DE10237081B4

DE10237081B4 - Ball tensioning device with weight relief

Info

Publication number: DE10237081B4
Application number: DE2002137081
Authority: DE
Inventors: Vasile Rosiuta; Martin Gutjahr; Walter Gutjahr
Original assignee: GUTJAHR GmbH
Current assignee: GUTJAHR GmbH
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2022-08-10
Also published as: DE10237081A1

Abstract

Vorrichtung zum Klemmen einer Kugel (1) zwischen einer ortsfesten und einer mittels eines Aktuators (8) beweglichen Lagerpfanne (5, 4), wobei die Kugel (1) einen ersten Angriffspunkt (2) zur exzentrischen Befestigung eines Körpers aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kugel (1) eine krafterzeugende Einrichtung (17, 20, 21) angreift, durch die ein auf die Kugel (1) wirkendes Drehmoment zumindest teilweise kompensierbar ist.Device for clamping a ball (1) between a stationary and a bearing pan (5, 4) movable by means of an actuator (8), the ball (1) having a first point of engagement (2) for the eccentric fastening of a body, characterized in that a force-generating device (17, 20, 21) acts on the ball (1), by means of which a torque acting on the ball (1) can be at least partially compensated.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Klemmen einer Kugel zwischen einer ortsfesten und einer mittels eines Aktuators beweglichen Lagerpfanne, wobei die Kugel einen ersten Angriffspunkt zur exzentrischen Befestigung eines Körpers aufweist.The invention relates to a device for clamping a ball between a fixed and a medium an actuator movable bearing pan, the ball a first Point of attack for the eccentric attachment of a body.

Eine solche Klemmvorrichtung (Kugelspannvorrichtung) ist beispielsweise aus der DE 199 38 242 C1 bekannt.Such a clamping device (ball clamping device) is, for example, from the DE 199 38 242 C1 known.

Bei dieser bekannten Klemmvorrichtung wird ein zu bearbeitender Körper an einem Montagearm der Kugel befestigt, so dass der Körper mit Hilfe der Kugel orientiert werden kann. Die Klemmvorrichtung dient somit als Halterung, die beliebig verschwenkt und gedreht werden kann. Dies erleichtert Montagearbeiten an den Körpern, die nur oder einfacher in bestimmten Winkelpositionen erfolgen können, wie beispielsweise das Beziehen von Autositzen. Im gespannten Zustand ist die Kugel durch die eng anliegenden Lagerpfannen arretiert, welche normalerweise in Fassungen, etwa Lagerscheiben, gehalten sind. Die Feststellwirkung beruht dabei im Wesentlichen auf Reibung zwischen der Kugeloberfläche und den Lagerpfannenoberflächen. Zum Verschwenken der Kugel wird eine der Lagerscheiben und damit auch die zugehörige Lagerpfanne geringfügig von der Kugel wegbewegt, so dass ein Gleiten der Kugel in den Kugelpfannen möglich wird (entspannter Zustand). Zum Spannen wird die Lagerpfanne wiederum zur Kugel hin bewegt, bis die Klemmwirkung ausreichend stark ist.In this known clamping device becomes a body to be processed attached to a mounting arm of the ball so that the body with Can be oriented using the ball. The clamping device serves thus as a holder that can be pivoted and rotated as required can. This makes assembly work on the bodies easier or easier can be done in certain angular positions, such as that Obtaining car seats. The ball is through in the tensioned state the tight fitting pans locked, which normally are held in sockets, such as bearing washers. The locking effect is essentially based on friction between the ball surface and the bearing pan surfaces. To pivot the ball one of the bearing washers and thus also the associated one Storage pan slightly moved away from the ball so that the ball slides in the ball sockets possible will (relaxed state). The bearing pan is again used for clamping moved towards the ball until the clamping effect is sufficiently strong.

Zum Verfahren der beweglichen Lagerschale wird in der Regel ein Hydraulikzylinder oder ein Pneumatikzylinder verwendet, dessen Kolbenhub über einen Hebel dem benötigten Hub der beweglichen Lagerschale angepasst wird. Am Hebel und an der beweglichen Lagerschale sind jeweils die Enden einer Verbindungsstange befestigt.To move the movable bearing shell usually uses a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder, whose piston stroke over a lever to the required Stroke of the movable bearing shell is adjusted. On the lever and on the movable bearing shell are the ends of a connecting rod attached.

Diese an sich funktionsfähige Anordnung ist vor allem für kleine und leichte (geringmassige) zu bearbeitende Körper, die an der Kugel mit Hilfe des Montagearms befestigt sind, geeignet. Bei schwereren Körpern sorgt die Schwerkraft dafür, dass beim Lösen der Feststellspannung der Körper rasch in seine niedrigstmögliche Position gleitet, die im Regelfall nicht der angestrebten nächsten Bearbeitungsposition entspricht. Das gängige Vorgehen an dieser Stelle ist derzeit, die Schwerkraftwirkung auf den Körper mit der Muskelkraft einer Bedienperson zu kontern und den Körper bei wirkender Schwerkraft in die gewünschte Lage zu verschwenken. Ist die gewünschte Position erreicht, so kann wieder in den gespannten Haltezustand zurückgeschaltet werden und die Bedienperson kann den Körper wieder Ioslassen.This functional arrangement in itself is especially for small and light (minor) bodies to be processed, the are attached to the ball using the mounting arm. For heavier bodies gravity ensures that when loosening the detection voltage of the body quickly to its lowest possible Position slides, which is usually not the desired next processing position equivalent. The usual Action at this point is currently based on the effects of gravity the body counter with the muscular strength of an operator and the body acting gravity in the desired Panning position. Once the desired position has been reached can be switched back to the tensioned hold state and the Operator can use the body let go again.

Vom Bedienpersonal kann aber nur ein begrenztes Kraftpotenzial aufgebracht werden, so dass die Anwendung der bekannten Kugelspannvorrichtungen durch das Gewicht der zu bearbeitenden Körper im Stand der Technik begrenzt ist. Auch ist zu bedenken, dass eine Bedienperson durch einen plötzlich nach unten schwenkenden, schweren Körper verletzt werden kann, beispielsweise wenn die Bedienperson das Gewicht des Körpers unterschätzt und/oder seine eigenen Muskelkräfte überschätzt.The operator can only a limited force potential can be applied, so the application the known ball clamping devices by the weight of the to be machined body is limited in the prior art. It should also be borne in mind that a Operator by one suddenly heavy body swiveling downwards can be injured, for example if the operator underestimates the weight of the body and / or overestimated his own muscle strength.

Weiterhin ist es aus US 2,547,532 bekannt, bei Gelenken mittels einer Feder einen Gewichtsausgleich vorzusehen, um auf einer Seite Teile mit einem gewissen Gewicht zu tragen, ohne dass sich das Gelenk verdreht.Furthermore it is over US 2,547,532 It is known to provide a weight compensation for joints by means of a spring in order to carry parts with a certain weight on one side without the joint twisting.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine Kugelklemmvorrichtung der eingangs vorgestellten Art derart weiterzubilden, dass mit ihr auch schwere, an der Kugel der Kugelspannvorrichtung montierte Körper im entspannten Zustand von weniger kräftigen Personen leicht und sicher gehandhabt werden können.Object of the present invention on the other hand, a ball clamping device of the type presented above to train that with her also heavy, on the ball of the ball tensioner assembled body in the relaxed state of less strong people easily and can be handled safely.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass an der Kugel eine krafterzeugende Einrichtung angreift, durch die ein auf die Kugel wirkendes Drehmoment zumindest teilweise kompensierbar ist.According to the invention, this object solved, that a force-generating device acts on the ball, by which at least partially compensates for a torque acting on the ball is.

Ein auf die Kugel wirkendes Drehmoment geht in aller Regel von der Schwerkraft eines an der Kugel befestigten Körpers aus. Je weiter der Schwerpunkt des Körpers vom Kugelmittelpunkt weg angeordnet ist, und je schwerer der Körper ist, umso größer ist das wirkende Drehmoment. Die krafterzeugende Einrichtung übt erfindungsgemäß ein dem wirkenden Drehmoment entgegengesetztes Drehmoment auf die Kugel aus, so dass das resultierende Drehmoment auf die Kugel gegenüber dem ursprünglich wirkenden Drehmoment reduziert ist. Nur das resultierende Drehmoment ist für die Beschleunigung der Kugel und des auf der Kugel montierten Körpers verantwortlich. Insofern ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das selbsttätige Gleiten des Körpers in seine niedrigst mögliche Position verlangsamt. Auch kann der Körper leichter mit Muskelkraft entgegen der Schwerkraft verschwenkt werden, denn zumindest ein Teil der Gewichtskraft des Körpers wird durch die krafterzeugende Einrichtung kompensiert.A torque acting on the ball goes usually by gravity one attached to the ball body out. The farther the center of gravity of the body from the center of the sphere away, and the heavier the body, the bigger the acting torque. According to the invention, the force-generating device exercises a acting torque opposite torque on the ball out so the resulting torque on the ball versus the originally acting torque is reduced. Only the resulting torque is for acceleration of the ball and the body mounted on the ball. In this respect, the automatic sliding of the device according to the invention body in its lowest possible Position slowed down. The body can also use muscle strength more easily be pivoted against gravity, because at least one Part of the body's weight is compensated for by the force-generating device.

Bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der durch die krafterzeugende Einrichtung ein auf die Kugel wirkendes Drehmoment näherungsweise vollständig kompensierbar ist. Wird das Drehmoment auf die Kugel vollständig kompensiert, d.h. ist das resultierende Drehmoment näherungsweise null, so verbleibt die Kugel auch nach Übergang in den freigegebenen (entspannten) Zustand der beweglichen Lagerpfanne bzw. Lagerscheibe in ihrer Position. Der Operateur muss in diesem Fall zum Verschwenken der Kugel lediglich die Reibungskraft der Kugel in den Lagerpfannen überwinden, um die Kugel zu verschwenken.An embodiment of the invention is preferred in which a torque acting on the ball can be approximately completely compensated for by the force-generating device. If the torque on the ball is completely compensated, ie if the resulting torque is approximately zero, the ball remains in its position even after the transition to the released (relaxed) state of the movable bearing cup or bearing washer. In this case, the operator only needs to friction to pivot the ball overcome by the ball in the bearing pans to pivot the ball.

Bevorzugt ist weiterhin eine Ausführungsform der Kugelklemmvorrichtung dergestalt, dass die krafterzeugende Einrichtung an der Kugel in einem zweiten Angriffspunkt angreift, wobei der erste Angriffspunkt dem zweiten Angriffspunkt bezüglich dem Mittelpunkt der Kugel näherungsweise diametral gegenüber liegt. In diesem Fall kann eine Zugkraft nach unten die Schwerkraft eines montierten Körpers kompensieren, und der Körper kann insbesondere nach oben verschwenkt werden. Diese Position stellt bei den meisten Anwendungen eine bevorzugte Handhabungslage des Körpers dar. Liegt der zweite Angriffspunkt auf der Verbindungsgeraden von Kugelmittelpunkt und erstem Angriffspunkt – wie insbesondere in der obigen Anordnung – , so ist das Verhältnis der Hebelarme von erstem und zweiten Angriffspunkt in jeder Verschwenkposition der Kugel gleich. Eine konstante, zur Schwerkraft des montierten Körpers parallel gerichtete Kraft kann das wirkende Drehmoment in Folge der Schwerkraft des montierten Körpers in jeder Verschwenklage der Kugel um einen konstanten Bruchteil reduzieren und insbesondere genau kompensieren. Eine Anpassung der Kraftwirkung der krafterzeugenden Einrichtung an die Verschwenkposition ist also nicht erforderlich. Der zweite Angriffspunkt der krafterzeugenden Einrichtung braucht zur Erreichung dieses Zweckes dabei grundsätzlich nicht auf einer bestimmten Seite bezüglich dem Kugelmittelpunkt oder an einer bestimmten Position auf dieser besagten Verbindungsgeraden zu liegen; eine gegenüberliegende Anordnung ist jedoch in der Regel am einfachsten zu konstruieren. Geschickter Weise ist der Montagearm auch so ausgebildet, dass der Schwerpunkt des montierten Körpers auf der Verbindungsgeraden von erstem Angriffspunkt und Kugelmittelpunkt liegt, denn dann nimmt die Kugel in Folge der Schwerkraft auch keine Rotation um diese Verbindungsgerade (Drehung) auf.An embodiment is also preferred the ball clamping device in such a way that the force-generating device attacks the ball in a second point of attack, the first point of attack the second point of attack with respect to the center the sphere approximately diametrically opposite lies. In this case, a downward pull can cause gravity of an assembled body compensate, and the body can in particular be pivoted upwards. This position represents a preferred handling position of the in most applications body is the second point of attack on the connecting line of Sphere center and first point of attack - as in particular in the above Arrangement -, so is the ratio of Lever arms from the first and second point of attack in any pivot position like the ball. A constant, to the gravity of the assembled Body parallel directed force can be the acting torque as a result of gravity of the assembled body in every pivoting position of the ball by a constant fraction reduce and in particular exactly compensate. An adaptation of the Force effect of the force-generating device at the pivot position is not necessary. The second point of attack for the force-generating In principle, establishment does not need to achieve this purpose on a certain page regarding that Sphere center or at a certain position on said Line to lie; an opposite arrangement is however usually the easiest to construct. Is clever the mounting arm is also designed so that the center of gravity of the mounted body on the straight line connecting the first point of attack and the center of the sphere lies, because then the ball does not rotate due to gravity around this straight line (rotation).

Vorteilhaft ist weiterhin eine Ausführungsform, bei der die krafterzeugende Einrichtung ein Justiermittel zur Einstellung des von ihr auf die Kugel ausgeübten Drehmoments aufweist. Die Vorrichtung wird dann zur Handhabung von Körpern unterschiedlicher Gewichte und Montagearme (und damit Hebelarme) geeignet. Im allgemeinen Fall ist auch die Kompensationskraft nicht unabhängig von der Verschwenkposition der Kugel bzw. des montierten Körpers, so dass diese Ausführungsform zur jeweils optimalen Drehmomentkompensation eingesetzt werden kann.An embodiment is also advantageous, in which the force-generating device an adjusting means for adjustment the one she exerts on the ball Torque. The device is then used to handle bodies different weights and mounting arms (and therefore lever arms) suitable. In the general case, the compensation force is not independently from the pivoting position of the ball or the assembled body, so that this embodiment can be used for optimal torque compensation.

Vorteilhafter Weise umfasst die krafterzeugende Einrichtung einen Zusatzaktuator, insbesondere einen Schubzylinder, einen Pneumatikzylinder oder einen Hydraulikzylinder. Ein Zusatzaktuator kann in seiner Kraftwirkung leicht justiert werden und ist insbesondere in der Lage, Kräfte, die über die Stärke eines Menschen hinausgehen, aufzubringen. Pneumatikzylinder und Hydraulikzylinder können eine konstante Kraft unabhängig von der Position ihrer Zylinderkolben bereitstellen. Ein Schubzylinder ist so angeordnet, dass die Kraftwirkung auf die Kugel einer Druckbeanspruchung des Zylinderkolbens entspricht, wodurch die gesamte Querschnittsfläche des Zylinderkolbens vom Arbeitsmedium (Hydrauliköl, Pressluft) genutzt werden kann, was den Wirkungsgrad des Schubzylinders erhöht.The force-generating advantageously comprises Device an additional actuator, in particular a thrust cylinder, a pneumatic cylinder or a hydraulic cylinder. An additional actuator can can be easily adjusted in its force effect and is special able powers the above the strenght of a person go out, upset. Pneumatic cylinders and Hydraulic cylinders can be one constant force regardless from the position of their cylinder pistons. A push cylinder is arranged so that the force acting on the ball is a compressive stress corresponds to the cylinder piston, which means the entire cross-sectional area of the cylinder piston of the working medium (hydraulic oil, compressed air) can be used, which increases the efficiency of the thrust cylinder.

Bei einer besonders einfachen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kugelklemmvorrichtung umfasst die krafterzeugende Einrichtung ein Gegengewicht. Hebelarm und Masse des Gegengewichts werden dem wirkenden Drehmoment auf die Kugel angepasst. Ein Gewicht erzeugt eine konstante Kraftwirkung. Das Gegengewicht kann im einfachsten Fall bezüglich des Kugelmittelpunkts gegenüber dem ersten Angriffspunkt angeordnet sein. Soll das Gegengewicht auf der gleichen Seite der Kugel wie der Körper angreifen, so ist der Einsatz einer Umlenkrolle vorteilhaft.In a particularly simple embodiment the ball clamping device according to the invention the force generating device comprises a counterweight. lever arm and mass of the counterweight will act on the torque adjusted the ball. A weight creates a constant force effect. The counterweight can in the simplest case with respect to the center of the ball across from the first point of attack. Should be the counterweight attack on the same side of the ball as the body, so the Use of a deflection roller advantageous.

Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Kugel am ersten Angriffspunkt einen Montagearm aufweist, an dem der Körper befestigbar ist. Ein Montagearm vereinfacht das Anbringen und Entfernen von zu montierenden Körpern. Der Montagearm kann insbesondere so ausgebildet sein, dass der Schwerpunkt des zu montierenden Körpers auf der Verbindungsgeraden von Kugelmittelpunkt und erstem Angriffspunkt liegt. In diesem Fall ist ein Drehmoment bezüglich der besagten Verbindungsgeraden als Drehachse durch eine Schwerkraftwirkung ausgeschlossen. Dadurch muss auch beim manuellen Drehen eines montierten Körpers nur die Reibungskraft der Kugel in den Lagerpfannen überwunden werden.One is very particularly preferred embodiment, where the ball has a mounting arm at the first point of attack, on which the body is attachable. A mounting arm simplifies attachment and removal of bodies to be assembled. The Mounting arm can in particular be designed so that the center of gravity of the body to be assembled on the connecting straight line between the center of the sphere and the first point of attack lies. In this case there is a torque with respect to the said straight line excluded as an axis of rotation by a force of gravity. Thereby even when manually turning an assembled body only the frictional force of the ball in the bearing pans can be overcome.

Ebenso bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Kugel am zweiten Angriffspunkt einen Entlastungsarm aufweist, an dem die krafterzeugende Einrichtung angreift. Dies verschafft Flexibilität in der Kraftübertragung von der krafterzeugenden Einrichtung auf die Kugel.An embodiment in which the ball has a relief arm at the second point of attack, on which the force-generating device acts. This provides flexibility in power transmission from the force-generating device to the ball.

Ein Weiterbildung dieser beiden Ausführungsformen sieht vor, dass der Montagearm und der Entlastungsarm auf einer gemeinsamen Geraden oder parallel zueinander angeordnet sind. Dies vereinfacht die Einstellung des kompensierenden Drehmoments bei verschiedenen Verschwenkpositionen der Kugel.A further development of these two embodiments provides that the mounting arm and the relief arm are in one common straight lines or are arranged parallel to each other. This simplifies the setting of the compensating torque different pivoting positions of the ball.

Eine andere erfindungsgemäße Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Entlastungsarm an der Kugel drehbar um seine Längsachse gelagert ist, dass am Entlastungsarm eine Zugstange angelenkt ist, dass der Zusatzaktuator in Längsrichtung der Zugstange angreift, und dass der Zusatzaktuator dreh- und verschwenkbar bezüglich der ortsfesten Lagerpfanne gelagert ist. Die vorgestellte Anordnung kann zur Drehmomentkompensation eingesetzt werden, wobei die Kugel alle Freiheitsgrade behält, nämlich beliebige Verschwenkung und Drehung um den ersten Angriffspunkt.Another development according to the invention is characterized in that the relief arm is rotatably mounted on the ball about its longitudinal axis, that a pull rod is articulated on the relief arm, that the additional actuator acts in the longitudinal direction of the pull rod, and that the additional actuator is rotatable and pivotable with respect to the fixed bearing pan is stored. The arrangement presented can be used for torque compensation, the ball retaining all degrees of freedom, namely any pivoting and Rotation around the first point of attack.

Eine ähnliche erfindungsgemäße Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Entlastungsarm an der Kugel drehbar um seine Längsachse gelagert ist, dass am Entlastungsarm eine Zugstange angelenkt ist, dass der Zusatzaktuator in Längsrichtung der Zugstange angreift, dass die Zugstange bezüglich des Zusatzaktuators drehbar um ihre Längsachse gelagert ist, und dass der Zusatzaktuator verschwenkbar bezüglich der ortsfesten Lagerpfanne gelagert ist. In diesem Fall wird der Zusatzaktuator keinen Drehkräften auf seine Zugachse (etwa seinen Kolben) ausgesetzt. Die Kugel besitzt ebenso alle Freiheitsgrade.A similar development according to the invention is characterized in that the relief arm on the ball rotatable about its longitudinal axis is mounted that a pull rod is articulated on the relief arm, that the additional actuator in the longitudinal direction the pull rod attacks that the pull rod is rotatable with respect to the additional actuator about its longitudinal axis is mounted, and that the additional actuator is pivotable with respect to the fixed storage pan is stored. In this case, the additional actuator no torque exposed to its pull axis (such as its piston). The ball also has all degrees of freedom.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigte und beschriebene Ausführungsform ist nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern hat vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further advantages of the invention result itself from the description and the drawing. Likewise, the the above-mentioned and the features listed further according to the invention individually for themselves or more than one can be used in any combination. The embodiment shown and described is not to be considered as a conclusive list understand, but rather has exemplary character for the description of the Invention.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:The invention is in the drawing shown and will be explained in more detail using an exemplary embodiment. It shows:

1 die erfindungsgemäße Kugelklemmvorrichtung mit Gewichtsentlastung bei gekipptem Montagearm; 1 the ball clamping device according to the invention with weight relief when the mounting arm is tilted;

2 die Kugelklemmvorrichtung der 1 bei aufrecht stehendem Montagearm. 2 the ball clamping device of the 1 with the mounting arm upright.

In 1 ist die Kugelklemmvorrichtung (Kugelspannvorrichtung) in einer ersten, waagrechten Verschwenkposition einer Kugel 1 gezeigt. Am ersten Angriffspunkt 2 der Kugel 1 ist ein Montagearm 3 befestigt, an dem ein nicht gezeigter handzuhabender Körper befestigt ist. Die Kugel 1 wird von zwei Lagerpfannen 4, 5 gehalten, die jeweils in einer beweglichen Lagerscheibe 6 und einer ortsfesten, d.h. gehäusefesten Lagerscheibe 7 eingefasst sind. Die bewegliche Lagerscheibe 6 kann in Richtung auf die ortsfeste Lagerscheibe 7 in hier nicht näher ausgeführter Weise durch den Aktuator 8 verschoben werden, und zurück. Die ortsfeste Lagerscheibe 7 ist starr mit dem Gehäuse 9 verbunden.In 1 is the ball clamping device (ball clamping device) in a first, horizontal pivoting position of a ball 1 shown. At the first point of attack 2 the ball 1 is a mounting arm 3 attached to which a body, not shown, to be handled is attached. The bullet 1 is made up of two storage pans 4 . 5 held, each in a movable bearing washer 6 and a fixed, ie fixed bearing disc 7 are bordered. The movable bearing disc 6 can in the direction of the stationary bearing disc 7 in a manner not detailed here by the actuator 8th be moved, and back. The stationary bearing disc 7 is rigid with the housing 9 connected.

Die Kugel 1 weist einen zweiten Angriffspunkt 10 auf, an dem ein Entlastungsarm 11 gelagert ist. Der Entlastungsarm 11 besitzt eine gemeinsame Erstreckungsgerade 12 mit dem Montagearm 3, wobei diese gemeinsame Erstreckungsgerade durch den Kugelmittelpunkt 13, den ersten Angriffspunkt 2 und den zweiten Angriffspunkt 10 verläuft.The bullet 1 has a second point of attack 10 on which a relief arm 11 is stored. The relief arm 11 has a common extension line 12 with the mounting arm 3 , whereby this common extension line through the center of the sphere 13 , the first point of attack 2 and the second point of attack 10 runs.

Der Entlastungsarm 11 ist über das Drehlager 14 rotierbar um seine Längsachse gelagert. D.h., eine Rotation der Kugel 1 in Pfeilrichtung 15 kann unabhängig vom Entlastungsarm 11 erfolgen. Am äußeren Ende des Entlastungsarms 11 ist ein Scharnier 16 angebracht, mit Hilfe dessen eine Zugstange 17 am Entlastungsarm 11 angelenkt ist. Das Scharnier 16 erlaubt eine Verschwenkung der Zugstange 17 in Pfeilrichtung 18 gegenüber dem Entlastungsarm 11. Die Zugstange 17 ist über ein Drehlager 19 mit einem Kolben 20 eines Pneumatikzylinders 21, der als Zusatzaktuator fungiert, verbunden. Das Drehlager 19 gestattet eine Rotationsbewegung der Zugstange 17 um ihre Längsachse, ohne das der Kolben 20 dieser Rotation folgen müsste. Der Pneumatikzylinder 21 ist über Lagerpfannen 22 an einem gehäusefesten Kugelgelenk 23 befestigt und daher in die Pfeilrichtungen 24 (im und gegen den Uhrzeigersinn) und 25 (in die Zeichenebene hinein und aus ihr heraus) verschenkbar.The relief arm 11 is about the pivot bearing 14 rotatably mounted about its longitudinal axis. Ie, a rotation of the ball 1 in the direction of the arrow 15 can be independent of the relief arm 11 respectively. At the outer end of the relief arm 11 is a hinge 16 attached, with the help of a tie rod 17 on the relief arm 11 is articulated. The hinge 16 allows the drawbar to pivot 17 in the direction of the arrow 18 towards the relief arm 11 , The pull rod 17 is about a pivot bearing 19 with a piston 20 a pneumatic cylinder 21 , which acts as an additional actuator. The pivot bearing 19 allows the drawbar to rotate 17 about its longitudinal axis without the piston 20 should follow this rotation. The pneumatic cylinder 21 is about storage pans 22 on a ball joint fixed to the housing 23 attached and therefore in the direction of the arrow 24 (clockwise and counterclockwise) and 25 (into and out of the drawing plane) as a gift.

Der Pneumatikzylinder 21 ist dazu geeignet, eine Zugkraft in Pfeilrichtung 26 auf die Zugstange 17 auszuüben. Insofern stellt der Pneumatikzylinder 21 eine krafterzeugende Einrichtung dar. Ein am Ende des Montagearms 3 befestigter Körper erfährt eine Gewichtskraft nach unten, in Folge derer ein Drehmoment auf die Kugel 1 ausgeübt wird. Dieses auf die Kugel 1 wirkende Drehmoment versucht die Kugel 1 im Uhrzeigersinn zu drehen. Über die Zugstange 17 erfährt die Kugel 1 jedoch eine Gegenkraft des Pneumatikzylinders 21, welche am Entlastungsarm 11 angreift und somit das resultierende Drehmoment auf die Kugel 1 reduziert. Bevorzugt erfolgt eine vollständige Kompensation des wirkenden Drehmoments, so dass die Kugel 1 trotz eines montierten Körpers im freigegebenen Zustand der Lagerpfannen 4, 5 keine (Verschwenk-) Bewegung aufnimmt.The pneumatic cylinder 21 is suitable for a pulling force in the direction of the arrow 26 on the drawbar 17 exercise. In this respect, the pneumatic cylinder 21 a force generating device. One at the end of the mounting arm 3 fortified body experiences a downward force due to which a torque on the ball 1 is exercised. This on the ball 1 acting torque tries to turn the ball 1 clockwise. About the drawbar 17 experiences the bullet 1 however, a counterforce of the pneumatic cylinder 21 which on the relief arm 11 attacks and thus the resulting torque on the ball 1 reduced. A complete compensation of the acting torque is preferably carried out, so that the ball 1 despite an assembled body in the released condition of the bearing pans 4 . 5 does not record any (pivoting) movement.

Soll ein am Ende des Montagearms 3 befindlicher Körper in Pfeilrichtung 27 nach oben verschwenkt werden, so muss ein Bediener einer herkömmlichen Kugelspannvorrichtung die Gewichtskraft des Körpers mit Muskelkraft kompensieren, und den Körper entgegen der Schwerkraft in Pfeilrichtung 27 bewegen. In der gezeigten Ausführungsform wird jedoch zumindest ein Teil, bevorzugt aber näherungsweise die gesamte Gewichtskraft des am Montagearm 3 montierten Körpers durch die Gewichtsentlastung kompensiert. Die von der Gewichtsentlastung dafür aufzubringende Gegenkraft, d.h. die Zugkraft des Pneumatikzylinders 21, wird durch das Hebelgesetz bestimmt. Dabei ist die Gegenkraft unabhängig von der Orientierung der Kugel 1 im Raum, wenn nur die Angriffspunkte 2 und 10 eine durch den Kugelmittelpunkt 13 gehende Verbindungslinie besitzen, denn in diesem Fall ist das Verhältnis der Hebelarme von Schwerkraft des Körpers und Kompensationskraft für alle Kugelorientierungen gleich. Liegt der Schwerpunkt des Körpers auch noch auf der Erstreckungsgeraden 12, so bewirkt die Schwerkraft des Körpers auch keine Rotation der Kugel um die Längsachse des Montagearms 3.Should be one at the end of the mounting arm 3 body in the direction of the arrow 27 be pivoted upward, an operator of a conventional ball tensioning device must compensate for the weight of the body with muscle power, and the body against the force of gravity in the direction of the arrow 27 move. In the embodiment shown, however, at least a part, but preferably approximately the entire weight of the on the mounting arm 3 assembled body compensated by the weight relief. The counterforce to be exerted by the weight relief, ie the tensile force of the pneumatic cylinder 21 , is determined by the Leverage Act. The counterforce is independent of the orientation of the ball 1 in space if only the points of attack 2 and 10 one through the center of the sphere 13 own connecting line, because in this case the ratio of the lever arms of gravity of the body and compensation force is the same for all ball orientations. The focus of the body is also on the straight line of extension 12 , the body's gravity does not cause the ball to rotate around the longitudinal axis of the mounting arm 3 ,

Die gezeigte Gewichtsentlastung der Kugelspannvorrichtung ist so ausgestaltet, dass sie eine beliebige Verdrehung und Verschwenkung der Kugel 1 tolerieren kann.The weight relief shown for the ball tensioning device is designed such that it can rotate and pivot the ball as desired 1 can tolerate.

Eine Rotation des Montagearms 3 um seine Längsachse in Pfeilrichtung 15 erfordert auf Grund der Lagerung des Entlastungsarms 11 im Drehlager 14 der Kugel 1 keine Bewegung von Entlastungsarm 11, Zugstange 17 oder Kolben 20.A rotation of the mounting arm 3 about its longitudinal axis in the direction of the arrow 15 required due to the bearing of the relief arm 11 in the pivot bearing 14 the ball 1 no movement of relief arm 11 , Pull bar 17 or piston 20 ,

Eine Verschwenkung des Montagearms 3 aus der Betrachtungsebene heraus oder auch in die Betrachtungsebene hinein wird vom Kugelgelenk 23 und vom Drehlager 19 aufgenommen.A pivoting of the mounting arm 3 from the viewing plane or into the viewing plane is the ball joint 23 and from the pivot bearing 19 added.

Im Falle einer Verschwenkung des Montagearms 3 in Pfeilrichtung 27 gegen den Uhrzeigersinn werden die Stellung des Scharniers 16 sowie die Erstreckung des Kolbens 20 außerhalb des Pneumatikzylinders 21 entsprechend angepasst. Eine resultierende verschwenkte Position der Kugel 1 bzw. des Montagearms 3 ist in 2 dargestellt. Der Montagearm 3 steht näherungsweise senkrecht. Das Scharnier 16 nimmt eine gestreckte Position ein, so dass Entlastungsarm 11 und Zugstange 17 näherungsweise auf einer Linie liegen. Der Kolben 20 ist nahezu vollständig im Pneumatikzylinder 21 versenkt.In the event of a pivoting of the mounting arm 3 in the direction of the arrow 27 counterclockwise will be the position of the hinge 16 as well as the extension of the piston 20 outside the pneumatic cylinder 21 adjusted accordingly. A resulting swiveled position of the ball 1 or the mounting arm 3 is in 2 shown. The mounting arm 3 is approximately vertical. The hinge 16 assumes an extended position, so that relief arm 11 and tie rod 17 approximately lying on a line. The piston 20 is almost completely in the pneumatic cylinder 21 sunk.

Durch das Zusammenwirken der verschiedenen Freiheitsgrade des Gewichtsentlastungssystems, insbesondere der Rotierbarkeit des Entlastungsarms 11 in der Kugel 1, der Anlenkung der Zugstange 17 über das Scharnier 16 am Entlastungsarm 11, der Rotierbarkeit der Zugstange 17 um ihre Längsachse gegenüber dem Pneumatikzylinder 21 sowie der Verschwenkbarkeit des Pneumatikzylinders 21 um das Kugelgelenk 23 können beliebige Orientierungen und Bewegungen der Kugel 1 und des auf ihr montierten Körpers von der Entlastungsmechanik verfolgt werden.Through the interaction of the different degrees of freedom of the weight relief system, in particular the rotatability of the relief arm 11 in the ball 1 , the linkage of the drawbar 17 over the hinge 16 on the relief arm 11 , the rotatability of the drawbar 17 about its longitudinal axis compared to the pneumatic cylinder 21 and the pivotability of the pneumatic cylinder 21 around the ball joint 23 can choose any orientations and movements of the ball 1 and the body mounted on it are tracked by the relief mechanism.

Claims

Ball clamping device ( 1 ) between a stationary and an actuator ( 8th ) movable bearing pan ( 5 . 4 ), the ball ( 1 ) a first point of attack ( 2 ) for eccentric attachment of a body, characterized in that on the ball ( 1 ) a force-generating device ( 17 . 20 . 21 ) through which one hits the ball ( 1 ) acting torque can be at least partially compensated.

Device according to claim 1, characterized in that the force-generating device on the ball ( 1 ) in a second point of attack ( 10 ) attacks, the first point of attack ( 2 ) the second point of attack ( 10 ) regarding the center point ( 13 ) the ball ( 1 ) is approximately diametrically opposite.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the force-generating device has an adjusting means for adjusting it on the ball ( 1 ) exerted torque.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the force-generating device has an additional actuator, in particular a thrust cylinder, a pneumatic cylinder ( 21 ) or a hydraulic cylinder.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the force-generating device is a counterweight includes.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the ball ( 1 ) at the first point of attack ( 2 ) a mounting arm ( 3 ) to which the body can be attached.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the ball ( 1 ) at the second point of attack ( 10 ) a relief arm ( 11 ) on which the force-generating device acts.

Device according to claims 6 and 7, characterized in that the mounting arm ( 3 ) and the relief arm ( 11 ) on a common straight line ( 12 ) or are arranged parallel to each other.

Device according to claims 7 or 8, characterized in that the relief arm ( 11 ) on the ball ( 1 ) is rotatably mounted about its longitudinal axis, that on the relief arm ( 11 ) a pull rod ( 17 ) is articulated that the additional actuator in the longitudinal direction of the pull rod ( 17 ) and that the additional actuator can be rotated and pivoted with respect to the stationary bearing pan ( 5 ) is stored.

Device according to claims 7 or 8, characterized in that the relief arm ( 11 ) on the ball ( 1 ) is rotatably mounted about its longitudinal axis, that on the relief arm ( 11 ) a pull rod ( 17 ) is articulated that the additional actuator in the longitudinal direction of the pull rod ( 17 ) attacks that the pull rod ( 17 ) is rotatably mounted about its longitudinal axis with respect to the additional actuator, and that the additional actuator is pivotable with respect to the stationary bearing pan ( 5 ) is stored.