DE10237081B4 - Ball tensioner with weight relief - Google Patents

Ball tensioner with weight relief

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DE10237081B4 DE2002137081 DE10237081A DE10237081B4 DE 10237081 B4 DE10237081 B4 DE 10237081B4 DE 2002137081 DE2002137081 DE 2002137081 DE 10237081 A DE10237081 A DE 10237081A DE 10237081 B4 DE10237081 B4 DE 10237081B4
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    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/10Arrangements for locking
    • F16C11/103Arrangements for locking frictionally clamped
    • F16C11/106Arrangements for locking frictionally clamped for ball joints

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. A device for clamping a ball (1) between a fixed and a movable means of an actuator (8) bearing cup (5, 4), wherein the ball (1) having a first point of application (2) to the eccentric mounting of a body, characterized, in that on the ball (1) has a force-generating means (17, 20, 21) engages, through which an acting on the ball (1) torque is 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 movable means of an actuator bearing cup, wherein the ball has a first point of attack to the eccentric mounting of a body.
  • Eine solche Klemmvorrichtung (Kugelspannvorrichtung) ist beispielsweise aus der Such a clamping device (ball tensioning device), for example, from the DE 199 38 242 C1 DE 199 38 242 C1 bekannt. 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. can be in this known clamping device is a body to be processed is fixed to a mounting of the ball, so that the body with the aid of ball-oriented. Die Klemmvorrichtung dient somit als Halterung, die beliebig verschwenkt und gedreht werden kann. The clamping device thus serves as a holder which can be pivoted freely and rotated. Dies erleichtert Montagearbeiten an den Körpern, die nur oder einfacher in bestimmten Winkelpositionen erfolgen können, wie beispielsweise das Beziehen von Autositzen. This facilitates assembly work on the bodies, which can only be made or easier in certain angular positions, such as obtaining of car seats. Im gespannten Zustand ist die Kugel durch die eng anliegenden Lagerpfannen arretiert, welche normalerweise in Fassungen, etwa Lagerscheiben, gehalten sind. In the clamped state, the ball is locked by the tight-fitting bearing cups, which are normally held in sockets, such as bearing discs. Die Feststellwirkung beruht dabei im Wesentlichen auf Reibung zwischen der Kugeloberfläche und den Lagerpfannenoberflächen. The locking action is based essentially on the friction between the ball surface and the bearing cup surfaces. 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). For pivoting the ball bearing one of the pulleys and thus also the associated bearing pad is slightly moved away from the ball, so that a sliding of the ball in the ball sockets is possible (relaxed state). Zum Spannen wird die Lagerpfanne wiederum zur Kugel hin bewegt, bis die Klemmwirkung ausreichend stark ist. For clamping the bearing cup is again moved back to the ball until the clamping action 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. For moving the movable bearing shell typically a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder is used, the piston stroke is adjusted via a lever to the required stroke of the movable bearing shell. Am Hebel und an der beweglichen Lagerschale sind jeweils die Enden einer Verbindungsstange befestigt. The lever and the movable bearing shell, the ends of a connecting rod are respectively fixed.
  • 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. These functional per se arrangement is especially suitable for small and light (low-moderate) to be processed bodies, which are secured to the ball by means of the mounting arm. 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. For heavier bodies gravity ensures that upon release of the detection voltage of the body slides quickly to its lowest possible position, which does not match the target next processing position as a rule. 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. The common practice at this point is currently to counter the effect of gravity on the body with the muscle strength of an operator and to pivot the body to gravity acting in the desired position. Ist die gewünschte Position erreicht, so kann wieder in den gespannten Haltezustand zurückgeschaltet werden und die Bedienperson kann den Körper wieder Ioslassen. When the desired position is reached, it can be switched back to the tense hold and the operator can restore the body Ioslassen.
  • 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. By the operator but only a limited power potential can be applied so that the application of the known ball tension devices by the weight of the body is limited to be processed in the prior art. 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. It must also be remembered that an operator can be injured by a sudden pivoting downward, heavy body, for example when the operator underestimated the weight of the body and / or overestimated his own muscle power.
  • Weiterhin ist es aus Furthermore, it is of US 2,547,532 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. known to provide a counterbalance at the joints by means of a spring so as to bear on one side of parts of a certain weight without the need to twist the joint.
  • 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 is in contrast to further develop a ball clamp of the above-mentioned type such that with it heavy, mounted on the ball of the ball chuck body in a relaxed state of less powerful 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 is achieved in that engages the ball a force-generating device by which a torque acting on the ball is at least partially compensated.
  • Ein auf die Kugel wirkendes Drehmoment geht in aller Regel von der Schwerkraft eines an der Kugel befestigten Körpers aus. A torque acting on the ball is usually by gravity of a ball secured to the body of. Je weiter der Schwerpunkt des Körpers vom Kugelmittelpunkt weg angeordnet ist, und je schwerer der Körper ist, umso größer ist das wirkende Drehmoment. The further the center of gravity of the body is disposed from the center of the sphere away, and the heavier the body is, the greater the applied torque. 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. The force-generating device exerts according to the invention from an opposite torque which acts torque on the ball so that the resultant torque is reduced to the ball compared to the originally-acting torque. Nur das resultierende Drehmoment ist für die Beschleunigung der Kugel und des auf der Kugel montierten Körpers verantwortlich. Only the resulting torque is responsible for the acceleration of the ball and mounted on the ball body. Insofern ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das selbsttätige Gleiten des Körpers in seine niedrigst mögliche Position verlangsamt. To that extent in the inventive device, the automatic sliding of the body is slowed down in its lowest possible position. 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. The body also can be easily pivoted by muscle force against gravity, because at least a part of the weight of the body is compensated 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. Preferably, an embodiment of the invention in which the force-generating device by a ball acting on the torque is approximately completely compensated is. Wird das Drehmoment auf die Kugel vollständig kompensiert, dh 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. The torque is fully compensated on the ball, that is, the resulting torque is approximately zero, the ball remains even after transition to the released (relaxed) state of the movable bearing cup and bearing washer in 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. The surgeon must in this case for pivoting the ball only the friction force of the ball in the bearing pans overcome to pivot around the globe.
  • 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. An embodiment of the ball clamping device is further preferably such that the force-generating device acts on the ball in a second point of attack, wherein said first engagement point is the second point of attack with respect to the center of the sphere approximately diametrically opposite. In diesem Fall kann eine Zugkraft nach unten die Schwerkraft eines montierten Körpers kompensieren, und der Körper kann insbesondere nach oben verschwenkt werden. In this case, a tensile force can downward gravity compensate for an assembled body, and the body can be pivoted in particular to the top. 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. This position is in most applications, a preferred handling position of the body constitutes If the second point of attack on the connecting line of the sphere center point and the first point of attack -. Such as in particular in the above arrangement, -, then the ratio of the lever arms of the first and second engagement point in each pivoting position of the ball the same. 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. A constant, directed parallel to the gravity of the mounted body force, the torque acting in consequence of gravity reduce the assembled body in each pivoting position of the ball by a constant fraction and in particular exactly compensate. Eine Anpassung der Kraftwirkung der krafterzeugenden Einrichtung an die Verschwenkposition ist also nicht erforderlich. So an adjustment of the force of the force-generating device to the pivotal position is not required. 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; The second point of application of force generating mechanism does not need to achieve this purpose, in principle, on a specific page with respect to the sphere center or to lie in a specific position on this said straight connecting line; eine gegenüberliegende Anordnung ist jedoch in der Regel am einfachsten zu konstruieren. an opposite arrangement is however easiest usually the construct. 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. Swift manner, the mounting arm also formed so that the center of gravity of the mounted body lies on the connecting line of the first point of attack and the sphere center point, because then takes the ball in consequence of the gravity, no rotation about this connecting straight line (rotation) on.
  • Vorteilhaft ist weiterhin eine Ausführungsform, bei der die krafterzeugende Einrichtung ein Justiermittel zur Einstellung des von ihr auf die Kugel ausgeübten Drehmoments aufweist. Also advantageous is an embodiment in which the force-generating means comprises an adjustment means for adjusting the pressure exerted by it on the ball torque. Die Vorrichtung wird dann zur Handhabung von Körpern unterschiedlicher Gewichte und Montagearme (und damit Hebelarme) geeignet. The device is then suitable for handling bodies of different weights and mounting arms (and thus the lever arms). 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. In the general case, the compensating force, so that this embodiment can not be used to the optimum compensation torque regardless of the pivotal position of the ball or of the mounted body.
  • Vorteilhafter Weise umfasst die krafterzeugende Einrichtung einen Zusatzaktuator, insbesondere einen Schubzylinder, einen Pneumatikzylinder oder einen Hydraulikzylinder. Advantageously, the force-generating device comprises an additional actuator, in particular a push cylinder, a pneumatic cylinder or a hydraulic cylinder. Ein Zusatzaktuator kann in seiner Kraftwirkung leicht justiert werden und ist insbesondere in der Lage, Kräfte, die über die Stärke eines Menschen hinausgehen, aufzubringen. An additional actuator can be easily adjusted in its force effect and is particularly able to forces that exceed a human about the strength to apply. Pneumatikzylinder und Hydraulikzylinder können eine konstante Kraft unabhängig von der Position ihrer Zylinderkolben bereitstellen. Pneumatic cylinders and hydraulic cylinders may provide a constant force independent of the position of its piston cylinder. 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. A thrust cylinder is arranged so that the force effect is similar to the ball of a compressive stress of the cylinder piston, can be used whereby the entire cross-sectional area of ​​the cylinder piston from the working medium (hydraulic oil, compressed air), which increases the efficiency of the thrust cylinder.
  • Bei einer besonders einfachen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kugelklemmvorrichtung umfasst die krafterzeugende Einrichtung ein Gegengewicht. In a particularly simple embodiment of the ball clamping device according to the invention, the force-generating device comprises a counterweight. Hebelarm und Masse des Gegengewichts werden dem wirkenden Drehmoment auf die Kugel angepasst. Lever arm and mass of the counterweight are adjusted to the torque acting on the ball. Ein Gewicht erzeugt eine konstante Kraftwirkung. A weight generates a constant force action. Das Gegengewicht kann im einfachsten Fall bezüglich des Kugelmittelpunkts gegenüber dem ersten Angriffspunkt angeordnet sein. The counterweight can be of the ball center to be located opposite to the first point of attack with respect to the simplest case. Soll das Gegengewicht auf der gleichen Seite der Kugel wie der Körper angreifen, so ist der Einsatz einer Umlenkrolle vorteilhaft. If the counterweight on the same side of the ball as the body attack, so the use of a guide roller is advantageous.
  • Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Kugel am ersten Angriffspunkt einen Montagearm aufweist, an dem der Körper befestigbar ist. Very particularly preferred is an embodiment in which the ball at first contact point having a mounting arm to which the body is fastened. Ein Montagearm vereinfacht das Anbringen und Entfernen von zu montierenden Körpern. A mounting arm simplifies the installation and removal of bodies to be mounted. Der Montagearm kann insbesondere so ausgebildet sein, dass der Schwerpunkt des zu montierenden Körpers auf der Verbindungsgeraden von Kugelmittelpunkt und erstem Angriffspunkt liegt. The mounting bracket may in particular be formed so that the focus of the body to be mounted on the connecting line of the sphere center point and the first point of attack. In diesem Fall ist ein Drehmoment bezüglich der besagten Verbindungsgeraden als Drehachse durch eine Schwerkraftwirkung ausgeschlossen. In this case, a torque with respect to said connecting line is excluded as a rotational axis by an action of gravity. Dadurch muss auch beim manuellen Drehen eines montierten Körpers nur die Reibungskraft der Kugel in den Lagerpfannen überwunden werden. Thus, only the friction force of the ball needs to be overcome in the bearing cups even when manual rotation of an assembled body.
  • Ebenso bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Kugel am zweiten Angriffspunkt einen Entlastungsarm aufweist, an dem die krafterzeugende Einrichtung angreift. Also preferred is an embodiment in which the ball has a Relief arm at the second point of action on which the force-generating device acts. Dies verschafft Flexibilität in der Kraftübertragung von der krafterzeugenden Einrichtung auf die Kugel. This provides flexibility in the power transmission from the force generating mechanism on the ball.
  • Ein Weiterbildung dieser beiden Ausführungsformen sieht vor, dass der Montagearm und der Entlastungsarm auf einer gemeinsamen Geraden oder parallel zueinander angeordnet sind. A further development of these two embodiments provides that the mounting bracket and the Relief arm are arranged on a common straight line or parallel to one another. Dies vereinfacht die Einstellung des kompensierenden Drehmoments bei verschiedenen Verschwenkpositionen der Kugel. This simplifies the setting of the compensating torque at various pivotal 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. Another further development of the invention is characterized in that the Relief arm is mounted on the ball to rotate about its longitudinal axis, that on Relief arm a connecting rod is articulated, that the additional actuator acts in the longitudinal direction of the pull rod, and that rotating the additional actuator and pivotable relative to the fixed bearing cup is mounted. Die vorgestellte Anordnung kann zur Drehmomentkompensation eingesetzt werden, wobei die Kugel alle Freiheitsgrade behält, nämlich beliebige Verschwenkung und Drehung um den ersten Angriffspunkt. The proposed arrangement can be used for torque compensation, wherein the ball retains all degrees of freedom, namely pivoting and any rotation about 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. A similar refinement according to the invention is characterized in that the Relief arm is mounted on the ball to rotate about its longitudinal axis, that on Relief arm a connecting rod is articulated, that the additional actuator acts in the longitudinal direction of the tie rod, that the pull rod is mounted with respect to the Zusatzaktuators rotatable about its longitudinal axis and that the additional actuator is pivotally mounted with respect to the stationary bearing pan. In diesem Fall wird der Zusatzaktuator keinen Drehkräften auf seine Zugachse (etwa seinen Kolben) ausgesetzt. In this case, the additional actuator no rotational forces on its tensile axis (about his butt) exposed. Die Kugel besitzt ebenso alle Freiheitsgrade. The ball has also all degrees of freedom.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Further advantages of the invention will become apparent from the description and the drawing. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. The above mentioned features and those further described below can be found according to the invention either individually or collectively in arbitrary combination. Die gezeigte und beschriebene Ausführungsform ist nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern hat vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung. The embodiment shown and described is not to be understood as exhaustive enumeration but rather have exemplary character for the description of the invention.
  • Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. The invention is illustrated in the drawing and is explained in more detail using an exemplary embodiment. Es zeigt: It shows:
  • 1 1 die erfindungsgemäße Kugelklemmvorrichtung mit Gewichtsentlastung bei gekipptem Montagearm; the spherical clamping device according to the invention with weight support when tilted mounting arm;
  • 2 2 die Kugelklemmvorrichtung der the ball clamp the 1 1 bei aufrecht stehendem Montagearm. in upright mounting arm.
  • In In 1 1 ist die Kugelklemmvorrichtung (Kugelspannvorrichtung) in einer ersten, waagrechten Verschwenkposition einer Kugel is the spherical clamping device (ball tensioning device) in a first horizontal pivotal position of a ball 1 1 gezeigt. shown. Am ersten Angriffspunkt On the first point of attack 2 2 der Kugel the ball 1 1 ist ein Montagearm is a mounting arm 3 3 befestigt, an dem ein nicht gezeigter handzuhabender Körper befestigt ist. attached, on which a not shown handzuhabender body is fixed. Die Kugel the ball 1 1 wird von zwei Lagerpfannen is supported by two bearing sockets 4 4 , . 5 5 gehalten, die jeweils in einer beweglichen Lagerscheibe kept, each in a movable bearing disc 6 6 und einer ortsfesten, dh gehäusefesten Lagerscheibe and a stationary, that is fixed to the housing bearing disk 7 7 eingefasst sind. are enclosed. Die bewegliche Lagerscheibe The movable bearing disc 6 6 kann in Richtung auf die ortsfeste Lagerscheibe can in the direction of the stationary bearing washer 7 7 in hier nicht näher ausgeführter Weise durch den Aktuator in unspecified manner herein executed by the actuator 8 8th verschoben werden, und zurück. be moved back and forth. Die ortsfeste Lagerscheibe The stationary bearing washer 7 7 ist starr mit dem Gehäuse is rigidly connected to the housing 9 9 verbunden. connected.
  • Die Kugel the ball 1 1 weist einen zweiten Angriffspunkt has a second engagement point 10 10 auf, an dem ein Entlastungsarm on to which a Relief arm 11 11 gelagert ist. is mounted. Der Entlastungsarm the Relief arm 11 11 besitzt eine gemeinsame Erstreckungsgerade has a common straight line extension 12 12 mit dem Montagearm with the mounting arm 3 3 , wobei diese gemeinsame Erstreckungsgerade durch den Kugelmittelpunkt Wherein this common extension line through the center of the sphere 13 13 , den ersten Angriffspunkt , The first point of attack 2 2 und den zweiten Angriffspunkt and the second point of attack 10 10 verläuft. runs.
  • Der Entlastungsarm the Relief arm 11 11 ist über das Drehlager is on the pivot bearing 14 14 rotierbar um seine Längsachse gelagert. rotatably about its longitudinal axis. Dh, eine Rotation der Kugel That is, a rotation of the ball 1 1 in Pfeilrichtung the arrow 15 15 kann unabhängig vom Entlastungsarm can independently of Relief arm 11 11 erfolgen. respectively. Am äußeren Ende des Entlastungsarms The outer end of Entlastungsarms 11 11 ist ein Scharnier is a hinge 16 16 angebracht, mit Hilfe dessen eine Zugstange attached, by means of which a tie rod 17 17 am Entlastungsarm on Relief arm 11 11 angelenkt ist. is hinged. Das Scharnier the hinge 16 16 erlaubt eine Verschwenkung der Zugstange allows a pivoting of the drawbar 17 17 in Pfeilrichtung the arrow 18 18 gegenüber dem Entlastungsarm compared to the Relief arm 11 11 . , Die Zugstange the pull rod 17 17 ist über ein Drehlager is via a rotary bearing 19 19 mit einem Kolben with a piston 20 20 eines Pneumatikzylinders a pneumatic cylinder 21 21 , der als Zusatzaktuator fungiert, verbunden. , Which acts as additional actuator connected. Das Drehlager The pivot bearing 19 19 gestattet eine Rotationsbewegung der Zugstange allows a rotational movement of the drawbar 17 17 um ihre Längsachse, ohne das der Kolben about its longitudinal axis, without the piston 20 20 dieser Rotation folgen müsste. this rotation would follow. Der Pneumatikzylinder The pneumatic cylinder 21 21 ist über Lagerpfannen is over bearing cups 22 22 an einem gehäusefesten Kugelgelenk on a housing-fixed ball joint 23 23 befestigt und daher in die Pfeilrichtungen attached, and therefore in the direction of arrows 24 24 (im und gegen den Uhrzeigersinn) und (Clockwise and counter-clockwise) and 25 25 (in die Zeichenebene hinein und aus ihr heraus) verschenkbar. Giftable (in the drawing plane and out).
  • Der Pneumatikzylinder The pneumatic cylinder 21 21 ist dazu geeignet, eine Zugkraft in Pfeilrichtung is adapted to a pulling force in the direction of arrow 26 26 auf die Zugstange on the drawbar 17 17 auszuüben. exercise. Insofern stellt der Pneumatikzylinder To this extent, the pneumatic cylinder 21 21 eine krafterzeugende Einrichtung dar. Ein am Ende des Montagearms a force-generating device. One end of the mounting arm 3 3 befestigter Körper erfährt eine Gewichtskraft nach unten, in Folge derer ein Drehmoment auf die Kugel fixed body experiences a gravitational force downward in a result of which a torque on the ball 1 1 ausgeübt wird. is applied. Dieses auf die Kugel This on the ball 1 1 wirkende Drehmoment versucht die Kugel 1 im Uhrzeigersinn zu drehen. torque acting tries the ball 1 to rotate in a clockwise direction. Über die Zugstange About the drawbar 17 17 erfährt die Kugel experiences the ball 1 1 jedoch eine Gegenkraft des Pneumatikzylinders However, a counter-force of the pneumatic cylinder 21 21 , welche am Entlastungsarm Which on Relief arm 11 11 angreift und somit das resultierende Drehmoment auf die Kugel attacks, and thus the resulting torque on the ball 1 1 reduziert. reduced. Bevorzugt erfolgt eine vollständige Kompensation des wirkenden Drehmoments, so dass die Kugel Preferably, a complete compensation takes place of the torque acting, so that the ball 1 1 trotz eines montierten Körpers im freigegebenen Zustand der Lagerpfannen despite an assembled body in the released state of the bearing cups 4 4 , . 5 5 keine (Verschwenk-) Bewegung aufnimmt. none (swiveling) receives movement.
  • Soll ein am Ende des Montagearms If an end of the mounting arm 3 3 befindlicher Körper in Pfeilrichtung surrounding objects in the direction of arrow 27 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 be pivoted upwardly so must an operator of a conventional ball chuck compensate for the weight of the body by muscular force, and the body against gravity in the direction of arrow 27 27 bewegen. move. In der gezeigten Ausführungsform wird jedoch zumindest ein Teil, bevorzugt aber näherungsweise die gesamte Gewichtskraft des am Montagearm In the illustrated embodiment, however, at least part, but preferably approximately the entire weight of the mounting bracket at 3 3 montierten Körpers durch die Gewichtsentlastung kompensiert. mounted body compensated by the weight relief. Die von der Gewichtsentlastung dafür aufzubringende Gegenkraft, dh die Zugkraft des Pneumatikzylinders The applied by the weight relief for counterforce, that the pulling force of the pneumatic cylinder 21 21 , wird durch das Hebelgesetz bestimmt. , Is determined by the lever rule. Dabei ist die Gegenkraft unabhängig von der Orientierung der Kugel 1 im Raum, wenn nur die Angriffspunkte The counter force is independent of the orientation of the ball 1 in the room when only the points 2 2 und and 10 10 eine durch den Kugelmittelpunkt one through the center of the sphere 13 13 gehende Verbindungslinie besitzen, denn in diesem Fall ist das Verhältnis der Hebelarme von Schwerkraft des Körpers und Kompensationskraft für alle Kugelorientierungen gleich. continuous connection line have, because in this case the ratio of the lever arms of gravity of the body and compensation force for all orientations ball is the same. Liegt der Schwerpunkt des Körpers auch noch auf der Erstreckungsgeraden the focus of the body still on the extension line 12 12 , so bewirkt die Schwerkraft des Körpers auch keine Rotation der Kugel um die Längsachse des Montagearms , The gravitational force of the body also causes no rotation of the ball about the longitudinal axis of the mounting 3 3 . ,
  • Die gezeigte Gewichtsentlastung der Kugelspannvorrichtung ist so ausgestaltet, dass sie eine beliebige Verdrehung und Verschwenkung der Kugel The weight relief of the ball tensioning device shown is designed such that it any twisting and pivoting of the ball 1 1 tolerieren kann. can tolerate.
  • Eine Rotation des Montagearms A rotation of the mounting arm 3 3 um seine Längsachse in Pfeilrichtung about its longitudinal axis in the direction of arrow 15 15 erfordert auf Grund der Lagerung des Entlastungsarms requires due to the storage of the Entlastungsarms 11 11 im Drehlager in the rotary bearing 14 14 der Kugel the ball 1 1 keine Bewegung von Entlastungsarm no movement of Relief arm 11 11 , Zugstange , Pull bar 17 17 oder Kolben or pistons 20 20 . ,
  • Eine Verschwenkung des Montagearms Pivoting the mounting arm 3 3 aus der Betrachtungsebene heraus oder auch in die Betrachtungsebene hinein wird vom Kugelgelenk from the viewing plane, or also in the viewing plane is in the ball joint 23 23 und vom Drehlager and the pivot bearing 19 19 aufgenommen. added.
  • Im Falle einer Verschwenkung des Montagearms In case of pivoting of the mounting bracket 3 3 in Pfeilrichtung the arrow 27 27 gegen den Uhrzeigersinn werden die Stellung des Scharniers counterclockwise, the position of the hinge 16 16 sowie die Erstreckung des Kolbens as well as the extension of the piston 20 20 außerhalb des Pneumatikzylinders outside of the pneumatic cylinder 21 21 entsprechend angepasst. adjusted accordingly. Eine resultierende verschwenkte Position der Kugel A resultant pivoted position of the ball 1 1 bzw. des Montagearms and the mounting bracket 3 3 ist in is in 2 2 dargestellt. shown. Der Montagearm the mounting 3 3 steht näherungsweise senkrecht. is approximately perpendicular. Das Scharnier the hinge 16 16 nimmt eine gestreckte Position ein, so dass Entlastungsarm assumes an extended position, so that Relief arm 11 11 und Zugstange and drawbar 17 17 näherungsweise auf einer Linie liegen. approximately lie on a line. Der Kolben The piston 20 20 ist nahezu vollständig im Pneumatikzylinder is almost completely in the pneumatic cylinder 21 21 versenkt. sunk.
  • Durch das Zusammenwirken der verschiedenen Freiheitsgrade des Gewichtsentlastungssystems, insbesondere der Rotierbarkeit des Entlastungsarms Due to the interaction of the various degrees of freedom of the weight relief system, in particular of the rotatability of the Entlastungsarms 11 11 in der Kugel in the sphere 1 1 , der Anlenkung der Zugstange , The articulation of the tie rod 17 17 über das Scharnier through the hinge 16 16 am Entlastungsarm on Relief arm 11 11 , der Rotierbarkeit der Zugstange , The rotatability of the drawbar 17 17 um ihre Längsachse gegenüber dem Pneumatikzylinder about its longitudinal axis relative to the pneumatic cylinder 21 21 sowie der Verschwenkbarkeit des Pneumatikzylinders and the pivoting of the pneumatic cylinder 21 21 um das Kugelgelenk about the ball joint 23 23 können beliebige Orientierungen und Bewegungen der Kugel can any orientation and movement of the ball 1 1 und des auf ihr montierten Körpers von der Entlastungsmechanik verfolgt werden. and be followed on their assembled body of the relief mechanism.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Klemmen einer Kugel ( A device for clamping a ball ( 1 1 ) zwischen einer ortsfesten und einer mittels eines Aktuators ( ) Between a fixed and a means of an actuator ( 8 8th ) beweglichen Lagerpfanne ( ) Movable bearing cup ( 5 5 , . 4 4 ), wobei die Kugel ( ), Wherein the ball ( 1 1 ) einen ersten Angriffspunkt ( ) A first point of application ( 2 2 ) zur exzentrischen Befestigung eines Körpers aufweist, dadurch gekennzeichnet , dass an der Kugel ( Having) to the eccentric mounting of a body characterized in that on the ball ( 1 1 ) eine krafterzeugende Einrichtung ( ) A force-generating device ( 17 17 , . 20 20 , . 21 21 ) angreift, durch die ein auf die Kugel ( ), Engages through which the ball ( 1 1 ) wirkendes Drehmoment zumindest teilweise kompensierbar ist. ) Which the torque is at least partially compensated.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die krafterzeugende Einrichtung an der Kugel ( Device according to claim 1, characterized in that the force generating means on the ball ( 1 1 ) in einem zweiten Angriffspunkt ( ) At a second engagement point ( 10 10 ) angreift, wobei der erste Angriffspunkt ( ) Engages said first engagement point ( 2 2 ) dem zweiten Angriffspunkt ( ) The second point of application ( 10 10 ) bezüglich dem Mittelpunkt ( with respect to) the center ( 13 13 ) der Kugel ( ) the ball ( 1 1 ) näherungsweise diametral gegenüber liegt. ) Is located approximately diametrically opposite.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die krafterzeugende Einrichtung ein Justiermittel zur Einstellung des von ihr auf die Kugel ( Device according to claim 1 or 2, characterized in that the force-generating means is an adjustment means for adjusting the by it on the ball ( 1 1 ) ausgeübten Drehmoments aufweist. comprising torque) exerted.
  4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die krafterzeugende Einrichtung einen Zusatzaktuator, insbesondere einen Schubzylinder, einen Pneumatikzylinder ( Device according to one of the preceding claims, characterized in that the force-generating means comprises an additional actuator, in particular a push cylinder, a pneumatic cylinder ( 21 21 ) oder einen Hydraulikzylinder, umfasst. ) Or a hydraulic cylinder comprising.
  5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die krafterzeugende Einrichtung ein Gegengewicht umfasst. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the force-generating device comprises a counterweight.
  6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel ( Device according to one of the preceding claims, characterized in that the ball ( 1 1 ) am ersten Angriffspunkt ( ) At the first point of application ( 2 2 ) einen Montagearm ( ) A mounting ( 3 3 ) aufweist, an dem der Körper befestigbar ist. Having) at which the body is fastened.
  7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel ( Device according to one of the preceding claims, characterized in that the ball ( 1 1 ) am zweiten Angriffspunkt ( ) At the second point of application ( 10 10 ) einen Entlastungsarm ( ) A Relief arm ( 11 11 ) aufweist, an dem die krafterzeugende Einrichtung angreift. has) on which acts the force-generating device.
  8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagearm ( Device according to claims 6 and 7, characterized in that the mounting bracket ( 3 3 ) und der Entlastungsarm ( ) And the Relief arm ( 11 11 ) auf einer gemeinsamen Geraden ( ) On a common straight line ( 12 12 ) oder parallel zueinander angeordnet sind. ) Or are arranged parallel to each other.
  9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlastungsarm ( Device according to claims 7 or 8, characterized in that the Relief arm ( 11 11 ) an der Kugel ( ) On the ball ( 1 1 ) drehbar um seine Längsachse gelagert ist, dass am Entlastungsarm ( is) mounted to rotate about its longitudinal axis, that on Relief arm ( 11 11 ) eine Zugstange ( ) A drawbar ( 17 17 ) angelenkt ist, dass der Zusatzaktuator in Längsrichtung der Zugstange ( is hinged) that the additional actuator in the longitudinal direction of the drawbar ( 17 17 ) angreift, und dass der Zusatzaktuator dreh- und verschwenkbar bezüglich der ortsfesten Lagerpfanne ( ) Engages, and that the additional actuator rotatable and pivotable relative to the fixed bearing bushing ( 5 5 ) gelagert ist. is mounted).
  10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlastungsarm ( Device according to claims 7 or 8, characterized in that the Relief arm ( 11 11 ) an der Kugel ( ) On the ball ( 1 1 ) drehbar um seine Längsachse gelagert ist, dass am Entlastungsarm ( is) mounted to rotate about its longitudinal axis, that on Relief arm ( 11 11 ) eine Zugstange ( ) A drawbar ( 17 17 ) angelenkt ist, dass der Zusatzaktuator in Längsrichtung der Zugstange ( is hinged) that the additional actuator in the longitudinal direction of the drawbar ( 17 17 ) angreift, dass die Zugstange ( ) Engages the drawbar ( 17 17 ) bezüglich des Zusatzaktuators drehbar um ihre Längsachse gelagert ist, und dass der Zusatzaktuator verschwenkbar bezüglich der ortsfesten Lagerpfanne ( the Zusatzaktuators is) rotatably mounted with respect to its longitudinal axis, and that the additional actuator pivotable relative to the fixed bearing bushing ( 5 5 ) gelagert ist. is mounted).
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