DE19623265A1 - Haltevorrichtung für ein Werkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für ein Werkzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Haltevorrichtung ist in Gestalt einer Handschweißstation bekannt geworden aus der DE-43 23 517-A1 (B23K 11/28). Die wesentlichen Elemente dieser Handschweißstation sind eine an verschiedenen Orten aufstellbare Säule sowie ein als Träger ausgebildeter Teleskopgalgen. Der wesentliche Vorteil des dieser Haltevorrichtung zugrundeliegenden Konzeptes besteht darin, daß ohne großen Aufwand ein kompletter Handarbeitsplatz individuell an die Ergonomie des Bedienpersonals angepaßt und darüber hinaus jederzeit schnell verlagert werden kann, wenn aufgrund der Errichtung einer neuen Produktfertigungslinie räumliche Umstellungen notwendig werden. Die in der oben genann­ ten Schrift gezeigte Haltevorrichtung weist jedoch auch konzeptbedingte Nachteile auf. So besteht beispielsweise beim Verschwenken des Galgens die Gefahr des Nachschwingens, wenn gelegentlich der manuellen Bedienung des Werkzeugs durch fertigungsbedingte Verlagerungen Drehbewegungen an dem Galgen verursacht werden. Als Folge davon können bei Schweißvorgängen unzureichende Durchschweißungen, bei Schraubvorgängen Verkantungen und bei Lacksprüheinrichtungen beispielsweise Fehlbeschichtungen auftreten. Außerdem können ggfs. an dem Galgen befestigte Absaugeinrichtungen durch das Schwingen der Galgen von ihrem Bestimmungsort entfernt werden und so das Bedien­ personal einer erhöhten Umweltgefährdung aussetzen.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Haltevorrichtung unter Beibehaltung ihrer Vorteile so weiterzuentwickeln, daß für die Betäti­ gung des jeweils eingesetzten Werkzeugs ein hohes Maß an Prozeßsicherheit eingestellt werden kann, und zwar sowohl im Hinblick auf die mit dem Werkzeug zu erzielende Ferti­ gungsqualität als auch im Bezug auf eine möglichst geringe ergonomische Belastung des Bedienpersonals.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Haltevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1. Die Unteransprüche enthalten besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß ist wenigstens ein in der Säule verdrehbarer Ausleger über eine Arretier­ vorrichtung gegen die Säule festlegbar. Durch diese Maßnahme wird das Nachschwingen des Auslegers unterbunden. Die Beweglichkeit des Werkzeugs wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch sichergestellt, daß die das Werkzeug haltende Anlenkung zumindest zweidimensional - vorzugsweise innerhalb einer Ebene - hin- und herbewegbar ist. Zu diesem Zwecke ist an dem Ausleger ein Vorrichtung vorgesehen, welche eine trans­ latorische und/oder rotatorische Positionsveränderung der Anlenkung ermöglicht. Denkbar sind in diesem Zusammenhang beispielsweise Kreuzschienensysteme oder Dreharme mit einem entlang des Dreharms verschiebbaren Laufwagens. Mit der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung geht also die freie Beweglichkeit des Werkzeugs im Raum, wie sie auch bei der gattungsbildenden Haltevorrichtung gegeben ist, nicht verloren. Der in der Regel eine sehr große Masse aufweisende Ausleger ist jedoch festgelegt und auf diese Weise von der Bewegung des Werkzeugs entkoppelt. Da er in der Regel auch sehr stabil ausge­ führt ist, kann der Ausleger selbst zudem in vorteilhafter Weise als Halteelement für ver­ schiedene Aggregate wie Schweißtransformator, Versorgungsleitungen aller Art oder Lackbehälter genutzt werden. Durch eine entsprechend hohe Anordnung dieser Kompo­ nenten am Ausleger wird außerdem dafür gesorgt, daß um den Arbeitsplatz herum genügend Bewegungsfreiheit gewährleistet ist.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung ist darin zu sehen, daß auf einem festgelegten Ausleger die Vorrichtung zur Positionsänderung der Anlenkung selbst auch ortsveränderbar festgelegt werden kann. So kann je nach Organisation des Ferti­ gungsflusses die Vorrichtung beispielsweise zum säulenseitigen Ende des Auslegers hin oder aber zu dessen freien Ende hin verschoben sein. In den jeweils erforderlichen Posi­ tionen bleibt die Vorrichtung jedoch fixiert, so daß die Anzahl bewegter Massen beim Ferti­ gungsprozeß selbst möglichst klein bleibt.

Von herausgehobener Bedeutung ist auch, daß die erfindungsgemäße Haltevorrichtung nicht auf Werkzeuge zum Schweißen beschränkt ist, sondern ein Potential für vielfältige Anwendungsfälle aufweist. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Konzeptes ist darin zu sehen, daß für sämtliche Elemente der Haltevorrichtung Standardbauteile verwendet werden können. So können beispielsweise die Säule und die jeweiligen Ausleger aus vor­ gefertigten Profilelementen erstellt sein. In einer besonders einfachen Ausführung wird die Arretiervorrichtung durch eine Normschraube gebildet, die in die Säule eindrehbar ist und einen Auslegerachsabschnitt durch Klemmung festlegt. Für die Vorrichtung zur Positions­ veränderung der Werkzeuganlenkung können Koordinatenschienensysteme verwendet werden, wie sie bislang im Zusammenhang mit Portalständern verwendet werden.

Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt. In schematischer Darstellung zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung in einer Seitenansicht,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Haltevorrichtung in einer Draufsicht,

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung ein Modifikation des in Fig. 1 mit X bezeichneten Ausschnittes und

Fig. 4 eine Ansicht gemäß Schnitt IV-IV in Fig. 3.

Gleiche Bauteile bzw. Bauteilabschnitte weisen in allen Figuren die gleiche Bezifferung auf.

Man erkennt in Fig. 1 eine insgesamt mit 1 bezeichnete Haltevorrichtung, deren wesent­ liche Elemente hier eine Säule 2 und darin verdrehbare Ausleger 3 bis 5 sind. Aus Über­ sichtlichkeitsgründen ist nur am Beispiel des Auslegers 5 die Anlenkung eines Werkzeugs nebst zugehöriger Versorgungseinrichtung dargestellt. Als Werkzeug ist hier eine von einem Maschinenbediener 6 manuell zu bedienende Punktschweißzange 7 dargestellt, die über eine Versorgungsleitung 8 mit Strom aus einem Schweißtransformater 9 versorgt wird, der seinerseits an einem der Säule 2 zu gewandten Ende des Auslegers 5 befestigt ist. Der Abstand zwischen einer Unterkante 10 des Schweißtransformators 9 und einem Hallen­ boden 11 ist so bemessen, daß Kopfverletzungen des Bedienpersonals ausgeschlossen sind. Eine insgesamt mit 12 bezeichnete Werkzeuganlenkung ist über Klemmbacken 13 und 14 am freien Ende des Auslegers 5 gehalten und weist als Vorrichtung zur Positions­ veränderung eines Anlenkungsseils 15 einen innerhalb einer Laufschiene 16 in X-Richtung verschiebbaren Lautwagen 17 auf, der gleichzeitig Träger einer die Punktschweißzange 7 haltenden Balanciereinrichtung 18 ist. Die Laufschiene 16 ist ihrerseits an parallel zueinan­ der verlaufenden Querschienen 19, 20 gehalten und auf diesen in Y-Richtung verschiebbar. Durch die Laufschiene 16 und die Querschienen 19, 20 wird also ein Kreuz- bzw. Koordina­ tenschienensystem gebildet.

Von besonderer Bedeutung ist in diesem Zusammenhang auch, daß eine zweite der Ver­ sorgungsleitung 8 zugeordnete Balanciereinrichtung 21 von der Werkzeuganlenkung 12 entkoppelt ist und diese somit nicht belastet. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Werkzeuganlenkung 12 ein bereits auf dem Markt befindliches Koordinatenschienen­ system, wie es beispielsweise aus Portalanlagen bekannt ist. Dieses bestehende Kreuz­ schienensystem wird lediglich um die Klemmbacken 13, 14 erweitert und ist somit schnell­ verschlußartig an die Haltevorrichtung 1 ankoppelbar. Für eine Umstellung auf andere Fertigungsverfahren kann als Komplettbausatz ein aus Werkzeug und Anlenkung 12 bestehender Zusammenbau komplett ausgetauscht werden, wenn beispielsweise die Haltevorrichtung 1 nicht mehr für das Schweißen, sondern für Bestückungs-, Lackbeschich­ tungs- oder Schraubvorgänge eingesetzt werden soll.

Aus der Ansicht in Fig. 2 ist der potentielle Arbeitsbereich der erfindungsgemäßen Halte­ vorrichtung 1 erkennbar. Am Beispiel des Laufwagens 17 ist erkennbar, daß auch bei arre­ tiertem Ausleger 5 noch ein größerer Arbeitsbereich an dem jeweils an gelenkten Werkzeug bedient werden kann. Zusätzliche Dreh-Hubtische, wie sie beispielsweise in der gattungs­ bildenden DE 43 23 517-A1 in der Fig. 3 dargestellt sind, können also komplett entfallen. Der Arbeitsraum unterhalb der Ausleger 3 bis 5 wird hinsichtlich seiner Begehbarkeit also nicht durch zusätzliche Werkstückhandhabungseinrichtungen beeinträchtigt.

Eine für die Erfindung wesentliche Arretiervorrichtung ist in Fig. 3 insgesamt mit 22 be­ zeichnet. Wesentliche Bestandteile dieser Arretiervorrichtung 22 sind eine einen Ausleger­ achsabschnitt 23 durch dringende Feststellschraube 24, eine von der Feststellschraube 24 durchdrungene Kontermutter 25 sowie ein Achszapfen 26, der in einem Vierkantrohr 27 (siehe Fig. 4) drehfest, beispielsweise mittels Schweißung, gehalten ist. Durch einfaches Eindrehen der Schraube 24 in das Innere des Auslegerachsabschnittes 23 hinein, erfolgt eine Verklemmung gegen den Achszapfen 26, die durch ebenso einfaches Lösen der Schraube 24 jederzeit wieder aufgehoben werden kann. Anstelle der Schraubmutter 24 können auch einfache Exzenterhebel vorgesehen werden, die über einen Knauf betätigbar und schnellverschlußartig den Auslegerachsabschnitt 23 gegen den Zapfen 26 verspannen. Eine weitere Möglichkeit der Arretierung besteht darin, daß der Drehzapfen 26 und der Auslegerachsabschnitt 23 mehrere mit gleichmäßiger Teilung auf dem Umfang verteilte und miteinander korrespondierende Durchgangsbohrungen aufweisen, die mittels eines Splintes oder eines Sperrbolzens je nach Drehstellung des Auslegers 5 zu dessen drehfeste Arretie­ rung miteinander gekoppelt werden können.

Der Ausleger 4 ist hier in einer Frontansicht dargestellt und zeigt im Querschnitt ebenfalls ein Vierkantprofil. Vorstellbar ist aber auch der Einsatz von U-, T-, Doppel-T- oder I-Profilen. In Betracht gezogen werden können auch Strangpreßprofile, in denen die Klemmbacken 13, 14 (siehe Fig. 1) ebenfalls per Schnellverschluß gelöst und wieder fixiert werden können.

Fig. 4 zeigt als Bestandteil der Säule 2 auch noch eine Fußplatte 28, die über vier nur schematisch angedeutete Verschraubungen 29 bis 32 auf dem Hallenboden 11 lösbar be­ festigt ist. Von besonderer Bedeutung sind auch Verstärkungsrippen 33 und 34, die hier in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind. Durch den Verzicht auf weitere Verstär­ kungsrippen auf den jeweils gegenüberliegenden Ecken der Vierkantrohrs 27 wird die potentielle Stolpergefahr für das Bedienpersonal deutlich herabgesetzt.

Das Konzept der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung erlaubt in vorteilhafter Weise die Einrichtung eines Baukastensystems, durch das beispielsweise je nach Einsatzgebiet der Haltevorrichtung an eine normierte Säule 2 unterschiedliche Auslegertypen befestigt werden können. Anstelle nicht benötigter Ausleger können auch Abstandshülsen (hier nicht dargestellt) gewählt werden, wenn beispielsweise unterhalb eines Auslegers besonders viel Bewegungsfreiheit, insbesondere auch in der Höhe, benötigt wird. Für die schnelle Ver­ schiebbarkeit der Säule 2 selbst ist gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfin­ dung in dem Drehzapfen 26 ein nur schematisch angedeutetes Gewinde 35 für eine Ring­ schraube 36 vorgesehen, die von einem Kranhaken durchdringbar ist und somit für die ge­ samte Säule 2 die Funktion einer Transportöse übernimmt. Die gesamte Haltevorrichtung kann also ohne große ergonomische Belastungen des Bedienpersonals mit minimalem Aufwand versetzt werden und an neuen Aufstellungsort vom Bedienpersonal selbst wieder auf die individuellen Bedürfnisse hin eingestellt werden.

Claims (16)

1. Haltevorrichtung (1) für ein manuell zu bedienendes und nicht an einen festen Ort ge­ bundenes Werkzeug (7) mit einer ortsfest fixierbaren Säule (2), an der wenigstens ein galgenartiger und um die Säule (2) herum schwenkbarer Ausleger (3-5) angelenkt ist, an dem eine das Werkzeug (7) haltende Anlenkung verstellbar gehalten ist, ge­ kennzeichnet durch wenigstens eine den Ausleger (3-5) gegen die Säule (2) festle­ gende Arretiervorrichtung und eine an dem Ausleger (3-5) gehaltene Vorrichtung zur zumindest zweidimensionalen Positionsveränderung der Anlenkung (12).

2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiervorrich­ tung durch eine Feststellschraube (24) gebildet ist, durch die die Säule (2) und der wenigstens eine Ausleger (3 bis 5) zumindest mittelbar gegeneinander verspannbar sind.

3. Haltevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellschraube (24) in einem dem Ausleger (3 bis 5) zugeordneten Auslegerachsabschnitt (23) ein­ drehbar und gegen einen drehfest mit der Säule (2) verbundenen Drehzapfen (26) ver­ spannbar ist.

4. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiervorrich­ tung durch ein an der Säule (2) zumindest mittelbar gelagertes Exzenterhebelelement gebildet ist, durch das der wenigstens eine Ausleger (3 bis 5) zumindest mittelbar mit­ tels eines Verdrehvorgangs gegen die Säule (2) festlegbar ist.

5. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem Werk­ zeug verbundene Energieversorgungseinrichtung an dem wenigstens einen Ausleger (3 bis 5) befestigt ist.

6. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkung (12) durch eine Koordinatenschienensystem gebildet ist, in dem ein das Werkzeug (7) tra­ gender Lautwagen (17) verschiebbar ist.

7. Haltevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Laufwagen (17) eine dem Werkzeug (7) zugeordnete und nach dem Federzugentlastungsprinzip arbeitende Balanciereinrichtung (18) angeordnet ist.

8. Haltevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Koordinaten­ schienensystem über eine lösbare Klemmeinrichtung (13, 14) an dem Ausleger befe­ stigt ist.

9. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Ausleger (3 - 5) aus einem vorgefertigten Profilteil hergestellt ist.

10. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säule (2) aus einem vorgefertigten Profilteil hergestellt ist.

11. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säule (2) auf einer Fußplatte (28) befestigt ist und mit dieser auch über Versteifungsrippen (33, 34) verbunden ist, die zueinander einen Winkel von 70° bis 120° einschließen.

12. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem oberen Ende der Säule (2) ein Mittel (36) vorgesehen ist, das selbst nach Art einer Transport­ öse ausgebildet oder zur Befestigung einer gesonderten Transportöse hergerichtet ist.

13. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (7) eine Punktschweißzange ist.

14. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug ein Druckluftschrauber ist.

15. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug eine Bestückungspistole ist.

16. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug eine Lacksprüheinrichtung ist.