DE19803375A1 - Vorrichtung zum Positionieren des Werkstücks - Google Patents
Vorrichtung zum Positionieren des WerkstücksInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum lageunabhängigen
Positionieren eines Werkstücks mittels eines an einem Ständer
gelagerten, freikragenden Tragarms, bei der das Werkstück um
zwei sich schneidende Achsen verschwenkbar ist.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE-PS
38 13 477 C1 bekannt. Diese Druckschrift offenbart eine Vor
richtung zum Halten eines Objekts in einem im wesentlichen
gewichtslosen Zustand. Dabei umfaßt die Vorrichtung unter an
deren ein Trägervorrichtungsteil mit immer vertikaler Achse,
ein Positioniervorrichtungsteil, das mit dem Trägervorrich
tungsteil und auch noch in einer horizontalen Ebene verstell
bar ist. Des weiteren erhält sie eine Traghalterung zum An
bringen eines Werkstücks oder Objekts, ein immer horizonta
les, erstes lineares Führungsteil zur horizontalen Verstel
lung der Traghalterung in bezug auf das Trägervorrichtungs
teil und eine immer horizontale Achse, um die das Objekt
drehbar ist. Dabei weist des weiteren das Positioniervorrich
tungsteil einen zweiten linearen Führungsteil auf, mittels
welchem die Traghalterung in bezug auf den Trägervorrich
tungsteil horizontal sowie im wesentlichen quer zur Verstell
richtung des ersten linearen Führungsteils verstellbar ist.
Diese Vorrichtung ist recht kompliziert aufgebaut und somit
kostspielig und störanfällig. Des weiteren erlaubt sie aber
nur eine freie Positionierung eines Werkstücks bzw. Objekts,
indem gleichzeitig mehrere Stellmotoren betätigt werden müs
sen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich
tung der eingangs genannten Art anzugeben, die mit techni
schen einfachen Mitteln stets eine leicht durchzuführende und
genaue Positionierung eines damit zu handhabenden Werkstückes
ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genann
ten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die erste Achse
die Arbeitstischachse eines endseitig an dem Tragarm ange
brachten und das Werkstück aufnehmenden Werkstückträgers ist,
die zweite Achse die Rotationsachse ist, um die der Tragarm
rotieren kann, und daß der Schnittpunkt beider Achsen zumin
dest im Massenschwerpunkt des anbringbaren Werkstücks ange
ordnet ist.
Mit dieser Vorrichtung kann eine Bedienperson Werkstücke, die
teilweise sehr schwer sein können, in jede beliebige Position
von Hand bewegen. Diese Bewegung erfolgt durch Drehung des
Werkstücks um zwei Achsen, und zwar durch den Massenschwer
punkt des zu drehenden Werkstücks. Die Verstellung kann auf
schnelle und sichere Art und Weise bewerkstelligt werden. Da
bei genügt lediglich ein leichter Druck mit der Hand, um das
Werkstück in eine neue Lage zu bewegen. Es werden dabei weder
Kurbeln noch Tastschalter oder Stellmotoren benötigt.
Dieses Bewegungsprinzip beruht darauf, daß der Schnittpunkt
der Arbeitstischachsen des Werkstückträgers und des Tragarmes
sich im Massenschwerpunkt des Werkstückes schneiden.
Bei einigen Fällen kann es allerdings vorkommen, daß der Mas
senschwerpunkt des Werkstückes sich oberhalb der Rotati
onsachse des Arbeitsarmes bzw. Tragarmes befindet. Die Ver
stellung kann dazu führen, daß das Werkstück umschlagen kann.
Daher ist es in einem derartigen Fall von Vorteil, wenn ein
Ausgleichs- bzw. Kontergewicht angeordnet ist zur Ausbildung
eines gemeinsamen Massenschwerpunktes von dem anbringbaren
Werkstück und dem Kontergewicht.
Eine noch bessere Ausbalancierung ist in dem oben angegebenen
Fall gegeben, wenn der Tragarm um einen vorgegebenen Winkel
bereich, vorzugsweise um ca. 30°, in bezug auf die Rotati
onsachse fixierbar absenkbar ist.
Dadurch ist es noch einfacher möglich, den gemeinsamen Mas
senschwerpunkt des endseitig anbringbaren Werkstücks und des
Ausgleichsgewichts auf die Rotationsachse auszurichten.
Obwohl eine Vielzahl von Einrichtungen möglich sind, den
Tragarm definiert abzusenken, ist von besonderem Vorteil,
wenn der Tragarm über einen Verstellmechanismus mit einem
Schneckengetriebe absenkbar bzw. anhebbbar ist. Mit Hilfe des
Schneckengetriebes ist eine fein dosierbare Verstellung des
Tragarmes möglich.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er
findung ist an dem Tragarm ein Aufnahmeorgan für das Konter
gewicht anbringbar.
Bei der Einstellung des Schnittpunktes beider Achsen zumin
dest angenähert in dem Massenschwerpunkt bzw. gemeinsamen
Massenschwerpunkt ist es von Vorteil, wenn der Tragarm in
seiner Schwenkbewegung fixierbar ist. Dies kann durch eine
Vielzahl von Hilfsmitteln erreicht werden, z. B. mit den
Stützorganen. Es hat sich allerdings als besonders vorteil
haft erwiesen, wenn sowohl der Werkstückträger als auch der
Tragarm durch jeweilige Bremsen feststellbar sind.
Aus Sicherheitsgründen kann es dabei von Vorteil sein, wenn
sowohl der Werkstückträger als auch der Tragarm durch zusätz
liche Arretierorgane, vorzugsweise durch Steckbolzen, bloc
kierbar ausgestaltet sind.
Je nach Art des anzubringenden Werkstückes kann der Werkzeug
träger als Spannfutter, Planscheibe, Spannkreuz oder Loch
platte ausgeführt sein.
Eine noch bessere Ausrichtung des Tragarmes ist möglich, wenn
der Tragarm in bezug auf den Ständer um eine horizontale Ach
se drehbar ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung er
geben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform sowie den Zeichnungen, auf die bezug genommen
wird. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer be
vorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung zum la
geunabhängigen Positionieren eines Werkstücks; und
Fig. 2 eine schematische Ansicht der Vorrichtung gemäß
Fig. 1 zur Erläuterung der Einstellmöglichkeiten.
Eine in der Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 10 zur lageunab
hängigen Positionierung eines Werkstücks 21 (Fig. 2) weist ei
nen Ständer 12 auf, der auf drei höhenverstellbaren Ständer
füßen 32 abgestützt ist. Dieser Ständer 12 enthält drei mit
einem bestimmten Winkel zueinander angeordnete Horizontalträ
ger 34, an denen ein Vertikalträger 36 entsprechend ange
schlossen ist.
An dem oberen Ende des Vertikalträgers 36 ist eine ver
schwenkbare Traganordnung befestigt, die im wesentlichen aus
einem Tragarm bzw. Arbeitsarm 14 und einer an einem von dem
Vertikalträger 36 abgewandten Ende des Tragarmes 14 angeord
neten Werkstückaufnahme bzw. einem Werkstückträger 20 be
steht.
Das dem Werkstückträger 20 entgegengesetzte Ende des Tragar
mes 14 überragt das oberer Ende des Vertikalträgers 36, wobei
dieses entgegengesetzte Ende über eine Querstrebe 38 an den
Vertikalträger 36 angelenkt ist. Mit Hilfe dieser Querstrebe
38 kann die Rotationsachse 18 zusätzlich bis zu 15° verstellt
werden. Das entgegengesetzte obere Ende läßt sich innerhalb
des Vertikalträgers 36 in vertikaler Richtung schwenken.
Zwischen dem oberen Ende des Vertikalträgers 36 und dem zu
dem Werkstückträger 20 weisenden Teil des Tragarmes 14 ist
ein Verstellmechanismus 22 zwischengefügt, mit dem der zu dem
Werkstückträger 20 weisende Teil des Tragarmes 14 um eine ho
rizontal verlaufende Achse 30, die auch als Schwenkachse 30
bezeichnet wird, drehbar ist.
Um bei den Einstellarbeiten eines Massenschwerpunktes 40
(Fig. 2) sowohl den Tragarm 14 als auch den Werkstückträger 20
in einer bestimmten Position fixieren zu können, sind an dem
der Querstrebe 38 benachbarten Ende des Tragarmes 14 eine er
ste Bremse 26 und unterhalb des Werkstückträgers 20 eine
zweite Bremse 28 angeordnet. Durch Anziehen dieser Bremsen 26
und 28 können sowohl der Tragarm 14 als auch der Werkstück
träger 20 fixiert werden. Diese fixierte Lage kann zusätzlich
noch mit Hilfe von nicht gezeigten Steckbolzen gesichert wer
den.
Um den Tragarm 14 um die Schwenkachse 30 zu verschwenken, ist
der Verstellmechanismus 22 vorgesehen, der bevorzugt zur Ein
stellung ein Schneckengetriebe 23 aufweist.
Es gibt jedoch auch Fälle, bei denen der Einstellbereich des
Tragsarms 14, der bevorzugt 0° bis 30° beträgt, nicht mehr
ausreicht, so daß der Massenschwerpunkt 40 des Werkstücks 21
oberhalb der Rotationsachse 18 liegt, obwohl sich der Tragarm
14 in seiner tiefsten Stellung von 0° befindet. Das führt da
zu, daß bei dem Entriegeln des Tragarmes 14 das Werkstück 21
umschlagen kann.
Dieses Problem kann dadurch gelöst werden, daß ein Konterge
wicht 24 unterhalb des Werkzeugträgers 20, der um eine verti
kale Achse oder Arbeitstischachse 17 drehbar ist, angebracht
wird.
Mit Hilfe dieses Kontergewichtes 24 wird dann der gemeinsame
Massenschwerpunkt von dem Kontergewicht 24 und dem Werkstück
21 nach unten verlagert und befindet sich wieder in dem Ein
stellbereich von 0 bis 30° des Tragarmes 14, so daß die Rota
tionsachse 18 des Tragarmes 14 sich mit der Arbeitstischachse
17 des das Werkstück 21 aufnehmenden Werkstückträgers 20 zu
mindest in der Nähe des Massenschwerpunkts 40 schneidet oder
schneiden kann.
Anhand der Fig. 2 wird nun das Aufspannen des Werkstückes 21
beschrieben.
Zum Aufspannen des Werkstückes 21 wird der Arbeitsarm 14 der
Vorrichtung 10 mit dem Verstellmechanismus 22 so tief nach
unten verschwenkt, daß ein Massenschwerpunkt 40 des Werkstüc
kes 21 unterhalb der Rotationsachse 18 liegt, wobei die Kipp
achse 16 um 30° zur Rotationsachse 18 geneigt ist.
Dann werden sowohl der Werkstückträger 20 als auch der Trag
arm 14 mit Hilfe der in der Fig. 1 gezeigten Bremsen 26 und
28 fixiert, wobei sie auch noch zusätzlich über nicht darge
stellte Steckbolzen arretiert werden können.
Nun wird das Werkstück 21, dessen Massenschwerpunkt vorher in
bekannter Weise festgelegt worden ist, mit diesem Massen
schwerpunkt 40 auf dem Werkzeugträger 20 fest montiert. Dann
wird der Steckbolzen für den Werkstückträger 20 gezogen und
die Bremse 28 des Werkstückträgers 20 derart eingestellt, daß
das Werkstück 21 in jeder beliebigen Position stehen bleibt.
Dann wird der Steckbolzen für den Tragarm 14 gezogen.
Anschließend wird der Tragarm 14 mit dem Werkstück 21 so weit
nach oben verschwenkt, bis der Massenschwerpunkt 40 des Werk
stückes 21 die Rotationsachse 18 schneidet.
Nachdem die Bremse 26 des Tragarmes 14 gelöst worden ist,
kann das Werkstück 21 in der Rotationsachse 18 leicht gedreht
werden. Nun wird die Bremse 28 des Tragarmes 14 so einge
stellt, daß das Werkstück 21 in jeder Lage sich im Gleichge
wicht befindet.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur lageunabhängigen
Positionierung von Werkstücken können die Werkstücke in jede
beliebige Position von Hand versetzt werden. Eine Drehung des
Werkstückes erfolgt dabei um die zwei oben genannten Achsen
und zwar durch den Massenschwerpunkt des zu drehenden Werk
stücks.
Die Vorrichtung ist derart ausgelegt, daß nur ein leichter
Druck mit dem Finger genügt, um das Werkstück in eine neue
Lage zu bewegen.. Es werden weder Kurbeln noch Tastschalter
noch Stellmotoren benötigt.
Das erfindungsgemäße Prinzip beruht darauf, daß der Massen
schwerpunkt der Arbeitstischachsen des Werkstückträgers und
des Tragarmes sich zumindest in der Nähe des Massenschwer
punktes des Werkstückes schneiden. Nachdem das Werkstück auf
dem Werkstückträger aufgespannt worden ist, kann durch Ju
stieren über einen Verstellmechanismus, der beispielsweise
ein Schneckengetriebe aufweisen kann, der Winkel des Tragar
mes so verstellt werden, daß die Arbeitstischachse des Werk
stückträgers sich mit der Rotationsachse des Tragarmes
schneidet und somit sich das Werkstück im Gleichgewicht be
findet.
10
Vorrichtung
12
Ständer
14
Trag-/Arbeitsarm
16
Kippachse
17
Arbeitstischachse
18
Rotationsachse
20
Werkstückträger
21
Werkstück
22
Verstellmechanismus
23
Schneckengetriebe
24
Ausgleichs-/Kontergewicht
26
Bremse
28
Bremse
30
Schwenkachse
32
Ständer
34
Horizontalträger
36
Vertikalträger
38
Querstrebe
40
Massenschwerpunkt
Claims (9)
1. Vorrichtung (10) zum lageunabhängigen Positionieren ei
nes Werkstückes mittels eines an einem Ständer (12) ge
lagerten, freikragenden Tragarms (14), bei der das
Werkstück um zwei sich schneidende Achsen (17, 18)
schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste
Achse die Arbeitstischachse (17) eines endseitig an dem
Tragarm (14) angebrachten und das Werkstück aufnehmen
den Werkstückträgers (20) ist, die zweite Achse die Ro
tationsachse (18) ist, um die der Tragarm (14) rotieren
kann, wobei der Schnittpunkt beider Achsen (17, 18) zu
mindest angenähert im Massenschwerpunkt (40) des an
bringbaren. Werkstückes (21) liegt.
2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
ein Ausgleichs- bzw. Kontergewicht (24) zur Ausbildung
eines gemeinsamen Massenschwerpunktes (40) von dem an
bringbaren Werkstück (21) und dem Kontergewicht (24).
3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Tragarm (14) um einen vorgegebe
nen Winkelbereich, vorzugsweise um ca. 30° in bezug auf
die Rotationsachse (18) fixierbar absenkbar und anheb
bar ist.
4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß der Tragarm (14) über einen Verstellmechanis
mus (22) mit einem Schneckengetriebe (23) absenkbar
bzw. anhebbar ist.
5. Vorrichtung (10) nach mindestens einem der vorstehenden
Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der
Arbeitstischachse (17) ein Aufnahmeorgan für das Aus
gleichsgewicht (24) anbringbar ist, wobei das Aus
gleichsgewicht (24) in horizontaler und vertikaler Po
sition anbringbar ist.
6. Vorrichtung (10) nach mindestens einem der vorstehenden
Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Werkstückträger (20) und der Tragarm (14) durch Bremsen
(26, 28) feststellbar sind.
7. Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß der Werkstückträger (20) und der Tragarm (14)
durch zusätzliche Arretierorgane, vorzugsweise durch
Steckbolzen, blockierbar sind.
8. Vorrichtung (10) nach mindestens einem der vorstehenden
Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Werkzeugträger (20) als Spannfutter, Planscheibe,
Spannkreuze oder Lochplatte ausgeführt ist.
9. Vorrichtung (10) nach mindestens einem der vorstehenden
Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
Tragarm 14 in bezug auf den Ständer (12) um eine hori
zontale Achse (30) bzw. Schwenkachse (30) drehbar ist.
Priority Applications (1)
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DE19803375A DE19803375C2 (de) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | Vorrichtung zum Positionieren des Werkstücks |
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DE19803375A DE19803375C2 (de) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | Vorrichtung zum Positionieren des Werkstücks |
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DE19803375A1 true DE19803375A1 (de) | 1999-08-05 |
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ID=7855990
Family Applications (1)
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DE3813477C1 (en) * | 1988-04-21 | 1989-11-23 | Ekkehard 8201 Raubling De Ueberreiter | Apparatus for holding an object |
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- 1998-01-29 DE DE19803375A patent/DE19803375C2/de not_active Expired - Lifetime
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