DE4003624C2 - Handhabungsgerät für Werkzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Handhabungsgerät für Werk­ zeuge, das aus einem feststehenden, gegebenenfalls hängenden Tragkörper und einem an diesem verschwenkbar gelagerten Tragarm besteht, der sich aus mehreren um parallel zueinander gerichtete Achsen gelenkig mitein­ ander verbundenen Teilarmen zusammensetzt, deren äuße­ rer Teilarm ebenfalls gelenkig mit einem Werkzeugträ­ ger verbunden ist, wobei Einrichtungen zur Aufrechter­ haltung der räumlichen Ausrichtung des Werkzeugträgers sowie federnde Mittel vorgesehen sind, die den Tragarm aus den Betriebsstellungen, in die er entgegen der Kraft der Federn von Hand bewegt wird, in eine Grund­ stellung zurückzuführen suchen. Bei bekannten Geräten dieser Art sind die Einrichtungen zur Aufrechterhal­ tung der räumlichen Ausrichtung des Werkzeugträgers und die federnden Mittel für die Rückführung des Trag­ armes in die Grundstellung unabhängig voneinander vor­ gesehen, so daß sich komplizierte Ausbildungen der Tragarme ergeben (Zeitschrift "Handling", Mai/Juni 1988, S. 115).

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vereinfachung der Konstruktion zu erzielen, die es auch ermöglicht, die einzelnen Teile dieser Einrichtungen geschützt an den Teilarmen anzuordnen, so daß diese Einrichtungen zu Verletzungen der Bedienungspersonen keinen Anlaß geben können. Solche Forderungen sind, insbesondere bei größeren Handhabungsgeräten für schwere Werkzeuge ge­ geben, wie sie zum Beispiel an Fahrzeugmontagestraßen Verwendung finden.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß als Übertragungsmittel für die von den federnden Mitteln ausgeübten Rückführkräfte die Einrichtungen zur Auf­ rechterhaltung der räumlichen Ausrichtung des Werk­ zeugträgers dienen.

Die erfindungsgemäße Maßnahme läßt sich unabhängig da­ von anwenden, in welcher Richtung die Achsen der Schwenkgelenke verlaufen. Vorzugsweise ist sie für Handhabungsgeräte verwendbar, bei denen der Tragarm in bekannter Weise (DE-AS 28 52 821) um eine feststehende lotrechte Tragsäule verschwenkbar und gegebenenfalls an ihr höhenverstellbar ist und bei denen die übrigen Gelenke dementsprechend auch lotrechte Achsen haben. Die Rückführfedern werden dann nicht zusätzlich durch die Gewichte der Teilarme belastet und können daher schwächer ausgeführt sein.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ergibt sich auch bei größeren und damit schwereren Handhabungsgeräten eine kostengünstige Konstruktion mit hohem Sicher­ heitsstandard.

Die Verbindung der Rückstellfedern mit den Einrichtun­ gen zur Aufrechterhaltung der räumlichen Ausrichtung des Werkzeugträgers läßt sich besonders gut bei Hand­ habungsgeräten verwirklichen, bei denen in bekannter Weise (DE-OS 26 28 734, DE-PS 30 38 419) diese Ein­ richtungen aus Ketten- oder Zahnriementrieben oder dergleichen bestehen, die die parallel zueinander ge­ richteten Achsen der beiden Schwenkgelenke jedes Teil­ armes miteinander verbinden, indem der Ketten- oder Zahnriementrieb zumindest eines Teilarmes einen Mit­ nehmer aufweist, welcher bei einer Schwenkbewegung des Teilarmes gegenüber den benachbarten Teilarmen bzw. dem Tragkörper oder dem Werkzeugträger aus der Grund­ stellung Bewegungen in Längsrichtung des Teilarmes ausführt und dabei auf Federn einwirkt, die sich gegen an dem Teilarm vorgesehene Widerlager abstützen. Dabei können die Widerlager für die Federn fest an dem be­ treffenden Teilarm angeordnet sein.

Eine vorteilhaftere Ausbildung ergibt sich aber, wenn der Mitnehmer an dem einen Trum und die Widerlager an dem anderen Trum des Ketten- oder Zahnriementriebes angeordnet sind. Die Widerlager bewegen sich dann näm­ lich dem Mitnehmer entgegen, so daß man mit kürzeren Mitnehmerbewegungen die notwendige Federspannung er­ zielt.

Eine besonders gedrängte Bauart ergibt sich, wenn zwei als Schraubenfedern ausgebildete Federn beiderseits des an dem einen Trum des Ketten- oder Zahnriementrie­ bes angeordneten Mitnehmers zwischen zwei Widerlagern auf einer Führungsstange angeordnet sind, die an dem anderen Trum zwischen den beiden Trumen liegend befe­ stigt ist.

Im allgemeinen werden die Teilarme zwar nur in einem Sinne gegenüber den benachbarten Teilarmen ver­ schwenkt, so daß sich der Mitnehmer dann auch nur in einer Richtung bewegt. Trotzdem ist es vorteilhaft, für beide Richtungen je eine Feder vorzusehen, weil gelegentlich auch entgegengesetzte Schwenkbewegungen auftreten können. Wegen der beschränkten Raumverhält­ nisse in den Teilarmen ist es dann aber vorteilhaft, wenn diejenige der beiden Federn, die bei der normalen Schwenkbewegung des Teilarmes belastet wird, länger als die andere Feder ist. Sie ist dann auf jeden Fall als Pufferfeder bei der Rückführung des Tragarmes in die Grundstellung nützlich.

Damit jeder Teilarm stets unter einer gewissen Feder­ spannung steht, hat der Mitnehmer in Längsrichtung des Teilarmes eine solche Abmessung, daß sich keine der beiden Federn beim Spannen der anderen voll entspannen kann. Diese Aufgabe kann statt des Mitnehmers auch ein entsprechend bemessener, zwischen den beiden Federn vorgesehener Abstandhalter übernehmen. Dieser ist zweckmäßigerweise am anderen Trum des Ketten- oder Zahnriementriebes befestigt und dient dazu, die Vor­ spannung der jeweils durch die Schwenkbewegung nicht beaufschlagten Feder aufrecht zu erhalten.

Der Mitnehmer ist mit Vorteil als Führungsbuchse für die Führungsstange ausgebildet, weil die Führungsstan­ ge im Hinblick auf ihre Länge und ihre wegen der be­ schränkten räumlichen Verhältnissen geringen Stärke eine Führung zwischen ihren an dem Ketten- oder Zahnriementrieb befestigten Enden gut gebrauchen kann.

Eine sehr vorteilhafte Ausbildung des Tragarmes ergibt sich, wenn die Teilarme als rohrartige Hohlprofile ausgebildet sind, in deren Innenraum die Einrichtungen zur Aufrechterhaltung der räumlichen Ausrichtung des Werkzeugträgers angeordnet sind.

In der Zeichnung ist ein Handhabungsgerät gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht des Gerätes in der Grundstellung und die

Fig. 2 bis 4 Draufsichten auf das Gerät in der Grundstellung sowie in zwei unterschiedlichen Arbeitsstellungen,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Gerätes in der in Fig. 4 gezeigten Arbeitsstellung in größerem Maßstab bei aufgeschnittenen Teilarmen,

Fig. 6 einen waagerechten Schnitt durch einen Teilarm nach der Linie A-A in Fig. 5.

Wie aus den Fig. 1 bis 4 ersichtlich ist, besteht das Handhabungsgerät aus einem Tragkörper 1, der auf dem Boden stehend oder an einem gegebenenfalls nachführbaren Fahrgestellrahmen hängend angebracht ist, einem aus zwei Teilarmen 2 und 3 bestehenden Tragarm sowie einem Werkzeugträger 4. Der innere Teilarm 2 ist um eine Achse 5 schwenkbar auf dem Tragkörper 1 gelagert, die beiden Teilarme 2 und 3 sind um die Achse 6 schwenkbar miteinander verbunden, und der Werkzeugträ­ ger 4 ist um die Achse 7 an dem äußeren Ende des äuße­ ren Teilarmes 3 schwenkbar angeordnet. Auf den Achsen 5, 6 und 7 sind Riemenscheiben 8, 9, 10 fest angeord­ net, um die Zahnriemen 11 und 12 geführt sind, die mit ihren Zähnen in entsprechende Nuten der Riemenscheiben eingreifen, so daß schlupflose Verbindungen zwischen den Achsen gegeben sind. Diese Riementriebe stellen die Einrichtungen zur Aufrechterhaltung der räumlichen Ausrichtung des Werkzeugträgers 4 dar, der - wie die Fig. 1 bis 4 zeigen - in allen Stellungen des Tragar­ mes 2, 3 nach vorn bzw. nach unten auf der Zeichnung zeigt.

Wenn das erfindungsgemäße Handhabungsgerät hängend zum Einsatz kommt, weist der Tragkörper 1 nach oben und ist an einem Rahmen oder dergleichen befestigt. Die Tragarme 2, 3 sind dann darunter angeordnet, d. h. die Anordnung ist dann eine nach Fig. 1 um 180° um die Längsachse der Tragarme gedrehte.

Die Fig. 5 und 6 zeigen die erfindungsgemäße Verbin­ dung zwischen den die Rückführung des Tragarmes 2, 3 in die in Fig. 1 und 2 gezeigten Grundstellung bewir­ kenden Federn und den Einrichtungen zur Aufrechterhal­ tung der räumlichen Ausrichtung des Werkzeugträgers. Diese Verbindung ist bei dem dargestellten Beispiel nur in dem Teilarm 3 vorgesehen und in Fig. 6 im ein­ zelnen dargestellt. Man kann aber auch in den Teilarm 2 solche federnden Einrichtungen einbauen oder in bei­ de.

Wie man aus Fig. 6 erkennt, ist an dem hinteren Trum des Zahnriementriebes 12 ein Mitnehmer 13 befestigt, während an dem vorderen Trum mit Abstand voneinander zwei Widerlager 14 und 15 befestigt sind, zwischen de­ nen sich eine Führungsstange 16 erstreckt, auf der beiderseits des Mitnehmers 13 zwei Schraubenfedern 17 und 18 angeordnet sind. Zwischen dem Mitnehmer 13 und den Federn 17, 18 ist noch je ein als Führungsbuchse ausgebildeter Anschlag 19, 20 auf der Führungsstange 16 und dem vorderen Trum des Riementriebes 12 ver­ schiebbar vorgesehen, von denen der Anschlag 20 durch einen auf dem vorderen Trum des Riementriebes 12 befe­ stigten Abstandhalters 21 in gleichbleibendem Abstand zu dem Widerlager 15 gehalten wird, so daß sich die Feder 18 über die dargestellte Länge, in der sie etwas vorgespannt ist, nicht ausdehnen kann. Sie kann nur zusammengedrückt werden, wenn der Anschlag 20 von dem Mitnehmer 13 weiter als dargestellt nach links bewegt wird. Der Mitnehmer 13 ist wie die Anschläge 19, 20 mit einer Bohrung auf der Führungsstange 16 geführt und stützt die Führungsstange. In der in Fig. 1 und 2 dargestellten Grundstellung befindet sich der Riemen­ trieb 12 in einer solchen Lage, daß sich der Mitnehmer 13 hinter dem Abstandhalter 21 befindet, also an dem Anschlag 20 anliegt und die Feder 17, die länger als die Feder 18 ist, sich bis auf eine gewisse Spannung entspannt hat. Der Anschlag 19 hat sich dann gegen den Abstandhalter 21 angelegt, so daß sich die Feder 17 auch dann nicht weiter entspannen kann, wenn der Trag­ arm, aus welchen Gründen auch immer, über die Grund­ stellung hinaus zurückgedrückt und dadurch der Mitneh­ mer 13 den Anschlag 20 etwas nach links (Fig. 6) schiebt und die Feder 18 etwas zusammendrückt.

Wird der Tragarm von Hand in eine Arbeitsstellung (Fig. 3 oder 4) vorbewegt, so bewegt sich der Riemen­ trieb so, daß der Mitnehmer 13 auf der Führungsstange 16 nach rechts (Fig. 6) verschoben und dadurch die Feder 17 gespannt wird. Diese Spannung der Feder 17 ist also immer bestrebt, über den Anschlag 19 und den Mitnehmer 13 den Riementrieb 12, die Achse 6 und die auf ihr sitzenden Riemenscheiben 9, den Riementrieb 11 und die Riemenscheibe 8 auf der feststehenden Achse 5 in die Grundstellung zurückzubewegen, wobei der Werk­ zeugträger 4 über die Riemenscheibe 10 und die Achse 7 in ihrer räumlichen Ausrichtung gehalten wird. Man er­ kennt, daß diese Einrichtungen, die an sich für die Aufrechterhaltung der räumlichen Ausrichtung des Werk­ zeugträgers vorgesehen sind, auch zur Übertragung der Rückführkräfte der Federn 17 dienen und damit die Rückführung des Tragarmes ermöglichen.

Jedes der drei durch die Achsen 5, 6 und 7 bestimmten Schwenkgelenke ist mit einer Feststelleinrichtung 22, 23, 24 versehen, die die jeweils schwenkbar miteinan­ der verbundenen Teile (Tragkörper 1 und Teilarm 2, Teilarm 2 und Teilarm 3, Teilarm 3 und Werkzeugträger 4 bzw. Achse 7) fest miteinander verbinden.

Zur Erkennbarmachung der jeweiligen Winkelstellung des inneren Teilarmes 2 zu dem Tragkörper 1 bzw. zu der an diesem vorgesehenen Achse 5, der beiden Teilarme 2 und 3 zueinander bzw. zu der Achse 6 und des äußeren Teilarmes 3 zu dem Werkzeugträger 4 bzw. zu der Achse 7 ist an jedem Schwenkgelenk eine Meßeinrichtung, wie Drehwinkelgeber oder dergleichen, 32, 33, 34 vorgesehen, deren Meßergebnisse über Leitungen 46 an einen nicht eingezeichneten Rechner gegeben werden, wenn der Werkzeugträger 4 seine Arbeitsstellung eingenommen hat und die Bedienungsperson durch Drücken auf einen Knopf 35 die Feststelleinrichtungen 22, 23, 24 in Tätigkeit gesetzt hat.

Der Werkzeugträger 4 weist eine Gleitbahn 36 auf, auf der eine das Werkzeug aufnehmende Spannvorrichtung 37 in der Höhe verschoben werden kann. Eine Einrichtung 38 entlastet dabei die Bedienungsperson vom Gewicht des Werkzeuges. Auch die Höhenlage der Spannvorrichtung und damit des Werkzeuges 40 kann durch eine Meßvorrichtung 39 über eine ebenfalls mit 46 bezeichnete Leitung an den Rechner weitergegeben werden, so daß aus allen Meßwerten die jeweilige Lage des Werkzeuges 40, bei dem es sich im dargestellten Fall um einen motorischen Schrauber handelt, genau bestimmt und registriert werden kann.

Claims (8)

1. Handhabungsgerät für Werkzeuge, wie Schrauber oder dergleichen, das aus einem feststehenden Tragkörper und einem an diesem verschwenkbar gelagerten Tragarm besteht, der sich aus mehreren um parallel zueinander gerichtete Achsen gelenkig miteinander verbundenen Teilarmen zusammensetzt deren äußerer Teilarm ebenfalls gelenkig mit einem Werkzeugträger verbunden ist, wobei Einrichtungen zur Aufrechterhaltung der räumlichen Ausrichtung des Werkzeugträgers sowie federnde Mittel vorgesehen sind, die den Tragarm aus den Betriebsstellungen, in die er entgegen der Kraft der Federn von Hand bewegt wird, in eine Grundstellung zurückzuführen suchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Aufrechterhaltung der räumlichen Ausrichtung des Werkzeugträgers als Ketten-, Zahnriemenantrieb (11, 12) oder dergleichen ausgebildet sind und zumindest in einem Teilarm (2, 3) einen Mitnehmer (13) aufweisen, welcher bei einer Schwenkbewegung des Teilarmes gegenüber den benachbarten Teilarmen bzw. dem Tragkörper (1) oder dem Werkzeugträger (4) aus der Grundstellung Bewegungen in Längsrichtung des Teilarmes ausführt und dabei auf Federn (17, 18) einwirkt, die sich gegen Widerlager (14, 15) abstützen.

2. Handhabungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlager (14, 15) an dem Teilarm fest angeordnet sind.

3. Handhabungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (13) an dem einen Trum und die Widerlager (14, 15) an dem anderen Trum des Ketten- oder Zahnriementriebes (11, 12) angeordnet sind.

4. Handhabungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei als Schraubenfedern ausgebildete Federn (17, 18) beiderseits des an dem einen Trum des Ketten- oder Zahnriementriebes (12) angeordneten Mitnehmers (13) zwischen zwei Widerlagern (14, 15) auf einer Führungsstange (16) angeordnet sind, die an dem anderen Trum zwischen den beiden Trumen liegend befestigt ist.

5. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige (17) der beiden Federn (17, 18), die bei der normalen Schwenkbewegung des Teilarms (3) belastet wird, länger als die andere Feder (18) ist.

6. Handhabungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (13) in Längsrichtung des Teilarmes (3) eine solche Abmessung hat oder daß ein getrennt von dem Mitnehmer vorgesehener, entsprechend bemessener, am anderen Trum befestigter Abstandhalter (21) zwischen den beiden Federn (17, 18) vorgesehen ist, daß sich keine der beiden Federn beim Spannen der anderen voll entspannen kann.

7. Handhabungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (13) als Führungsbuchse für die Führungsstange (16) ausgebildet ist.

8. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilarme (2, 3) als rohrartige Hohlprofile ausgebildet sind.