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flANIPULATOR
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Die Erfindung betrifft einen Manipulator.
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Manipulatoren dienen beispielsweise zur Handhabung radioaktiver Substanzen.
Sie sind in diesem Bereich der Technik in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt.
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Soweit diesseits bekannt, wurde dagegen im Ultrahochvakuum (UHR) bislang
mit Manipulatoren nur beschränkt gearbeitet.
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Es stellen sich hier besondere Probleme hinsichtlich der Materialwahl
und Abdichtung. Die Verwendung gasender Materialien verbietet sich, und es gibt
zur Zeit keine Dichtungselemente zur Abdichtung drehender Teile im UHV.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Manipulator zu schaffen, der bei
sehr kompakten, keine Abdichtung drehender Teile erfordernden Aufbau die Durchführung
vielseitig Bewegung abläufe erlaubt und insbesondere für ein Arbeiten im URV
geeignet
ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Manipulator gemäß Anspruch 1.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in nachgeordneten Ansprüchen gekennzeichnet.
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Die Weiterbildung des Anspruchs 6 erlaubt es, unter UHV-Bedingungen
das Werkzeug zu wechseln.
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Gemäß Anspruch 7 kann der Arm des Manipulators in dem deformierbaren
Mantel eine Art Buhrbeweguag ausführen, die bei den verschiedenen Gelenkfreiheitsgraden
des Arms vielseitige Werkzeugbewegungen ermöglicht.
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Ein Finger als Betätigungsglied gemaß Anspruch 8 läßt sich für UHV-kawendungen
besonders gut abdichten.
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Der in Anspruch 9 gekennzeichnete Aufbau des Mantels macht in sinnreicher
Weise von den unterschiedlichen Materialcigenschaften von gewellten Bälgen und Membranbälgen
Gebrauch. Der gekennzeichnete Aufbau ist besonders unaufwendig, da gewellte Bälge
weaentlich billiger sind, als Membranbälge.
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Der koaxiale Getriebeaufbau gemäß Anspruch 10 ist sehr kompakt und
er vermeidet überstehende zeile, die den Mantel des Manipulators beschädigen könnten.
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Der in Anspruch 11 gekennzeichnete Pistolengriff ermöglicht eine besonders
bequeme Bedienung. Die Drehrichtung der Stellknöpfe ist für eine Bedienungsperson
kaum zu verwechseln.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels naher erläutert. Teilweise schematisch zeigen: Fig. 1 die Seitenansicht
eines Manipulators; Fig. 2 eine Draufsicht auf den Manipulator mit Blick in Richtung
II von Fig. 1 in einem gegenüber Fig. 1 eingefahrenen Zustand; Fig. 3 eine Fig.
1 entsprechende Seitenansicht des Manipulators in einem geschwenkten und abgewinkelten
Zustand; Fig. 4 teilweise aufgeschnitten den Pistolengriff des Manipulators; Fig.
5 die Aufhängung des Manipulators in einer Fig. 3 entsprechenden Xeitenansicht;
Fig. 6 eine Fig. 2 entsprechende Draufsicht auf ein erstes Gelenk des Manipulators,
das teilweise in der Längsmittelebene VI - VI von Fig. 1 aufgeschnitten
ist;
Fig. 7 eine 8eitenansicht des Gelenks mit Blick in Richtung VII von Fig. 6 Fig.
8 die übereinstimmende Form des Bodens zweier Wellenteile in Draufsicht nach VIII
- VIII von Fig. 6; Fig. 9 eine an Fig. 6 anschließende Draufsicht auf ein zweites
Gelenk und den Greifer des Manipulators mit Blickrichtung wie in Fig. 2, teilweise
in der Längsmittelebene VI - VI geschnitten.
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Bezugnehmend auf Fig. 1 bis 3 werden zunächst der grundsätzliche Aufbau
des erfindungsgemäsen Manipulators und seine Bewegungsfreiheitsgrade erläutert.
Der Manipulator besitzt einen Arm mit einem geraden Schaft 1, der an einem Pistolengriff
2 gehalten und geführt wird. An das dem Pistolengriff abgewandte Ende des Schafts
1 ist mit einem ersten Gelenk 3 ein Schenkel 4 angelenkt. Das andere Ende des Schenkels
4 ist über ein zweites Gelenk 5 mit einem zweiten Schenkel 6 verbunden, an dessen
; I Ende sich ein Werkzeugträger 7 befindet. Der Werkzeugträger 7 haltert ein Werkzeug,
s.B. einen Greifer 8.~Der-Greifer 8 kommt somit am freien Ende des aus dem Schaft
1 und den beiden Schenkeln 4, 6 bestehenden Arms zu liegen.
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Die Gelenkachsen der Gelenke 3, 5 sind parallel und quer zu der Längsrichtung
des Schafts 1 gerichtet. Sie erlauben ein doppeltes Abknicken des Arms in einer
Ebene. Der Arm ist im Bereich des Schafts 1 an einem Flansch 9 gelagert. Mittels
dieses Flanschs 9 wird der Manipulator an einem Gefäß festgelegt, in dem bestimmte
Arbeiten durchgeführt werden sollen, die sich unmittelbar manuell nicht ausüben
lassen. Es kann sich beispielsweise um die Handhabung radioaktiver Substanzen handeln.
Ebenso ist an das Arbeiten in aggreadven Medien zu denken. Doch wird durch die Erfindung
in erster Linie ein Manipulator bereitgestellt, der sich im Ultrahochvakuum (UHV)
einsetzen läßt. Der Flansch wird hierzu an ein entsprechendes Vaknumgefäß angeflanscht,
so daß der Arm in das Innere des Gefäßes ragt. Statt eines Flanschs 9 kann selbstverständlich
auch ein anderes Bauteil zur gehäusefesten Montage des Arms dienen.
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Der Flansch 9 weist eine öffnung 10 auf, durch die der Arm ragt.
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Der Arm ist mit Spiel in der Offnung 10 aufgenommen und mit seinem
Schaft 1 an dem Flansch 9 gelenkig gelagert. Hierzu dient ein schemtisch dargestelltes
Kardangelenk 11, das in der öffnung 10 des Flanschs 9 liegt. Das Kardangelenk 11
ist gegen den Flansch 9 abgestützt, und es vermittelt die gelenkige Lagerung einer
Hülse 12. Die Hülse 12 umschließt den Schaft 1 des Arms. Sie liegt durch ihre Aufhängung
in Längsrichtung des Schafts 1 fest und läßt sich unabhängig um
zwei
zueinander senkrechte Achsen schwenken. Eine der Achsen liegt quer zu der Längsrichtung
des Schafts 1 in der Zeichenebene der Fig. 1, und die andere Achse tritt senkrecht
aus dieser Zeichenebene heraus.
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Der Winkelstellbereich des Arms in dem Kardangelenk 11 wird durch
den Rand der öffnung 10 begrenzt. Die Offnung 10 weitet sich an der AuBenseite des
Flanschs 9 konisch, wobei die entsprechende Schräge 13 den maximalen Anstellwinkel
des Arms andeutet. Dieser beträgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ca. 300.
Der Arm läßt sich um diese 300 nach oben (vgl.
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Fig. 3), nach unten, in die Zeichenebene hinein und aus der Zeichenebene
heraus schwenken und in alle Zwischenstellungen bringen, die innerhalb eines Stellkonus'
mit einem Offnungswinkel von ca. 600 liegen.
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Die um zwei unabhängige Achsen drehbare Lagerung des Arms in dem Flansch
9 muß nicht unbedingt mit einem Kardangelenk 11 erfolgen. Ein Kugelgelenk erfüllt
denselben Zweck mit möglicherweise geringerem konstruktivem Aufwand. Bevorzugt wird
aber ein Kardangelenk 11'dessen Drehfreiheitsgrade sich einzeln sperren bzw freigeben
lassen. Ein solches Kardangelenk 11 erlaubt es beispielsweise, den Arm gegen ein
Herausschwenken aus der Zeichenebene der Fig. 1 zu blockieren, so daß nur eine Auf-
und Abbewegung entsprechend Fig. 3 möglich ist. Ebenso läßt sich auf die Auf- und
Abbewegung sperren und die Querbewegung freigeben, und nicht zuletzt besteht die
Möglichkeit,
den Arm in einer beliebigen Winkeleinstellung zu arretieren.
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Die resultierende Bewegungsbegrenzung ist vor allem für einfache Arbeiten
wünschenswert, und sie erleichtert die Bedienung des Manipulators.
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Der aus dem Schaft 1 und den beiden Schenkeln 4, 6 bestehende lichen.
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Arm ist in einem formveränder-/ schlauchartigen Mantel 14 enthalten.
Der Mantel 14 bildet die Trennwand zu dem Aufenthaltsbereich der Bedienungsperson,
die den Pistolengriff 2 hält. Im Innern des Mantels 14 herrscht Atmosphärendruck.
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Der Mantel 14 setzt an der Innenseite 15 des Flanschs 9 an,deren öffnung
10 dichtend umschließt. Er erstreckt,sich bis hin zu dem Werkzeugträger 7, mit dem
er ebenfalls abgedichtet verbunden ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Mantel 14 in einzelne Abschnitte segmentiert. Dies ist aber für die Erfindung
nicht zwingend; vielmehr kann auch ein durchgehender, von dem Flansch 9 bis zu dem
Werkzeugträger 7 reichender Mantel Verwendung finden. Der Mantel 14 muß so biegsam
sein, daß er den vielfältigen Bewegungen des Arms in den Gelenken 3, 5 , 11 folgt.
Weiterhin muß sich der Mantel bei einer nachstehend beschriebenen axialen Ein- und
Ausfahrbewegung des Arms in Längsrichtung dehnen bzw. zusammenziehen.
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Es kommt daher in erster Linie ein Balgmaterial, und im Fall eines
UHV-Manipulators ein Edelstahlbalg als Mantel 14 in Betracht.
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Ein erster Abschnitt 16 des Mantels 14 erstreckt sich zwischen dem
Flansch 9 und einem radial abstehenden Kragen 17, der an die Hülse 12 angeformt
ist. Der Kragen 17 befindet sich am axialen Ende der Hülse 12 innenseitig von dem
Flansch 9 und zwar in einem gewissen axialen Abstand von dem Kardangelenk 11. Weiter
zu dem Greifer 8 hin, aber noch vor den Gelenken 3, 5 ist auf den Schaft 1 des Arms
ein Zwischenring 18 aufgezogen. Der Zwischenring 18 ist auf dem Schaft 1 drehbar
und in Axialrichtung unbeweglich gelagert, was z.B. unter Verwendung von Sprengringen
erfolgen kann. Zwischen dem Kragen 17 und dem Zwischenring 18 befindet sich ein
zweiter Abschnitt 19 des Mantels 14, und zwischen dem Werkzeugträger 7 und dem Zwischenring
18 ein dritter Abschnitt 20. Die Mantelabschnitte 14, 19, 20 kommen jeweils radial
im Abstand von dem Arm zu liegen, der den Mantel 14 in gestrecktem Zustand mittig
durchsetzt. Es versteht sich, daß die Befestigung der Mantelabschnitte 16, 19, 20
an dem Kragen 17 und dem Zwischenring 18 jeweils abgedichtet ist, wie dies schon
bezüglich des Flanschs 9 und Werkzeugträgers 7 erwähnt wurde. Bei Verwendung eines
Edelstahlbalgs ist dieser vorzugsweise mit den genannten Bauteilen verschweißt.
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Der Schaft'1 des Arms ist in der Hülse 12 axial verschieblich gelagert.
Der Arm kann dadurch relativ zu dem Flansch 9 ein-und ausfahren; zwei mögliche Positionen
sind in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt. Die Längsverstellung des Arms wird mit einer
Stellschraube
21 vorgenommen. Die Stellschraube 21 schraubt sich auf einem Außengewinde 22 vor,
das im Bereich vor dem Pistolengriff 2 auf den Schaft 1 geschnitten ist. Sie stützt
sich gegen das axiale Ende der Hülse 12 ab, das bedienungsseitig aus dem Flansch
9 herausragt. Der Schaft 1 ist in eine Anlageposition der Stellschraube 21 an dem
axialen Ende der Hülse 12 vorgespannt. Hierzu läßt sich ein geeignetes Federelement
verwenden, das aber im Fall eines UHV-Manipulators entfallen kann. Bei einem Arbeiten
in einem evakuierten GefäB lastet nämlich der Atmosphärendruck auf der Innenfläche
23 des Werkzeugträgers 7 sowie auf der Rückseite 24 des Pistolengriffs 2, und es
wirkt eine zum Innern des Flanschs 9 hin gerichtete Kraft auf den Schaft 1. Hält
man nun den Schaft 1 an dem Pistolengriff 2, und dreht man die Stellschraube 21
auf dem Gewinde 22, so verstellt sich der Schaft 1 in Längsrichtung relativ zu der
gehäusefest aufgehängten Hülse 12, mit deren axialem Ende die Stellschraube 21 in
Anlage bleibt.
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Bei dieser Stellbewegung des Schafts 1 wird der zweite Mantelabschnitt
19 zwischen dem Kragen 17 der Hülse 12 und dem Zwischenring 18 gedehnt bzw. zusammengezogen.
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Dieser Mantelabschnitt ist so zwischen dem Kragen 17 und dem Zwischenring
18 abgefangen, daß er nur auf Dehnung belastet wird. Wie Fig. 3 zu entnehmen, werden
die anderen Balgabschnitte 3, 20 hingegen in erster Linie auf Biegung beansprucht,
da
sich in ihrem Bereich die Gelenke 3, 5, 11 befinden.
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Die Segmentierung des Mantels 14 dient somit einer Funktionsteilung.
Für die im Gelenkbereich liegenden Mantelabschnitte 14, 20 kommen vorzugsweise gewellte
Bälge zur Anwendung, die sich durch eine hohe Biegebelastbarkeit auszeichnen und
überdies vergleichsweise billig sind. Hingegen wird der im Mittelbereich zwischen
den Gelenken 3, 5 bzw. 11 liegende Mantelabschnitt 19 vorzugsweise von einem Membranbalg
gebildet, der sich ziehharmonikaartig verformt. Entsprechend groß ist der Stellbereich
des Balgs, der die axiale Hublänge des erfindungsgemäßen Manipulators bestimmt.
Membranbälge werden hergestellt, indem man einzelne Membranen miteinander verschweißt.
Sie sind entsprechend aufwendig, und es empfiehlt sich schon aus Kostengründen,
im Biegungsbereich des Arms die einfachen Wellenbälge zu verwenden. Auch sind Membranbälge
den Wellenbälgen in ihrem Biegungsverhalten nicht überlegen. Doch sei nochmals betont,
daß eine Segmentierung des Mantels 14 für die Erfindung nicht zwingend ist. Der
Arm des Manipulators kann auch in einem durchgehenden, gleichermaßen auf Biegung
und Dehnung beanspruchten Balgmantel aufgenommen sein (nicht dargestellt).
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Für die Bewegung in dem Kardangelenk 11 wird der Arm an dem Pistolengriff
2 geführt. Die Abknickbewegung in den Gelenken 3, 5 wird mit Drehknöpfen 25, 26
gesteuert, die sich seitlich an dem Pistolengriff 2 befinden. Dem bedienungsseitig
vorderen Gelenk 3 ist ein Paar von Stellknöpfen 25 im vorderen
unteren
Bereich des Pistolengriffs zugeordnet, und das von der Bedienungsseite her gesehene
hintere Gelenk 5 wird mit Drehknöpfen 26 bedient, die sich im hinteren oberen Bereich
des Pistolengriffs 2 befinden. Wie man Fig. 2 entnimmt, wird der Pistolengriff 2
von Stellwellen durchsetzt, an deren beiden, seitlich aus dem Pistolengriff 2 heraustretenden
Enden je ein Drehknopf 25 bzw. 26 angeordnet ist. Hierdurch wird eine beidseitige
Bedienung ermöglicht, die insbesondere in Hinblick auf einen noch näher erläuterten
Drehfreiheitsgrad des Arms um die Längsachse des Schafts 1 besonders bequem ist.
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Fig. 3 zeigt den erfindungsgemäßen Manipulator in dem Kardangelenk
11 geschwenkt. Man erkennt, daß hierbei der erste Abschnitt 16 des Mantels 14 auf
Biegung beansprucht wird, der zwischen der gelenkig gelagerten Hülse 12 und dem
Flansch 9 liegt.
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Hingegen ist der mittlere, die axiale Verschiebebewegung ermöglichende
Balgabschnitt 19 durch den Kragen 17 der Hülse 12 abgefangen. Die Schenkel 4,6 des
Arms sind beide in der Zeichenebene aus der in Fig. 1 gezeigten Strecklage verschwenkt,
wozu die Knöpfe 25, 26 gedreht wurden. Die Schenkel 4, 6 lassen sich jeweils um
wenigstens 450 zu beiden Seiten hin aus der Strecklage schwenken. Die Abbildung
zeigt die Schenkel 4,6 gleichsinnig um ca. 450 gedreht; man erkennt, daß sich der
Arm dadurch insgesamt um 90° abwinkeln läßt. Selbstverständlich ist es aber auch
möglich, den Arm nur in einem Gelenk abzuknicken, und das andere Gelenk gestreckt
zu lassen
(nicht dargestellt). Weiterhin kann man wie bei 27 angedeutet
beide Schenkel 4, 6 auch in Gegenrichtung abknicken, was dem Arm eine Z-Form verleiht.
Der sich zwischen dem Werkzeugträger 7 und dem Zwischenring 18 erstreckende dritte
Mantelabschnitt 20 folgt allen diesen Bewegungen, wobei er auf Biegung beansprucht
wird.
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Ein weiterer Bewegungsfreiheitsgrad des erfindungsgemäßen Manipulators
besteht darin, daß sich der Arm an dem Pistolengriff 2 um die Längsachse 28 des
Schafts 1 drehen läßt. Der Schaft 1 ist hierzu drehbar in der Hülse 12, und das
Ende des Arms drehbar in dem Werkzeugträger 7 gelagert. Der Mantel 14 macht die
Drehung nicht mit. Der Werkzeugträger 7 ist über den Mantel 14 drehfest mit dem
Flansch 9 verbunden. Der an dem Werkzeugträger 7 gehalterte Greifer 8 behält also
seine Winkelstellung relativ zu der Längsachse des äußeren Schenkels 6 stets bei.
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In der in Fig. 1 gezeigten Strecklage des Arms hat eine Drehung um
die Längsachse 28 keinerlei Wirkung. Dies gilt unabhängig davon, welche Schwenkstellung
der Arm in dem Kardangelenk 11 einnimmt. Wird aber der Arm abgewinkelt, so bewegt
sich sein den Werkzeugträger 7 halterndes Ende auf einer Zylindermantelfläche 29
um die Längsachse 28. Der Arm führt eine Art Rührbewegung in dem äußeren Abschnitt
20 des Mantels 14 aus. Dieser wird gebogen, aber durch die drehbare Lagerung des
Arms in dem Werkzeugträger 7 nicht oder nicht merklich verwunden. Der
Greifer
8 wird auf Zylindermantelflächen versetzt, die sich durch Abknicken des Arms in
den Gelenken 3, 5 in vielfältiger Weise vorgeben lassen. Eine Drehung des Greifers
8 erfolgt dagegen nicht.
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Die seitlich angeordneten Drehknöpfe 25, 26 zur Kontrolle der abknickende
Gelenke 3, 5 könnten schwer zugänglich werden, wenn der Pistolengriff 2 um die Längsachse
28 gedreht wird.
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Außerdem treten Probleme mit der Drehrichtung der Knöpfe 25, 26 auf.
Dreht beispielsweise die Bedienungsperson einen der Knöpfe 25, 26 auf sich zu, um
eine bestimmte Gelenkverstellung zu bewirken, so muß sie nach Umschwenken des Pistolengriffs
2 um 1800 für dieselbe Betätigung den Drehknopf von sich wegdrehen. Dies kann bei
mangelnder übung verwirrend sein.
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Die Erfindung löst das Problem, indem sie je zwei Drehknöpfe 25, 26
auf beiden Seiten des Pistolengriffs 2 vorsieht. Diese beiden Drehknöpfe sind immer
gut zugänglich, und solange man auf derselben Seite des Pistolengriffs 2 arbeitet,
ändert sich die Drehrichtung zur Durchführung ein und derselben Betätigungsbewegung
nicht.
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Eine wesentliche Punktion des erfindungsgemäßen Manipulators besteht
schließlich darin, den Greifer 8 zu öffnen oder zu schließen bzw. ein anderes, an
dem Werkzeugträger 7 festgelegtes Werkzeug zu betätigen. Fig. n zeigt den Greifer
8 in geöffnetem, und Fig. 3 in geschlossenem Zustand. Die Betätigung
des
Greifers 8 erfolgt durch Drehen eines weiteren Stellknopfes 30 an dem Pistolengriff
2. Der Stellknopf 30 ist an der Rückseite 24 des Pistolengriffs 2 angeordnet. Er
liegt auf der Längsachse 28 des Arms; irgendwelche Probleme mit der Drehrichtung
ergeben sich daher nicht.
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Zusammenfassend,hat der erfindungsgemäße Manipulator die folgenden,
unabhängigen Bewegungstreiheitsgrade: a) axiale Längsbewegung unter Dehnung bzw.
Zusammenziehen des Mantels 14; b) Schwenken in einer Aufhängung 11 um eine erste
Achse; c) Schwenken in der Aufhängung 11 um eine senkrecht zu der ersten Achse orientierte
zweite Achse; d) Abknicken um eine erste Gelenkachse 3; e) Abknicken um eine zweite
Gelenkachse 5; f) Drehen um die Längsachse 28 in dem nicht mitdrehenden Mantel 14;
g) Betätigung eines Werkzeugs, z.B. öffnen und Schließen des Greifers 8.
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Anhand der Abbildungen Fig. 4 bis Fig. 9 wird im folgenden der erfindungsgemäße
Manipulator in näheren konstruktiven Einzelheiten beschrieben. Bezugnehmend zunächst
auf Fig. 4, erkennt man den Pistolengriff 2 mit dem Schaft 1 des Arms, der in einer
Längsmittelebene geschnitten ist. Der Schaft 1 weist ein äußeres, starr mit dem
Pistolengriff 2 verbundenes Hüllrohr 31 auf. In dem Hüllrohr 31 sind drei einander
koaxial umschließende Wellen 32, 33, 34 gelagert. Eine äußere Rohrwelle 32 ist unmittelbar
in dem Hüllrohr 31 aufgenommen. Sie vermittelt das Abknicken des Arms in dem ersten,
von der Bedienungsseite her gesehen vorderen Gelenk 3, wozu sie mittels eines Schneckentriebs
gedreht wird. Die zugehörige Schneckenwelle 35 ist quer zu der Längsrichtung des
Schafts 1 in dem PisXlengriff 2 gelagert. Ihre beiden, aus dem Pistolengriff 2 herausragenden
Enden sind mit den Drehknöpfen 25 bestückt.
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Mit der Schneckenwelle 35 kämmt ein Ritzel 36, das antriebsmäßig starr
mit der äußeren Rohrwelle 32 verbunden ist. Rohrwelle 32 und Ritzel 36 sind der
Ubersichlichkeit halber einstückig dargestellt; es versteht sich aber, daß sie in
der Praxis getrennte Teile sind. Eine Stellbewegung an den Drehknöpfen 25 wird durch
den Schneckentrieb untersetzt und in eine entsprechende Drehung der äußeren Rohrwelle
32 umgesetzt.
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Die äußere Rohrwelle 32 umschließt eine innere Rohrwelle 33, die das
Abknicken des Arms in dem zweiten, von der Bedienungsseite her gesehen hinteren
Gelenk 5 vermittelt. Die innere
Rohrwelle 33 wird in ganz entsprechender
Weise mit einem zweiten Schneckentrieb gedreht, zu dem eine zweite Schneckenwelle
37 und ein Ritzel 38 gehören. Das Ritzel 38 ist starr mit der inneren Rohrwelle
33 verbunden. Auf der Schneckenwelle 37 sitzen die beiden bereits erwähnten, im
oberen hinteren Teil des Pistolengriffs 2 befindlichen Drehknöpfe 26. Eine Stellbewegung
dieser Drehknöpfe 26 führt zu einer entsprechend untersetzten Drehung der inneren
Rohrwelle 33.
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In der inneren Rohrwelle 33 ist schließlich eine Wellenstange 34 gelagert,
die aus der Rückseite 24 des Pistolengriffs 2 austritt und den Stellknopf 30 trägt.
Durch Drehen dieses Stellknopfs 30 wird der Greifer 8 bzw. ein anderes Werkzeug
betätigt.
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Die Wellen 32 bis 34 sind in dem Pistolengriff 2 gegen eine Bewegung
in axialer Richtung gesichert. Sie lassen sich unabhängig voneinander drehen. Für
die Bewegungen des Arms in den entsprechenden Freiheitsgraden ist die relative Drehung
der Wellen 32 bis 34 zu dem äußeren Hüllrohr 31 maßgebend.
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Die Abbildungen Fig. 6 bis 8 zeigen die Wellenführung in dem ersten,
von der Bedienungsseite her gesehen vorderen Gelenk 3.
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Das Hüllrohr 31 des Schafts 1 ist von der Stirnseite her in Längsrichtung
geschlitzt, so daß zwei äußere Laschen 39 gebildet werden. Ein Außenrohr 40 des
ersten Schenkels 4 ist
endseitig in entsprechender Weise in Laschen
41 geteilt.
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Letztere greifen zwischen die Laschen 39 des Hüllrohrs 31, an die
sie mit Stiften 42 angelenkt sind. An einer der Laschen 41 des Außenrohrs 40 ist
eine Kegelradverzahnung 43 ausgebildet. Das Zentrum der Kegelradverzahnung liegt
in der Gelenkachse 44 des Gelenks 3. Die gegelradverzahnung befindet sich an der
Innenseite der Lasche 41 zwischen den Anlenkpunkten.
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Sie ist in den Abbildungen als vollständiges Kegelrad 43 dargestellt;
es genügt aber ein dem Schwenkwinkel des ersten Gelenks 3 entsprechender Umfangsabschitt
eines solchen Kegelrades.
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Die Kegelradverzahnung 43 kämmt mit einer Stirnkegelverzahnung 45
am freien axialen Ende der äußeren Rohrwelle 32. Eine Drehung dieser Rohrwelle 32
um die Längsachse des Schafts 2 wird durch den Kegeltrieb in eine Drehung um die
sich quer dazu erstreckende Gelenkachse 44 des Gelenks 3 umgesetzt.
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Das Außenrohr 40 des ersten Schenkels 4 wird aus der Zeichenebene
der Fig. 6 herausgeschwenkt, so daß der Arm im Gelenk 3 abknickt.
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Die beiden, von der äußeren Rohrwelle 32 umschlossenen inneren Wellen33,
34 werden mit biegsamen Wellen 46, 47 über das Gelenk 3 fortgesetzt. Die innere
Rohrwelle 33 endet axial im Abstand von der Gelenkachse 44. Sie ist mit einem Boden
48 verschlossen, an dem mittig eine-erste biegsame Welle 46 ansetzt.
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In dem Außenrohr 40 des Schenkels 1 ist drehbar ein Innenrohr 49
gelagert,
das als Verlängerung der inneren Rohrwelle 33 Jenseits des ersten Gelenks 3 dient.
Das Innenrohr 49 endet ebenfalls axial im Abstand von der Gelenkachse 44, wo es
mit einem Boden 50 verschlossen ist. Die biegsame Welle 46 ist mittig mit die sei
Boden 50 verbunden. Die Länge des Wellenstrangs ist so gewählt, daß er die Abknickbewegung
in dem Gelenk 3 mitmacht. Eine Drehung der inneren Rohrwelle 33 wird über den Wellenstrang
46 annähernd verwindungsfrei an das Innenrohr 49 weitergegeben, das sich in dem
Außenrohr 40 des abknickenden Schenkels 4 dreht.
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Die innerste 34 der drei koaxialen Wellen 32 bis 34 ist ebenfalls
über das erste Gelenk 3 verlängert. Die entsprechende Wellenstange 34 endet axial
im Abstand von dem Boden 48 der inneren Rohrwelle 33. An der axialen Stirnfläche
der Wellenstange 34 setzt mittig eine zweite biegsame Welle 47 an. Diese greift
durch den Boden 48 bzw. 50 der inneren Rohrwelle 33 undties Innenrohrs 49 hindurch.
Wie in Fig. 8 für beide Bauteile in einem gezeigt, weist der Boden 48, 50 hierzu
einen außermittigen, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Schlitz 51 auf. Der Umfangawinkel
des Schlitzes 51 entspricht dabei dem Drehwinkel der inneren Rohrwelle 33 zur Betätigung
des zweiten Gelenks 5. Die biegsamoWelle 47 überbrückt das erste Gelenk, und wie
in Fig. 9 dargestellt auch das zweite Gelenk 5. Im Bereich des ersten Schenkels
4 ist also bei dem dargestellten iusführungsbeispiel-kein Übergang der biegsamen
Welle 47 auf
ein starres Drehteil vorgesehen. Selbstverständlich
ist es aber möglich, in dem Innenrohr 49-ein solches Drehteil zu lagern und die
biegsame Welle 47 mittig mit der Stirnseite des Drehteils zu verbinden (nicht dargestellt).
Letztere Anordnung hat den Vorteil, daß die biegsamen Wellenstränge gänzlich auf
den Bereich der Gelenke 3, 5 beschränkt und damit kurz sind, eo daß man eine ännähernd
verwindungsfreie Wellenführung erhält, die eine präzise Bedienung des Manipulators
ermöglicht.
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Das in Fig. 9 gezeigte, von der Bedienungsseite gesehen hintere Gelenk
5 des Manipulators ähnelt im Aufbau dem vorderen Gelenk 3. Das Außenrohr 40 des
ersten Schenkels 4 ist unter Bildung zweier Laschen 52 geschlitzt und abgeplattet.
Der zweite Schenkel 6 des Arms wird von einer Buchse 53 gebildet, deren eines axiales
Ende ebenfalls unter Bildung zweier Laschen 54 geschlitzt ist. Letztere Laschen
54 greifen zwischen die Laschen 52 des außenrohres 40, an denen sie mit Stiften
55 gelenkig gelagert sind. Die Gelenkachse 56 verläuft quer zu der Längsrichtung
des Außenrohrs 40. In konzentrischer Anordnung zu der Gelenkachse 56 ist an einer
der Laschen 54 der Buchse 53 eine gegelradverzahnung 57 ausgebildet. Die Kegelradverzahnung
57 befindet sich zwischen den Anlenkpunkten der Laschen 54, und sie erstreckt sich
in Umfangsrichtung über wenigstens den Schwenkwinkel des zweiten Gelenks 5. Mit
der Kegelradverzahnung 57 kämmt eine Stirnkegelverzahnung 58 am freien axialen Ende
des Innenrohrs 49. Wie erwähnt, bildet das
Innenrohr 49 eine Verlängerung
der inneren Rohrwelle 33. Wird diese gedreht, so wird über den gegeltrieb - Kegelrad
58 und gegelritzel 57 - die Buchse 53 um die Gelenkachse 56 geschwenkt.
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In der Buchse 53 ist drehbar und in Axialrichtung unverschieblich
ein Wellenkopf 59 gelagert. An diesem setzt mittig die biegsame Welle 47 an, die
mit der innersten 34 der drei einander koaxial umschließenden Wellen 32 bis 34 verbunden
ist und beide Gelenke 3, 5 durchsetzt. Der Wellenkopf 59 wird also mittels des Stellknopfes
30 gedreht, der sich an der Rückseite 24 des Pistolengriffs befindet. Beine Bewegung
dient in noch näher dargestellter Weise dazu, ein Werkzeug z.B. einen Greifer 8
zu bedienen.
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Die Wellenführung in dem Arm des beschriebenen Manipulators ist weitgehend
koaxial. Eine Ausnahme besteht nur im Bereich des ersten Gelenks 3, in dem zwei
biegsame Wellen nebeneinander angeordnet sind. Die koaxiale Wellenführung führt
zu einem sehr kompaktem Aufbau. Vberstehende Teile, die den Balgmantel des Manipulators
von iiinen her beschädigen könnten, werden weitgehend vermieden.
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Fig. 5 zeigt den erfindungsgemäßen Manipulator im angebauten Zustand
an ein Vaknumgefäß 60 für Ultrahochvakuum (UHV). Der Manipulator ist"mit seinem
Montageilansch 9 an einem Ringflansch 61 des Vakuumgefäßes 60 angeflanscht, der
eine halsartige
Gefäßöffnung umgibt. Der Montageflansch 9 selbst
weist einen in das Innere des Vakuumgefäßes 60 ragenden Stutzen 62 auf, der einen
nach innen vorspringenden, zylindrischen Abschnitt 63 sowie eine sich nach außen
konisch weitende Partie 13 besitzt. In dem zylindrischen Abschnitt 63 ist das Kardangelenk
11 angeordnet, in dem sich der Arm des Manipulators allseits schwenken läßt. Der
Öffnungswinkel der konischen Schräge 63 entspricht dem maximalen Schwenkwinkel von
z.B. ca. 300.
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Das Kardangelenk 11 lagert eine Hülse 12, in der der Schaft 1 des
Arms drehbar und in Axialrichtung verschieblich aufgenommen ist. Die axiale Längsbewegung
des Schafts 1 in der Hülse 12 wird mit der Stellschraube 21 gesteuert. Wie man insbesondere
Fig. 4 entnimmt, ist die Stellschraube 21 auf ein Außengewinde 22 aufgeschraubt,
das auf das Hüllrohr 31 des Schafts 1 geschnitten ist. Es handelt sich vorzugsweise
um ein Flachgewinde, und die Stellschraube 21 ist über mehrere Gewindegänge auf
diesem Flachgewinde geführt. Sie stützt sich mit ihrer dem Vakuumgefäß 60 zugewandten
Vorderseite gegen das axiale Ende der Hülse 12 ab. Wird das Vakuumgefäß 60 evakuiert,
so wird der Manipulator durch den Luftdruck in diese Anlagestellung gespannt. Es
ist nun möglich, den Arm des Manipulators an dem Pistolengriff insgesamt zu drehen,
wobei die Stellschraube 21 ihre Position auf dem Hüllrohr 31 des Schafts 1 nicht
verändert und als Anschlag an der Stirnseite der--Hülse 12 anliegt. Die Aufnahme
des Hüllrohrs 31 in der Hülse 12 gewährleistet das erforderliche Drehspiel. Man
kann aber auch den Arm an dem
Pistolengriff 2 halten und die Stellschraube
21 auf dem Hüllrohr 31 vorschrauben. Durch den herrschenden Luftdruck bleibt sie
dabei in Anlage mit dem axialen Ende der Hülse 12, das seinerseits kardanisch an
den Flansch 9 angelenkt ist.
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Der Schaft 1 fährt dadurch relativ zu dem Aufhängepunkt in das Vakuumgefäß
60 ein bzw. aus diesem heraus.
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Das von der Bedienungsseite her gesehen Jenseits des Stutzens 62 zu
liegen kommende Ende der Hülse 12 trägt den radial abstehenden Kragen 17, an dem
der Balgmantel 14 des Manipulators befestigt ist. Der Kragen 17 ist gemäß Fig. 5
doppelt abgewinkelt. An ein radial inneres Kragenteil 64 schließt sich ein axiales
Kragenteil 65 an, das einen größeren Durchmesser hat als die Hülse 12 und diese
in das Innere des Vakuumgefäßes 60 hinein verlängert. Von dem axialen Kragenteil
65 ist im Bereich seines Endes unter 900 ein radial äußeres Kragenteil 66 abgewinkelt.
Der Kragen 17 hat so insgesamt eine Eopfform mit Z-törmigem euerschnitt, Mit dem
radial äußeren Kragenteil 66 ist als erster Abschnitt des Balgmantels 14 ein Wellenbalg
16 verbunden, der den Stutzen 62 mit radialem Abstand umschließt und dichtend an
dem Flansch 9 befestigt ist. Der Wellenbalg 16 ermöglicht die Schwenkbewegung des
Arms in dem Kardangelenk 11. Hingegen setzt an dem radial inneren Kragenteil 64
ein Membrånbalg 19 an, der den Schaft 1 des Arms koaxial umgibt und die Verschiebebewegung
des Schafts 1 in der Hülse 12 mitmacht, wobei er-!ziehharmonikaartig gedehnt bzw.
gestaucht wird. Die Bälge 16,.14 »mschließen einander koaxial
65
im Bereich des axialen Kragenteils/.Hierdurch wird dem Membranbalg eine größtmögliche
Länge verliehen, d.h. der Bauraum optimal ausgenutzt und ein großes Verstellspiel
in Längsrichtung gewährleistet.
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In der Praxis kann es Schwierigkeiten bereiten, den Membranbalg 19
auf dem Boden des topfförmigen Kragens 17 zu verschweißen. Die Erfindung sieht daher
ein ebenfalls topfförmiges Zwischenstück 67 vor, das einen mittig gelochten Boden
besitzt, Der Durchmesser des Lochs entspricht dem Innendurchmesser des Membranbalgs,
der so leicht mit dem Rand des Lochs verschweißt werden kann. Das Zwischenstück
67 passt in den Kragen 17. Es wird mit dem radial äußeren Kragenteil 66 verschweißt,
wodurch eine abgedichtete Befestigung des Membranbalgs 19 gewährleistet ist und
ein geschlosseneer Balgmantel um den Arm geschaffen wird.
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Das andere Ende des Membranbalgs 19 ist an dem Zwischenring 18 befestigt,
der in Axialrichtung unbeweglich, aber drehbar auf dem Schaft 1 des Arms befestigt
ist. Der Zwischenring 18 fängt den Membranbalg ab, und er stellt den Übergang zu
dem zweiten Wellenbalg 20 her, der die gelenkig 3, 5 verbundenen Schenkel 4, 6 des
Arms umschließt. Die Lagerung des Zwischenrings 18 auf dem Schaft 1 ermöglicht es,
den Arm um seine Längsachse in dem nicht mitdrehenden Balgmantel 14 zu drehen.
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Zurückkommend auf Fig. 9, ist auf das abknickende freie Ende des Arms,
d.h. die den zweiten Schenkel 6 bildende Buchse 53, ein Werkzeugträger 7 aufgeschraubt.
Die Buchse 53 ist hierzu mit einem Außengewinde versehen. Der Werkzeugträger 7 ist
eine zylindrische Hülse, in deren axialem Mittelbereich ein Bund 68 radial nach
innen und ein Kragen 69 radial nach außen absteht. Bund 68 bzw. Kragen 69 teilen
von der Hülse zwei Zylinderstutzen 70, 71 ab. Der eine Zylinderstutzen 70 ist mit
einem Innengewinde versehen und mit der Buchse 53 verschraubt.
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Der andere Zylinderstutzen 71 trägt einen Bajonettverschluß, der schematisch
bei 72 angedeutet ist. Auf diesen Zylinderstutzen 71 lassen sich mit einem terwurfkörper
73 Werkzeuge, z.B. ein Greifer 8, aufstecken und mittels des Baåonettverschlußes
72 verriegeln. Ein Bajonettverschluß o.ä. Wechselverschluß an dieser Stelle ist
sehr praktisch, da er ein Wechseln von Werkzeugen im Betrieb, und insbesondere unter
Hochvakuumbedingungen ermöglicht. Die Werkzeuge können in einem Magazin in dem Vakuumgefäß
60 aufbewahrt und bei Bedarf daraus entnommen und mit dem Arm des Maipulators in
Verbindung gebracht werden.
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Der Kragen 69 des Werkzeugträgers 7 ist dichtend mit dem Wellenbalg
20 verbunden, der erfindungsgemäß den dritten Abschnitt des Balgmantels 14 bildet.
Der Wellenbalg 20 umschließt den gelenkigen Teil des Arms. Er kann insbesondere
mit dem Kragen 69 verschweißt sein. Der Balgmantel 14 des Manipulators hat
keine
oder eine nur geringe Torsionselastizität. Der Werkzeughalter 7 ist also über den
Balgmantel 14 drehfest mit dem Flansch 9 verbunden, und auch ein auf den Werkzeugträger
7 aufgesetztes Werkzeug behält seine Orientierung relativ zu dem Flansch 9 stets
bei. Hingegen kann durch Drehen an dem Pistolengriff 2 der ganze Arm in den Zylinderstutzen
70 des Werkzeugträgers 7 ein bzw. aus ihm herausgeschraubt werden. Der Arm kann
so demontiert und gewartet werden, ohne den Balgmantel 14 an irgendeiner Stelle
aufzutrennen. Es empfiehlt sich, nach Zusammenbau des Manipulators die Drehfreiheit
des Arms in dem Werkzeugträger 7 auf z.B. eine volle Umdrehung um 3600 zu begrenzen,
damit nicht versehentlich der Werkzeugträger 7 durch mehrmaliges Drehen des Arms
in gleicher Richtung von dem Arm heruntergeschraubt wird. Schließlich ist noch anzumerken,
daß durch die Schraubverbindung einer Drehung des Arms an dem Pistolengriff 2 ein
geringer axialer Hub überlagert wird; Drehung und axialer Vorschub des Arms sind
also nicht völlig voneinander entkoppelt. Durch eine geeignete Wahl des Gewindes
an der Buchse 53 bzw. dem Werkzeugträger 7 kann dieser Hub aber unmerklich gering
gehalten werden.
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Der Werkzeugträger 7 haltert einen Finger, der geeignet ist, relativ
zu dem Werkzeugträger 7 auszufahren und den Greifer 8 oder ein anderes Werkzeug
zu betätigen. Man erkennt einen im axialen Mittelbereich des Werkzeugträgers 7 angeordneten
Stößel 74, an den greiferseitig eine radial abstehende Platte 75 angeformt ist.
An der Platte 75 ist mit einem Ende ein Balg 76
o.a. deformierbarer
Schlauch befestigt, der mit seinem anderen Ende dichtend an dem-Bund 68 des Werkzeugträgers
7 befestigt ist. Vorzugsweise findet an dieser Stelle ein auf Dehnung belasteter
Membranbalg 76 Verwendung, der mit Platte 75 und Werkzeugträger 7 insbesondere verschweißt
sein kann. Der Stößel 74 ist durch den Balg 76 verdrehsicher an dem Werkzeugträger
7 befestigt. In sein bedienungsseitiges Ende ist ein axialer Gewindestutzen 77 des
Wellenkopfs 59 eingeschraubt, der mit der biegsamen Welle 47 verbunden ist und mittels
des Stellknopfes 30 an der Rückseite 24 des Pistolengriffs 2 gedreht werden kann.
Bei einer solchen Drehung schraubt sich der Stößel 74 auf dem Gewindestutzen 77
vor. Der Balg 76 gewährleistet bei guter Abdichtung das erforderliche Spiel.
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An der Spitze des Stößels 74 befindet sich eine Rundkopfschraube 78,
die mit einem einarmigen Hebel 79 in Anlage steht. Der Hebel 79 ist bei 80 an den
ftberwurfkörper 73 des Greifers 8 angelenkt. Etwa auf halber Höhe zwischen dem Gelenkpunkt
80 und der Anlagestelle kragt von dem Hebel 79 eine Backe 81 des Greifers 8 aus,
die beweglich ist.
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Ihr liegt eine stationäre Backe 82 gegenüber. Die Backen 81, 82 sind
mittels einer Zugfeder 83 verbunden, die bestrebt ist, den Greifer 8 zu schließen.
Die Spreizung der Backen 81, 82 wird durch die Position des 8toßels 74 bestimmt
Schraubt sich dieser in Axiålrichtung von Fig. 9 nach links, so wird der Greifer
8 geöffnet, und bei einer axialen Gegenbewegung des Stößels 74 wird der Greifer
8 geschlossen. Die Klemmkraft des Greifers 8 wird von der Feder 83 bestimmt. Sie
ist
konstruktiv vorgegeben, so daß auch bei Fehlbedienungen ein
Maximalwert nicht überschritten werden kann, wie dies für die Handhabung empfindlicher
Gegenstände wünschenswert ist.
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Dreht man den Arm an dem Pistolengriff 2 um die Längsachse des Schafts
1, so werden aufgrund der herrschenden Reibung verhältnisse. alle drei in dem Hüllrohr
31 enthaltenen, einander koaxial umschließenden Wellen 32 bis 34 mitgenommen. Dasselbe
gilt für die zugehörigen Wellenfortsätze, und nicht zuletzt für den Wellenkopf 59.
Die Buchse 53 und der Wellenkopf 59 werden also simultan in dem Werkzeugträger 7
bzw. Stößel 74 vorgeschraubt. Die Gewinde der Buchse 53 und des Gewindestutzens
77 am Wellenkopf 59 haben gleiche Steigung. Es ergibt sich daher ein Gleichlauf
von Stößel 74 und Werkzeugträger 7 in Axialrichtung d.h. es erfolgt keine Betätigung
des Greifers 8.
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Durch die in koaxiair Anordnung vorgesehene, doppelte Schraubverbindung
zwischen Buchse 53 und Werkzeugträger 7 einerseits und Wellenkopf 59 und Stößel
74 andererseits wird also die Betätigung des Greifers 8 von der axialen Drehbewegung
des Arms 8 insgesamt entkoppelt.Es sei daran erinnert, daß die Drehung des abgeknickten
Arms in dem nicht mitdrehenden Mantel 14 die Möglichkeit eröffnet, mittels des Greifers
8 gehaltene Gegenstände auf einer Zylindermantelfläche 29 zu versetzen.
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Um den Greifer 8 tu betätigen, muß mit dem Stellknopf 30 über die
innerste Welle 34, 47 der Wellenkopf 59 relativ zu der Buchse 53 verdreht werden.
Der aus Stößel 74 und Balg 76
bestehende Finger fährt dann relativ
zu dem Werkzeugträger 7 aus, und die bewegliche Backe 81 des Greifers 8 wird in
einer Offnungs- oder Schließbewegung geschwenkt.
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Der Arm ist bis hin zur Spitze des Fingers durch Bälge o.ä.
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elastisch deformierbare Schläuche 16, 19, 20, 76 abgedichtet.
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Radial innerhalb dieser Bälge herrscht Atmosphärendruck, während der
Raum radial außerhalb evakuiert oder mit einem aggressiven Medium gefüllt sein kann.
Eine bevorzugte Anwendung findet der erfindungsgemäße Manipulator für UHV. Insbesondere
benötigt der beschriebene Aufbau keine Abdichtung drehender Teile. Die im Vakuum
liegenden Flächen des Manipulators, und insbesondere der Balgmantel 14 und Werkzeuge
wie z.B. ein Greifer 8, können aus Edelstahl gefertigt sein, und sämtliche Dichtstellen
lassen sich durch Schweißen herstellen.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.
Mit der beschriebenen, koaxialen Wellenführung laser sich auch zusätzliche oder
alternative Bewegungsfreiheitsgrade des Arms verwirklichen. Insbesondere läßt sich
eine Drehung des Greifers 8 o.ä. Werkzeugs auf dem Werkzeugträger 7 realisieren,
indem man die axiale Ausfahrbewegung eines zweiten Stößels mit einem Bewegungsumformgetriebe,
z.B. unter Verwendung einer Zahnstange, in die gewünschte Drehbewegung umsetzt (nicht
dargestellt).
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Abschließend seien nochmals die Kräfteverhältnisse verdeutlicht, die
bei einer Verwendung des erfindungsgemäßen Manipulators im Vakuum herrschen. In
diesem Fall steht der gesamte Raum innerhalb des Balgmantels 14 unter Atmosphärendruck.
Der Balgmantel wird zum einen durch senkrecht zu seiner Oberfläche wirkende Druckkräfte
beansprucht, die von dem Balgmaterial aufgenommen werden, wegen der Axialsymmetrie
des Balgmantels 14 aber nicht zu einer resultierenden Kraft auf den Manipulator
führen. Zum anderen wirken die Druckkräfte auf diverse Stirnflächen des Balgmantels
14, wobei sie dazu tendieren, den Manipulator in das Innere des Vakuumgefäßes 60
zu ziehen.
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Die im Bereich des ersten Balgabschnitts 16 anfallenden Zugkräfte
werden von der Hülse 12 aufgenommen, die mit dem Kardangelenk 11 an den Flansch
9 angelenkt ist. Die im übrigen anfallenden Zugkräfte werden über den Zwischenring
18, den Werkzeugträger 7 und das Getriebegestänge auf den Schaft 1 des Manipulators
abgeleitet, der mit der Stellschraube 21 an der Hülse 12 abgestützt ist. Die Stellschraube
21 hält den Schaft 1 gegen die wirkende Zugkraft.
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Fig. 1 illustriert schematisch ein Kardangelenk 11, dessen Drehfreiheitsgrade
sich einzeln blockieren lassen. Ein innerer Lagerring wird von Gelenkachsen 84 getragen,
die in geeigneten Lageraugen an dem Flansch 9 einsitzen. Die Lageraugen werden von
Gewindebohrungen getroffen, die sich quer zu den Gelenkachsen 84 erstrecken und
Arretierschrauben 85
aufnehmen. Vorzugsweise sind zwei Arretierschrauben
85 vorgesehen, die auf beide Gelenkachsen des inneren Lagerrings arbeiten. Beim
Anziehen dieser Arretierschrauben 85 wird die Drehung des inneren Lagerrings um
die Achsen 84 blockiert. Die Hülse 12 ist in dem inneren Lagerring gelenkig gehaltert,und
die zugehörige Gelenkachse kann in ganz entsprechender Weise blockiert werden (nicht
dargestellt). Die Bewegung des Manipulators läßt sich so auf ein Schwenken in einer
einzigen Ebene beschränken. Weiterhin kann der Manipulator durch Blockieren beider
Gelenkachsen in dem Kardangelenk 11 gänzlich festgestellt werden.
Bezugszeichenliste
1 Schaft 2 Pistolengriff 3 Gelenk 4 Schenkel 5 Gelenk 6 Schenkel 7 Werkzeugträger
8 Greifer 9 Flansch 10 öffnung 11 Kardangelenk 12 Hülse 13 Konus 14 Mantel 15 Innenseite
16 Wellenbalg 17 Kragen 18 Zwischenring 19 Membranbalg 20 Wellenbalg 21 Btellschraube
22 Außengewinde 23 Innenfläche von 7 24 Rückseite von 2 25 Drehknopf 26 Drehknopf
27 gestrichelte Position 28 Längsachse 29 Zylindermantelfläche 30 Stellknopf 31
Hüllrohr 32 äußere Rohrwelle 33 innere Rohrwelle 34 Wellenstange 35 Schneckenwelle
36 Ritzel 37 Schneckenwelle 38 Ritzel 39 Lasche 40 Außenrohr 41 Lasche 42 Stift
43 Kegelradverzahnung 44 Gelenkachse von 3 45 ßtirnkegelverzahaung 46 biegsame Welle
47 biegsame Welle 48 Boden 49 Innenrohr 50 Boden
51 Schlitz 52
Lasche 53 Buchse 54 Lasche 55 stift 56 Gelenkachse von 5 57 Kege lradverzahnung
58 Stirnkegelverzahnung 59 Wellenkopf 60 Vakuumgefäß 61 Ringflansch 62 Stutzen 63
zylinderischer Abschnitt 64 radial inneres Kragenteil 65 axiales Kragenteil 66 radial
äußeres Kragenteil 67 Zwischenstück 68 Bund 69 Kragen 70 Zylinderstutzen 71 Zylinderstutzen
72 BaJonettverschluß 73 Vberwurfkörper 74 Stößel 75 Platte 76 Membranbalg 77 Gewindestutzen
78 Rundkopfschraube 79 Hebel 80 Gelenkstelle 81 bewegliche Backe 82 stationäre Backe
83 Feder 84 Gelenkachse 85 Arretierschraube