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Vorrichtung zum gewichtsentlasteten
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Halten eines Handschraubers Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum gewichtsentlasteten Halten eines Handschraubers, der an einem oberhalb des Arbeitsbereiches
verfahrbar gelagerten Gewichtsausgleichsorgan auf gehängt ist.
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Aus der D2-AS 1 577 095 ist eine Vorrichtung zum selbsttätigen Eindrehen
von Gewindeeinsatzbüchsen bekannt, die das Werkzeug in Höhenlagen mit Hilfe eines
parallelograimnartigen Gestängeverbundes in unterschiedlichen Arbeitshöhen hält.
Der Gestängeverbund ist-auf einem-stationären Fundament an einem Ausleger gehalten
Soll der Radialabstand des Werkzeuges von diesem Fundament verändert werden, so
kann die Vorrichtung um drei vertikale Schwenkachsen zusammengeklappt werden. Der
eigentliche Gewichtsausgleich des Werkzeuges mit den Zusatzeinrichtungen wird mit
Hilfe einer verstellbaren und im Bereich des Gestängeverbundes angeordneten Ausgleichsfeder
bewirkt. Diese Vorrichtung ist sehr kompliziert aufgebaut und gestattet dem Werkzeug
nur einen begrenzten Arbeitsbereich.
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Aus der BT-OS 1 603 787 ist weiterhin bekannt, ein Schraubwerkzeug
an einem Gewichtsausgleichsorgan aufzuhängen, das an einer Führungsbahn oberhalb
der Arbeitsfläche verfahrbar gelagert ist.
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Verschiedene Arbeitshöhen für das Schraubwerkzeug sind durch ein in
unterschiedlicher Länge aus dem Gewichtsausgleichsorgan herausziehbares Seil möglich.
Diese Art der Aufhängung vereinfacht zwar das Arbeiten mit dem Schraubwerkzeug,
die physische Belastung der Bedienungsperson ist jedoch noch imrner unvertretbar
hoch. Bei jedem Schraubvorgang muß nämlich das Einschraub-Drehmoment bis zum Festsitzen
der Schraube von der Arbeitskraft aufgenommen werden. Dies ist bei längeren Arbeitszyklen
mit Handschraubern die Ursache dafür, daß die-jeweilige Arbeitskraft rasch ermüdet
bzw. typische Berufskrankheiten, wie Sehnerscheidenentzündungen oder Gelenksteife,
auftreten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen,
die mit einfachen technischen Mitteln die Handhabung von Handschraubern vereinfacht
und die physische Belastung der mit dem Handschrauber arbeitenden Person erheblich
verringert.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung der
eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß am Handschrauber
ein Stützarm zur Aufnahme der auftretenden Arbeitsdrehmomente angelenkt ist, mit
dem der Handschrauber, bezogen auf die Schraubachse, drehfest verbunden ist.
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In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird neben dem Gewicht des Handschraubers
auch das jeweils auftretende Drehmoment von der Arbeitskraft ferngehalten, so daß
diese ermüdungsfrei über lange Zeit arbeiten kann. Die Handhabung des Handschraubers
wird hierbei derart verbessert, daß, beispielsweise am Fließband, sogar Frauen als
Arbeitskräfte eingesetzt werden können.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist vorgesehen, Xdaß^dear;tützXaXm aus teleskopartig
ineinanderschiebbaren
Abschnitten besteht und mit mindestens einem Ende mit einem ortsfesten Lager verbunden
ist.
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Damit wird sichergestellt, daß der IIandschrauber an jedem Punlçt
des Arbeitsbereichs eingesetzt werden kann, ohne daß der Stützarm als wesentliche
Störung empfunden wird und trotzdem åederzeit die auftretenden Drehmomente kompensiert.
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Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist hingegen vorgesehen, daß der Stützarm einstückig ausgebildet und in einem ortsfesten
Lager in seiner Längsrichtung verschiebbar gehalten ist.
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Auch hier ist wieder eine ungehinderte Bewegbarkeit des Handschraubers
gegeben. Sofern der Handschrauber näher an den Ort des Lagers hin bewegt wird, wird
auch der Stützarm entsprechend durch das Lager geschoben.
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Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, daß das ortsfeste Lager Schwenkbewegungen
des Stützarmes um eine vertikale oder im wesentlichen vertikale Achse zulassend,
drehbar ausgebildet ist oder daß das ortsfeste Lager Schwenkbewegungen des Stützarms
um eine vertikale und sogar um eine horizontale Achse zulassend beweglich ausgebildet
ist.
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Diese Lagerung des Stützarms setzt der Beweglichkeit des Hand schraubers
im Arbeitsbereich keine Grenzen, sichert jedoch bei jeder gewählten Lage die einwandfreie
Kompensation der auftretenden Drehmomente.
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Da es zweckmäßig ist, daß der Handschrauber nicht nur in einer ausgesprochen
senkrechten Stellung eingesetzt wird, sondern auch in beliebigen Schwenklagen, ist
bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen,
daß die Verbindung des Stützarmes mit dem Handschrauber nach Art eines Kardangelenkes
gestaltet ist.
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Die freie Bcweglichkeit des llandschraubers kann weiterhin verbessert
werden, wenn an der kardanischen Verbindung des Stützarmes mit dem Handschrauber
das Gewichtsausgleichsorgan angelenkt ist.
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Nach einer besonders zweckmäßigen Ausführungsart der erfindungsgemäßen
Vorrichtung wird vorgeschlagen, daß der Handschrauber von einem U-förmigen Bügel
umfaßt und im Bereich einer seine Längsachse schneidenden Achse damit gelenkig verbunden
ist, und daß der Bügel um die Längsachse des Stützarms drehbar gelagert ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung bedient sich damit sehr einfacher
und robuster mechanischer Teile, die ein zuverlässiges Arbeiten über lange Zeit
garantieren.
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Aus herstellungstechnischen Gründen,und auch um jeden handelsüblichen
Handschrauber in der Vorrichtung einsetzen zu können, wird bei einem weiteren, erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiel vorgeschlagen, daß am Bügel eine Lagerstelle zum Anlenken des
Gewichtsausgleichsorgans ausgebildet ist. Diese Maßnahme vereinfacht auch den Einbau
des Handschraubers in die Vorrichtung, da er nur mit dem Bügel zu verbinden ist,
um einsatzbereit zu sein.
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Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist
besonders für den praktischen Gebrauch beim Zusammenschrauben von Regalteilen vorteilhaft,und
ist gekennzeichnet durch ein portalartiges Gerüst mit Säulen und einem Querträger,
wobei am Querträger das Gewichtausgleichsorgan längsverfahrbar angeordnet ist und
an wenigstens einer Säule das Lager des Stützarms, vorzugsweise verdrehbar und höhenverschiebbar,
angeordnet ist. dieses portalartige Gerüst übergreift dann zweckmäßigerweise den
gesamten Arbeitsbereich.
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Alternativ dazu kann jedoch, wie ein anderes Ausführungsbeispiel der
Erfindung vorsieht, die Vorrichtung ein galgenartiges Gerüst mit einem an einer
Säule festielegten kusleger aufweisen, wobei
die Säule und/oder
der Ausleger drehbar bzw. schwenkbar ist.
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Von dieser Ausführungsform der erfindunsgemäßen Vorrichtung können
ohne weiteres mehrere gemeinsam an einem Arbeitsbereich angeordnet ein, so daß mehrere
Ifandschrauber zur gleichen Zeit einsetzbar sind, ohne daß gegenseitige Behinderungen
auftreten.
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Ferner kann bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung vorgesehen sein, daß das Lager als Klemmöse am dem Handschrauber abgewandten
Ende des Stütz armes ausgebildet ist, die die Säule in zwei, bezüglich der Stützarmlängsrichtung
um 1800 gedrehten Stellungen, vorzugsweise zur Änderung der Auslegerlänge des Stützarmes,
umgreift. Damit ist es möglich, den Arbeitsbereich des Handschraubers bei Kenntnis
des jeweils zu bearbeitenden Werkstücks, zu vergrößern oder verkleinern.
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Eine solche Klemmöse ist insbesondere bei Einsatz eines Teleskop-Stützarms
zweckmäßig.
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Zu einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ferner vorgeschlagen,
daß das Portal bzw. der Galgen parallel zur Hauptebene verfahrbar angeordnet sind.
Die Vorrichtung wird damit nicht-stationär und kann in außerordentlich langen bzw.
breiten Arbeitsbereichen zweckmäßig eingesetzt werden.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung in Portalbauweise, Fig. 2 eine Seitenansicht einer gegenüber der vorigen
Ausführungs form abgeänderten Vorrichtung, und Fig. 3 eine vergDßerte Schnittdarstellung
eines Details aus Fig. 1.
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Eine Ausführungsform de Vorrichtung weist ein portalartiges Gerüst
1 auf, das mit vertikalen Säulen 2 und einem Querträger 3 auf einer Grundplatte
oder dem Boden 4 steht. Das Gerüst 1 überspannt den Arbeitsbereich,- in dem ein
über eine am Querträger 3 mit Hilfe einer Rolle 5 verfahrbare Geichtsausgleicseinrichtung
6 und 7 gehaltener Handschrauber 8 eingesetzt werden soll. Der Handschrauber 8 verfügt
über einen Schraubkopf 9, der nichtdargestellte Schrauben oder Muttern in Richtung
einer Schraubachse 10 in ein Werkstück einsohraubt.
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Außerhalb des Gerüstes 1 ist ein Schraubensortiergerät 12 2 aufgestellt,
das über eine Zuführleitung 13 die Schrauben bzw.
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Muttern dem Schraubkopf 9 zuführt. In die Zuführleitung 13 kann zweckmäßigerweise
eine Leitung 14 integriert sein, die dann im Bereich des Handschraubers 8 zu diesem
abgezweigt wird und diesen mit Antriebsenergie versorgt.
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Der Handschrauber 8 ist im mit dem Bezug 15 bezeichneten Bereich mit
einem Stützarm 16, bestehend aus teleskopartig ineinanderschiebbaren Abschnitten
17, verbunden, dessen anderes Ende zu einem ortsfesten Lager 18 führt. Die Verbindung
15 zwischen dem Stützarm 16 und dem Handschrauber 8 ist nach Art eines Kardangelenks
aufgebaut, von dem ein Bügel 19 den Handschrauber umfaßt und mit ihm im Bereich
einer Achse 20 befestigt ist. Am Bügel 19 greift ferner ein, beispielsweise als
Gabel oder Schäkel ausgebildetes, Zugorgan 21 der Gewichtsausgleichsvorrichtung
6 und 7 an.
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Der Handschrauber 8 wird von dem Gewichtsausgleichsorgan, das wie
üblich, z.B. mit einem Federspeicher versehen sein kann, weitgehend von seinem Gewicht
entlastet und gleichzeitig von dem Stützarm 16 festgehalten, wenn beim Einschrauben
ein Reaktions-Drehmoment zum Einschraubdrehmoment auftritt. Dieses wird über die
Verbindungsachse 20 und den Bügel 19 in den Stützarm 16 eingeleitet und von dessen
Lager 18 aufgenommen.
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Der liandachrauber 8 kann nicht nur im Bereich der Hauptebene Cos
Gerüstes 1 eingesetzt werden, sondern in beliebigen, außerralb dieser Hauptebene
liegenden-Bereich.en. Dazu ist der Arm 16 sowohl in Richtung eines Doppelpfeiles
32 um die Säule 2 schwenkbar, als auch in der mit einem Doppelpfeil 33 angedeuteten
Richtung. Darüberhinaus kann auch das Lager 18 entlang der Säule 2 in Richtung eines
Doppelpfeiles 33 verschoben, und gegebenenfall in unterschiedlichen Höhenlagen festgelegt
werden. Obwohl die Gewichtsausgleichseinrichtung 6 und 7 nur in Richtung des Querträgers
3 verfahrbar ist, kann durch entsprechendes Herausziehen des Seiles der Schwenkbereich
des Stützarms 16 voll aus genützt werden.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Gerüst 1 z.B. auf Schienen oder
mit zusätzlichen Rädern ausgerüstet, parallel zu seiner Hauptebene verfahrbar ist.
Die eine Fahrbewegung gestattenden Räder oder Rollen können dann mit einem Antrieb
gekoppelt sein, der stets dann selbsttätig eingeschaltet wird, wenn beispielsweise
das Seil des Gewichtsausgleichsorgans aus der Hauptebene des Gerüstes 1 herausgeschwenkt
wird.
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In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform eines Gerüstes 1 angedeutet,
die von galgenartiger Gestalt ist und eine senkrechte Säule 2' mit einem oberen
Ausleger 3' aufweist. Der Handschrauber 8 ist auch in dieser Vorrichtung wiederum
über ein Gewichtsausgleichsorgan 6,7 in Richtung des Auslegers 3' verfahrbar aufgehängt,
die auftretenden Drehmomente werden über einentützarm 16' direkt in die Säule 2'übergeführt.
Der Stützarm 16' ist einstückig ausgebildet und kann durch das an der Säule angeordnete
Lager 18' derart hindurchgeschoben werden, daß der Handschrauber bis nahe an die
Säule 2' herangeführt und-eingesetzt werden kann.
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Beim Gerüst 1' ist entweder der Ausleger 3' gegenüber der Säule 2'
verschwenkbar, oder die Säule 2' selbst ist im Bereich ihres Sockels 22 drehbar
gelagert. Auf diese Weise läßt sich ein kreisförmiger Arbeitsbereich einwandfrei
beherrschen. Selbstverständlich kann auch das Gerüst 1' verfahrbar angeordnet sein,
wodurch der daran angehängte Handachrauber einen noch größeren Arbeitsbereich
überstreichen
kann. Das Lager 18' ist an der Säule 2' über einen Stützring 32 und eine Klemmachraube
33 in unterschiedlichen Höhen drehbar festzulegen.
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Fig. 3 zeigt in einer vergrößerten Schnittdarstellung einen Ausschnitt
aus Fig. 1. Es ist ersichtlich, wie im zusammengeschobenen Zustand die einzelnen
Abschnitte 17 des Stützarmes 16 ineinanderliegen. Sie werden durch elastische Zwischenlagen
25 geführt, die gleichzeitig verhindern, daß ein vollständiges Trennen zweier Abschnitte
17 auftreten kann. Am dem Handschrauber 8 zugewandten Ende des Stützarms 16 ist
ein Lagerzapfen 24 befestigt, der mit dem Bügel 19 verbunden ist, der widerum U-förmig
den Handschrauber 8 umfaßt und im Bereich zweier Befestigungsschrauben 20 gelenkig
damit verbunden ist.
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Die Befestigungsschrauben 20 bilden eine Achse, um die der Handschrauber
gegenüber dem Bügel schwenkbar ist. Gleichzeitig sind die einzelnen Abschnitte 17
des Stützarms 16 gegeneinander verdrehbar bzw.der Zapfen 24 im Innersten der Abschnitte
16 drehbar, so daß eine Verschwenkung des Handschraubers um die Längsachse des Stützarms
16 möglich wird. Am Bügel 19 sind ferner zwei Lageraugen 23 angeformt, die eine
Lagerstelle zum Anschließen der mit dem Gewichtsausgleichsorgan 6 oder 7 verbundenen
Gabel 21 gestatten.
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Das Gewichtsausgleichsorgan 6 oder 7 kann selbstverständlich auch
direkt am Handschrauber 8 angreifen. Auch eine drehbare Anlenkung im Bereich des
Zapfens 24 ist möglich, so daß eine freie Bewegbarkeit bzw. Schwenkbarkeit des Handschraubers
nach allen möglichen Richtungen gewährleistet wird.
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Am rückwärtigen Ende des Stütz armes 16 ist eine Hülse 26 mit einem
darin gelagerten, vorzugsweise elastischen Puffer 27 festgelegt, die die Endlage
der Abschnitte 17 definiert.
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An der Hülse 26 ist eine senkrecht zur Längsachse des Stützarmes 16
verlaufende Welle 28 befestigt, um die das Lager 18, das hier als Öse ausgebildet
ist, schwenkbar ist. Je nach dem, ob
die Öse 18 in der mit durchgehenden
linien gezeichneten Stellung 0 angeordnet ist, oder in einer um 180 dazu gedrehten
und mit strichlierten Linien angedeuteten Stellung,kann die Auslegerlänge des Stützarmes
16 verändert werden.
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Wie weiterhin strichliert angedeutet ist, kann die Öse 18 als Klemmöse
ausgebildet sein und zwei Flansche 30 aufweisen, die mittels einer Befestigungsschraube
31 gegeneinander gepreßt sind. Dadurch kann das Lager bzw. die Klemmöse 18 in belibigen
Höhenstellungen an der Säule 2 festgelegt werden.
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Die dargestellten AusführunGsformen wurden aus einer vielfäligen Anzahl
von Möglichkeiten ausgewählt. Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Es wäre
beispielsweise denkbar, den Stürzarm 16 unabhängig vom Gerüst 1 zu lagern.