasst werden. Ferner gelten natürlich auch die für die obigen Ausführungsformen beschriebenen Vorteile, wonach durch induktive Erfassung der Winkelinformation WI zum einen eine berührungsfreie Messung erfolgen kann, und zum anderen die rein mechanische Stellung der Seele bzw. Hülse zur Halterung HA in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das in einer Auswertungseinheit AUS erfasst und weiterbearbeitet werden kann.
Zum einen ist es ferner möglich, dass die Seele S elektrisch leitend ist. Dies ermöglicht es, ein am zweiten Ende 2 des Kabels befindliches, elektrisch betriebenes Werkzeug SCH mit Strom zu versorgen, sowie Mess- und/oder Steuersignals von und zu dem elektrisch betriebenen Werkzeug SCH zu senden. Andererseits ist es auch möglich, dass die Seele S ein elektrisch nicht leitender, biegsamer Stab ist.
Ferner ist es von Vorteil, dass die Hülse H derart beschaffen ist, dass sie bei einer Verbiegung keine Längenänderung erfährt. Dies ist insbesondere von Vorteil für die Wiederholbarkeit der durch die Positionsbestimmungsvorrichtung durchgeführten Positionsbestimmung des ersten Ende 1 des Kabels bezüglich des zweiten Endes 2 des Kabels.
Zu diesem Zweck kann die Hülse H in Spiralform aufgebaut sein. Es sind aber grundsätzlich auch andere längenkonstante Ausführungsformen der Hülse H denkbar.
Unter Umständen ist aber auch eine reversible bzw. elastische Verkürzung (Stauchung) der Hülse H unter dem Einfluss einer Verbiegung des Kabels 1 bzw. der Hülse H vorteilhaft. Insbesondere am Innenradius einer Verbiegung des Kabels 1 kann es bei der Hülse H zu einer solchen Stauchung kommen.
Ferner kann das Kabel K der Positionsbestimmungsvorrichtung in ein Systemkabel integriert sein, das zusätzlich zumindest eine Leitung zur Stromversorgung eines am zweiten Ende 2 des Kabels angeordneten elektrisch betriebenen Werkzeugs SCH aufweist. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die Seele S elektrisch nicht leitend ist. Das elektrisch betriebene Werkzeug SCH kann ein Elektroschrauber sein. Insbesondere kann es sich bei diesem Elektroschrauber um einen handgeführten Schrauber handeln.
Außerdem kann die Positionsbestimmungsvorrichtung dazu eingerichtet sein, anhand der bestimmten Entfernung E, E', E'' des zweiten Endes 2 des Kabels relativ zum ersten Ende 1 des Kabels und/oder anhand der bestimmten Winkelposition α des zweiten Endes 2 des Kabels relativ zur Halterung HA eine Position des am zweiten Ende 2 des Kabels angeordneten Elektroschraubers SCH zu bestimmen.
Bis hierhin wurden nur Ausführungsformen der Positionsbestimmungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 dargestellt. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird jedoch – wie schon eingangs dargelegt – auch durch eine Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung gemäß Anspruch 32 gelöst. Im folgenden werden daher auch das grundlegende Prinzip dieser Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung sowie Ausführungsformen derselben unter Bezug auf die 11-15 näher erläutert.
Gemäß dem grundlegenden Prinzip der erfindungsgemäßen Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung umfasst selbige: ein Kabel K mit einer Hülse H und einer in der Hülse angeordneten Seele S, wobei zumindest ein Abschnitt H', S' der Hülse oder der Seele in Umfangsrichtung mit einer Winkelinformation WI versehen ist; eine Halterung HA, in der der Abschnitt H' der Hülse und/oder der Abschnitt S' der Seele um eine Längsrichtung des Abschnitts H', S' der Hülse oder der Seele gegenüber der Halterung HA drehbar gelagert ist; eine Winkelinformationserfassungseinheit W zum Erfassen der Winkelinformation WI, welche während einer Winkelinformationserfassung in Bezug auf die Halterung HA unbeweglich ist, wobei die Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung eingerichtet ist, eine Winkelposition α eines beliebigen Abschnitts des Kabels relativ zur Halterung HA anhand der von der Winkelinformationserfassungseinheit W erfassten Winkelinformation WI zu bestimmen.
Die oben beschriebenen Merkmale reichen prinzipiell für sich alleine aus, um die erfindungsgemäße Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung auszuführen. Darüber hinaus ist es insbesondere vorteilhaft, dass der Abschnitt H' der Hülse ein erstes Ende der Hülse an einem ersten Ende 1 des Kabels und der Abschnitt S' der Seele ein erstes Ende der Seele an dem ersten Ende 1 des Kabels ist, und der beliebige Abschnitt des Kabels am zweiten Ende des Kabels gelegen ist. Ferner ist es vorteilhaft, dass die Winkelinformationserfassungseinheit W fest mit der Halterung HA verbunden ist. Prinzipiell kann aber die Winkelinformationserfassungseinheit W auch separat von Halterung HA und Kabel K vorgesehen sein.
11 zeigt eine erste Ausführungsform der Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung. In dieser Ausführungsform ist der Abschnitt H' der Hülse um seine Längsrichtung gegenüber der Halterung HA drehbar gelagert, und der Abschnitt H' der Hülse in Umfangsrichtung mit der Winkelinformation WI versehen. Die Winkelposition α des zweiten Endes 2 des Kabels wird dabei in analoger Weise zur zweiten Ausführungsform (nachfolgend beschrieben) der Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung ermittelt, nur mit dem Unterschied, dass die Winkelinformationserfassungseinheit W die Winkelinformation WI vom Endabschnitt H' der Hülse abliest.
12 zeigt eine zweite Ausführungsform der Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung. Gemäß dieser Ausführungsform ist der Abschnitt H' der Hülse an der Halterung HA fixiert, was durch die Anschweißungen/Verklebungen der Hülse H mit der Halterung HA in 12 angedeutet ist. Ferner ist die Seele S gegenüber der Hülse H um ihre Längsrichtung drehbar angeordnet, und der Abschnitt S' der Seele in Umfangsrichtung mit der Winkelinformation WI versehen. Ferner kann die Seele S mit der Hülse H am zweiten Ende 2 des Kabels fest verbunden sein. Bei einer Bewegung des zweiten Endes 2 des Kabels um die Halterung HA herum dreht sich dann in entsprechendem Maß der Abschnitt S' der Seele mit der auf ihr angebrachten Winkelinformation WI. Die Winkelinformationserfassungseinheit W erfasst den ihr zugewandten Teil der Winkelinformation WI, d.h. den Teil der Winkelinformation WI, der direkt auf sie gerichtet ist. Anhand der erfassten Winkelinformation WI kann dann die Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung die aktuelle Winkelposition α des zweiten Endes 2 des Kabels K relativ zur Halterung HA bestimmen.
Das grundlegende Prinzip der erfindungsgemäßen Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung ist in 13 dargestellt. Das in der Halterung HA gelagerte erste Ende 1 des Kabels dient als Bezugspunkt für die Bestimmung der Winkelposition α des beliebigen Abschnitt des Kabels relativ zur Halterung HA. Bewegt sich z.B. das zweite Ende 2 des Kabels aus der Position 2 in die Position 2', d.h. entgegen Uhrzeigersinn – nicht notwendigerweise kreisförmig – um die Position 1 des ersten Endes 1 des Kabels herum, so kann dies durch den veränderten Wert der Winkelinformation WI, den die Winkelinformationserfassungseinheit W vom Abschnitt S' bzw. H' der Seele bzw. der Hülse abliest, bestimmt werden. Analoges gilt für eine Bewegung des zweiten Endes 2 des Kabels aus der Position 2 in die Position 2'' im Uhrzeigersinn um die Position 1 des ersten Endes 1 des Kabels herum. Ferner kann die Winkelinformation WI in Form eines Magnetbandes M vorliegen, auf dem eine Gradunterteilung kodiert ist, die von der Winkelinformationserfassungseinheit W induktiv erfasst werden kann. Dies ist exemplarisch in 14 dargestellt.
Vorzugsweise ist bei der Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung die Seele S beweglich in der Hülse H angeordnet, und die Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung ist eingerichtet, eine Position eines ersten Endes 1 des Kabels relativ zu einem zweiten Ende 2 des Kabels in Abhängigkeit einer Position eines vorbestimmten Abschnitts S' der Seele relativ zu einem vorbestimmten Abschnitt H' der Hülse zu bestimmen.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem weitere Ausführungsformen der Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung, die sich insbesondere aus Kombination der Merkmale der Ansprüche 32-38 mit den Merkmalen der Ansprüche 1-16 sowie 25-31 ergeben. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird zur Erläuterung dieser weiteren Ausführungsformen der Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung auf die entsprechenden Erläuterungen zu den Ausführungsformen der Positionsbestimmungsvorrichtung hingewiesen, die hier vollumfänglich in Bezug genommen werden.
15 zeigt eine spezielle Anwendung der oben beschriebenen Ausführungsformen der Positionsbestimmungsvorrichtung und/oder der Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung in beliebiger Variation zueinander auf einen am zweiten Ende 2 des Kabels angeordneten Elektroschrauber SCH. Dieser Schrauber SCH weist eine Dreheinheit auf zur Bearbeitung von Schraubfällen SF1 und SF2 an einem Werkstück WS. Mit Hilfe der von der Positionsbestimmungsvorrichtung und/oder Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung bestimmten Position des Schraubers SCH kann nun festgestellt werden, an welchem der beiden Schraubfälle SF1 und SF2 der Schrauber SCH gerade angesetzt ist. Diese Information kann beispielsweise dazu verwendet werden, dem Schrauber SCH speziell für den jeweiligen Schraubfall spezifische Bearbeitungsparametersätze zu übermitteln. Dadurch kann jeder Schraubfall mit dem für ihn erforderlichen Schraubparametersatz bearbeitet werden, in Abhängigkeit der Position des Schraubfalls SF1, SF2 in Bezug auf das erste Ende 1 des Kabels. Vorzugsweise können die Bearbeitungsparametersätze für den jeweiligen Schraubfall über die elektrisch leitende Seele S übermittelt werden. Bei Verwendung eines Systemkabels, in welches das Kabel 1 integriert ist, kann die Übermittlung der Parameterdaten auch über die zumindest eine zusätzliche Leitung übermittelt werden.
Im folgenden werden – insbesondere mit Bezug auf die 16 bis 19, aber auch unter Einbeziehung der Beschreibung zu den vorherigen Figuren – weitere Aspekte der Erfindung sowie weitere Ausführungsformen der Erfindung erläutert.
Zunächst wird auf 16 Bezug genommen: Erfährt ein gestrecktes Kabel K, bei welchem an seinem ersten Ende 1 die Hülse H an einem fixen Punkt befestigt ist, und bei welchem am zweiten Ende 2 die Hülse H und die Seele S fest miteinander verbunden sind, beispielsweise eine 180-Grad-Biegung, so kann an der Innenseite der Biegung der Hülse H eine Stauchung auftreten und an der Außenseite der Biegung der Hülse H kann eine Dehnung auftreten. Da die Seele S beweglich zur Hülse H angeordnet ist und am ersten Ende 1 des Kabels K nicht mit der Hülse H verbunden ist, hat die Seele S eine Länge entsprechend des mittleren Kreisradius r_S der Kabelbiegung und es tritt bei Veränderung der Kabelbiegung eine Verschiebedifferenz (Verschiebeveränderung) der Seele S bezogen auf die Außenseite der Biegung der Hülse H (Kreisradius r_H) auf, welche beispielsweise am ersten Ende 1 des Kabels K erfasst werden kann. Mit anderen Worten, bestimmte Abschnitte der Seele S verändern ihre Lage in Bezug auf die sie umhüllenden Hülsenabschnitte.
Wird das Kabel K wieder auf seine gestreckte Länge gebracht, kann die Länge der Hülse H und die Länge der Seele S beispielsweise gleich sein (dies muss nicht unbedingt der Fall sein, wird aber im Regelfall so sein, z.B. aufgrund gemeinsamen Abschneidens des Kabelstücks samt Hülse H und Seele S von einem längeren Kabel bei der Produktion). Betrachtet man nun die Veränderung des Abstands vom zweiten Ende 2 des Kabels K zum ersten Ende 1 des Kabels K während des Streckvorgangs, erfährt die Seele S eine Verschiebedifferenz (Verschiebeveränderung), welche proportional zum Abstand des zweiten Endes 2 vom ersten Ende 1 des Kabels K ist. Diese Verschiebedifferenz (Verschiebeveränderung) kann beispielsweise am ersten Ende 1 des Kabels K gemessen werden. Somit kann bei einem gebogenen Kabel, welches durch eine Veränderung – also eine Verkleinerung oder eine Verkleinerung – des Abstands des zweiten Endes 2 des Kabels K vom ersten Ende 1 des Kabels K eine Streckung oder eine stärkere Biegung erfährt, über das Messen der Verschiebeveränderung der Seele S zur Hülse H am ersten Ende 1 des Kabels K die Abstandsposition des zweiten Endes 2 zum ersten Ende 1 des Kabels K bestimmt werden.
Dabei kann folgendes berücksichtigt werden:

1. Unterschiedliche Durchmesser bei einer gleichen Biegung eines Kabels ergeben immer dieselbe Verschiebeveränderung zwischen Seele S und der Hülse H am ersten Ende 1 des Kabels K. Das bedeutet, dass der Über- oder Unterstand der Seele S am ersten Ende 1 des Kabels K über oder unter das Ende der Hülse H nach Rückkehr des Kabels K in eine bestimmte Ausgangsbiegungslage immer demselben Über- oder Unterstand entspricht, unabhängig davon, über welche Biegungszustände das Kabel K in der Zwischenzeit gegangen ist. Es treten also keine Hysterese-Effekte auf.
2. Je größer der Durchmesser einer Biegung des Kabels K ist, umso kleiner wird der auf die Strecklänge bezogene Wert der Verschiebung.
3. Wird ein Kabel, welches eine Kabelschlaufe aufweist, gestreckt, werden die freien Enden des Kabels K immer kürzer. Erreicht die Streckung den Punkt wo keine freien Enden des Kabels mehr vorliegen, d.h. die Seele S in der Hülse H verschwindet, tritt bei einer weiteren Streckung eine negative Verschiebeveränderung zwischen Seelenende und Hülsenende auf (im Gegensatz zur positiven Verschiebeveränderung beim Heraustreten der Seele aus der Hülse).

Im folgenden wird obiger Sachverhalt anhand eines Berechnungsbeispiels erläutert werden, welches auf 16 Bezug nimmt. Bei der Biegung des Kabels kann es sich um ein mehradriges Standardkabel mit innenliegender Mess-Seele handeln.

Kabeldurchmesser: 10mm; Biegung: 180°

a) Mittlerer Radius der Biegung: 500 mm. Davon ausgehend, dass die Seele S aufgrund der Mittellage keine Längenveränderung durch die Biegung erfährt und somit immer die gestreckte Länge des Kabels K darstellt, ergibt sich bei einem Biegeradius von 500 mm: Kabellänge = Seelenlänge = r_S × π = = 500 mm × 3,14 = 1570 mm Die Dehnung der Hülse außen = (500mm + 5mm) × 3,14 = 1585,7mm Somit erfolgt eine Verschiebung der Seele S zur Hülse H um 1570 mm – 1585,7 mm = –15,7 mm Wird nun die Verschiebung auf den möglichen Streckweg von (Länge der Seele) minus (Mittlerer Durchmesser) = 1570 mm – 1000 mm = 570 mm bezogen, ergibt sich bei 1 mm Streckweg: Verschiebung zwischen der Seele und der Hülse = 15,7mm/570mm = 0,0275mm Verschiebung pro 1mm Abstandsänderung.

Ergebnis: Erfährt das um 180° gebogene Kabel eine Abstandsveränderung des zweiten Endes 2 des Kabels K gegenüber der Position des ersten Endes 1 des Kabels K, ergibt sich bei 1mm Abstandsveränderung eine Verschiebung von 0,0275mm zwischen Seele und Hülse (bezogen auf einen möglichen Streckweg von 570mm).
Die Verschiebung ist positiv (Seele tritt aus Hülse heraus, siehe oben), wenn das Kabel gestreckt wird, d.h. wenn sich das zweite Ende 2 des Kabels vom ersten Ende 1 des Kabels entfernt. Die Verschiebung ist negativ (Verschwinden der Seele in der Hülse, siehe oben), wenn z.B. das gestreckte Kabel eine Biegung erfährt, d.h. wenn sich das zweite Ende 2 des Kabels auf das erste Ende 1 des Kabels zu bewegt.

b) Mittlerer Radius der Biegung: 250mm Länge der Seele = 250mm × 3,14 = 785mm Länge der Hülse = 255mm × 3,14 = 800,7mm Längendifferenz = 785mm – 800,7mm = –15,7mm Möglicher Streckweg = Seelenlänge – Mittlerer Durchmesser = 785mm – 500mm = 285mm Verschiebedifferenz je 1mm Abstandsveränderung = 15, 7mm/285mm = 0,055mm Verschiebung pro 1mm Abstandsänderung.

Ergebnis: Eine Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Abstands des zweiten Endes 2 des Kabels zum ersten Ende 1 des Kabels um 1mm ergibt + bzw. – 0,055mm Verschiebung zwischen der Seele und der Hülse.

c) Mittlerer Radius der Biegung: 100mm Länge der Seele = 100·3,14 = 314mm Länge der Hülse = 105mm·3,14 = 329,7mm Längendifferenz = 15,7mm Möglicher Streckweg = Seelenlänge – mittlerer Durchmesser = 314mm – 200mm = 114mm Verschiebedifferenz je 1mm Abstandsveränderung = 15,7mm/114mm = 0,138mm Verschiebung pro 1mm Abstandsänderung.

Eine Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Abstands des zweiten Endes 2 des Kabels zum ersten Ende 1 des Kabels um 1mm ergibt + bzw. – 0,138mm Verschiebung zwischen der Seele und der Hülse.
Üblicherweise ist es ausreichend, bei einem handgeführten Werkzeug die Position auf 10mm genau zu erfassen, welche dann unter Anwendung vorstehend aufgezeigter Beispiele Verschiebedifferenzen je nach Durchmesser des Biegeradius von 0,275 bis 1,38 mm pro 10mm Abstandsveränderung entspricht. Durch eine Erhöhung der Abtastgenauigkeit des Längenmesssystems um den Faktor 10 können die vorgenannten Verschiebedifferenz-Werte auch auf 1mm Positions-Messbereich gebracht werden, oder bei einer Durchmesserverkleinerung des messenden Kabels kleiner werdende Differenz-Verschiebungswerte ausgleichen.
Unter Bezug auf 17 wird nun gezeigt, wie anhand einer üblichen Kabelführung, mit einem Kabeldurchmesser von beispielsweise 10mm, eine Positionsbestimmung eines Handwerkzeugs vorgenommen werden kann. Der obere Teil der 17 zeigt das Kabelführungssystem von der Seite, der untere Teil dazu korrespondierend (siehe die drei gestrichelten Linien) die Ansicht von oben.
Wie 17 zeigt, liegen mehrere unterschiedliche Kabelradien R₁-R₅ vor, aufgrund derer sich beim Strecken des Kabels unterschiedliche Längen-Verschiebewerte zu Abstandveränderungen des Kabels ergeben.
Insgesamt ergibt sich durch die Kabelführung im gezeigten Beispiel eine Verschiebung von Seele zur Hülse am ersten Ende des Kabels von 62,8 min, welche sich aus der Summe der Verschiebungen aufgrund von Radius R₁ (nämlich 0,5 × 15,7mm = 7,85mm), aufgrund von Radien R₂, R₃, R₄ (nämlich jeweils 15,7mm, in der Summe also 47,1mm), und aufgrund von Radius R₅ (nämlich 0,5 × 15,7mm = 7,85mm) ergibt.
Für die Positionsbestimmung des Werkzeugs kann der Vorgang einer Bearbeitung in zwei Abschnitte zerlegt werden.
Abschnitt 1: Erreichen der Arbeitsposition
Wie in 17 gezeigt, muss der Bediener des Schraubers SCH, um die Arbeitsposition zu erreichen, die Länge L = (0,5 R5 + R4 + 0,5 R3) × πdes Kabels strecken. Dadurch tritt eine Verschiebung der Seele am erste Ende des Kabels von –62,8mm auf –31,4mm, also um + 31,4mm, ein.
Abschnitt 2: Durchführen der Bearbeitung
Für den Bearbeitungsbereich liegt noch eine weitere Verschiebe-Differenz von 31,4mm vor, welche aus der Summe der Verschiebungen aufgrund von Radius R₁ (nämlich 0,5 × 15,7mm = 7,85mm), aufgrund von Radius R₂ (nämlich 15,7mm), und aufgrund von Radius R₃ (nämlich 0,5 × 15,7mm = 7,85mm) resultiert. Da es sich hierbei um gleiche und kleine Radien innerhalb der Kabelführung handelt, liegt nun für den Arbeitsbereich von 570mm (= Streckweg der Kabelradien R₁, R₂, R₃: (2 × 285mmm × 0.5) + 285mm) eine wertmäßig hohe Auflösung (0,055mm/mm) der Verschiebung bezogen auf eine Abstandsveränderung vom zweiten Ende zum ersten Ende des Kabels vor.
18 zeigt einen Kabelschlepp in Spiralformausführung. Bei der 18 wird anhand eines Spiralkabels aufgezeigt, wie sich die Verschiebung der Seele zur Hülse bei einer Abstandsänderung des ersten Endes des Kabels zum zweiten Ende verhält.
Wird ein Kabel spiralförmig aufgebaut, ergibt sich je Spirale dasselbe Verhältnis der Verschiebungsveränderung zur Abstandsveränderung wie bei den 180°-Biegungen der 16 und 17 aufgezeigt, wobei die Anzahl der Spiralen den Verschiebewert entsprechend der Anzahl der Spiralen vervielfacht und wobei sich der Arbeitsweg gegenüber einer 180°-Biegung verdoppelt.
Bei dem aufgezeigten Beispiel wurde ein Kabel mit dem Durchmesser von 10 mm und mit 5 Spiralen mit einem mittleren Spiralendurchmesser von 200 mm und 50% des möglichen Streckwegs je Spirale von 114mm angenommen. Dadurch ergibt sich ein Arbeitsweg von 5 × 114 mm = 570 mm von der Grundposition Null mm (= alle 5 Spiralen dicht nebeneinander unausgezogen auf dem Dorn, in der Zeichnung mit durchgezogener Linie gezeichnet) bis 570mm (= alle 5 Spiralen voll ausgezogen, in der Zeichnung gestrichelt angedeutet).
Bezogen auf 1mm Abstandsveränderung des zweiten Endes des Kabels zum ersten Ende des Kabels ergibt sich dabei eine Verschiebung der Seele zur Hülse von 0,138mm.
19 zeigt den Aufbau eines Kabelschlepps in Schlaufenform, bei welchem grundsätzlich dieselben Verschiebeänderungen, wie bei den 16 bis 18 aufgezeigt, auftreten.
Mehrere Laufwägen L₁-L₅ sind an einer Laufschiene eingehängt. Die Laufwägen halten das Kabel K in ausziehbaren Schlaufen. Ähnlich wie in 17 beschrieben, ist auch hier die Positionsbestimmung des Schraubers SCH in zwei Abschnitte eingeteilt.
An der Laufschiene ist eine Positionsbestimmungseinheit P_L1 zur Bestimmung der Position des Laufwagens L₁ angebracht. Die Positionsbestimmungseinheit P_L1 kann beispielsweise nach der oben beschriebenen Methode über die verschiedenen Krümmungen der ausgezogenen und nicht-ausgezogenen Schlaufen und der damit verbundenen Verschiebungen der Kabelseele zur Kabelhülse die Entfernung des vordersten Laufwagens L₁ bestimmen. Am Laufwagen L₁ ist eine weitere Positionsbestimmungseinheit P_SCH zur Bestimmung der Position des Schraubers SCH in Bezug auf den Laufwagen L₁ angebracht. Die Positionsbestimmungseinheit P_SCH kann auch nach dem schon beschriebenen System arbeiten.
Der Vorteil der zweiteiligen Positionsbestimmung des Schraubers ist auch hier – wie bereits im Zusammenhang mit 17 erläutert – die wertmäßig hohe Auflösung der Verschiebung der Seele zur Hülse des Kabels vom Laufwagen L₁ zum Schrauber SCH, bezogen auf eine Abstandsänderung der beiden Kabelenden dieses Kabels.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Wie voranstehend erläutert, wird bei der erfindungsgemäßen Positionsbestimmungsvorrichtung und bei der erfindungsgemäßen Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung ermöglicht, eine verbesserte und einfache Positions- bzw. Winkelpositionsbestimmung vorzunehmen. Über die voranstehend erläuterten Ausführungsformen sind zahlreiche weitere Ausführungsformen und Verbesserungen der Erfindung möglich, ohne von dem Schutzumfang abzuweichen, wie er in den beigefügten Patentansprüchen definiert ist. Zahlreiche Variationen und Veränderungen können deshalb von einem Durchschnittsfachmann auf Grundlage der obigen Lehren durchgeführt werden.
Bezugszeichen in den Ansprüchen dienen lediglich Illustrationszwecken und engen den Schutzumfang der Ansprüche nicht ein.

Claims

Positionsbestimmungsvorrichtung, umfassend: ein Kabel (K) mit einer Hülse (H) und einer in der Hülse beweglich angeordneten Seele (S), wobei die Positionsbestimmungsvorrichtung eingerichtet ist, eine Position eines ersten Endes (1) des Kabels relativ zu einem zweiten Ende (2) des Kabels in Abhängigkeit einer Position eines vorbestimmten Abschnitts (S') der Seele relativ zu einem vorbestimmten Abschnitt (H') der Hülse zu bestimmen.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Hülse (H) und die Seele (5) biegsam sind und so angeordnet sind, dass eine Verbiegung des Kabels (K) zu einer Veränderung der Lage des vorbestimmten Abschnitts (S') der Seele zu dem vorbestimmten Abschnitt (H') der Hülse führt.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der vorbestimmte Abschnitt (S') der Seele ein erster Endabschnitt (S') der Seele an dem ersten Ende (1) des Kabels ist, und der vorbestimmte Abschnitt (H') der Hülse ein an dem ersten Ende (1) des Kabels gelegener erster Endabschnitt (H') der Hülse ist, welcher den ersten Endabschnitt (S') der Seele zumindest teilweise umgibt.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein an dem zweiten Ende (2) des Kabels gelegenes zweites Ende der Seele (S) fest mit einem an dem zweiten Ende (2) des Kabels gelegenen zweiten Ende der Hülse (H) verbunden ist.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Positionsbestimmungsvorrichtung eingerichtet ist, die Position des ersten Endes (1) des Kabels relativ zu dem zweiten Ende (2) des Kabels in Abhängigkeit eines Maßes eines Überstandes oder Unterstandes eines ersten Endes der Seele (S) am ersten Endabschnitt (S') der Seele relativ zu einem ersten Ende der Hülse (H) am ersten Endabschnitt (H') der Hülse zu bestimmen.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Hülse (H) und die Seele (S) biegsam sind und so angeordnet sind, dass eine Verbiegung des Kabels (K) zu einer Veränderung der Lage von dem ersten Ende der Seele (S) zu dem ersten Ende der Hülse (H) führt.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das erste Ende (1) des Kabels an einer Halterung (HA) gelagert ist.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Halterung (HA) an einem ortsfesten Punkt befestigt ist.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Halterung (HA) verschiebbar an einer Laufschiene angebracht ist.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Halterung (HA) eine Bestimmungseinrichtung (B) zum Bestimmen des Überstandes oder Unterstandes des ersten Endes der Seele (S) relativ zu dem ersten Ende der Hülse (H) umfasst.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Bestimmungseinrichtung (B) einen fest mit der Halterung (HA) verbundenen Längenmaßstab (L) umfasst, der sich parallel zur Richtung der Lageveränderung des ersten Endes der Seele (S) zum ersten Ende der Hülse (H) erstreckt, und das erste Ende der Seele (S) in Zusammenwirkung mit dem Längenmaßstab (L) ein je nach Stellung des ersten Endes der Seele (S) zum Längenmaßstab (L) unterschiedliches Signal erzeugt.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Längenmaßstab (L) ein Magnetband (M) ist, auf dem eine Längeninformation kodiert ist, und das erste Ende der Seele (S) an dem Längenmaßstab (L) durch Induktion ein elektrisches Signal erzeugt.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 12, ferner umfassend eine Auswertungseinheit (AUS) zum Bestimmen einer Entfernung (E, E', E'') des ersten Endes (1) des Kabels relativ zu dem zweiten Ende (2) des Kabels anhand des elektrischen Signals.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Bestimmungseinrichtung (B) eine Druck- oder Kraftmesseinrichtung (D, K) umfasst, die mit dem ersten Ende der Seele (S) in Kontakt ist, wobei die Druck- oder Kraftmesseinrichtung (D, K) eingerichtet ist, einen Druck oder eine Kraft des ersten Endes der Seele (S) auf die Druck- oder Kraftmesseinrichtung (D, K) in Abhängigkeit des Überstandes des ersten Endes der Seele (S) relativ zu dem ersten Ende der Hülse (H) zu messen.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 14, ferner umfassend eine Auswertungseinheit (AUS) zum Bestimmen einer Entfernung (E, E', E'') des ersten Endes (1) des Kabels relativ zu dem zweiten Ende (2) des Kabels anhand des gemessenen Drucks oder anhand der gemessenen Kraft.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Bestimmungseinrichtung ein Lasermesssystem (LA) umfasst.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, wobei der erste Endabschnitt (H') der Hülse und/oder der erste Endabschnitt (S') der Seele um eine Längsrichtung des ersten Endabschnitts (H', S') der Hülse oder der Seele gegenüber der Halterung (HA) drehbar gelagert ist.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei zumindest der erste Endabschnitt (H', S') der Hülse oder der Seele in Umfangsrichtung mit einer Winkelinformation (WI) versehen ist.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 18, ferner umfassend eine Winkelinformationserfassungseinheit (W) zum Erfassen der Winkelinformation (WI), welche während einer Winkelinformationserfassung in Bezug auf die Halterung (HA) unbeweglich ist, wobei die Positionsbestimmungsvorrichtung eingerichtet ist, eine Winkelposition (α) eines beliebigen Abschnitts des Kabels (K) relativ zur Halterung (HA) anhand der von der Winkelinformationserfassungseinheit (W) erfassten Winkelinformation (WI) zu bestimmen.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 19, wobei der beliebige Abschnitt des Kabels (K) am zweiten Ende (2) des Kabels gelegen ist.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, wobei die Winkelinformationserfassungseinheit (W) fest mit der Halterung (HA) verbunden ist.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, wobei der erste Endabschnitt (H') der Hülse an der Halterung (HA) fixiert ist, die Seele (S) gegenüber der Hülse (H) um ihre Längsrichtung drehbar angeordnet ist, und der erste Endabschnitt (S') der Seele in Umfangsrichtung mit der Winkelinformation (WI) versehen ist.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, wobei der erste Endabschnitt (H') der Hülse um seine Längsrichtung gegenüber der Halterung (HA) drehbar gelagert ist, und der erste Endabschnitt (H') der Hülse in Umfangsrichtung mit der Winkelinformation (WI) versehen ist.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, wobei die Winkelinformation (WI) in Form eines Magnetbandes (M) vorliegt, auf dem eine Gradunterteilung kodiert ist, die von der Winkelinformationserfassungseinheit (W) induktiv erfasst werden kann.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Seele (S) elektrisch leitend ist.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, wobei die Seele (S) ein elektrisch nicht leitender, biegsamer Stab ist.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Hülse (H) in Spiralform aufgebaut ist, die geeignet ist, bei einer Verbiegung keine Längenänderung zu erfahren.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Kabel (K) in ein Systemkabel integriert ist, das zusätzlich zumindest eine Leitung zur Stromversorgung eines am zweiten Ende (2) des Kabels angeordneten elektrisch betriebenen Werkzeugs (SCH) aufweist.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 28, wobei das elektrisch betriebene Werkzeug (SCH) ein Elektroschrauber ist.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 29, wobei der Elektroschrauber ein handgeführter Schrauber ist.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, wobei die Positionsbestimmungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, anhand der bestimmten Entfernung (E, E', E'') des ersten Endes (1) des Kabels relativ zu dem zweiten Ende (2) des Kabels und/oder anhand der bestimmten Winkelposition (α) des zweiten Endes (2) des Kabels relativ zur Halterung (HA) eine Position des am zweiten Ende (2) des Kabels angeordneten Elektroschraubers (SCH) zu bestimmen.
Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung, umfassend ein Kabel (K) mit einer Hülse (H) und einer in der Hülse angeordneten Seele (S), wobei zumindest ein Abschnitt (H', S') der Hülse oder der Seele in Umfangsrichtung mit einer Winkelinformation (WI) versehen ist; eine Halterung (HA), in der der Abschnitt (H') der Hülse und/oder der Abschnitt (S') der Seele um eine Längsrichtung des Abschnitts (H', S') der Hülse oder der Seele gegenüber der Halterung (HA) drehbar gelagert ist; eine Winkelinformationserfassungseinheit (W) zum Erfassen der Winkelinformation (WI), welche während einer Winkelinformationserfassung in Bezug auf die Halterung (HA) unbeweglich ist, wobei die Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung eingerichtet ist, eine Winkelposition (α) eines beliebigen Abschnitts des Kabels relativ zur Halterung (HA) anhand der von der Winkelinformationserfassungseinheit (W) erfassten Winkelinformation (WI) zu bestimmen.
Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 32, wobei der Abschnitt (H') der Hülse ein erstes Ende der Hülse an einem ersten Ende (1) des Kabels und der Abschnitt (S') der Seele ein erstes Ende der Seele an dem ersten Ende (1) des Kabels ist, und der beliebige Abschnitt des Kabels am zweiten Ende des Kabels gelegen ist.
Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 32 oder 33, wobei die Winkelinformationserfassungseinheit (W) fest mit der Halterung (HA) verbunden ist.
Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 34, wobei der Abschnitt (H') der Hülse an der Halterung (HA) fixiert ist, die Seele (S) gegenüber der Hülse (H) um ihre Längsrichtung drehbar angeordnet ist, und der Abschnitt (S') der Seele in Umfangsrichtung mit der Winkelinformation (WI) versehen ist.
Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 34, wobei der Abschnitt (H') der Hülse um seine Längsrichtung gegenüber der Halterung (HA) drehbar gelagert ist, und der Abschnitt (H') der Hülse in Umfangsrichtung mit der Winkelinformation (WI) versehen ist.
Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 36, wobei die Winkelinformation (WI) in Form eines Magnetbandes (M) vorliegt, auf dem eine Gradunterteilung kodiert ist, die von der Winkelinformationserfassungseinheit (W) induktiv erfasst werden kann.
Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 37, wobei die Seele (S) beweglich in der Hülse (H) angeordnet ist, und die Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung eingerichtet ist, eine Position eines ersten Endes (1) des Kabels relativ zu einem zweiten Ende (2) des Kabels in Abhängigkeit einer Position eines vorbestimmten Abschnitts (S') der Seele relativ zu einem vorbestimmten Abschnitt (H') der Hülse zu bestimmen.