EP0009814A2

EP0009814A2 - Ausziehbare Gewichtsausgleichseinrichtung für ein Werkzeug, insbesondere Montagewerkzeug

Info

Publication number: EP0009814A2
Application number: EP79103795A
Authority: EP
Inventors: Günter Otto
Original assignee: Willy Traub & Co GmbH
Current assignee: Willy Traub & Co GmbH
Priority date: 1978-10-06
Filing date: 1979-10-04
Publication date: 1980-04-16
Also published as: DE2843727A1; ATE395T1; EP0009814A3; EP0009814B1; US4274495A; DE2843727C2

Abstract

Ausziehbare Gewichtsausgleichseinrichtung für ein Montagewerkzeug, bei der durch Federmittel der Gewichtsausgleich erzielt wird und während der Montage vom Werkzeug ausgehende Kräfte über eine mit einem Zylinder kraftschlüssig verbindbare die Federmittel überbrückende Abstützung in eine verfahrbare oder stationäre Befestigungsvorrichtung für die Gewichtsausgleichseinrichtung eingeleitet sind.

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer ausziehbaren Gewichtsausgleichseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In Fertigungs- und Verarbeitungsbetrieben, in denen handgeführte Werkzeuge, wie beispielsweise Bohrmaschinen, Schleifmaschinen, Schrauber, Punktschweißzangen, Niethämmer, Rührwerke und dgl., zum Einsatz kommen, werden als arbeitserleichternde Hilfsmittel, Gewichtsausgleicher oder auch Balancer genannt, verwendet. Die Gewichtsausgleicher arbeiten so, daß eine dem Gewicht des Werkzeugs entsprechend vorgespannte Feder, insbesondere eine Spiralfeder, die an einem Seil hängende und a.uf eine Seiltrommel wirkende Last im Gleichgewicht hält. Die Werkzeuge sollen durch das Anhängen an einen derartigen Gewichtsausgleicher praktisch gewichtslos gemacht werden. Die Gewichtslosigkeit ergibt sich bei den bekannten Gewichtsausgleichern nur innerhalb einer bestimmten Auszugsstrecke, innerhalb der das Gewicht des Werkzeugs mit der bei der entsprechenden Auszugsstrecke wirkenden Federkraft im Gleichgewicht ist. Bei unterschiedlichen Auszugslängen ändert sich die Federkraft der Spiralfeder bzw. der mechanischen Feder, so daß nur innerhalb eines relativ geringen Bereichs ein einwandfreier Gewichtsausgleich erzielt wird. Die bekannten Gewichtsausgleicher müssen daher an das aufzuhängende Werkzeug angepaßt sein. Für unterschiedliche Werkzeuge, insbesondere Werkzeuge mit unterschiedlichem Gewicht, benötigt man daher eine Vielzahl an unterschiedlich ausgelegten Gewichtsausgleichern. Zudem ist aus den vorstehend schon genannten Gründen auch die Auszugslänge in Abhängigkeit von der verwendeten Feder begrenzt. Außerdem gehen von handbetätigten Werkzeugen, beispielsweise von Schraubern, bei der Betätigung Kräfte aus, die bei den bekannten Gewichtsausgleichern durch die Muskelkraft der Bedienungsperson aufgefangen werden müssen. Insofern sind durch die bekannten Gewichtssusgleicher nicht alle Schwierigkeiten im Hinblick auf Arbeitserleiehterung beseitigt.
Durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung wird daher die Aufgabe gelöst, eine Gewichtsausgleichseinrichtung zu schaffen, bei der bei der Handhabung des Werkzeugs eine wesentliche Arbeitserleichterung dahingehend erzielt wird, daß praktisch über die gesamte Auszugslänge hin ein gleichbleibender Gewichtsausgleich erzielt wird und gegebenenfalls vom Werkzeug bei der Handhabung ausgehende Kräfte durch die Gewichtsausgleichseinrichtung aufgefangen werden.
Bei der Erfindung wird in vorteilhafter Weise die Tatsache ausgenützt, daß die Federeingeschaften einer hydropneumatischen Kolbenzylinderanordnung praktisch über den gesamten Hubweg des Kolbens konstant gehalten werden können. Man gewinnt auf diese Weise trotz eines langen Auszugswegs des Gewichtsausgleichers über die gesamte Auszugsstrecke hin einen gleichbleibenden Gewichtsausgleich. Ferner lassen sich durch die kraftschlüssig mit dem Außenzylinder der Kolbenzylinderanordnung verbundenen starren Abstützung vom Werkzeug ausgehende Kräfte, welche beispielsweise in Form von Drehmomenten wirksam werden, einwandfrei auffangen, so daß die Handhabung des Werkzeugs, abgesehen vom Gewichtsausgleich, für die Bedienungsperson noch wesentlich verbessert wird. Es ist zwar bekannt, auf dem Gebiet der Schrauber durch Verwendung von Schlagschraubern beim Anziehen von Schrauben das Anzugsmoment zu verringern, jedoch erzeugen diese Schlagschrauber erhebliche Geräusche, welche die Arbeitsbedingungen erheblich beeinträchtigen.
Bei der Erfindung ist außerdem dafür Sorge getragen, daß die Stelle, welche beim Auffangen von Kräften, die vom Werkzeug ausgehen, am ehesten brechen könnte, nämlich die Befestigungsstelle der Kolbenstange am Werkzeug oder an der Anlenk- oder Befestigungsvorrichtung nicht belastet wird. Dies wird durch die starre Abstützung erzielt, welche diesen Teil der Gewichtsausgleichseinrichtung überbrückt.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
Durch die Ausgestaltung des Anspruchs 4 gewinnt man eine Kolbenzylinderanordnung, bei der die Kolbenstange auswechselbar ist. Es lassen sich auf diese Weise in gleichbleibenden Kolbenzylinderanordnungen Kolbenstangen mit unterschiedlichem Durchmesser einsetzen. Auf diese Weise läßt sich das Verhältnis von Zylinderinnendurchmesser zu Kolbendurchmesser und damit die Tragkraft des Gewichtsausgleichers mit einfachen Mitteln einstellen. Zudem wird eine einfache Wartung auf diese Weise. gewährleistet. Aus der US-PS 33 26 546 ist zwar eine ähnliche hydropneumatische Kolbenzylinderanordnung mit Innenzylinder und Außenzylinder bekannt, jedoch ist bei der bekannten Anordnung die Auswechselbarkeit der Kolbenstange und damit die Einstellmöglichkeit der Tragkraft des Gewichtsausgleichers nicht vorhanden. Durch die Ausgestaltungen der Unteransprüche 5 bis 7 wird die Einstellmöglichkeit noch unterstützt.
Durch die Ausgestaltung des Anspruchs 9 gewinnt man eine kompakte Anordnung der einzelnen Bauteile des Gewichtsausgleichers. Die Ausgestaltung des Anspruchs 11 sichert auch das Auffangen hoher, vom Werkzeug ausgehender Drehmomente. Diese entstehen insbesondere bei Schraubern, welche in axialer Richtung des Gewichtsausgleichers bzw. in senkrechter Richtung geführt und gehandhabt werden.
Durch die Ausgestaltung des Anspruchs 15 und der darauf zurückbezogenen Ansprüche gewinnt man eine universelle Einsatzmöglichkeit des Werkzeugs. Das Werkzeug ist dann nicht mehr an eine Schienenführung an der Decke gebunden, sondern kann an jeden beliebigen Ort in einer Montage- bzw. Fertigungshalle gebracht werden.
Durch die Ausgestaltung des Anspruchs 23 erzielt man eine Steuerung der Inbetriebsetzung des Werkzeugs derart, daß erst dann, wenn alle zum Auffangen der vom Werkzeug ausgehenden Kräfte notwendigen Betriebsbedingungen geschaffen sind, das Werkzeug selbst in Betrieb gesetzt wird.
Der Gewichtsausgleicher nach der Erfindung läßt sich praktisch überall dort, wo handbetätigte Werkzeuge zum Einsatz kommen, zur Anwendung bringen. Durch die Erfindung werden körperliche Anstrengungen, welche durch das Bedienungspersonal bei herkömmlichen Einrichtungen aufgewendet werden müssen, weitgehendst vermieden Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Figuren, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Spannrohr mit kreisrundem Mantel zur Anwendung kommt;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Spannrohr mit sechseckigem Mantel zur Anwendung kommt;
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel, das am Boden mit Hilfe eines Wagens fahrbar und mit Hilfe einer Hubvorrichtung am Boden abstützbar ist;
Fig. 4 eine hydropneumatische Kolbenzylinderanordnung, welche bei den Ausführungsbeispielen zur Anwendung kommen kann;
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel, bei dem Einzelheiten zur Erzielung des Kraftschlusses zwischen dem Außenzylinder der Kolbenzylinderanordnung und dem Spannrohr dargestellt sind, und
Fig. 6A-C eine Ventilsteuerung für die pneumatisch zu betäsowie 7A-C tig_ende_n Bauteile des Gewichtsausgleichers.

Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem als starre Abstützung ein Spannrohr 1 mit kreisrundem Querschnitt verwendet wird, das mit Hilfe einer Spannzange 3 mit einem Außenzylinder 4 einer Kolbenzylinderanordnung kraftschlüssig in Verbindung gebracht werden kann. Das Spannrohr 1 ist an einem Rollwagen 5, beispielsweise durch Verschrauben, befestigt, der seinerseits in Form von Klemmbacken 6 eine Feststelleinrichtung aufweist, mit der der Wagen an einer Schiene 7 an der Decke verfahrbar ist. Am unteren Ende des ausziehbaren Außenzylinders 4 der Kolbenzylinderanordmng befindet sich ein Füllkopf 5, dessen Einzelteile im Zusammemang mit den Fig. 4 und 5 noch erläutert werden. Über eine Befestigungsstange 8 ist das Werkzeug 9 mit Hilfe einer festen Verbindung 10 am Außenzylinder 4 der Kolbenzylinderanordnung starr befestigt.
Um das Werkzeug, welches im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Bohrer, insbesondere ein pneumatisch betätigter Bohrer ist, in seine Arbeitsstellung zu bringen, wird der Außenzylinder 4 der im Spannrohr 1 angeordneten Kolbenzylinderanordnung nach unten gezogen oder nach oben angehoben. Die dabei wirksamen Tragkräfte bzw. Federkräfte bleiben über die gesamte Auszugslänge bzw. Hubhöhe hin im wesentlichen konstant.
Vor Inbetriebnahme des Werkzeugs 9, das beim dargestellten Aus-1 führungsbeispiel ein pneumatisch angetriebenes Werkzeug ist, wird die Spannzange 3 durch entsprechende Betätigung eines Ventils 11, das über einen Anschluß P an eine Druckquelle angeschlossen ist, angezogen, so daß das Spannrohr 1 kraftschlüssig mit dem Außenzylinder 4 verbunden wird. Das Druckmedium wird dabei über das Ventil 11, das außerdem den Druckmediumsauslaß A aufweist, in die Spannzange über eine Druckleitung 12 eingebracht. Durch die Druckleitung 12 wird außerdem Druckmedium zur pneumatisch betätigten Feststelleinrichtung 6 des Rollwagens 5 gefördert, so daß die Klemmbacken an die Schiene 7 angelegt werden und der Rollwagen 5 blockiert ist. Nach Betätigung der Spannzange 3 und der Feststelleinrichtung 6 wird durch weitere Betätigung des Ventils 11 in der gleichen Richtung anschließend das Werkzeug 9 in Betrieb gesetzt. Zur Bedienung des Ventils 11 dient ein Handhebel 13, durch welchen ein Ventilkolben 14, der im einzelnen noch im Zusammenhang mit den Figuren 6 und 7 erläutert wird, zur Betätigung der Spannzange 3 und der Klemmvorrichtung 6 sowie des Werkzeugs 9 in das Ventil eingeschoben. Die genannten Vorrichtungen werden dann in der vorstehend beschriebenen Reihenfolge betätigt.
In der Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem das Spannrohr 1 einen sechskantigen Querschnitt aufweist. Diese Ausführungsform eignet sich zum Auffangen hoher Drehmomente, die vom Werkzeug ausgeübt werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn es sich bei dem Werkzeug um Schrauber handelt, die vertikal geführt werden. Ein derartiges Werkzeug ist in der Fig. 2 dargestellt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind gleichwirkende Mittel mit denselben Bezugszeichen versehen wie in der Fig. 1.
Wie aus der Figur zu ersehen ist, ist das Werkzeug 9 ferner über eine Schrauberhalterplatte 18 mit dem unteren Ende eines Torsionsstabes verbunden. Dieser Torsionsstab kann zusammen mit dem Werkzeug in vertikaler Richtung verschoben werden. Es verschieben sich dabei außerdem eine mit dem Torsionsstab 16 verbundene Kraftübertragungseinrichtung 15, die das Spannrohr umfaßt und eine Hülsenform aufweist, deren Innenwandung dem Querschnitt des Mantels des Spannrohres 1 angepaßt ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Innenwandung einen sechskantigen Querschnitt wie der Mantel des Spannrohres 1. Dies ist auch aus der schnittbildlichen Darstellung entlang des Schnittes A-A in der Fig. 2 zu ersehen. Der Torsionsstab 16 ist über eine Halteplatte 20 mit der Kraftübertragungshülse 15 verbunden. Bei der axialen Verschiebung des Werkzeugs 9 wird der Außenzylinder 4 entweder in das Spannrohr 1 eingeschoben oder aus diesem herausgeschoben.
Die Torsionsstange 16 gleitet dabei in einer Führungshülse 21, die über einen Verbindungsträger starr am Spannrohr 1 befestigt ist. Der Torsionsstab 16 ist außerdem über einen Verbindungsträger 19 mit dem unteren Ende des Außenzylinders der Kolbenzylinderanordnung, insbesondere mit dem Füllkopf 5, verbunden. Über den Verbindungsträger 8 ist das Werkzeug mit dem unteren Ende des Außenzylinders 4 verbunden. Durch diesen Verbindungsträger wird auch das Druckmedium in das Werkzeug 6 eingeleitet, durch welches das Werkzeug in Betrieb gesetzt wird. Vor Inbetriebnahme des Werkzeuges wird jedoch durch entsprechende Steuerung durch das Ventil 11 das Druckmedium zunächst in die pneumatisch betätigbare Feststelleinrichtung des Rollwagens 5 über die Druckleitung 12 eingeleitet. Auf diese Weise wird der Rollwagen 5 an der Schiene 7 blockiert.
Wie zu ersehen ist, benötigt man bei der Ausführungsform der Fig. 2 keine zusätzliche Spannzange wie sie im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 vorhanden ist. Der Kraftschluß zwischen dem Außenzylinder 4 und dem Spannrohr 1 erfolgt über die Torsionsstange 16, wobei vom Werkzeug ausgehende Kräfte über die Torsionsstange 16, die Halteplatte 20, die Hülse 15 in das Spannrohr 1 eingeleitet werden. Das Spannrohr ist wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 am Rollwagen 5 befestigt. Auf diese Weise wird wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 die Befestigungsstelle der Kolbenstange am Rollwagen durch das Spannrohr überbrückt.
In der Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei welchem die Gewichtsausgleichseinrichtung an einem am Boden verfahrbaren Wagen 30 angeordnet ist. Für die Gewichtsausgleichseinrichtung, an welcher das Werkzeug 9 befestigt ist, erweist sich die in der Fig. 2 dargestellte Ausführungsform vorteilhaft. Diese ist über das Spannrohr 1" derart gelagert, daß sie um 360° verschwenkt werden kann.
Als Iagerung dient eine blockierbare Zylinderanordnung 22, durch welche der Gewichtsausgleicher zusammen mit dem Werkzeug in die entsprechende Betriebslage verschwenkt werden kann.
Mit Hilfe von Führungswellen 23, die an einer Kreuzplatte befestigt sind und Führungswellen 24, auf denen die Kreuzplatte 25 geführt wird, läßt sich eine vertikale und eine horizontale Verschiebung des Gewichtsausgleichs zusammen mit dem Werkzeug erzielen.
Die Führungswellen 23 sind an der Kreuzplatte 25 befestigt, während die Führungswellen 24 am Wagen, beispielsweise am Rahmen 27, befestigt sind. Die Kreuzplatte 25 ist an den Führungswellen 24 in vertikaler Richtung verschiebbar geführt. An der Kreuzplatte 25 sind außerdem die Führungswellen 23 befestigt, die zur horizontalen Führung des Gewichtsausgleiches mit dem Werkzeug 9 dienen. An den Führungswellen 24 ist über eine Trägerplatte 26 das Spannrohr 1 abgestützt. Im Spannrohr 1 ist die hydropneumatische Kolbenzylinderanordnung angeordnet. Das Spannrohr 1 und die darin angeordnete hydropneumatische Kolbenzylinderanordnung können die gleiche Ausführungsform besitzen wie das Ausführungsbeispiel in der Fig. 1. Dies gilt auch für das Spannrohr 1' und die darin angeordnete Kolbenzylinderanordnung, welche zur horizontalen Führung des Befestigungsblockes 31und damit des Gewichtsausgleichers und des Werkzeugs 9 dienen. Der Lagerblock 31 kann dabei über einen starren Verbindungsstab 32 mit dem Aussenzylinder der Kolbenzylinderanordnung, die im Spannrohr 1' angeordnet ist, starr verbunden sein. Um einen Kraftschluß zwischen dem Spannrohr 1 bzw. l' und dem Außenzylinder der Kolbenzylinderanordnung im Spannrohr herzustellen, ist eine Spannzange 3 bzw. 3' vorgesehen.
Die Steuerung zur Blockierung des Zylinders 22 zur Betätigung der Spannzangen 3 und 3' sowie von Hubeinrichtungen 28, mit denen der Wagen -30 über Stempel 29 am Boden abgestützt werden kann, erfolgt über das Ventil 11. Dieses Ventil 11 kann, wie beim Ausführungsbeispiel in der Fig. 1 dargestellt, betätigt werden. Auch beim in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel werden zunächst beim Einschieben des Ventilkolbens 14 in das Ventil die Zylinderlagerung 22 blockiert und die Spannzangen 3 und 3' angezogen. Außerdem wird durch die Hubeinrichtungen 28 der Wagen 30 angehoben, so daß er über die Stempe129 am Boden abgestützt ist. Durch weiteres Einschieben des Ventilkolbens 14 in das Ventilgehäuse wird dann das pneumatisch betriebene Werkzeug 9, welches ein Bohrer sein kann, in Betrieb gesetzt. Dadurch wird sichergestellt, daß von der in der Fig. 3 dargestellten Vorrichtung vom Werkzeug ausgehende Kräfte sicher in den Boden eingeleitet werden.
In der Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel für die hydropneumatische Kolbenzylinderanordnung, welche bei der Erfindung zur Anwendung kommen kann, dargestellt. Diese hydropneumatische Kolbenzylinderanordnung besitzt den Außenzylinder 4 sowie einen Innenzylinder 33. Im Innenzylinder 33 ist ein Innenzylinderkolben 34 verschiebbar angeordnet. Mit dem Innenzylinderkolben 34 ist beispielsweise durch Verschrauben eine Kolbenstange 35 verbunden. Die Kolbenstange 35 wird in einer Kolbenstangenführung 36, die mit einer Dichtung 37 versehen ist, geführt. Die Kolbenstangenführung 36 ist in ein Verbindungsstück 38 mit dem Außenzylinder 4 eingesetzt und beispielsweise verschraubt. Hierzu ist ein Gewinde 39 vorgesehen. Auf diese Weise läßt sich die Kolbenstange zusammen mit der Kolbenstangenführung aus dem Innenzylinder 33 entnehmen. Da die Kolbenstange mit dem Innenzylinderkolben 34 verschraubbar ist, kann der Kolben im Zylinder verbleiben. Es lassen sich auf diese Weise in Zylinderanordnungen, bei denen der Innenzylinder und der Außenzylinder gleiche Abmessungen, insbesondere gleiche Durchmesser besitzen, Kolbenstangen mit unterschiedlichen Durchmessern einsetzen. Auf diese Weise läßt sich das Verhältnis zwischen Innendurchmesser des Innenzylinders 33 zum Durchmesser der Kolbenstange 35 variieren. Außerdem befindet sich zwischen der Kolbenstangenführung 36 und dem oberen Ende des Innenzylinders 33 ein Anschlaghals 40, der zur Kolbenstange einen bestimmten Abstand aufweist. Der Zwischenraum zwischen dem Anschlaghals 40 und der Kolbenstange 35 bildet einen Überströmkanal, welcher den Innenraum oberhalb des Kolbens 34 im Innenzylinder mit dem Raum zwischen dem Innenzylinder 33 und dem Außenzylinder 4 oberhalb eines Trenn- bzw. Ausgleichskolbens 41 verbindet. Der Überströmkanal 42 setzt sich zwischen der Dichtung 37 und dem oberen Teil des Anschlaghalses in waagrechter Richtung fort und besitzt zwischen dem Verbindungsstück 38 und dem Anschlaghals 40 einen weiteren sich vertikal erstreckenden Kanalteil, der in den Raum zwischen dem Innenzylinder 33 und dem Außenzylinder 4 mündet. Der Raum oberhalb des Kolbens 34 im Innenzylinder 33 und der Zwischenraum oberhalb des Trennkolbens 41 zwischen dem Innenzylinder 33 und dem Außenzylinder 4, welche durch den Überströmkanal 42 miteinander verbunden sind, sind mit einer Hydraulikflüssigkeit, beispielsweise Öl, angefüllt.
Der Raum unterhalb des Trennkolbens 41 zwischen dem Innenzylinder 33 und dem Außenzylinder 4 ist mit Druckgas angefüllt. Dieses Druckgas kann über ein Ventil 45 eingefüllt werden.
Der Innenzylinder 33 ist gegen ein Bodenstück 44, das den Raum zwischen dem Innenzylinder 33 und dem Außenzylinder 4 abdichtet, abgestützt. Auf diesem Bodenstück 44 befindet sich ein Hilfsring 43, der eine Bohrung aufweist, die etwa zur Hälfte als zylindrische Bohrung 46 und zur anderen Hälfte als konische Bohrung 47 ausgebildet ist. Hierdurch wird das Einsetzen des Innenzylinders 33 erleichtert.
Im Raum unterhalb des Innenzylinderkolbens 34 herrscht Atmosphärendruck. Hierzu ist eine Belüftungsbohrung 48 im Bodenstück 44 vorgesehen.
Am oberen Teil des Außenzylinders ist außerdem ein Anschlaghals 49 befestigt. Durch diesen wird die Hubstrecke des Außenzylinders im Spannrohr 1 begrenzt.
Die Kolbenstange 35 kann an ihrem oberen Ende über ein Kugelgelenk 50 mit einer stationären Anlenkstelle oder mit dem Rollwagen 5 verbunden werden. Kräfte, die vom Werkzeug aus gehen, werden jedoch nicht über dieses Kugelgelenk auf den Rollwagen übertragen, sondern, wie im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen in den Fig. 1 bis 3 schon erläutert wurde, über das Spannrohr 1, welches dieses Kugelgelenk überbrückt. Es wirken insofern keinerlei Kräfte auf dieses Kugelgelenk während des Betriebes des Werkzeugs.
Aus der Fig. 5 ist zu ersehen, wie sich im einzelnen mit Hilfe der Spannzange 3 der Außenzylinder 4 der Kolbenzylinderanordnung mit dem Spannrohr 1 kraftschlüssig verbinden läßt. Die Spannzange 3, welche am Spannrohr 1 befestigt ist, besitzt hierzu im wesentlichen einen Spannzangenkopf 51, der in radialer Richtung durch axiale Verschiebung eines pneumatisch betätigbaren Schiebers 52 verschoben werden kann. Der Spannzangenkopf und der Schieber besitzen zwei sich berührende Kegelflächen, die derart zueinander ausgerichtet sind, daß beim Einleiten eines Druckmediums durch die Druckleitung 12 der Schieber 52 in der Fig. 5 nach oben verschoben wird, so daß der Spannzangenkopf 51 gegen den Außenzylinder 4 angedrückt wird. Auf diese Weise wird der Kraftschluß zwischen dem Außenzylinder 4 und dem Spannrohr 1 hergestellt. Zur Führung des Schiebers 52 ist in der Spannzange noch ein Haltering 53 vorgesehen. 'Die verschiebbaren Teile sind gegeneinander durch entsprechende Dichtungen abgedichtet.
Der Füllkopf 5 ist beim Ausführungsbeispiel in der Fig. 5 anders ausgebildet als beim Ausführungsbeispiel in der Fig. 4, wobei jedoch ebenfalls über ein Einstellventil 45' Druckgas zwischen dem Außenzylinder 4 und dem Innenzylinder 33 unterhalb des nicht näher dargestellten Trennkolbens in einstellbarer Menge eingeleitet werden kann. Ferner befindet sich im Bodenstück 44 die Belüftungsbohrung 48' , durch die im Innenzylinder unterhalb des Innenzylinderkolbens 33 Atmosphärendruck eingestellt werden kann. Das Bodenstück 44 ist in einen Block 54 eingeschraubt, an welchem das Werkzeug 9 schwenkbar angelenkt ist. Die Schwenkachse liegt dabei horizontal.
Die Zufuhr der Druckluft in das Werkzeug 9 wird bei diesem Ausführungsbeispiel über einen Schalter 55 gesteuert, der durch das Ventil 11 betätigt werden kann, sobald der Ventilkolben 14 um eine bestimmte Strecke in das Ventil mit Hilfe des Handgriffs 13 eingeschoben worden ist; vorher sind jedoch die Feststelleinrichtung 6 für den Rollwagen 5 und die Spannzange 3 betätigt worden.
In den Fig. 6 und 7 ist im einzelnen das Ventil 11 dargestellt. In den Fig. 6A bis 6C ist das Ventil allein dargestellt, wobei in der Fig. 6A die Ruhestellung des Ventils gezeigt ist. Die Fig.6B zeigt eine Ansicht des Ventils von oben, wobei die Fig. 6A eine schnittbildliche Darstellung entlang der Schnittlinie B-B zeigt. Die Fig. 6C zeigt eine schnittbildliche Darstellung entlang der Schnittlinie C-C. Das Ventil besitzt einen Kanal P, der an die Druckluftquelle angeschlossen ist. Am unteren Ende dieses Kanals ist ein Entwässerungsventil 56 für Kondenswasser vorgesehen. Im Ventil sind in axialer Richtung übereinander drei Ventilkammern 57, 58, 59 angeordnet. In diesen Ventilkammern ist der Ventilkolben 14 geführt. Der Ventilkolben weist Ventilwülste 60, 61, 62 auf. Zwischen den Ventilwülsten befinden sich Ventilnuten 63 und 64. Die Nutenbreite ist so bemessen, daß beim Einleiten der Druckluft keine Düsenwirkung auftritt, sondern ein glatter Durchtritt der Druckluft erfolgen kann. Das heißt, zwischen den Ventilnuten und den Ventilkammerwänden werden ausreichend breite Durchtrittsspalte gebildet.
Im Ventilkörper ist außerdem ein Druckluftaustrittskanal P₁ vorgesehen. Dieser befindet sich diametral zum Drucklufteinlaßkanal P in bezug auf die in der Mitte übereinander angeordneten Ventilkammern 57, 58, 59 bzw. den Kolben 14. Wie aus der Fig. 6c zu entnehmen ist, besitzt das Ventil noch einen Entlüftungskanal 65, der über eine Querverbindung mit einer Entlüftungsbohrung R verbunden ist. Ferner ist im Ventilkörper ein weiterer Druckgasaustrittskanal A vorgesehen. Dieser befindet sich bezüglich des Kolbens 14 diametral zum Entlüftungskanal.
In der Fig. 6A ist die Ruhestellung des Ventils bzw. des Ventilkolbens 14 dargestellt. Der Ventilkolben ist dabei durch eine Druckfeder 66 in seine unterste Stellung geschoben. Die Druckluftzufuhr aus dem Druckluftkanal P ist gegenüber den beiden Druckluftauslaßkanälen P₁und A durch die entsprechende Stellung der Ventilwülste, insbesondere des Ventilwulstes 61, gesperrt. Wie aus der Fig. 6A zu ersehen ist, ist der Druckluftauslaßkanal P mit der unteren Ventilkammer 59 verbunden. Der Druckluftauslaßkanal A ist mit der oberen Ventilkammer 57 verbunden. Der Drucklufteinlaßkanal P ist mit der mittleren Ventilkammer 58 verbunden. Durch den Ventilwulst 61 wird die Druckluftzufuhr in die untere Kammer 59 gesperrt, während die Druckluftzufuhr in die obere Kammer 57 durch den Ventilwulst 60 gesperrt ist. Wenn der Ventilkolben 14 um einen bestimmten Betrag in den Ventilblock eingeschoben wird, wie das in der Fig. 6c dargestellt ist, ergibt sich über die Ventilnut 63 eine Verbindung zwischen der mittleren Ventilkammer 58 und der oberen Ventilkammer 57. Es kann dann Druckluft aus dem Druckluftkanal P, welcher an die Druckluftquelle angeschlossen ist, über die obere Ventilkammer 57 in den Druckluftauslaßkanal A einströmen. Diesem Druckluftauslaßkanal A ist, wie aus den Ausführungsbeispielen der Fig. 1, 2 und 3 zu ersehen ist, mit der Feststellvorrichtung 6 des Rollwagens 5, der Spannzange 3 bzw. 3' , dem blockierbaren Zylinder 22 und den Hubeinrichtungen 28 verbunden. In der Stellung des Ventils der Fig. 6C werden daher diese Einrichtungen betätigt.
Die zweite Betriebsstellung des Ventils ist in den Fig. 7A und 7C dargestellt. In diesen Stellungen ist der Ventilkolben 14 um ein weiteres Stück in den Ventilblock hinein verschoben, so daß über die Ventilnut 64 eine Verbindung auch zwischen der mittleren Ventilkammer 58 zur unteren Ventilkammer 59 hergestellt ist. Es kann dann die Druckluft über diese untere Ventilkammer 59 auch in den Druckluftauslaßkanal P₁ einströmen, welcher, wie insbesondere aus der Fig. 7A zu ersehen ist, mit dem pneumatisch betätigbaren Werkzeug 9 verbunden ist. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß erst durch den Druckluftauslaßkanal A die Druckluft in die Druckluftleitung 12 eingebracht wird und anschließend die Druckluft, welche zum Werkzeug 9 geleitet wird, in den zweiten Druckluftauslaßkanal P₁ eingebracht wird. Der Druckluftauslaßkanal ist über eine in einer Halteplatte 67 vorgesehene Boh-E 92 rung 68 mit einem entsprechenden Druckluftkanal im Werkzeug 9 verbunden.
Die Fig. 7A ist eine schnittbildliche Darstellung längs der Schnittlinie D-D in der Fig. 7B, welche eine Draufsicht des Ventils mit der Halteplatte 67 zeigt. Die Fig. 7C zeigt eine schnittbildliche Darstellung entlang der Schnittlinie E-E in der Fig. 7B.
Wie aus den Fig. 6 und 7 zu ersehen ist, befinden sich außerhalb der Dichtungen 69 und 70 zur Abdichtung der Ventilräume 57 und 59 Ringräume 71 und 72, welche mit der Entlüftungsbohrung R in Verbindung stehen. Der Ringraum 72 steht über dem Entlüftungskanal 65, wie aus den Fig. 6C und 7C zu ersehen ist, mit der Entlüftungsbohrung R in Verbindung. Eine Beschädigung der Dichtungen kann sich insofern nicht nachteilig auswirken, da dann die Druckluft über diese Entlüftungskanäle und Bohrungen entweichen kann. Auf diese Weise ergibt sich eine zusätzliche Sicherung der pneumatischen Steuerung.

Claims

1. Ausziehbare Gewichtsausgleichseinrichtung (Balancer) für ein Werkzeug, insbesondere Montagewerkzeug, bei der durch Federmittel der Gewichtsausgleich erzielt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Federmittel, welche gegebenenfalls als hydropneumatische Ko3-benzylinderanordnung ausgebildet sein können, an ihrem einen Ende an einer verfahrbaren oder stationären Anlenk- oder Befestigungsvorrichtung gelagert sind und am anderen ausziehbaren Ende der Federmittel das Werkzeug vorgesehen ist derart, daß während der Handhabung vom Werkzeug ausgehende Kräfte über eine mit einem Zylinder, insbesondere dem Außenzylinder der Kolbenzylinderanordnung kraftschlüssig verbindbare, die Federmittel, insbesondere den Kolben und die Kolbenstange überbrückende starre Abstützung aufgenommen und in die verfahrbare oder stationäre Anlenk- oder Befestigungsvorrichtung eingeleitet sind.

2. Gewichtsausgleichseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug am Außenzylinder der Kolbenzylinderanordnung befestigt ist und der Kolben über die Kolbenstange stationär gelagert ist und daß die den Kolben und die Kolbenstange bei Krafts chlußzwischen Werkzeug und Außenzylinder überbrückende starre Abstützung kraftschlüssig an der verfahrbaren oder stationären Anlenk- oder Befestigungsvorrichtung gelagert ist.

3. Gewichtsausgleichseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hydropneumatische Kolbenzylinderanordnung eine geradlinige Kennlinie aufweist.

4. Gewichtsausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenzylinderanordnung einen Innenzylinder auf meist, in welchem der Kolben und die Kolbenstange geführt sind, daß zwischen dem Innenzylinder und Außenzylinder ein axial beweglicher Ausgleichskolben angeordnet ist, der den Raum zwischen Innenzylinder und Außenzylinder in zwei Außenzylinderkammern unterteilt, von denen die eine Außenzylinderkammer mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist und über einen Überströmkanal mit einer ebenfalls mit Öl gefüllten, vom Innenzylinderkolben: begrenzten Zylinderkammer in Verbindung steht, daß die andere Außenzylinderkammer mit einem Druckgas gefüllt ist und in der vom Innenzylinderkolben begrenzten anderen Innenzylinderkammer jeweils Atmosphärendruck herrscht.

5. Gewichtsausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange aus der Kolbenzylinderanordnung herausnehmbar ist.

6. Gewichtsausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange zusammen mit einer Kolbenstangenführung aus der Kolbenzylinderanordnung herausnehmbar ist.

7. Gewichtsausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Durchmesser der Kolbenstange zu Innendurchmesser des Innenzylinders einstellbar ist.

8. Gewichtsausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenzylinder ein Anschlag zur Begrenzung des axialen Auszugs des Außenzylinders befestigt ist.

9. Gewichtsausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die starre Abstützung als Spannrohr ausgebildet ist, das den Außenzylinder der Kolbenzylinderanordnung umgibt, und daß der Außenzylinder innerhalb des Spannrohrs in axialer Richtung verschiebbar ist.

10. Gewichtsausgleichseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannrohr einen kreisrunden Außenmantel aufweist, der über eine Spannzange mit dem Außenmantel der Kolbenzylinderanordnung in Kraftschluß bringbar ist.

11. Gewichtsausgleichseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannzange pneumatisch betätigbar ist.

12. Gewichtsausgleichseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel des Spannrohres einen mehreckigen Querschnitt aufweist und daß das in axialer Richtung des Spannrohres geführte Werkzeug über eine Torsionsstange kraftschlüssig mit dem Mantel des Spannrohres verbunden ist.

13. Gewichtsausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenk- oder Befestigungsvorrichtung als an der Decke verfahrbarer Wagen mit pneumatisch betätigbarer Feststelleinrichtung ausgebildet ist.

14. Gewichtsausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenk- oder Befestigungsvorrichtung als am Boden verfahrbarer und durch eine pneumatisch betätigte Hubvorrichtung am Boden abstützbar ist.

15. Gewichtsausgleichseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug am am Boden verfahrbaren Wagen vertikal und horizontal verschiebbar und um 360° verschwenkbar ist.

16. Gewichtsausgleichseinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur vertikalen und horizontalen Führung des Werkzeugs dieses an einer Kreuzplatte befestigt ist, die an am Wagen befestigten Führungswellen geführt ist.

17. Gewichtsausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur vertikalen und horizontalen Verschiebung des Werkzeugs zwei jeweils in einem Spannrohr angeordnete hydropneumatische Kolbenzylinderanordnungen vorgesehen sind, deren Außenzylinder , an denen das Werkzeug befestigt ist, jeweils mit dem zugeordneten Spannrohr pneumatisch gesteuert kraftschlüssig verbindbar sind.

18. Gewichtsausgleichseinrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreuzplatte an den Außenzylindern der Kolbenzylinderanordnungen befestigt ist.

19. Gewichtsausgleichseinrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenzylinderanordnungen und das Spannrohr nach einem der Ansprüche 3 bis 10 ausgebildet sind.

20. Gewichtsausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug in einem pneumatisch blockierbaren Zylinder verschwenkbar ist.

21. Gewichtsausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug pneumatisch betätigbar ist.

22. Gewichtsausgleichseinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug als pneumatisch betätigbarer Schrauber ausgebildet ist.

23. Gewichtsausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannzange und die Klemmbacken des an der Decke verfahrbaren Wagens bzw. die Hubvorrichtung des am Boden verfahrbaren und abstützbaren Wagens durch die pneumatische Steuervorrichtung vor Betätigung des Werkzeugs betätigt werden.

24. Gewichtsausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Steuereinrichtung ein Ventil mit einem Ventilkolben umfaßt, der Ventilwülste und dazwischen angeordnete Ventilnuten aufweist und in axialer Richtung in drei Ventilkammern verschiebbar ist, die sich in axialer Richtung des Ventilkolbens aneinanderreihen, daß ein Druckmediumseinlaß und zwei Druckmediumsauslässe, von denen der eine zum Werkzeug und der andere zur Spannzange und der Feststell- bzw. Klemmeinrichtung bzw. der Hubeinrichtung führen, im Ventilblock angeordnet sind und daß der Druckmediumseinlaß in die mittlere Ventilkammer und die Druckmediumsauslässe an je eine der beiden anderen Ventilkammern angeschlossen sind.

25. Gewichtsausgleichseinrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche, welche außerhalb der Abdichtungen der beiden äußeren Ventilkammern liegen, an eine Entlüftungsöffnung angeschlossen sind.

26. Gewichtsausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben von Hand betätigbar ist.