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Die Erfindung bezieht sich auf eine Stützvorrichtung zum Anlegen an den Körper zur Abstützung eines Arms einer eine Handwerkzeugmaschine führenden Bedienperson.
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Stand der Technik
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Beim Führen von Handwerkzeugmaschinen müssen von der Bedienperson statische, durch das Eigengewicht der Handwerkzeugmaschine hervorgerufene Kräfte und Momente sowie darüber hinaus dynamische Kräfte und Momente aufgenommen werden, die zum einen durch die Bewegung der Bedienperson entstehen, beispielsweise beim Anheben der Handwerkzeugmaschine, und zum andern aus dem Betrieb der Handwerkzeugmaschine resultieren, was sich in Vibrationen, Schwingungen und Stößen bzw. Schlägen äußert. Diese Belastungen führen insbesondere bei längerem Gebrauch der Handwerkzeugmaschine zu Ermüdungserscheinungen, was eine potenzielle Verletzungsgefahr birgt und außerdem das Arbeitsergebnis beeinträchtigen kann.
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Derartige Handwerkzeugmaschinen weisen üblicherweise einen elektrischen Antriebsmotor auf, der entweder im Netzbetrieb oder im Akkubetrieb mit Strom versorgt wird. Bei akkubetriebenen Handwerkzeugmaschinen ist das Gewicht durch das Akku-Pack zusätzlich erhöht, wodurch sich die vorgenannten Probleme weiter verschärfen.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Belastungen, die beim Betrieb einer Handwerkzeugmaschine entstehen, zu reduzieren.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Die erfindungsgemäße Stützvorrichtung kann von einer Bedienperson angelegt werden mit dem Ziel, die im Betrieb einer Handwerkzeugmaschine entstehenden Kräfte und Momente gleichmäßiger auf den Körper der Bedienperson zu verteilen, um auf diese Weise eine hohe punktuelle Belastung an einzelnen Körperteilen zu reduzieren. Über die Stützvorrichtung wird ein Arm der Bedienperson abgestützt, wobei die Stützkräfte auf mindestens ein weiteres Körperteil weitergeleitet bzw. verteilt werden.
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Die Stützvorrichtung umfasst mindestens zwei Stützelemente, wobei ein erstes Stützelement am Arm befestigbar ist und das weitere, zweite Stützelement an dem weiteren Körperteil. Das erste und das zweite Stützelement sind zum Ausführen einer Relativbewegung über ein Verbindungselement verstellbar aneinander gekoppelt.
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Dem Verbindungselement kommt eine doppelte Funktion zu: Zum einen werden Stützkräfte, welche von dem Arm auf das erste Stützelement wirken, über das Verbindungselement auf das zweite Stützelement und von dort auf das weitere Körperteil geleitet. Zum andern erlaubt das Verbindungselement eine Relativbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Stützelement, so dass der Arm der Bedienperson trotz Abstützung über die Stützvorrichtung eine Bewegung ausführen kann. Dies verbessert in erheblichem Maße die Ergonomie sowie den Bewegungs- bzw. Einsatzradius der Handwerkzeugmaschine. Trotz dieser Bewegungsmöglichkeit des ersten Stützelementes gegenüber dem zweiten Stützelement bleibt die Stützfunktion und damit die Entlastung erhalten.
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Das erste Stützelement dient zur Abstützung des Arms der Bedienperson, wobei sowohl eine Abstützung des Oberarms als auch des Unterarms und gegebenenfalls der Hand der Bedienperson in Betracht kommt. Möglich ist sowohl die Abstützung nur eines Armabschnittes als auch mehrerer Armteile bzw. des gesamten Armes. Des Weiteren ist es möglich, ein Stützelement der Stützvorrichtung lediglich zur Abstützung des Arms der Bedienperson auszuführen ohne Kontakt zu der Handwerkzeugmaschine. Gegebenenfalls ist das Stützelement aber auch zur unmittelbaren Abstützung der Handwerkzeugmaschine hergerichtet, so dass die Kräfte und Momente, welche von der Handwerkzeugmaschine herrühren, direkt in das Stützelement eingeleitet werden, das aber zusätzlich auch den Arm der Bedienperson abstützt; aufgrund der direkten Abstützung der Handwerkzeugmaschine an dem Stützelement kann ggf. die Bedienperson den Arm von diesem Stützelement wegnehmen, ohne dass dies zu einer Funktionseinschränkung führt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist zwischen den Stützelementen ein Stützkraftglied angeordnet, das zur Übertragung von Stützkräften zwischen den Stützelementen dient. Dieses Stützkraftglied kann ein separates, eigenständiges Bauteil bilden, das zusätzlich zu dem Verbindungselement vorgesehen ist, über das die beiden Stützelemente verstellbar aneinander gehalten sind. Gemäß einer weiteren Ausführung ist es aber auch möglich, dass das Stützkraftglied in das Verbindungselement integriert ist, beispielsweise dergestalt, dass eine definierte Reibungskraft oder Dämpfungskraft im Verbindungselement erzeugt wird, über die statische bzw. dynamische Kräfte bzw. Momente aufgefangen werden. Grundsätzlich möglich ist es aber auch, das Verbindungselement mit einer Stützkraftfunktion zu versehen und zusätzlich ein separates Stützkraftglied vorzusehen.
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Über das Verbindungselement können ein oder mehrere Bewegungsfreiheitsgrade zwischen den Stützelementen realisiert werden. Hierbei kommt sowohl eine translatorische als auch eine rotatorische bzw. gemischte translatorischrotatorische Relativbewegung zwischen den Stützelementen in Betracht. In einer einfachen Ausführung ist das Verbindungselement als Drehgelenk mit einem rotatorischen Freiheitsgrad ausgebildet, das eine Relativverschwenkung zwischen den Stützelementen erlaubt. Möglich sind aber auch translatorische Verschiebemechanismen, die eine translatorische Relativverschiebung zwischen den Stützelementen ermöglichen. Gegebenenfalls sind zwischen zwei Stützelementen mehrere einzelne Verbindungselemente angeordnet, um verschiedenartige Bewegungsmöglichkeiten miteinander zu kombinieren.
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Des Weiteren ist es möglich, mehr als zwei Stützelemente vorzusehen, beispielsweise drei Stützelemente, die im Sinne einer kinematischen Kette zusammengekoppelt sind, so dass jeweils zwei benachbarte Stützelemente über mindestens ein Verbindungselement miteinander verbunden sind und eine Relativbewegung zueinander ausführen können. Zwischen mehreren Stützelementen können außerdem jeweils Stützkraftglieder angeordnet sein, und zwar sowohl zwischen unmittelbar benachbarten Stützelementen als auch zwischen nicht direkt benachbarten Stützelementen. Die Stützkraftglieder können zusätzlich oder alternativ auch in die Verbindungselemente integriert werden.
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Um eine bessere Kraftverteilung zu erreichen, stützt sich ein Stützelement zweckmäßigerweise entweder an der Hüfte oder an der Schulter der Bedienperson ab. Grundsätzlich kommen auch weitere Oberkörperpartien für die Abstützung in Betracht. Das Stützelement kann gegebenenfalls auch in Form einer Weste oder Jacke ausgeführt sein, welche von der Bedienperson angelegt wird, wobei in diesem Fall eine großflächige Abstützung am Oberkörper und damit eine entsprechende Kraftverteilung gegeben ist.
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In zweckmäßiger Ausführung ist das Verbindungselement und/oder das Stützkraftglied als aktives Stellglied ausgeführt bzw. umfasst ein aktives Stellglied, beispielsweise einen Elektromotor oder einen hydraulischen Stellzylinder. Gegebenenfalls wird der Antrieb im Verbindungselement bzw. im Stützkraftglied mit einer Sensorik und einem Regel- bzw. Steuergerät kombiniert, wobei über die Sensorik Umgebungsinformationen und/oder Zustands- bzw. Kenngrößen der Stützvorrichtung und/oder der Bedienperson oder der Handwerkzeugmaschine aufgenommen werden und aus diesen Daten in dem Regel- bzw. Steuergerät Stellsignale zur Einstellung der aktiven Stellelemente erzeugt werden. Auf diese Weise kann beispielsweise die Bewegung des Arms der Bedienperson motorisch unterstützt werden.
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Das aktive Stellelement kann sich sowohl in dem Verbindungselement als auch in dem Stützkraftglied befinden. Grundsätzlich genügt es, für eine aktive Stützvorrichtung nur in einem dieser Elemente ein aktives Stellglied vorzusehen und das jeweils andere passiv auszuführen, beispielsweise einen Elektromotor in das als Gelenk ausgeführte Verbindungselement zu integrieren und das Stützkraftglied als Feder-Dämpfer-System auszubilden. Grundsätzlich möglich ist es aber auch, das Verbindungselement passiv auszubilden und das aktive Stellglied in das Stützkraftglied zu integrieren. Des Weiteren ist es möglich, beide Elemente passiv oder beide Elemente aktiv auszuführen.
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Im Falle eines passiven Stützkraftgliedes umfasst dieses zweckmäßigerweise ein Dämpfungselement, über das dynamische Bewegungen gedämpft werden. Hierbei kann es zweckmäßig sein, in entgegengesetzte Richtungen verschieden hohe Dämpferraten einzustellen, beispielsweise dergestalt, dass eine Bewegung des Arms nach oben geringer gedämpft wird als eine Bewegung des Arms nach unten.
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Des Weiteren kann es vorteilhaft sein, an zumindest einem Stützelement ein Stützkissen zur Abstützung eines Körperteils anzuordnen. Das Stützkissen wird um die Körperteile der Bedienperson gelegt, an denen die Kraftunterstützung wirken soll. Das Stützkissen wird zweckmäßigerweise mit einem Stützelement verbunden, es kann aber vorteilhaft sein, eine zusätzliche Befestigungsmöglichkeit zur Fixierung am Körper vorzusehen, beispielsweise eine Manschette, oder das Kissen in Form einer Manschette oder eines Schlauchs auszuführen. Die Befestigung des Stützkissens mit dem Stützelement der Stützvorrichtung erfolgt entweder in mechanischer Weise über Befestigungseinrichtungen oder durch Klebe- bzw. Schweißverbindungen. Das Stützkissen wird vorzugsweise so positioniert, dass eine Abstützung des Arms oder eines Gelenks der Bedienperson erfolgt.
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Das Stützkissen ist zweckmäßigerweise als Vakuumkissen ausgeführt, welches eine luftdichte, jedoch verformbare Kissenhülle umfasst, welche mit einem Ventil versehen sein kann, um die Luft aus dem Vakuumkissen zu evakuieren bzw. das Kissen mit Luft befüllen zu können. Gegebenenfalls ist das Vakuumkissen mit Formkörpern ausgefüllt, insbesondere in Form von Schüttgut wie beispielsweise Styropor, Kugeln, Sand oder Kunststoff. Mit der Evakuierung des Kissens entsteht ein äußerer Druck auf die Formkörper, wodurch die Reibungskräfte zwischen den Formkörpern erhöht werden. Als Folge dessen versteift sich das Kissen und behält seine Form bei.
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Um die Luft aus dem Vakuumkissen zu evakuieren, wird dieses zweckmäßigerweise über das Ventil und einen daran befestigbaren Luftschlauch mit einer Pumpe verbunden, die gegebenenfalls Bestandteil der Stützvorrichtung ist bzw. an der Stützvorrichtung gehalten ist. Über die Pumpe können, sofern erforderlich, mehrere Kissen bedient werden. Die Pumpe ist entweder manuell oder motorisch ein- bzw. auszuschalten. Alternativ zu der Pumpe kann auch ein Unterdruckbehälter eingesetzt werden.
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Die Bedienperson kann die Versteifung bzw. Lockerung des Vakuumkissens auf verschiedene Weise aktivieren. Beispielsweise kann die Versteifung des Vakuumkissens durch Evakuierung automatisch erfolgen, sobald ein aktives Stellglied in der Stützvorrichtung aktiviert wird. In Ruhephasen kann dagegen das Vakuumkissen gelockert werden, um den Komfort zu erhöhen. Möglich ist aber auch eine Bedienung des Vakuumkissens bzw. der das Vakuumkissen betätigenden Vorrichtung manuell durch die Bedienperson.
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 in schematischer Darstellung eine Bedienperson mit einer Stützvorrichtung zur Abstützung des Arms, mit dem die Bedienperson eine Handwerkzeugmaschine führt, wobei die Stützvorrichtung ein Stützelement am Arm sowie ein Stützelement aufweist, das als Hüftgurt ausgeführt ist,
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2 eine Stützvorrichtung in einer weiteren Ausführung, die zwei gelenkig gekoppelte Stützelemente umfasst,
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3 eine weitere Ausführung mit einem an der Schulter abgestützten Stützelement,
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4 eine weitere Ausführung einer Stützvorrichtung, bestehend aus mehreren Stützelementen, die relativbeweglich aneinander gehalten sind,
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5 eine weitere Stützvorrichtung mit über Seilzügen betätigbaren Stützelementen,
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6 eine weitere Stützvorrichtung, deren Stützelemente ebenfalls über Seilzüge gekoppelt sind,
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7 eine weitere Stützvorrichtung, bei der eine Kopplung über Linearaktoren erfolgt,
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8 eine weitere Stützvorrichtung, die ebenfalls mit Linearaktoren ausgestattet ist,
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9 eine Stützvorrichtung mit zusätzlichen Stützkissen in Form von Manschetten,
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10 eine Darstellung einer korsettartigen Stützvorrichtung,
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11 in schematischer Darstellung in Seitenansicht eine Stützvorrichtung zur Abstützung einer elektrischen Handwerkzeugmaschine, wobei durch parallelogrammartige Ausführung mehrerer Stützglieder jederzeit eine parallele Ausrichtung der senkrechten Achse der Werkzeugaufnahme zur senkrechten Achse der Stützvorrichtungs-Aufnahme gewährleistet ist,
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12 eine Draufsicht der in 11 dargestellten Stützvorrichtung,
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13 eine perspektivische Darstellung der Stützvorrichtung gem. 11.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine Stützvorrichtung 1 dargestellt, die von einer Bedienperson 2 getragen wird, welche mit einem Arm 4 eine elektrische Handwerkzeugmaschine 3 führt und trägt. Die Stützvorrichtung 1 dient dazu, die bei der Bearbeitung entstehenden Kräfte von der Handwerkzeugmaschine 3, welche vom Arm 4 aufgenommen werden müssen, zusätzlich auf den Körper der Bedienperson 2 zu verteilen.
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Die Stützvorrichtung 1 umfasst eine Reihe von Stützelementen 5 bis 9, von denen ein erstes Stützelement 5 als Armmanschette ausgebildet ist, die beispielsweise um den Oberarm der Bedienperson gelegt wird. Ein weiteres Stützelement 6 bildet einen Hüftgurt, der um die Hüfte der Bedienperson gelegt ist. Zwischen den Stützelementen 5 und 6 befinden sich weitere Stützelemente 7, 8 und 9, die jeweils untereinander bzw. zu den außen liegenden Stützelementen 5 und 6 über Drehgelenke 10 gelenkig verbunden sind, wodurch sich insgesamt eine kinematische Kette mit jeweils einem Drehgelenk mit einem Drehfreiheitsgrad zwischen benachbarten Stützelementen ergibt. Am Hüftgürtel 6 befinden sich eine Reihe von Befestigungspunkten 11, an denen jeweils ein Verbindungselement 10 für die Anbindung des Stützelementes 9 befestigt werden kann.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 besteht die Stützvorrichtung 1 aus insgesamt vier Stützelementen 5, 6, 7 und 8, wobei das Stützelement 5 schalenförmig ausgebildet ist und eine Armauflage zum Abstützen des Arms 4 bildet, der im Ausführungsbeispiel im Bereich des Ellbogens auf das Stützelement 5 aufgelegt ist. Das Stützelement 5 kann fest, also ohne Relativbewegungsmöglichkeit mit dem benachbarten Stützelement 7 verbunden sein. Zwischen den Stützelementen 7 und 8 befindet sich ein Verbindungselement 10, das als Drehgelenk mit einem rotatorischen Freiheitsgrad ausgeführt ist. Das Stützelement 8 ist mit dem als Hüftgürtel ausgeführten Stützelement 6 gekoppelt.
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Im nächsten Ausführungsbeispiel gemäß 3 umfasst die Stützvorrichtung 1 ein körperseitiges Stützelement 6, das um die Schulter der Bedienperson 2 gelegt ist, so dass Kräfte von der Handwerkzeugmaschine 3 sowie vom Eigengewicht des Arms 4 an der Schulter abgestützt werden. Die Stützvorrichtung 1 umfasst des Weiteren ein als Manschette ausgeführtes Stützelement 5, das um das Handgelenk der Bedienperson gelegt ist, sowie weitere, stabförmige Stützelemente 7 und 8, zwischen denen ein als Drehgelenk mit einem Drehfreiheitsgrad ausgeführtes Verbindungselement 10 angeordnet ist.
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Bei den in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen der Stützvorrichtung 1 handelt es sich um passive Systeme, die kein motorisch betätigbares Stellglied bzw. keinen Aktor erfordern. Um eine wirksame Abstützung in den verschiedenen Winkelpositionen der jeweiligen als Drehgelenk ausgeführten Verbindungselemente sicherzustellen, weisen diese vorteilhafterweise eine erhöhte innere Reibung auf, die einer Veränderung der Drehlage im jeweiligen Verbindungselement entgegenwirkt. Hierdurch ist sichergestellt, dass eine eingestellte Relativposition zwischen benachbarten Stützelementen auch unter Einwirkung einer gewissen Last beibehalten wird, so dass die Stützvorrichtung ihre Stützwirkung entfalten kann.
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In 4 ist eine Stützvorrichtung 1 dargestellt, die mit aktiven Verbindungselementen 10 ausgestattet ist, welche als Aktoren bzw. Stellelemente ausgeführt sind. Die aktiven Verbindungselemente sind in der Lage, selbsttätig die Relativposition zwischen benachbarten Stützelementen zu verändern. Die Ansteuerung der aktiven Verbindungselemente erfolgt entweder in manueller Weise, beispielsweise durch manuelle Betätigung eines oder mehrerer Verbindungselemente, oder in automatisierter Weise, indem sensorisch aktuelle Zustände erfasst und in einem Regel- bzw. Steuergerät Stellsignale zur Ansteuerung der aktiven Verbindungselemente erzeugt werden.
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In 4 sind zudem verschiedenartige Verbindungselemente dargestellt, die sowohl rotatorische Relativbewegungen als auch translatorische Verschiebebewegungen ermöglichen. Beispielsweise befindet sich zwischen den Stützelementen 5 am Handgelenk des Arms 4 und einem vom Stützelement 5 verzweigenden weiteren Stützelement 13 ein als aktives Drehgelenk ausgeführtes Verbindungselement 10, ebenso zwischen zwei den Ellbogen überbrückenden Stützelementen 7 und 8. Auch ein als Schulterabstützung ausgeführtes Stützelement 6 ist über ein als Drehgelenk ausgeführtes Verbindungselement 10 mit den weiteren Stützelementen verbunden, wobei dieses Verbindungselement 10 sowohl aktiv als auch passiv ausgeführt sein kann.
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Zwischen zwei am Oberarm angeordneten Stützelementen 8 und 9 befindet sich ein translatorisches Verbindungselement 15, das als passives Element ausgeführt ist. Auch zwischen zwei Stützelementen 12 und 16, die sich von dem am Handgelenk angeordneten Stützelement 5 und von dem Verbindungselement 10 zwischen den Stützelementen 7 und 8 erstrecken, befindet sich ein als passives Längenausgleichselement ausgeführtes Verbindungselement 15.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß 5 umfasst die Stützvorrichtung 1 ebenfalls eine Mehrzahl von Stützelementen 5, 6, 7, die unmittelbar am Arm bzw. am Handgelenk zu befestigen sind. Im Unterschied zu den vorangegangen Ausführungsbeispielen sind die Stützelemente 5, 6, 7 nur mittelbar über ein als Seilzugsystem ausgeführtes Verbindungselement 17 miteinander verbunden. Das Seilzugsystem 17 umfasst neben einem Seilzug auch Umlenkrollen 18, welche vorzugsweise an den jeweiligen Stützelementen 5, 6, 7 angeordnet sind. Das Seilzugsystem 17 ist als aktives System ausgeführt, das beispielsweise über einen Elektromotor betätigbar ist.
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Auch im Ausführungsbeispiel gemäß 6 ist die Stützvorrichtung 1 mit einem als aktives Stellelement ausgeführten Seilzugsystem 17 ausgestattet, über das die Stützelemente 5, 6 mittelbar miteinander verbunden sind. Der Seilzug ist über Stützkraftglieder 19 mit den jeweiligen Stützelementen 5 bzw. 6 verbunden, die im Ausführungsbeispiel gemäß 6 als Federelemente ausgeführt sind. Bei einer Betätigung des Seilzugsystems 17 wird über die Nachgiebigkeit der Stützkraftglieder 19 ein federndes, verzögernd ansprechendes Bewegungsverhalten in der Relativbewegung zwischen den Stützelementen 5 und 6 erreicht.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß 7 sind am Ober- und Unterarm Stützelemente 7 bzw. 5 der Stützvorrichtung 1 befestigt, des Weiteren ist ein als Beckengurt fungierendes Stützelement 6 vorgesehen. Zwischen den Stützelementen 5, 6, 7 sind als Linearaktoren ausgeführte aktive Verbindungselemente 20 angeordnet, die eine translatorische Stellbewegung ermöglichen. Die Linearaktoren sind beispielsweise als Elektromotoren ausgeführt, in Betracht kommen aber auch pneumatische oder hydraulische Systeme.
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Ein erstes aktives Verbindungselement 20 befindet sich zwischen dem als Beckengurt fungierenden Stützelement 6 und dem am Oberarm befestigten Stützelement 7. Die jeweiligen Endpunkte des Verbindungselemente 20 sind über passive Drehgelenke 10 mit den jeweiligen Stützelementen verbunden.
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Weitere Linearaktoren 20 liegen zwischen dem Hüftgurt 6 und dem am Unterarm befestigten Stützelement 5. Vorgesehen sind zwei in Reihe geschaltete Linearaktoren 20, zwischen denen ein passives Drehgelenk 10 angeordnet ist. Weitere passive Drehgelenke 10 stellen die Anbindung an die jeweiligen Stützelemente 5 bzw. 6 her.
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Eine gegenüber dem Ausführungsbeispiel aus 7 vereinfachte Variante der Stützvorrichtung 1 ist in 8 dargestellt. Vorgesehen sind zwei Stützelemente 5 und 6 am Unterarm bzw. an der Hüfte der Bedienperson, die über ein zwischenliegendes Stützelement 7 und einen Linearaktor 20 miteinander verbunden sind, wobei zwischen dem Stützelement 6 und dem Stützelement 7, zwischen dem Stützelement 7 und dem Linearaktor 20 und zwischen dem Linearaktor 20 und dem Stützelement 5 jeweils ein als passives Drehgelenk ausgeführtes Verbindungselement 10 angeordnet ist.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß 9 weist die Stützvorrichtung 1 zwei Stützkissen 21 zur Verbesserung der Ergonomie auf. Die Stützkissen 21 sind jeweils manschettenförmig ausgeführt und um den Oberarm sowie den Unterarm der Bedienperson gelegt. Die Stützkissen 21 sind jeweils über eine Befestigungsmanschette 22, die mit einer Befestigungsschnalle versehen ist, mit Stützelementen 5 bzw. 6 verbunden, die am Unterarm bzw. am Oberarm anliegen. Gegebenenfalls kommt auch eine direkte Anbindung der Stützkissen 21 an die jeweiligen Stützelemente 5 bzw. 6 in Betracht, beispielsweise durch Kleben.
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Die Stützkissen 21 sind als Vakuumkissen ausgeführt, die mit einer luftdichten und verformbaren Kissenhülle versehen sind, in die ein Ventil eingebracht ist. In den Vakuumkissen befinden sich Formkörper in Form eines Schützgutes, beispielsweise Styroporkugeln, Sand oder Kunststoff. Über das Ventil in der Kissenhülle kann die Luft im Vakuumkissen evakuiert werden, wodurch sich der äußere Druck, ausgeübt von der Kissenhülle, auf die Formkörper erhöht und die Reibkräfte zwischen den Formkörpern gesteigert werden. Das Vakuumkissen versteift sich und behält hierbei seine Form.
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Das Evakuieren bzw. das Öffnen der Ventile kann entweder manuell von der Bedienperson durchgeführt bzw. ausgelöst werden oder automatisch erfolgen, beispielsweise bei einer Betätigung eines aktiven Stellelementes in der Stützvorrichtung.
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In 10 ist eine Stützvorrichtung 1 in Form eines Korsetts 23 dargestellt, welches vom Benutzer am Oberkörper anzulegen ist. Das Korsett 23 umfasst eine Mehrzahl einzelner Stützelemente 5, 6, 7 und 8, die untereinander mittels aktiver oder passiver Verbindungselemente bzw. Stützkraftglieder verbunden sind. Die Stützelemente 5 bis 8 können starr oder flexibel ausgeführt sein, sie sind zweckmäßigerweise zur Erhöhung des Tragekomforts luftdurchlässig ausgebildet. Die Stützelemente 5 bis 8 können jeweils als Vakuumkissen ausgeführt sein, was den Vorteil hat, dass je nach Bedarf verschiedene Versteifungsgrade eingestellt werden können. Die Stützelemente 5 bis 8 sind im Hinblick auf die Dimensionierung und Geometrie an die verschiedenen Körperteile angepasst.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß den 11 bis 13 besteht die Stützvorrichtung aus zwei oder mehr Hauptelementen, die jeweils parallelogrammartig ausgeführt und zueinander über senkrechte Drehachsen verbunden sind. Durch eine solche Anordnung wird erreicht, dass die senkrechte Achse der Werkzeug-Aufnahme 20 jederzeit parallel zur senkrechten Achse eines eine Stützvorrichtungs-Aufnahme bildenden Verbindungselements 15 ausgerichtet ist. Eine gewünschte Verkippung des Handwerkzeugs bzw. eine Kompensation von Winkelfehlern kann durch weitere Dreh- und Kippachsen (z. B. im Bereich eines Verbindungselements 36) realisiert werden. Die zugehörigen Dreh- bzw. Kippwinkel sind mit Θ, Θ1, Θ2, Θ3 und Θ4 bezeichnet.
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Die Stützvorrichtung ist über ein als Beckengurt ausgeführtes Stützelement 6 an der Bedienperson befestigt, auch eine Abstützung an Rücken, Schulter oder Beinen ist denkbar. Jedes der Haupt-Stützelemente besteht aus mindestens zwei parallel angeordneten Stützelementen 24 und 25 bzw. 26 und 27, die durch Verbindungselemente 28 bis 35 drehbar gelagert sind. Die Haupt-Stützelemente sind untereinander über ein senkrecht ausgerichtetes Verbindungselement 10 sowie mit dem Aufnahme-Stützglied 6 über das senkrecht ausgerichtete Verbindungselement 15 verbunden. Eine elektrische Handwerkzeugmaschine kann am Griff 37 befestigt werden. Durch eine geeignete Anordnung von Stützkraftgliedern kann das System so abgestimmt werden, dass die Bedienperson den Arm vom Griff 37 wegnehmen kann, ohne dass dies zu einer Funktionseinschränkung führt. Die Stützkraftglieder können sowohl passiver Art (z. B. Feder, Gasfeder), als auch als aktiver Stellantrieb ausgeführt sein. Die Stützkraftglieder können sowohl rotatorisch, in einer oder mehreren Achsen der Verbindungselemente 28 bis 35, als auch linear wirken, z. B. diagonal angeordnet zwischen den Achsen 29–30 bzw. 33–34. Auch die Bewegung in einer horizontalen Ebene kann aktiv unterstützt werden, z. B. durch rotatorische Stellglieder auf den senkrechten Drehachsen der Bauteile 10, 15 und/oder 20. Die aktiven Stützkraft- und Stellgliederglieder können mit elektrischen Antrieben ausgeführt werden, in Betracht kommen aber auch pneumatische oder hydraulische Systeme. Passive Stützkraftglieder können sowohl parallel zu aktiven Stützkraftgliedern zur Unterstützung als auch in Reihe mit den aktiven Stützkraftelementen angeordnet sein.
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Die Ansteuerung von aktiven Stellkraftgliedern kann durch eine geeignete Sensorik erfolgen, die am Griff 37 untergebracht sein kann. Idealerweise ist die Sensorik durch eine Kraftdetektion realisiert, die sowohl die Richtung als auch den Betrag der vom Bediener aufgebrachten Kraft detektiert. Auch wechselnde Arbeitswerkzeug-Gewichte können erfasst und entweder passiv durch einen Austausch oder eine Abstimmung der passiven Stellkraftglieder 19 oder aktiv durch die Sensorik und die aktiven Stützkraftglieder derart kompensiert werden, dass der Bediener eine stets gleichbleibende geringe Betätigungskraft erfährt. Die Regelung der aktiven Stützkraftglieder erfolgt zweckmäßigerweise derart, dass mit geringem Kraftaufwand die Position des Handwerkzeugs verändert werden kann. Auch eine einfachere Steuerung, z. B. über Bedienelemente (Knöpfe, Dreh- und Schiebesensoren) ist realisierbar. Durch Einbau weiterer Sensorik ist es möglich, Arbeitsbereiche einzuschränken oder Bewegungen nur auf senkrechten oder waagerechten Ebenen oder Geraden zuzulassen.
