DE4110344A1 - Bezugsebene-bewegungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bewegung einer Bezugsebene und insbesondere eine Bezugsebene- Bewegungsvorrichtung, die ein Objekt entlang einer Bezugsebene in Form einer Wandfläche frei bewegen kann, wobei das Objekt außer Kontakt mit der Wandebene ge­ halten ist, und die das Objekt an einer beliebigen Position der Bezugsebene anhalten und befestigen kann.

Es sind verschiedene Einrichtungen bekannt, mit denen ein gegebenes Objekt in Höhenrichtung bewegbar ist, und es besteht ein Bedarf nach einer Vorrichtung, die beispielsweise verschiedene Teile kleinen Durchmessers einer Maschine einzeln und schnell in Höhenrichtung in ihre jeweiligen genauen Befestigungspositionen an der Maschine bringen kann, um sie an diesen Positionen zu befestigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung anzugeben, die verschiedene Objekte schnell in Höhenrichtung bewegen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die verschiedene Objekte schnell in Höhenrichtung bewegen kann. Die erfindungsgemäße Bezugsebene-Bewegungsvorrich­ tung enthält einen Befestigungsabschnitt, der entlang einer gegebenen Bezugsebene bewegbar ist, und eine Gleich­ gewichtseinrichtung, die in Übereinstimmung mit dem Be­ festigungsabschnitt arbeiten kann, wobei der letztere einen Lufteinsaugöffnungsabschnitt, der ein Vakuum zwi­ schen dem Befestigungsabschnitt und der Bezugsebene durch Ansaugen von Luft schaffen kann, und Druckluftausstoß­ öffnungsabschnitte aufweist, die einen hohen Druck her­ vorrufen können, indem sie Druckluft gegen die Bezugs­ ebene blasen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeich­ nung. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bezugsebene-Bewegungs­ vorrichtung mit einer daran befestigten elektrischen Antriebseinrichtung;

Fig. 2 eine Aufsicht auf eine Ausführungsform der Bezugsebene-Bewegungsvorrichtung gemäß der Erfindung mit einer daran befestigten elektrischen Antriebseinrichtung;

Fig. 3 eine Aufsicht auf eine Ausführungsform des Befestigungsabschnitts, der Bestandteil der erfindungsgemäßen Bezugsebene-Bewegungs­ vorrichtung ist;

Fig. 4 eine Vorderansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bezugsebene-Bewegungs­ vorrichtung in dem Zustand, in dem der Be­ festigungsabschnitt mit daran befestigter elektrischer Antriebseinrichtung entlang einer Bezugsebene bewegt wird;

Fig. 5 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bezugsebene-Bewegungs­ vorrichtung mit weggelassenen Teilen;

Fig. 6 eine Längsschnittansicht des oberen Abschnitts einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bezugsebene-Bewegungsvorrichtung;

Fig. 7 eine Aufsicht auf eine Ausführungsform der Bezugsebene-Bewegungsvorrichtung, die einen Befestigungsabschnitt für eine elektrische Antriebseinrichtung an dem Befestigungsab­ schnitt zeigt, der Teil der Bezugsebene- Bewegungsvorrichtung ist;

Fig. 8 eine Aufsicht auf einen oberen Gleitab­ schnitt, der einen Gleitabschnitt bildet;

Fig. 9 eine Darstellung eines Druckluft-Fließ­ weges in einer Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Bezugsebene-Bewegungsvorrich­ tung und

Fig. 10 einen elektrischen Schaltkreis zur Steuerung des Druckluftstromes in einer Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Bezugsebene-Be­ wegungsvorrichtung.

Es folgt eine detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bezugsebene-Be­ wegungsvorrichtung mit Bezug auf die Zeichnung. In der folgenden Beschreibung ist die Ausführungsform als Be­ wegungseinrichtung für einen elektrischen Antreiber dar­ gestellt.

Wie die Fig. 1 bis 10 zeigen, enthält die Bezugsebene- Bewegungsvorrichtung 10 dieser Ausführungsform einen Ar­ beitsabschnitt 93 und einen Steuerabschnitt 19. Diese zwei Abschnitte sind fest an einem Basisabschnitt 17 an­ gebracht, der an allen vier Ecken einen Fuß 71 aufweist und als rechteckiges Bauteil ausgebildet ist.

Der Arbeitsabschnitt 93 ist mit einem Wandabschnitt 16 in Form einer rechtwinkligen Platte versehen, die im wesentlichen aufrecht über dem Basisabschnitt 17 ange­ ordnet ist, wobei ein Befestigungsabschnitt 11 an der Vorderseite dieses Wandabschnitts 16 und eine Gleich­ gewichtseinrichtung bzw. Ausgleichseinrichtung 12 an der Rückseite des Wandabschnitts 16 angeordnet sind.

Wie die Fig. 1 bis 3 und 6 zeigen, ist der Befesti­ gungsabschnitt 11 mit einer Befestigungseinheit 18, die allgemein die Form einer Scheibe hat, einem Befestigungs­ abschnitt 93 für einen elektrischen Antrieb auf dieser Befestigungseinheit 18 und einem Betätigungsabschnitt 94 auf der Befestigungseinheit 18 versehen.

Bei dieser Ausführungsform ist der Wandabschnitt 16 als eine glatte Bezugsebene 15 ausgebildet, die keine Ober­ flächenunregelmäßigkeiten hat, wie Fig. 3 zeigt. Die Befestigungseinheit 18 hat einen rückwärtigen Abschnitt 95, der der Bezugsebene 15 gegenüberliegt. In diesem rückwärtigen Abschnitt 95 befindet sich ein Luftansaug­ öffnungsabschnitt 13, der ein Vakuum zwischen dem Be­ festigungsabschnitt 11 und der Bezugsebene 15 durch Einsaugen von Luft hervorrufen kann, sowie ein Druckluft­ ausstoßöffnungsabschnitt 14, der einen hohen Druck zwi­ schen dem Befestigungsabschnitt 11 und der Bezugsebene 15 durch Blasen von Druckluft gegen die Bezugsebene 15 hervorrufen kann.

Wie Fig. 3 zeigt, befindet sich der Luftansaugöffnungs­ abschnitt 13 in der Mitte des rückwärtigen Abschnitts 95 und ist als flache, kreisförmige Aussparung ausgebildet. Dieser Luftansaugöffnungsabschnitt 13 ist aus einem Filtersitzabschnitt 96, der als Stufenabschnitt ausge­ bildet ist, einem sich verbreiternden Abschnitt 74, der von dem Filtersitzabschnitt 96 nach außen verläuft, und einem Umfangsaussparungsabschnitt 75 zusammengesetzt.

Es ist bevorzugt, daß die Tiefe des Umfangsaussparungs­ abschnitts 75 etwa 0,2 bis 1 mm beträgt.

Ein Filter 22 aus einem Kunststoff oder dergleichen ist in den Filtersitzabschnitt 96 eingesetzt und darin be­ festigt. Die Befestigungseinheit 18 hat einen Vorderab­ schnitt 97, der einen Luftauslaßöffnungsabschnitt 49 enthält. Zwischen dem Luftauslaßöffnungsabschnitt 49 und dem Luftansaugöffnungsabschnitt 13 befindet sich eine Luftauslaßleitung 50 mit einer kurbelähnlichen Quer­ schnittsgestalt.

Die Druckluftausstoßöffnungsabschnitte 14 befinden sich in geeigneten Abständen um den Lufteinsaugöffnungsab­ schnitt 13 auf solche Weise, daß sie diesen Luftansaug­ öffnungsabschnitt 13 umgeben. Jeder Druckluftausstoß­ öffnungsabschnitt 14 besteht aus einer Aussparung 77 in dem rückwärtigen Abschnitt 95 und einem Ausstoßöffnungs­ teil 78, das in diese Aussparung eingesetzt ist und eine Auslaßöffnung 79 aufweist. In dem Vorderabschnitt 97 der Befestigungseinheit 18 befindet sich ein Druckluft­ einlaßöffnungsabschnitt 48, der über eine Druckluftlei­ tung 46 mit den Druckluftausstoßöffnungsabschnitten 14 in Verbindung steht. Diese Druckluftleitung 46 verzweigt sich in der Mitte in mehrere Druckluftleitungen 47, von denen jeweils eine mit einem Druckluftausstoßöffnungsab­ schnitt 14 und einem weiteren in dem Rückabschnitt 95 diametral gegenüberliegenden Druckluftausstoßöffnungs­ abschnitt 14 in Verbindung steht.

Wie die Fig. 3, 8 und 9 zeigen, sind jeweils flexible Schläuche 63 mit dem Drucklufteinlaßöffnungsabschnitt 48 und dem Luftauslaßöffnungsabschnitt 49 verbunden. Durch einen dieser flexiblen Schläuche 63 kann Druckluft zu­ geführt werden, während durch die anderen Schläuche die Luft in dem Lufteinsaugöffnungsabschnitt 13 abgesaugt werden kann, um ein Vakuum zwischen dem Lufteinsaugöff­ nungsabschnitt 13 und der Bezugsebene 15 zu erzeugen.

Das Volumen der durch den Luftauslaßöffnungsabschnitt 49 abgegebenen Druckluft wird genauestens durch ein Strömungssteuerventil 64 gesteuert. Wenn der Befestigungs­ abschnitt 11 an der Bezugsebene 15 des Wandabschnitts 16 befestigt wird, kann die Abgabe von Druckluft zudem ge­ stoppt werden.

Ein Führungsringteil 23 ist an dem Außenumfang der Be­ festigungseinheit 18 auf solche Weise befestigt, daß es entlang der Seitenfläche 73 der Befestigungseinheit 18 drehbar ist. Außerdem ist ein stationäres Ringteil 24 fest an der Seitenfläche 73 der Befestigungseinheit 18 mittels einer Schraube 52 angebracht und hält so dreh­ bar den vorstehend erwähnten Führungsring 23. Ein Auf­ hängteil 81 ist an dem Führungsring 23 befestigt. Die Befestigungseinheit 18 ist mit der Ausgleichseinrichtung 12 über dieses Aufhängteil 81 und eine Verbindungsleine 21 verbunden und hängt an der Vorderseite des Wandab­ schnitts 16.

Die Verbindungsleine 21 besteht aus rostfreiem Draht, einem Pianodraht oder einem anderen geeigneten dünnen Draht mit einer großen Spannkraft.

Wie Fig. 6 zeigt, ist diese Befestigungseinheit 18 mit dem bereits oben erwähnten Betätigungsabschnitt 94 ausgerüstet. Wie die Fig. 2 und 6 zeigen, hat der Betätigungsabschnitt 94 zwei Stäbe 43, die von der Vor­ derfläche der Befestigungseinheit 18 vorstehen, und einen Handgriffabschnitt 38 an dem vorderen Ende dieser zwei Stäbe.

Die Stäbe 43 sind mit Gewindeabschnitten 82 an ihren rückwärtigen Enden und zwei Schraubenlöchern 83 an der Befestigungseinheit 18 befestigt, in die die Gewindeab­ schnitte 82 eingreifen und die in dem vorderen Abschnitt der Befestigungseinheit 18 ausgebildet sind. An den vor­ deren Enden der Stäbe 43 befinden sich Gewindeabschnitte 98, die in eine Handgriffplatte 40 eingreifen, an der der Handgriffabschnitt 38 mit einer Schraube 53 be­ festigt ist.

Eine Befestigungsplatte 39 ist an diesen Stäben 43 an Stellen nahe ihren rückwärtigen Enden unter Zwischen­ schaltung von Hülsen 84 befestigt. An dieser Befestigungs­ platte 39 ist der Befestigungsabschnitt 93 für den elek­ trischen Antrieb angebracht, der als Werkzeugbefestigungs­ abschnitt dient.

Wie die Fig. 6, 7 und 8 zeigen, besteht der Befesti­ gungsabschnitt 93 für den elektrischen Antrieb bzw. Antriebszapfen aus einem Luftzylinderabschnitt 41, der an der Befestigungsplatte 39 angebracht ist, zwei Stäben 87, die von diesem Luftzylinderabschnitt 41 angetrieben werden, Armen 42, die jeweils an den Enden dieser zwei Stäbe 87 befestigt sind, und einem Befestigungsabschnitt 44 für den elektrischen Antriebszapfen, der an diesen Armen 42 befestigt ist und von dem Luftzylinderabschnitt 41 angetrieben wird.

Drucklufteinführungsöffnungsabschnitte 88 und 89 sind an dem Luftzylinderabschnitt 41 angeordnet. Wenn Druck­ luft durch den Luftdruckeinführungsabschnitt 88 einge­ führt wird, bewegen sich die Stäbe 87 nach links (in Fig. 7), während sich die Stäbe 87 nach rechts bewegen (in Fig. 7), wenn Druckluft durch den Druckluftein­ führungsabschnitt 89 eingeführt wird. Wenn somit gemäß den Fig. 1, 2 und 4 ein elektrischer Antreiber 20 an dem Befestigungsabschnitt 93 der Bezugsebene-Be­ wegungsvorrichtung 10 dieser Ausführungsform befestigt ist, kann sich ein elektrischer Antreiber 20 entlang der Bezugsebene 15 des Wandabschnitts 16 bewegen.

Außerdem ist bei dieser Ausführungsform die Ausgleichs­ einrichtung 12 an der Rückseite des Wandabschnitts 16 angeordnet. Diese Ausgleichseinrichtung 12 hat ein Ge­ wicht, das im wesentlichen identisch ist mit der Summe der Gewichte des Befestigungsabschnitts 11 und des daran befestigten elektrischen Antreibers, wobei die Aus­ gleichseinrichtung über die Verbindungsleine 21 mit dem Befestigungsabschnitt 11 verbunden ist, die über Rollen läuft, die einen oberen Gleitabschnitt 25 bilden.

Wie die Fig. 5 und 8 zeigen, befinden sich an den oberen und unteren Endabschnitten der Rückflächenseite des Wandabschnitts 16 Führungsstäbe 35a und 35b, die fest von Führungsstablagerabschnitten 91 gehalten sind. Ein Gleitabschnitt 32 ist an diesen Führungsstäben 35a und 35b befestigt.

Dieser Gleitabschnitt 32 besteht aus dem oben erwähnten oberen Gleitabschnitt 25, der an dem oberen Führungs­ stab 35a befestigt ist, einem unteren Gleitabschnitt 30, der an dem unteren Führungsstab 35b befestigt ist, und einem Verbindungsabschnitt 31, der den oberen und den unteren Führungsstab 35a und 35b miteinander verbindet.

Die Fig. 4, 6 und 8 zeigen, daß der obere Gleitab­ schnitt 25 mit einem etwa T-förmigen Gleitlagerabschnitt 34 versehen ist, an dem ein Rollenbefestigungsabschnitt 28 angebracht ist, an dem wiederum zwei Rollen 26 be­ festigt sind.

Der Gleitstützabschnitt 34 besteht aus einem Armabschnitt 100 und einem Befestigungsabschnitt 101 an dem oberen Ende dieses Armabschnitts 100.

An dem unteren Ende des Armabschnitts 100 befindet sich ein Gleitlochabschnitt 90, der von dem oben erwähnten oberen Führungsstab 35a verschieblich durchgriffen ist. Der Befestigungsabschnitt 101 hat eine flache rechtwink­ lige Gestalt, und der Rollenbefestigungsabschnitt 28, der eine rechteckige Seitenflächengestalt hat, ist an diesem Befestigungsabschnitt 101 angebracht und erstreckt sich in dessen Breitenrichtung.

Wie Fig. 8 zeigt, ist der Rollenbefestigungsabschnitt 28 mit zwei plattenähnlichen Bauteilen 102 und 103 ver­ sehen, die um eine vorbestimmte Strecke voneinander be­ abstandet und einander zugewandt sind, wobei Achsen 27 zwischen diesen beiden plattenähnlichen Bauteilen 102 und 103 angeordnet sind und um eine feste Strecke von­ einander beabstandet sind. Auf diesen Achsen 27 sitzen drehbar Rollen 26, die jeweils eine Umfangsnut 29 haben, in der die oben erwähnte Verbindungsleine 21 sitzt.

Der untere Gleitabschnitt 30 ist verschieblich auf dem unteren Führungsstab 35b angebracht. Dieser untere Gleitabschnitt 30 hat eine rechtwinklige Gestalt und ist mit einem Gleitlochabschnitt 90 versehen, der von dem unteren Führungsstab 35b durchgriffen wird. Der obere und der untere Gleitabschnitt 25 und 30 sind über den Verbindungsabschnitt 31 miteinander verbunden, der eine dünne, rechtwinklige Gestalt hat. Der Gleitab­ schnitt 32 kann entlang dem oberen und dem unteren Führungsstab 35a und 35b in Oberflächenrichtung bezüg­ lich des Wandabschnitts 16 gleiten.

Auf der Rückseite des Verbindungsabschnitts 31 ist ein Ausgleichseinrichtungssteuerabschnitt 85, der verhindert, daß die Ausgleichseinrichtung 12 sich mit dem Wandab­ schnitt 16 in die Quere kommt, wenn sie bewegt wird.

Der Gleitabschnitt 32 und die Ausgleichseinrichtung 12 sind mit einem Abdeckteil 86 überdeckt, das den oberen Abschnitt und den Rückflächenabschnitt des Wand­ abschnitts 16 abdeckt.

Die flexiblen Schläuche 63 sind, wie die Fig. 8 und 9 zeigen, mit dem Drucklufteinlaßöffnungsabschnitt 48 und dem Luftauslaßöffnungsabschnitt 49 verbunden. Die Zufuhr der Druckluft, die durch die Druckluftausstoß­ öffnungsabschnitte 14 ausgestoßen wird, und das An­ saugen der Luft durch den Lufteinsaugöffnungsabschnitt 13 werden durch diese flexiblen Schläuche 63 bewirkt.

Wie Fig. 9 zeigt, ist die Befestigungseinheit 18 der Bezugsebene-Bewegungsvorrichtung 10 mit einer Druckluft­ quelle 65 verbunden, die aus einem herkömmlichen Kom­ pressor oder dergleichen besteht und mit einem elektro­ magnetischen Hauptventil 67 unter Zwischenschaltung eines Drucksteuerventils, eines Filterabschnitts 66 etc. verbunden ist. Die sich von dem elektromagnetischen Haupt­ ventil 67 erstreckende Linie verzweigt sich in zwei ver­ schiedene Linien, die mit einem Vakuum-seitigen elektro­ magnetischen Ventil 68 und einem Hochdruck-seitigen elek­ tromagnetischen Ventil 69 verbunden sind.

Das Vakuum-seitige elektromagnetische Ventil 68 ist mit einer Ausstoßpumpe 61 verbunden, deren Einsaugabschnitt 92 über einen flexiblen Schlauch 62 mit dem Luftauslaß­ öffnungsabschnitt 49 verbunden ist, der in der Befe­ stigungseinheit 18 vorgesehen ist.

Das hochdruckseitige elektromagnetische Ventil 69 ist über das Strömungssteuerventil 64 und den anderen flexiblen Schlauch 63 mit dem Drucklufteinlaßöffnungs­ abschnitt 48 verbunden, der in der Befestigungseinheit 18 vorgesehen ist.

Wie die Fig. 1 und 4 zeigen, ist ferner der Steuer­ abschnitt 19 mit einer Steuertafel 57 ausgerüstet, auf der ein Hauptschalter 54, ein Vakuum-seitiger Steuer­ schalter 55 und ein Druckluftzufuhrsteuerschalter 56 angeordnet sind. Wie Fig. 10 zeigt, ist der Haupt­ schalter 54, der mit einer Kraftquelle 70 verbunden ist, mit dem elektromagnetischen Hauptventil 67 ver­ bunden, um so dieses Ventil zu steuern. Der Haupt­ schalter 54 ist ferner mit dem Vakuumsteuerschalter 55 verbunden, der das Vakuum-seitige elektromagnetische Ventil 68 steuern kann, sowie gleichzeitig mit dem Druckluftzufuhrsteuerschalter 56, der das hochdruck­ seitige elektromagnetische Ventil 69 steuern kann.

In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Schrauben enthaltende Palette 51 mittels Klemmabschnitten 58 fest auf dem Basisabschnitt 17 befestigt, und ein Werkstück 59 ist fest an der inneren Seitenfläche des Steuerab­ schnitts 19 angebracht.

Nachfolgend wird die Betriebsweise der so aufgebauten Bezugsebene-Bewegungsvorrichtung 10 für einen Fall be­ schrieben, bei dem Schrauben an einem geeigneten Werk­ stück mittels der elektrischen Antriebseinrichtung 20 befestigt werden, welch letztere an der Bezugsebene- Bewegungsvorrichtung 10 angebracht ist.

Die elektrische Antriebseinrichtung 20 herkömmlicher Art ist im wesentlichen mit horizontaler Ausrichtung an dem Befestigungsabschnitt 44 angebracht, wie die Fig. 1, 2 und 4 zeigen. Gemäß Fig. 4 hat diese elek­ trische Antriebseinrichtung 20 ein Netzkabel 105, ein Saugrohr 104 etc. und beginnt zu rotieren, wenn ihr Kopf­ ende 106 eine Schraube 107 oder dergleichen ergreift und gegen den Abschnitt gedrückt wird, an dem die Schraube oder dergleichen zu befestigen ist. Wenn diese Befesti­ gung ausgeführt ist, hört die elektrische Antriebsein­ richtung 20 auf zu rotieren.

Wie oben beschrieben, enthält die vorliegende Aus­ führungsform der Bezugsebene-Bewegungsvorrichtung 10 die Ausgleichseinrichtung 12, deren Gewicht im wesent­ lichen der Summe der Gewichte des Befestigungsabschnitts 11 und der elektrischen Antriebseinrichtung 20 ent­ spricht und die mit dem Befestigungsabschnitt 11 über die Verbindungsleine 21 verbunden ist, die über die Rollen 26 verläuft, die auf dem oberen Gleitabschnitt 25 angeordnet sind, der den Gleitabschnitt 32 bildet, so daß im Ruhezustand sich der Befestigungsabschnitt 11 an der Vorderseitenfläche des Wandabschnitts 16 an einer Position befindet, die der Bezugsebene 15 gegenüberliegt.

Bei Betätigung der Bewegungsvorrichtung 10 wird zunächst der Hauptschalter 54 auf der Bedientafel 57 eingeschaltet. Hierdurch wird elektrischer Strom von der Stromquelle 70 dem elektromagnetischen Hauptventil 67 zugeführt, das hierdurch öffnet.

Dies hat zur Folge, daß Druckluft von der Druckluftquelle 65 durch das elektromagnetische Hauptventil 67 dem vakuum­ seitigen elektromagnetischen Ventil 68 und dem hochdruck­ seitigen elektromagnetischen Ventil 69 zugeführt wird, wie die Fig. 10 und 9 zeigen. Anschließend wird der Vakuumsteuerschalter 55 eingeschaltet, um das vakuum­ seitige elektromagnetische Ventil 68 zu öffnen, womit die Druckluft der Ejektorpumpe 61 zugeführt wird. Die so der Ejektorpumpe 61 zugeführte Druckluft wird von einer Düsen­ öffnung in der Ejektorpumpe 61 auf eine Ejektoröffnung ausgestoßen.

Da der Lufteinsaugöffnungsabschnitt 13 an der Befesti­ gungseinheit 18 mit dem Einsaugöffnungsabschnitt 92 der Ejektorpumpe 61 über den flexiblen Schlauch 63 in Verbindung steht, fließt Luft in dem Lufteinlaßabschnitt 13 durch die Luftauslaßleitung 50 und tritt durch den flexiblen Schlauch 63 in die Ejektorpumpe 61 ein und fließt dann durch einen Dämpfer 62 nach außen. Im Ergeb­ nis wird ein Vakuumzustand in dem Lufteinsaugöffnungsab­ schnitt geschaffen, und die Befestigungseinheit 18 wird durch das Vakuum an die Bezugsebene 15 angezogen.

Durch Einschalten des Druckluftzufuhrsteuerschalters 56 wird außerdem das hochdruckseitige elektromagnetische Ventil 69 geöffnet, wodurch Druckluft durch das Durch­ flußsteuerventil 64 und den flexiblen Schlauch 63 fließt und in die Druckluftleitungen 46 und 47 durch den Druck­ lufteinlaßöffnungsabschnitt 48 in der Befestigungseinheit 18 eintritt. Diese Druckluft wird gegen den Wandabschnitt 16 durch mehrere Druckluftausstoßöffnungsabschnitte 14 ausgestoßen, wobei ein hoher Druck zwischen der Befesti­ gungseinheit 18 und der Bezugsebene 15 entsteht.

Damit steht der Befestigungsabschnitt 11 unter dem Ein­ fluß von zwei verschiedenen Kräften: Der Kraft, die den Abschnitt gegen den Wandabschnitt 16 anzieht, und der Kraft, die versucht, den Abschnitt 11 von dem Wandab­ schnitt zu trennen. Dadurch, daß diese Kräfte im Gleich­ gewicht gehalten werden, d. h. die Kraft mit Anziehungs­ wirkung infolge des Vakuums und die Kraft mit Trennwir­ kung durch das Ausstoßen der Druckluft, kann der Be­ festigungsabschnitt 11 in der Luft an einer Position an der Vorderseitenfläche des Wandabschnitts 16 angehalten werden, wobei er außer Kontakt mit der Bezugsebene 15 steht, die auf der Außenfläche des Wandabschnitts 16 gebildet ist, mit einem kleinen Zwischenraum zwischen der Bezugsebene 15 und dem rückwärtigen Abschnitt 95 des Befestigungsabschnitts 11.

Bei dieser Ausführungsform ist die Palette 51, die Schrauben enthält, fest an dem Basisabschnitt 17 mittels des Klemmabschnitts 58 angebracht, und gleichzeitig ist das Werkstück 59 fest an der inneren Seitenfläche des Steuerabschnitts 19 befestigt.

Somit können die in der Palette 51 befindlichen Schrauben mit der Bezugsebene-Bewegungsvorrichtung 10, an der die elektrische Antriebseinrichtung 20 angebracht ist, an dem Werkstück 59 befestigt werden.

Zur Befestigung der Schrauben 107 in der Palette 51 an dem Werkstück 59 wird der Befestigungsabschnitt 11 zuerst durch Betätigung des Handgriffabschnitts 58 so gedreht, daß der Kopfabschnitt 106 der elektrischen Antriebsein­ richtung 20 nach unten gerichtet ist. Dann wird der Be­ festigungsabschnitt 11 entlang der Bezugsebene 15 des Wandabschnitts 15 nach unten bewegt. Wie oben erwähnt, wird die Druckluft von der Druckluftquelle 65 dem Be­ festigungsabschnitt 11 zugeführt. Damit wird ein Vakuum in dem Lufteinsaugöffnungsabschnitt 13 geschaffen, während gleichzeitig Druckluft durch die Druckluftausstoßöffnungs­ abschnitte 14 in Richtung der Bezugsebene 15 des Wandab­ schnitts 16 ausgestoßen wird, so daß der Befestigungsab­ schnitt 11 sich glatt entlang der Bezugsebene 15 des Wandabschnitts 16 bewegt, wobei er außer Kontakt mit der Bezugsebene mit einem feststehenden Zwischenraum gehalten wird, ohne von der Bezugsebene 15 weiter getrennt zu werden.

Wenn bei diesem Vorgang infolge des Gewichts der elek­ trischen Antriebseinrichtung 20 eine Erschütterung bei dem Befestigungsabschnitt 11 auftritt, während sich dieser bewegt, wird jegliche Vibration des Befestigungs­ abschnitts 11 wirkungsvoll absorbiert, da der Befesti­ gungsabschnitt 11 stetig mit einem feststehenden Zwi­ schenraum zum Wandabschnitt 16 hin angezogen wird. Somit kann der Befestigungsabschnitt 11 auf stabile Weise be­ wegt werden.

Außerdem ist der Befestigungsabschnitt 11 mit der Aus­ gleichseinrichtung 12 verbunden, die an der Rückseite des Wandabschnitts 16 angeordnet ist, unter Zwischen­ schaltung der Verbindungsleine 21, die über zwei dreh­ bare Rollen 26 verläuft, die auf dem oberen Gleitab­ schnitt 25 angeordnet sind, welch letzterer den Gleit­ abschnitt 32 bildet, der verschieblich auf den Führungs­ stangen 35 befestigt ist. Somit kann der Befestigungsab­ schnitt 11 nach unten bewegt werden, wobei sein Gewicht im Gleichgewicht mit der Ausgleichseinrichtung 12 steht. Bei diesem Vorgang wird die Ausgleichseinrichtung 12 von dem Verbindungsseil 21 nach oben gezogen, so daß sie um eine Strecke nach oben bewegt wird, die dem Ab­ wärtshub des Befestigungsabschnitts 11 entspricht.

Infolge der Ausgleichseinrichtung 12 wird das Gewicht des Befestigungsabschnitts 11 im wesentlichen durch die Ausgleichseinrichtung 12 kompensiert, so daß der Befe­ stigungsabschnitt 11 schnell und leicht bewegt werden kann.

Falls erforderlich, wird der Befestigungsabschnitt 11 in horizontaler Richtung bewegt, um ihn in die Posi­ tion der Schrauben in der Palette 51 zu bringen. Wie erwähnt, ist der Befestigungsabschnitt 11 über das Ver­ bindungsseil 21 mit der Ausgleichseinrichtung 12 an der Rückseite des Wandabschnitts 11 verbunden, wobei das Seil über die Rollen 26 an dem oberen Gleitabschnitt 25 führt, der den Gleitabschnitt 32 bildet, der ver­ schieblich auf den Führungsstäben 35 befestigt ist, so daß der Befestigungsabschnitt 11 auf glatte Weise nach links oder rechts horizontal bewegt werden kann, indem der Handgriffabschnitt 38 betätigt wird.

Wenn die Schraube 107 korrekt in den Kopfabschnitt 106 der elektrischen Antriebseinrichtung 20 eingreift, wird der Handgriff 38 gemäß Fig. 4 betätigt, wodurch der Kopfabschnitt 106 der elektrischen Antriebseinrichtung 20 in Richtung des Steuerabschnitts 19 gedreht wird, während der Befestigungsabschnitt 11 weiterhin ohne Kontakt im angezogenen Zustand zur Bezugsebene 15 des Wandabschnitts 16 gehalten wird. Die elektrische Antriebs­ einrichtung wird dann auf eine im wesentlichen horizon­ tale Lage ausgerichtet und in die Schraubenbefestigungs­ position an dem Werkstück 59 gebracht, das an der inneren Seitenfläche des Steuerabschnitts 19 befestigt ist.

Falls erforderlich, wird der Befestigungsabschnitt 11 nach oben bewegt, um die elektrische Antriebseinrichtung 20 in eine Position vor der Schraubenbefestigungsstelle an dem Werkstück 59 zu bringen, das an der inneren Sei­ tenfläche des Steuerabschnitts 19 befestigt ist.

Anschließend wird der Druckluftzufuhrsteuerschalter 56 an dem Steuerabschnitt 19 auf AUS gestellt, um das hochdruckseitige elektromagnetische Ventil 69 zu schließen, wodurch die Zufuhr von Druckluft zu dem Befestigungsabschnitt 11 unterbrochen wird. Dadurch bleibt nur das Vakuum in dem Lufteinsaugöffnungsab­ schnitt 13 des Befestigungsabschnitts 11 aufrecht er­ halten, so daß der Befestigungsabschnitt 11 zur Bezugs­ ebene 15 des Wandabschnitts 16 gezogen und daran be­ festigt wird.

In diesem Zustand wird Druckluft durch den Druckluft­ einführungsabschnitt 88 in dem Befestigungsabschnitt 11 zugeführt, um den Luftzylinder 41 zu betätigen und die elektrische Antriebseinrichtung in Richtung des Werkstücks zu bewegen, wodurch die Schraube 107 an der Spitze der elektrischen Antriebseinrichtung 20 in die Befestigungsposition gebracht wird. Danach wird die elektrische Antriebseinrichtung 20 betätigt, um die Schraube 107 in der Befestigungsposition an dem Werk­ stück 59 zu befestigen.

Der Befestigungsabschnitt 11 dieser Ausführungsform ist so aufgebaut, daß er frei drehen oder innerhalb des Be­ reichs bewegt werden kann, der in Fig. 1 durch die ge­ strichelte Linie 60 angedeutet ist, und in einer gewünsch­ ten Position angehalten werden kann, so daß bei Verwen­ dung mit der elektrischen Antriebseinrichtung 20 diese Bezugsebene-Bewegungsvorrichtung 10 leicht die Schraube 107 von der Palette 51 im unteren Abschnitt der Vorrich­ tung nach oben zu einem Werkstück 59 oberhalb der Palette 51 bewegen und die Schraube 107 an dem Werkstück 59 be­ festigen kann.

In der beschriebenen Ausführungsform wird die erfin­ dungsgemäße Bewegungsvorrichtung für eine elektrische Antriebseinrichtung verwendet. Die Erfindung ist je­ doch hierauf nicht beschränkt, sondern auch auf andere Arten von Werkzeugen anwendbar.

Außerdem ist der Gegenstand, der an dem Befestigungs­ abschnitt befestigt ist, nicht auf ein Werkzeug be­ schränkt. Die erfindungsgemäße Bewegungsvorrichtung kann zu verschiedenen Zwecken verwendet werden. Außer­ dem ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die Vor­ richtung die Schalter 54, 55 und 56 zum Steuern der Druckluft in dem Steuerabschnitt hat. Diese können auch in der Nähe des Handgriffs 38 angeordnet sein, der in dem Betätigungsabschnitt 94 vorgesehen ist.

Es ist auch nicht unabdingbar, daß der Wandabschnitt 16, der die Bezugsebene 15 bildet, eine glatte vertikale Fläche ohne jegliche Unregelmäßigkeit hat. Die Bezugs­ ebene 15 kann auch aus einer horizontalen Ebene oder einer geringfügig geneigten Ebene bestehen.

Infolge der Anziehung durch das Vakuum kann die Vorrich­ tung betätigt werden, ohne daß selbst in einem sogenannten überhängenden Zustand Probleme auftreten, bei dem die Be­ zugsebene nach vorne geneigt ist.

Selbst wenn die Bezugsebene nicht flach, sondern ge­ krümmt ist, kann der Befestigungsabschnitt infolge der Anziehung durch das Vakuum glatt bewegt werden.

Die beschriebene Ausführungsform hat eine Bezugsebene, die eine flache und glatte Fläche hat, was jedoch nicht unbedingt erforderlich ist. Da Druckluft von dem rück­ wärtigen Abschnitt des Befestigungsabschnitts gegen die Bezugsebene ausgestoßen wird und sich der Befestigungs­ abschnitt entlang der Bezugsebene bewegen kann, indem er um eine feststehende Strecke von der Bezugsebene be­ abstandet gehalten wird, kann die erfindungsgemäße Be­ wegungsvorrichtung selbst dann ohne Probleme betätigt werden, wenn die Bezugsebene kleine Oberflächenunregel­ mäßigkeiten hat.

Der Befestigungsabschnitt und die Ausgleichseinrichtung müssen nicht unbedingt mittels eines Verbindungsseils miteinander verbunden sein. Es ist auch möglich, den Befestigungsabschnitt in einer Einrichtung wie einem Roboterarm zu befestigen, so daß der Befestigungsab­ schnitt unter Verwendung der Bezugsebene als Steuerebene bewegt werden kann.

Die Erfindung ist auch nicht darauf beschränkt, daß eine Bedienungsperson den Befestigungsabschnitt durch Handbe­ tätigung bewegt. Es ist auch möglich, die Vorrichtung so aufzubauen, daß die Bewegung des Befestigungsabschnitts entlang der Bezugsebene, die Bewegung des daran befestigten Werkzeugs oder dergleichen automatisch erfolgen können.

Die Erfindung ist ferner nicht auf die beschriebene Aus­ führungsform beschränkt, sondern es liegen zahlreiche Modifikationen im Rahmen des Erfindungsgedankens.

Claims (17)

1. Bezugsebene-Bewegungsvorrichtung, gekennzeichnet durch einen Befestigungsabschnitt (11), der entlang einer vorgegebenen Bezugsebene (15) bewegbar ist, und eine Gleichgewichtseinrichtung (12), die in Übereinstimmung mit dem Befestigungsabschnitt wirksam ist, wobei der Befestigungsabschnitt einen Lufteinsaugöffnungsabschnitt (13), der ein Vakuum zwischen dem Befestigungsabschnitt und der Bezugsebene durch Ansaugen von Luft hervorrufen kann, und Druckluftausstoßöffnungsabschnitte (14) auf­ weist, die einen hohen Druck zwischen dem Befestigungs­ abschnitt und der Bezugsebene durch Ausblasen von Druck­ luft gegen die Bezugsebene hervorrufen können.

2. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsebene (15) auf einem Wandabschnitt (16) gebildet ist.

3. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsebene (15) als eine vertikale Ebene ausgebildet ist.

4. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsebene (15) auf einem Wandabschnitt (16) ausgebildet ist, der platten­ förmig aufrecht auf einem Basisabschnitt (17) angeordnet ist.

5. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichgewichtseinrich­ tung (12) ein Gewicht hat, das das Gewicht des Be­ festigungsabschnitts (11) und das Gewicht einer Befe­ stigung aufhebt.

6. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (11) an der Vorderseite des Wandabschnitts (16) ange­ ordnet ist und daß sich die Gleichgewichtseinrichtung (12) an der Rückseite des Wandabschnitts befindet.

7. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (11) und die Gleichgewichtseinrichtung (12) mit einem Verbindungsseil (21) miteinander verbunden sind.

8. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (11) und die Gleichgewichtseinrichtung (12) unter Zwi­ schenschaltung des Verbindungsseils (21) mit einem Gleit­ abschnitt (32) verbunden sind, der entlang des Wandab­ schnitts (16) bewegbar ist.

9. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitabschnitt (32) aus einem oberen und einem unteren Gleitabschnitt (25, 30) besteht, daß der obere Gleitabschnitt (25) verschieblich auf einer oberen Führungsstange (30a) befestigt ist, die an dem oberen Endabschnitt an der Rückseite des aufrecht auf dem Basisabschnitt (17) an­ geordneten Wandabschnitts (16) vorgesehen ist und sich in Breitenrichtung des Wandabschnitts erstreckt, daß der untere Gleitabschnitt (30) verschieblich auf einer unteren Führungsstange (35b) angeordnet ist, die an dem unteren Endabschnitt an der Rückseite des Wand­ abschnitts angeordnet ist und sich in Breitenrichtung des Wandabschnitts erstreckt, und daß der obere und der untere Gleitabschnitt mittels eines Verbindungsabschnitts (31) miteinander verbunden sind.

10. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsseil (21) über Rollen (26) an dem oberen Gleitabschnitt verläuft.

11. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (11) mit einem Betätigungsabschnitt versehen ist, mit dem der Befestigungsabschnitt bewegbar ist.

12. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (11) mit einem Halteabschnitt zur Halterung einer Be­ festigung ausgerüstet ist.

13. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteinsaugöffnungs­ abschnitt (13) und die Druckluftausstoßöffnungsab­ schnitte (14) an der Seite des Befestigungsabschnitts (11) angeordnet ist, die der Bezugsebene (15) zugewandt ist.

14. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (11) ein plattenförmiges Bauteil einer vorbestimmten Dicke ist, daß der Lufteinsaugöffnungsabschnitt (13) und die Druckluftausstoßöffnungsabschnitte (14) an der Fläche des Befestigungsabschnitts angeordnet sind, die der Bezugsebene (15) zugewandt ist, daß der Befestigungs­ abschnitt zu der Bezugsebene angezogen wird, wobei er in einem festen Abstand durch eine kombinierte Wirkung eines Vakuums, das durch Einsaugen von Luft durch den Lufteinsaugöffnungsabschnitt zwischen dem Befestigungs­ abschnitt und der Bezugsebene hervorgerufen wird, und einem Hochdruck verbleibt, der durch Ausblasen von Druck­ luft durch die Druckluftausstoßöffnungsabschnitte gegen die Bezugsebene hervorgerufen wird.

15. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Druckluftausstoß­ öffnungsabschnitt (14) eine Austrittsöffnung hat.

16. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerabschnitt (19) getrennt das Vakuum, das zwischen dem Befestigungsab­ schnitt (11) und der Bezugsebene (15) durch Ansaugen von Luft durch den Luftansaugöffnungsabschnitt in dem Befestigungsabschnitt geschaffen wird, und den Über­ druck steuert, der zwischen dem Befestigungsabschnitt und der Bezugsebene durch Ausblasen von Druckluft durch die Druckluftausstoßöffnungsabschnitte gegen die Bezugs­ ebene hervorgerufen wird.

17. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (11) so ausgebildet ist, daß er entlang einer vorge­ gebenen Bezugsebene bewegbar ist, daß eine Gleichgewichts­ einrichtung (12) in Übereinstimmung mit dem Befestigungs­ abschnitt wirksam ist und daß eine Arm-ähnliche Ver­ bindungseinrichtung den Befestigungsabschnitt und die Ausgleichseinrichtung verbindet, wobei der Befestigungs­ abschnitt unter Verwendung der Bezugsebene (15) als Steuerebene bewegbar ist.