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Die Erfindung betrifft eine Werkzeugablage für mindestens ein elektromotorisches Schraubwerkzeug.
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Eine Halterung für ein derartiges Schraubwerkzeug ist aus der
DE 36 06 635 C2 bekannt.
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Die
GB 2 069 915 A offenbart eine mobile Werkbank mit einer Wasserversorgung sowie mit einer Energieversorgung mit einer Batterie.
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Die
DE 195 45 652 A1 offenbart eine mobile Arbeitseinrichtung mit externem Anschluss an eine Computereinheit, bestehend aus einer auf Lenkrollen beweglichen Bodeneinheit, der ein Werkzeugschrank fest aufsitzt, wobei die Bodeneinheit einen quaderförmigen Kasten darstellt, deren Stirnseite ein von ihr aufgenommener und im eingeschobenen Zustand befindlicher Einschub bildet, auf deren stirnseitig angrenzenden einem Teil der Deckfläche des Kastens der Werkzeugschrank befestigt ist, dessen vorderer Bereich einen Tür- und Schubladenbereich verkörpert, welcher sich dem Handbereich des Bedienpersonals zuwendet, wobei unterhalb der Deckfläche des Werkzeugschrankes wenigstens eine Schublade verschließbar angeordnet ist, die eine Tastatur aufnimmt, welche mit der Computereinheit verbunden ist, und wobei an der Rückwand des Werkzeugschrankes unterhalb und nahe seiner Deckfläche ein quaderförmiges Gehäuse fixiert ist, das mit seiner Grundfläche den anderen Teil der Deckfläche der Bodeneinheit überdeckt, wobei in dessen Innerem fest ein Monitor positioniert ist, der sich mit seinem Bildschirm dem Handbereich zuwendet.
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Das
deutsche Gebrauchsmuster 78 03 633 U1 offenbart einen Auto-Service-Wagen für die Hausgarage, Werkstatt o. ä. mit einer oberen Arbeitsplatte mit einem umlaufenden, erhöhten Rand, neben der eine mit Aufnahmen für Werkzeuge und Kleinteile ausgerüstete Leiste vorgesehen ist, wobei übereinander angeordnete, zu einer Stirnseite zu öffnende Schubladen, die sich über einen Teil der Wagenlänge erstrecken, und ein zwischen den Schubladen und der anderen Stirnseite angeordnetes Ablagefach vorgesehen sind.
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Die Fertigung von Kraftfahrzeugen erfolgt heute üblicherweise in Fertigungslinien mit umlaufenden Fördereinrichtungen, wie z. B. Montagegehängen und Montagebändern. Dabei ist man bestrebt, die erforderlichen Arbeitsvorgänge möglichst effizient und sicher zu gestalten.
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Aus der
DE 41 36 330 A1 ist eine Ablage für Teile und/oder Werkzeuge an einer Fertigungslinie mit längs dieser verfahrbaren Montagegehängen für Kraftfahrzeug-Karosserien bekannt. Die Ablage ist längs parallel zur Fertigungslinie verlaufenden Schienen hängend verfahrbar gelagert und wird von den Montagegehängen dadurch mitgenommen, daß von ihr in die Bahn der Montagegehänge ein Arm ragt, der bei Überschreiten eines vorgegebenen Maximalwertes der zum Antrieb der Ablage erforderlichen Kraft entgegen einer Federkraft von den Montagegehängen aus ihrer Bahn geschwenkt wird. Die Ablage weist eine tischartig ausgebildete Aufnahme auf, die teleskopartig quer zur Fertigungslinie ausziehbar ausgebildet und mit Behältern und/oder Anschlüssen versehen ist. Diese bekannte Ablage hat sich in der Praxis grundsätzlich bewährt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Werkzeugablage zu schaffen, die die Durchführung von Verschraubungsarbeiten, insbesondere bei der Fertigung von Kraftfahrzeugen, auf einer verfahrbaren Montageplattform erleichtert.
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Diese Aufgabe wird durch eine Werkzeugablage für mindestens ein elektromotorisches Schraubwerkzeug gelöst, die erfindungsgemäß als frei verfahrbarer Wagen mit einem Kopfabschnitt und einem eine Vielzahl von Rollen oder dergleichen aufweisenden Fußabschnitt ausgebildet ist, wobei der Kopfabschnitt mindestens eine Halterung zur Aufnahme und Entnahme des elektromotorischen Schraubwerkzeuges aufweist und wobei der Fußabschnitt mindestens eine Vorrichtung zur berührungslosen Energieübertragung auf den Wagen aufweist. in dem Wagen sind zudem mindestens ein Akkumulator zur Speicherung elektrischer Energie und mindestens ein Ladegerät zum Aufladen des Akkumulators angeordnet.
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Vorrichtungen zur berührungslosen Energieübertragung sind z. B. in der
DE 197 35 685 A1 und der
EP 0 539 696 A1 offenbart. Dabei offenbart die DE 197 35 685 A1 eine Vorrichtung zur berührungslosen Übertragung von Energie von einer primären, mit Wechselstrom durchflossenen Stromleitung auf eine Vielzahl sekundärer, resonanter Verbraucherstromkreise mit jeweils mindestens einer Spule, die dem elektromagnetischen Feld der Stromleitung Energie entnimmt, wobei parallel zur Stromleitung eine Hilfsleitung verläuft, welche über mehrere Verbindungsstellen mit der Stromleitung verbunden ist, und wobei in mindestens einem Leitungsabschnitt zwischen zwei Verbindungsstellen ein regelbarer Widerstand in der Hilfsleitung vorgesehen ist, der durch eine Überwachungsvorrichtung gesteuert wird.
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Die erfindungsgemäße Werkzeugablage ermöglicht ein besonders effizientes Arbeiten, da die Ablage in beliebige Positionen auf der Montageplattform verfahrbar ist, so daß der damit arbeitende Monteur beim Aufnehmen bzw. Ablegen eines elektromotorischen Werkzeuges nur minimale Wege zurücklegen muß.
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Eine weitere Arbeitserleichterung kann dadurch erreicht werden, daß der Kopfabschnitt des Wagens außerdem mindestens eine Ablagefläche für Kleinteile, Kleinteileträger und/oder Kleinwerkzeuge und/oder mindestens eine Halterung zur Aufnahme und Entnahme von Schraubernüssen aufweist.
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Sofern es sich bei dem elektromotorischen Werkzeug um einen Akku-Schrauber handelt und eine Wiederauflademöglichkeit für dessen Akkumulator und/oder eines Reserveakkumulators gewünscht ist, ist es ferner vorteilhaft, wenn gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Fußabschnitt des Wagens mindestens eine Vorrichtung zur berührungslosen Energieübertragung auf den Wagen aufweist, wobei die Energieübertragung auf den Wagen vorzugsweise induktiv erfolgen kann. Diese Ausgestaltung ist auch hinsichtlich der Bestückung des Wagens mit weiteren elektrischen oder elektronischen Komponenten von Vorteil, da die Bewegungsfreiheit des Wagens somit nicht durch Stromzufuhrleitungen eingeschränkt wird.
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Zur Kommunikation mit einem Zentralrechner zur Erfassung und/oder Steuerung von Arbeitsabläufen ist es ferner vorteilhaft, wenn an der erfindungsgemäßen Werkzeugablage Mittel zur berührungslosen Datenübertragung vorhanden sind. Die Datenübertragung kann dabei ebenfalls induktiv oder per Funktechnik erfolgen.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß in dem Wagen mindestens eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige einer Energieübertragung, insbesondere eines Ladevorgangs, vorhanden ist.
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Zur Erzielung optimaler Verschraubungsergebnisse ist es vorteilhaft, wenn an der erfindungsgemäßen Werkzeugablage mindestens ein elektronisch gesteuerter Schrauber vorhanden ist, der über eine Anschlußleitung mit der Ablage verbunden ist. Die Anschlußleitung kann dabei vorzugsweise mit einem automatischen Aufrollmechanismus versehen sein. Zur Steuerung des Schraubers kann in dem Wagen ein Rechner angeordnet sein, der vorzugsweise mit einer unabhängigen Spannungsversorgung versehen ist. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung kann der Rechner einen Funkscanner zur Identifikation eines Werkstückes und/oder eines Fahrzeuges aufweisen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß die Halterung zur Aufnahme und Entnahme von Schraubernüssen Sensoren aufweist, mit welchen die Entnahme einer bestimmten Schraubernuß erfaßt und ein entsprechendes Signal an den Rechner übertragen wird, wobei der Rechner in Abhängigkeit von der entnommenen Schraubernuß das maximale Drehmoment des Schraubers automatisch vorgibt.
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Ferner kann dem elektronisch gesteuerten Schrauber eine vom Rechner gesteuerte Sperrvorrichtung zugeordnet sein. Diese Sperrvorrichtung dient beispielsweise dazu, daß der elektronisch gesteuerte Schrauber erst freigegeben wird, wenn das Werkstück und/oder das Fahrzeug mittels des Funkscanners identifiziert wurde. Alternativ oder zusätzlich kann der elektronisch gesteuerte Schrauber gesperrt werden, wenn aus der Halterung zur Aufnahme und Entnahme von Schraubernüssen mehr als eine Schraubernuß entnommen wurde. Hierdurch können zu hohe bzw. zu geringe Drehmomente beim Verschraubungsvorgang vermieden werden.
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In diesem Zusammenhang ist es auch vorteilhaft, wenn an der erfindungsgemäßen Werkzeugablage Mittel zur Erfassung und/oder zur Anzeige des Ergebnisses eines Verschraubungsvorganges vorhanden sind. Dabei können die Ergebnisse auch in dem Rechner gespeichert werden, so daß eine Dokumentation im Rahmen der Qualitätskontrolle erstellt werden kann.
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Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Werkzeugablage sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
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1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen mobilen Werkzeugablage,
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2 eine Seitenansicht der Werkzeugablage gemäß 1,
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3 eine perspektivische Ansicht der Werkzeugablage gemäß 1 mit zwei Rammschutzwänden,
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4 eine Draufsicht auf eine verfahrbare Montageplattform zur Montage von Kraftfahrzeugen und
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5 eine Schnittansicht durch die Montageplattform gemäß 4 im Bereich des Fußabschnittes einer darauf angeordneten erfindungsgemäßen Werkzeugablage.
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Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Werkzeugablage 1 ist in Form eines frei verfahrbaren Wagens ausgebildet und insbesondere für Montagearbeiten an Kraftfahrzeugen bestimmt. Der Wagen weist einen Kopfabschnitt 2, einen Säulenbereich 3 und einen tellerförmigen Fußabschnitt 4 auf, wobei an dem Kopfabschnitt 2 zum Verschieben des Wagens ein kreisbogenförmiger Handgriff 5 angebracht ist.
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An der Unterseite des Fußabschnittes 4 sind eine Vielzahl von Rollen 6 angeordnet, so daß der Wagen leichtgängig ohne großen Kraftaufwand verschiebbar ist. Als Rollen eignen sich insbesondere Kugelrollen, die eine Drehung des Wagens an Ort und Stelle, d. h. um die vertikale Mittelachse M des Säulenbereichs 3 ermöglichen. Der Fußabschnitt 4 überragt den Außenumfang des Säulenbereichs 3 und ist aus einem relativ schweren Material hergestellt, so daß der Schwerpunkt der Wagens in der Nähe des Fußabschnittes 4 liegt. Der Abstand zwischen der Unterseite des Fußabschnitts 4 und der Fahrfläche beträgt vorzugsweise weniger als 10 mm. Die mobile Werkzeugablage 1 ist somit besonders kippsicher.
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Der Kopfabschnitt 2 hat die Form eines aus zwei unterschiedlich großen Kugelabschnitten 7, 8 zusammengesetzten Körpers, wobei die beiden Kugelschnittflächen jeweils gegenüber der Horizontalen geneigt sind (vgl. insbesondere 2). Der kleinere Kugelabschnitt 7 ragt dabei von der geneigt verlaufenden Schnittfläche des größeren Kugelabschnittes 8 vor, wobei der Umfangsrand der Schnittfläche des größeren Kugelabschnittes 8 an der tiefsten Stelle teilweise unterbrochen ist.
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Der Kopfbereich 2 weist mehrere Halterungen zur Aufnahme und Entnahme von elektromotorischen Schraubwerkzeugen auf. Bei den Schraubwerkzeugen handelt es sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel um drei Akku-Schrauber bzw. Akku-Impulsschrauber 9, 10, 11, die an dem kleineren Kugelabschnitt 7 angeordnet sind, und um zwei elektronisch gesteuerte Schrauber, 12, 13 die an dem größeren Kugelabschnitt 8 angeordnet sind und über Anschlußleitungen 14, 15 an einem im Säulenbereich 3 angeordneten Rechner 18 und einem im Fußabschnitt 4 angeordneten Energieübertragungsmodul 20 angeschlossen sind. Die Anschlußleitungen 14, 15 sind jeweils mit einem im Säulenbereich 3 angeordneten automatischen Aufrollmechanismus 16, 17 versehen. Dem Aufrollmechanismus 16, 17 kann eine am Fußabschnitt 4 angebrachte Brems- oder Feststelleinrichtung (nicht gezeigt) zugeordnet sein, die beim Abrollen der Anschlußleitung 14, 15 vom Aufrollmechanismus 16, 17 automatisch betätigt wird und eine Bewegung des Wagens verhindert.
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Wie in den 1 bis 3 angedeutet ist, weist der Kopfabschnitt 2 ferner eine Ablagefläche 19 bzw. einen Ablagebehälter für Kleinteile, Kleinteileträger und/oder Kleinwerkzeuge auf. Darüber hinaus ist an dem Kopfabschnitt 2 mindestens eine Halterung (nicht gezeigt) zur Aufnahme und Entnahme von Schraubernüssen angeordnet. Dem Monteur steht somit mindestens ein Wechselsatz von Schraubernüssen zur Verfügung.
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Das im Fußabschnitt 4 angeordnete Energieübertragungsmodul 20 dient der berührungslosen Energieübertragung auf die erfindungsgemäße Werkzeugablage 1. Hierzu ist das Modul 20 mit einem Energieaufnahmeelement 21 (Pick-up-Element) mit einer oder mehreren Induktionsspulen sowie mit einer elektronischen Schaltung versehen. Am Einsatzort der Werkzeugablage 1 ist dementsprechend eine Vielzahl von Induktionsschleifen 22 im Boden angeordnet, so wie es bei der in den 4 und 5 schematisch dargestellten verfahrbaren Montageplattform 23 gezeigt ist.
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Die in 4 gezeigte Montageplattform 23 ist Teil eines nicht näher dargestellten Montagebandes und weist in Transportrichtung des Montagebandes gesehen eine kreisbogenförmig, konvex ausgebildete Vorderseite 24 und eine entsprechend konkav ausgebildete Hinterseite 25 auf. Sie ist aus einem Metallrohrrahmen 26, einer auf dem Metallrohrrahmen 26 angeordneten Zwischenschicht 27 zur Aufnahme der Induktionsschleifen 22 und einer oberhalb der Zwischenschicht 27 angeordneten elektrisch nicht leitenden Isolationsschicht 28, z. B. einer Holzbeplankung, aufgebaut (vgl. 5). Auf der Montageplattform 23 ist ein Teilelager 29 für in ein Fahrzeug einzubauende Teile vorgesehen. Das Bezugszeichen 30 bezeichnet eine Abstellposition.
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Die Energiezuführung zur Montageplattform 23 erfolgt über Schleifkontakte (nicht gezeigt), die unterhalb der Montageplattform angeordnete Stromschienen (nicht gezeigt) kontaktieren, in den Stromschienen fließt ein 50 Hz-Wechselstrom mit einer Spannung von 230–250 Volt. Die induktive Energieübertragung ist beispielsweise für eine Grundlast von 1 kW ausgelegt, wobei eine Spitzenlast von beispielsweise 2 kW durch einen im Säulenbereich 3 der Werkzeugablage 1 angeordneten Akkumulator 31 abgedeckt werden kann. Der Akkumulator 31 dient ferner zur Aufrechterhaltung der Spannungsversorgung, falls sich die Werkzeugablage 1 außerhalb der Induktionsflächen 32 der Montageplattform 23 befindet. Dem Akkumulator 31 ist eine Ladeeinheit 33 und eine vorzugsweise am Fußabschnitt 4 der Werkzeugablage 1 angeordnete Anzeigeeinheit (nicht gezeigt) zugeordnet.
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Die Anzeigeeinheit zeigt z. B. durch eine grün leuchtende Lampe an, sobald sich die Werkzeugablage 1 über einer Induktionsfläche 32 (Ladeposition) befindet und die Energieeinspeisung ausreichend ist. Ist die Energieeinspeisung nicht ausreichend, so erfolgt keine Anzeige.
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Der Kopfabschnitt 2 der Werkzeugablage 1 ist desweiteren mit einem nicht näher dargestellten System zur Identifikation eines Werkstückes und/oder eines Fahrzeuges bestückt. Dieses System kann vorzugsweise einen Funkscanner aufweisen. Der im Säulenbereich 3 angeordnete Rechner 18 für die elektronisch gesteuerten Schrauber 12, 13 weist dann ein mit dem Funkscanner verbundenes Funkmodul sowie ein Leistungs- und Steuerteil auf. Das Funkmodul stellt eine Kommunikationseinheit zu einem übergeordneten Hostsystem dar. Um eine unterbrechungsfreie Spannungsversorgung des Rechners 18 sicherzustellen, ist diesem eine eigene unabhängige, im Säulenbereich 3 untergebrachte Spannungsversorgung, z. B. in Form eines aufladbaren Akkumulators zugeordnet. Den Akkumulator und/oder den Rechner 18 betreffende Statusmeldungen werden durch im Säulenbereich 3 und/oder im Kopfabschnitt 2 integrierte Kontrollanzeigen (nicht gezeigt) angezeigt. Im Säulenbereich 3 sind ferner nicht näher dargestellte Ladetaschen 34 für den Akku-Schrauber 9, 10, 11 zugeordnete Reserveakkus vorgesehen.
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Wie in 3 gezeigt, ist zwischen dem Kopfabschnitt 2 und dem Fußabschnitt 4 ein Rammschutz angeordnet, der aus zwei voneinander beabstandeten zylindrisch gewölbten Wänden 35, 36 gebildet ist. Die Wände 35, 36 bestehen aus einem elastischen Material. Alternativ oder zusätzlich können die Wände 35, 36 mit einer Polsterung versehen sein. Hierdurch können Beschädigungen am Fahrzeug vermieden werden, falls die Werkzeugablage 1 bei der Durchführung der Verschraubungsarbeiten gegen das Fahrzeug stoßen sollte. Ferner ist zu erkennen, daß die Wände 35, 36 zu dem Säulenbereich 3 beabstandet angeordnet sind, so daß in dem vorhandenen Zwischenraum die Anschlußleitungen 14, 15 geschützt aufgenommen werden können.
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Die Drehmomentanwahl für die elektronisch gesteuerten Schrauber 12, 13 geschieht automatisch über die Entnahme der entsprechenden Schraubernuß. Hierzu weist die Halterung zur Aufnahme und Entnahme der Schraubemüsse (nicht gezeigt) Sensoren auf, mit welchen die Entnahme einer bestimmten Schraubernuß erfaßt und ein entsprechendes Signal an den Rechner 18 übertragen wird, wobei der Rechner 18 in Abhängigkeit von der entnommenen Schraubernuß das maximale Drehmoment des Schraubers 12, 13 automatisch einstellt. Alternativ kann auch der elektronisch gesteuerte Schrauber 12, 13 mit einem Sensor zur Identifizierung der Größe der daran aufgesteckten Schraubernuß versehen sein, wobei der Sensor ein entsprechendes Signal an den Rechner 18 überträgt.
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Dem elektronisch gesteuerten Schrauber 12, 13 kann vorzugsweise eine vom Rechner 18 gesteuerte elektronische oder mechanische Sperrvorrichtung (nicht gezeigt) zugeordnet sein. So kann der elektronisch gesteuerte Schrauber 12, 13 beispielsweise erst dann freigegeben werden, wenn das Werkstück und/oder das Fahrzeug mittels des erwähnten Funkscanners identifiziert wurde. Auch kann eine Sperrung des elektronisch gesteuerten Schraubers 12, 13 erfolgen, wenn aus der Halterung zur Aufnahme und Entnahme von Schraubernüssen mehr als eine Schraubernuß entnommen wurde.
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Den elektronisch gesteuerten Schraubern 12, 13 sind ferner Mittel zur Erfassung und/oder zur Anzeige des Ergebnisses eines Verschraubungsvorganges zugeordnet, wobei die Ergebnisse in dem Rechner 18 speicherbar sind. Insbesondere können von dem oben erwähnten übergeordneten Hostsystem fahrzeugspezifische Daten, wie z. B. die Anzahl der durchzuführenden Verschraubungen, auf den Rechner 18 der Werkzeugablage 1 übertragen werden, wobei durch optische und/oder akustische Mittel angezeigt wird, ob alle durchzuführenden Verschraubungen erfolgt sind oder wieviele Verschraubungen noch durchzuführen sind.
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Die Akku-Schrauber bzw. Akku-Impulsschrauber 9, 10, 11 weisen unterschiedliche Drehmomente auf bzw. sind entsprechend einstellbar, wobei sich die unterschiedlichen Drehmomentbereiche überlappen. Dem jeweiligen Drehmoment bzw. Drehmomentbereich ist eine farbliche Kennzeichnung zugeordnet.
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Damit sich keine Kleinteile oder dergleichen zwischen dem Fußabschnitt 4 und der Fahrfläche der Werkzeugablage 1 verkeilen und gegebenenfalls Störungen verursachen, ist am Fußabschnitt 4 eine Räumvorrichtung (nicht gezeigt) angeordnet, die beispielsweise aus einer umlaufenden Bürste besteht.
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Für eventuelle Reparatur- und/oder Einstellarbeiten sind im Säulenbereich 3 und im Fußabschnitt 4 Öffnungen bzw. Klappen vorgesehen, die eine vollständige Entnahme des Rechners 18 bzw. Energieübertragungsmodul 20 einschließlich des Energieaufnahmeelements 21 gestatten. Der Rechner 18 ist zu diesem Zweck in einem Einschubrahmen angeordnet und im eingebauten Zustand von vom und hinten zugängig.
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Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, die von dem Erfindungsgedanken auch bei anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen. So kann der Kopfabschnitt 2 der erfindungsgemäßen Werkzeugablage 1 beispielsweise auch nur mit Akku-Schraubern bzw. Akkuimpulsschraubern 9, 10, 11 bestückt sein.
