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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schraubglocke für einen Roboterschrauber sowie einen Roboterschrauber mit einer solchen Schraubglocke.
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Im Stand der Technik sind verschiedene Systeme und Verfahren zum automatisierten Einschrauben von Schrauben in ein Werkstück bekannt. Bekannte Roboterschrauber weisen eine sogenannte Schraubglocke zum Einschrauben der Schraube auf. Hierzu weist die Schraubglocke für gewöhnlich eine Schraubeinheit zum Drehen der Schraube sowie einen Linearantrieb für eine Schubbewegung der Schraube zum Werkstück während des Schraubvorgangs auf. Gattungsgemäße Roboterschrauber sind beispielsweise aus der europäischen Patentanmeldung
EP 0891034 A1 und der internationalen Patentanmeldung
WO 2019/238883 A1 bekannt.
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Bei den bekannten Roboterschraubern ist die Schraubeinheit als Antriebsmotor bereitgestellt, der als eigenständiges Einkaufsteil mit eigener Steuerung zur Bereitstellung des Roboterschraubers erworben werden muss. Dies führt zu logistischen Herausforderungen bei der Bereitstellung des Roboterschraubers. Ferner führt eine solche Ausführung zu erhöhten Investitionskosten, einem hohen Gewicht und einem großen Bauvolumen der Schraubglocke. Ein weiteres Problem bei bekannten Roboterschraubern ist die Verletzungsgefahr für Bedienpersonal am Roboterschrauber, die von einer aus der Schraubglocke herausragenden Schraube vor dem Schraubvorgang ausgeht.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, der voranstehend beschriebenen Problematik zumindest teilweise Rechnung zu tragen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstige, kompakte und sicher zu bedienende Schraubglocke sowie einen Roboterschrauber mit einer solchen Schraubglocke zu schaffen.
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Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Insbesondere wird die voranstehende Aufgabe durch die Schraubglocke gemäß Anspruch 1 sowie den Roboterschrauber gemäß Anspruch 13 gelöst. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren. Dabei gelten Merkmale, die im Zusammenhang mit der Schraubglocke beschrieben sind, auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Roboterschrauber und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird und/oder werden kann.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Schraubglocke für einen Roboterschrauber zur Verfügung gestellt. Die Schraubglocke umfasst einen Schraubenhalter zum Halten einer Schraube, einen Linearantrieb zum translatorischen Antreiben des Schraubenhalters in eine Arbeitsrichtung sowie eine Gegen-Arbeitsrichtung, und eine Schutzhülse, die mantelförmig um wenigstens einen Teil des Schraubenhalters und in Arbeitsrichtung, zum Arbeitsschutz vor einer durch den Schraubenhalter gehaltenen Schraube, über den Schraubenhalter hinaus, ausgestaltet ist. Außerdem weist die Schraubglocke eine Federeinheit zum gefederten Lagern der Schutzhülse und für eine gefederte Relativbewegung zwischen der Schutzhülse und dem Schraubenhalter entlang der Arbeitsrichtung und der Gegen-Arbeitsrichtung auf.
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Unter Verwendung der vorgeschlagenen Schraubglocke lassen sich sichere und verletzungsfreie, kollaborative Schraubprozesse auch bei höheren Kräften und Momenten sowie auch bei scharfkantigen Schraubengeometrien durchführen. Die Schraubglocke kann ein Glockengehäuse aufweisen, das ein Gehäusevolumen definiert, wobei die Federeinheit im Gehäusevolumen angeordnet ist. Auf einen Federmechanismus, der beispielsweise im Roboterschrauber und/oder kompliziert zwischen der Schraubglocke und dem Roboterschrauber installiert ist, kann damit verzichtet werden. Die erfindungsgemäße Schraubglocke kann ferner, entgegen bisheriger Bauweisen von gattungsgemäßen Roboterschraubern, ohne Schraubeinheit, die zum Drehen der Schraubglocke und/oder der Lineareinheit ausgestaltet wäre, konfiguriert sein. Die Schraubeinheit kann dafür in und/oder an einen Roboterarm des Roboterschraubers ausgelagert werden. Dadurch kann in der Schraubglocke mehr Platz für die erfindungsgemäße Federeinheit geschaffen werden. Mit Bezug auf die Schraubglocke kann damit eine reduzierte Betriebsmittel-Stückliste erreicht werden. Ferner können dadurch die Investitionen für die Schraubglocke reduziert werden. Darüber hinaus kann durch den Verzicht auf die Schraubeinheit in der Schraubglocke eine verbesserte Bewegungsführung des Roboterschraubers im Gesamtsystem erreicht werden. Weitere Vorteile sind reduzierte Kräfte und Flächenpressungen in den jeweiligen Kontaktflächen.
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Der Schraubenhalter ist insbesondere zum magnetischen Halten der Schraube ausgestaltet. Unter dem Halten der Schraube kann ein direktes oder ein indirektes Halten der Schraube verstanden werden. So kann in der Schraubglocke beispielsweise ein Bit am Schraubenhalter angeordnet sein oder werden, durch welches die Schraube am Schraubenhalter gehalten wird oder werden kann. Der Linearantrieb kann zum translatorischen Antreiben des Schraubenhalters relativ zur Schutzhülse konfiguriert sein. D. h. der Schraubenhalter ist durch den Linearantrieb in der Arbeitsrichtung verstellbar bzw. bewegbar, während die Schutzhülse in ihrer Ausgangsposition verweilt.
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Unter dem erwähnten Arbeitsschutz ist der Schutz eines Arbeiters an der Schraubglocke und/oder am Roboterschrauber vor der Schraube zu verstehen, indem es dem Arbeiter aufgrund der Schutzhülse grundsätzlich nicht möglich oder zumindest nicht aus Versehen möglich ist, mit der Schraubenspitze in Berührung zu kommen. Die Schutzhülse erstreckt sich hierfür bevorzugt in Arbeitsrichtung über die Länge der verwendeten Schraube in der Schraubglocke hinaus.
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Der Schraubenhalter kann integral mit dem Linearantrieb bzw. mit einem in Arbeitsrichtung und entgegen der Arbeitsrichtung verstellbaren Antriebszapfen des Linearantriebs, insbesondere mit einem stirnseitigen Endabschnitt des Antriebszapfens, verbunden sein und/oder als Teil des Linearantriebs ausgestaltet sein. Dadurch können Vorteile hinsichtlich der Kompaktheit der Schraubglocke erzielt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass bei einer Schraubglocke die Federeinheit eine Schraubenfeder aufweist oder als Schraubenfeder ausgestaltet ist. Damit können die Federeinheit und somit auch die Schraubglocke kompakt und kostengünstig zur Verfügung gestellt werden. Eine Schraubenfeder ist zudem robust und gewährleistet eine zuverlässige Betriebsweise der Schraubglocke. Die Federeinheit steht bevorzugt in direktem Kontakt oder zumindest in direktem Wirkkontakt mit der Schutzhülse. Insbesondere kann ein stirnseitiges Ende der Schutzhülse direkt oder nur durch beispielsweise eine Unterlegscheibe getrennt, an der Schraubenfeder positioniert sein. Die Schraubenfeder ist bevorzugt konzentrisch oder im Wesentlichen konzentrisch zum Linearantrieb und/oder zum Schraubenhalter angeordnet.
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Ferner ist es bei einer Schraubglocke gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, dass der Linearantrieb ein Antriebsgehäuse und einen wenigstens teilweise aus dem Antriebsgehäuse heraus ragenden und relativ zum Antriebsgehäuse verstellbaren Antriebszapfen zum Antreiben des Schraubenhalters in der Arbeitsrichtung sowie der Gegen-Arbeitsrichtung aufweist, wobei wenigstens ein Teil des Antriebsgehäuses und/oder wenigstens ein Teil des Antriebszapfens mantelförmig von der Schraubenfeder umschlossen sind. Die Schutzhülse kann sich demnach bis in ein Gehäusevolumen innerhalb eines Glockengehäuses der Schraubglocke hinein erstrecken. Dies führt zu einer stabilen Lagerung der Schutzhülse sowie zu einer kompakten Ausgestaltung der Schraubglocke. Der Antriebszapfen kann wenigstens teilweise strangförmig ausgestaltet sein. Das Umschließen des wenigstens einen Teils des Antriebsgehäuses und/oder des wenigstens einen Teils des Antriebszapfens durch die Schraubenfeder kann dahingehend verstanden werden, dass zwischen der Schraubenfeder und dem wenigstens einen Teil des Antriebsgehäuses und/oder dem wenigstens einen Teil des Antriebszapfens keine weiteren Bauteile oder aber noch weitere Bauteile angeordnet sein können. Dass wenigstens ein Teil des Antriebsgehäuses und/oder wenigstens ein Teil des Antriebszapfens mantelförmig von der Schraubenfeder umschlossen sind kann ferner dahingehend verstanden werden, dass die Schraubenfeder ein Zylindervolumen definiert, in welchem der wenigstens eine Teil des Antriebsgehäuses und/oder der wenigstens eine Teil des Antriebszapfens angeordnet sind.
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Außerdem kann eine Schraubglocke gemäß der vorliegenden Erfindung eine Sensoreinheit zum Ermitteln einer Relativbewegung der Schutzhülse zum Schraubenhalter aufweisen. Damit kann eine effektive Sicherheitsvorrichtung zum Abbrechen eines Schraubprozesses bereitgestellt werden, wenn unter Verwendung der Sensoreinheit beispielsweise eine unerwünschte Relativbewegung der Schutzhülse in der Schraubglocke in Gegen-Antriebsrichtung erkannt wird. Die Sensoreinheit kann wenigstens einen Mantelsensor an der Schutzhülse und wenigstens einen Gegensensor, der entfernt von der Schutzhülse und beispielsweise in und/oder an einem Glockengehäuse der Schraubglocke angeordnet sein kann, zum Ermitteln der Relativbewegung aufweisen. Zur Erhöhung der Betriebs- und/oder Ermittlungssicherheit kann die Sensoreinheit redundant ausgeführt sein. In diesem Fall kann die Sensoreinheit einen ersten Mantelsensor und einen ersten Gegensensor, sowie einen redundanten zweiten Mantelsensor und einen redundanten zweiten Gegensensor aufweisen. Ferner kann wenigstens ein Teil der Sensoreinheit, also beispielsweise der wenigstens eine Mantelsensor und/oder der wenigstens eine Gegensensor, außerhalb eines Gehäusevolumens, das durch das Glockengehäuse definiert wird, angeordnet sein.
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Darüber hinaus ist es möglich, dass eine erfindungsgemäße Schraubglocke ein Glockengehäuse mit einem Gehäusevolumen, in welchem wenigstens ein Teil des Linearantriebs sowie wenigstens ein Teil der Schutzhülse angeordnet sind, aufweist, wobei am Glockengehäuse und/oder im Gehäusevolumen eine Begrenzungsfläche zum Begrenzen der gefederten Relativbewegung der Schutzhülse in Arbeitsrichtung ausgestaltet ist. Damit kann der maximal mögliche Federweg in Arbeitsrichtung auf einfache und kompakte Weise begrenzt werden. Das Glockengehäuse kann die Außenwandung oder wenigstens einen Teil der Außenwandung der Schraubglocke bilden.
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Eine erfindungsgemäße Schraubglocke kann weiterhin ein Glockengehäuse mit einem Gehäusevolumen aufweisen, wobei in dem Gehäusevolumen wenigstens ein Teil des Linearantriebs sowie wenigstens ein Teil der Schutzhülse angeordnet sind und wobei am Glockengehäuse oder im Gehäusevolumen eine Anschlagfläche zum Begrenzen der gefederten Relativbewegung der Schutzhülse in Gegen-Arbeitsrichtung ausgestaltet ist. Damit kann der maximal mögliche Federweg in Gegen-Arbeitsrichtung auf einfache und kompakte Weise begrenzt werden.
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Eine Schraubglocke gemäß der vorliegenden Erfindung kann außerdem einen Lagermantel bzw. eine Lagerhülse aufweisen, der bzw. die im Gehäusevolumen mantelförmig um wenigstens einen Teil des Antriebsgehäuses ausgestaltet ist und an einem stirnseitigen Ende die Anschlagfläche aufweist, wobei wenigstens ein Teil der Schutzhülse zwischen einer Außenfläche des Lagermantels und einer Innenfläche des Glockengehäuses ausgestaltet ist. Damit ist die Anschlagfläche auf platzsparende und stabile Art und Weise in der Schraubglocke angeordnet. Die Schraubenfeder kann ebenfalls wenigstens teilweise zwischen der Außenfläche des Lagermantels und einer Innenfläche des Glockengehäuses ausgestaltet und/oder angeordnet sein. Hierfür, aber auch unabhängig von dieser Ausführungsform, kann die Schutzhülse kelchförmig, trichterförmig und/oder in einem Querschnitt der Schutzhülse betrachtet gabelförmig ausgestaltet sein.
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Darüber hinaus ist es bei einer Schraubglocke gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, dass der Linearantrieb einen Pneumatikzylinder aufweist. Hierbei kann es von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Schraubglocke der Linearantrieb einen Pneumatikstempel aufweist und der Schraubenhalter am Pneumatikstempel oder als integraler Bestandteil des Pneumatikstempels ausgestaltet ist. Auch damit lässt sich eine besonders kompakte und einfach aufgebaute Schraubglocke bereitstellen. Der Pneumatikzylinder kann einen Lufteinlass und einen Luftauslass aufweisen und an einem Glockengehäuse befestigt sein, in welchem die Federeinheit und/oder die Sensoreinheit angeordnet sein kann. Der Antriebszapfen des Pneumatikstempels kann sich durch den Pneumatikzylinder sowie durch das Glockengehäuse erstrecken.
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Bei einer Schraubglocke gemäß der vorliegenden Erfindung ist es weiterhin möglich, dass der Linearantrieb einen Hubmagnet aufweist. Eine solche Lösung lässt sich besonders platzsparend realisieren. Im Vergleich zu einer Pneumatiklösung kann auf eine Pneumatikkupplung zu einem Rotorflansch entfallen. Damit kann die vorgeschlagene Lösung besonders einfach und kostengünstig realisiert werden.
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Bei einer Schraubglocke gemäß einer weiteren Ausgestaltungsvariante kann die Schraubglocke vor und nach einem Einschrauben der Schraube in ein Werkstück in einen Vorbereitungszustand und zum Einschrauben der Schraube in das Werkstück in einen Arbeitszustand verstellbar sein, wobei sich die Schutzhülse im Vorbereitungszustand in Arbeitsrichtung über den Schraubenhalter und/oder eine durch den Schraubenhalter gehaltene Schraube hinaus erstreckt. Damit kann ein besonders hoher Arbeitsschutz erreicht werden. Der Linearantrieb kann hierbei, zum Verstellen der Schraubglocke in den Arbeitszustand, zum Bewegen des Schraubenhalters und/oder einer durch den Schraubenhalter gehaltenen Schraube in Arbeitsrichtung über die Schutzhülse hinaus konfiguriert sein, um weiterhin die Schraubfunktion der Schraubglocke zu gewährleisten.
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Ferner kann bei einer Schraubglocke gemäß der vorliegenden Erfindung im Vorbereitungszustand ein Überstand der Schutzhülse in Arbeitsrichtung über den Schraubenhalter und/oder eine durch den Schraubenhalter gehaltene Schraube hinaus länger als ein maximaler bzw. maximal, zerstörungsfrei möglicher Federweg der Federeinheit in der Schraubglocke sein. Damit kann sichergestellt werden, dass sich ein Arbeiter selbst dann nicht an einer Schraube in der Schraubglocke verletzten kann, wenn er die Schutzhülse in Gegen-Arbeitsrichtung maximal eindrückt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Roboterschrauber zum Einschrauben einer Schraube in ein Werkstück zur Verfügung gestellt. Der Roboterschrauber weist einen Roboterarm mit einer daran befestigten, wie vorstehend im Detail beschriebenen Schraubglocke auf. Damit bringt der erfindungsgemäße Roboterschrauber die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf die erfindungsgemäße Schraubglocke beschrieben worden sind. Unter dem Roboterschrauber können ein Schraubautomat und/oder ein Automatikschrauber verstanden werden. Der Roboterschrauber kann eine Schraubenzuführeinheit zum automatischen Zuführen von Schrauben zum Schraubenhalter und/oder zu einer Haltevorrichtung, beispielsweise in Form eines Bits, am Schraubenhalter, aufweisen.
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Bei einem erfindungsgemäßen Roboterschrauber ist es möglich, dass der Roboterarm eine Schraubeinheit zum Drehen der Schraubglocke und/oder des Linearantriebs und dadurch zum Einschrauben der Schraube in das Werkstück aufweist. D. h., wie vorstehend bereits erwähnt, kann die Schraubeinheit von der Schraubglocke an den Roboterarm ausgelagert sein. D. h., die Schraubtätigkeit, die bei bekannten Systemen von einer Schraubeinheit in und/oder an der Schraubglocke durchgeführt wird, kann gemäß dieser Konfiguration nun durch die Schraubeinheit am Roboterarm bzw. die Schraubeinheit des Roboterarms durchgeführt werden. Damit können kostengünstige Roboterschrauber mit hohen axialen Kräften und Flächenpressungen zur Verfügung gestellt werden. Auf separate Schraubeinheiten bzw. entsprechende Antriebsmotoren und/oder zugehörige Steuerungen kann verzichtet werden. Ein solcher Roboterschrauber kann außerdem einfach, mit ggf. geringfügiger Umrüstung, für Zusatz-Prozesse wie Drücken, Umformen, Warmnieten und/oder Bohren verwendet werden.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Figuren hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein. Es zeigen jeweils schematisch:
- 1 eine Schraubglocke gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem ersten Vorbereitungszustand,
- 2 eine Schraubglocke gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem zweiten Vorbereitungszustand,
- 3 eine Schraubglocke gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Arbeitszustand,
- 4 eine Schraubglocke gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
- 5 einen Schraubroboter mit einer Schraubglocke gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine Schraubglocke 10a für einen Roboterschrauber 11 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die in 1 dargestellte Schraubglocke 10a weist einen Schraubenhalter 12 zum magnetischen Halten einer Schraube 13 sowie einen Linearantrieb 14 in Form eines Hubmagneten zum translatorischen Antreiben des Schraubenhalters 12 in eine Arbeitsrichtung R1 und eine Gegen-Arbeitsrichtung R2 auf. Die Schraubglocke 10a weist ferner eine Schutzhülse 15 auf, die mantelförmig um den Schraubenhalter 12 und in Arbeitsrichtung R1, zum Arbeitsschutz vor einer durch den Schraubenhalter 12 gehaltenen Schraube 13, über den Schraubenhalter 12 hinaus, ausgestaltet ist. Außerdem weist die Schraubglocke 10a gemäß der ersten Ausführungsform eine als Schraubenfeder ausgestaltete Federeinheit 16 zum gefederten Lagern der Schutzhülse 15 und für eine gefederte Relativbewegung zwischen der Schutzhülse 15 und dem Schraubenhalter 12 entlang der Arbeitsrichtung R1 und der Gegen-Arbeitsrichtung R2 auf.
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Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform wirkt eine Verstellkraft F1 Stirnseitig auf die Schutzhülse 15. Die Verstellkraft kann beispielsweise durch die Hand eines Arbeiters an der Schraubglocke 10a verursacht werden. Durch die Verstellkraft F1 wird die Schutzhülse 15 in Gegen-Arbeitsrichtung R2 und gegen die Federkraft der Federeinheit 16 gedrückt. Die dargestellte Schraubglocke 10a weist ferner eine Sensoreinheit 19 zum Ermitteln einer Relativbewegung der Schutzhülse 15 zum Schraubenhalter 12 auf. Wird die Schutzhülse 15, wie in 1 dargestellt, in Gegen-Arbeitsrichtung bewegt, kann dies durch die Sensoreinheit 19 erkannt und ein Schraubvorgang kann beispielsweise automatisch gestoppt werden. Hierfür weist der Roboterschrauber 11 eine mit der Sensoreinheit 19 in Signalverbindung stehende und in 5 dargestellte Steuereinheit 35 zum Anhalten bzw. Unterbrechen eines Schraubvorgangs bei Erkennen einer spezifischen Relativbewegung der Schutzhülse 15 durch die Sensoreinheit 19 auf. Wie ferner in 1 gezeigt, ist ein Halteadapter 34 in Form eines Bits bereitgestellt, mittels welchem die Schraube 13 am Schraubenhalter 12 gehalten werden kann. Die gezeigte Sensoreinheit 19 weist einen ersten Mantelsensor 20 und einen zweiten Mantelsensor 21 auf, die jeweils an einer Außenumfangsfläche der Schutzhülse 15 angeordnet sind. Außerdem weist die Sensoreinheit einen ersten Gegensensor 22 und einen zweiten Gegensensor 23 auf, die jeweils am Glockengehäuse 24 angeordnet sind.
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Der Linearantrieb 14 weist ein Antriebsgehäuse 17 und einen aus dem Antriebsgehäuse 17 heraus ragenden und relativ zum Antriebsgehäuse 17 verstellbaren Antriebszapfen 18 zum Antreiben des Schraubenhalters 12 in der Arbeitsrichtung R1 sowie der Gegen-Arbeitsrichtung R2 auf, wobei ein Teil des Antriebsgehäuses 17 und der Antriebszapfen 18 mantelförmig von der Schraubenfeder umschlossen sind. Die Schraubglocke 10a umfasst weiterhin ein Glockengehäuse 24 mit einem Gehäusevolumen 25, in welchem wenigstens ein Teil des Linearantriebs 14 sowie wenigstens ein Teil der Schutzhülse 15 angeordnet sind, wobei am Glockengehäuse 24 eine Begrenzungsfläche 26 zum Begrenzen der gefederten Relativbewegung der Schutzhülse 15 in Arbeitsrichtung R1 ausgestaltet ist. 1 zeigt die Schraubglocke in einem Vorbereitungszustand S1 vor einem Schraubvorgang zum Einschrauben der Schraube 13 in ein Werkstück 31. Im Gehäusevolumen 25 ist ferner eine Anschlagfläche 27 zum Begrenzen der gefederten Relativbewegung der Schutzhülse 15 in Gegen-Arbeitsrichtung R2 ausgestaltet. Genauer gesagt weist die Schraubglocke 10a einen Lagermantel 28 auf, der im Gehäusevolumen 25 mantelförmig um das Antriebsgehäuse 17 ausgestaltet ist und an einem bzw. seinem stirnseitigen Ende die Anschlagfläche 27 aufweist, wobei ein Teil der Schutzhülse 15 zwischen einer Außenfläche 29 des Lagermantels 28 und einer Innenfläche 30 des Glockengehäuses 24 ausgestaltet ist.
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In 2 ist die Schraubglocke 10a gemäß der ersten Ausführungsform in einem Vorbereitungszustand S1 dargestellt, in welchem die Schutzhülse 15 die Federeinheit 16 nicht in Gegen-Arbeitsrichtung R2 zusammendrückt, sondern die Schutzhülse 15 durch die Federeinheit 16 gegen die in 1 gezeigte Begrenzungsfläche 26 gedrückt wird.
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In 3 ist die Schraubglocke 10a in einem Arbeitszustand S2 dargestellt, in welchem der Antriebszapfen 18 so weit aus dem Antriebsgehäuse 17 herausgefahren ist, dass die Schraube 13 in Arbeitsrichtung R1 über die Schutzhülse 15 hinausschaut und in das Werkstück 31 eingeschraubt werden kann.
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4 zeigt eine Schraubglocke 10b gemäß einer zweiten Ausführungsform, gemäß welcher der Linearantrieb 14 einen Pneumatikzylinder und einen Pneumatikstempel aufweist und der Schraubenhalter 12 als integraler Bestandteil des Pneumatikstempels ausgestaltet ist.
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In den beiden beschriebenen Ausführungsformen erstreckt sich die Schutzhülse 15 im Vorbereitungszustand S1 in Arbeitsrichtung R1 jeweils über den Schraubenhalter 12 und/oder eine durch den Schraubenhalter 12 gehaltene Schraube 13 hinaus. Ferner ist im Vorbereitungszustand S1 jeweils ein Überstand der Schutzhülse 15 in Arbeitsrichtung R1 über den Schraubenhalter 12 und/oder eine durch den Schraubenhalter 12 gehaltene Schraube 13 hinaus länger als ein maximaler Federweg der Federeinheit 16 in der Schraubglocke 10a, 10b.
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In 5 ist ein Roboterschrauber 11 zum Einschrauben einer Schraube 13 in ein Werkstück 31 dargestellt. Der gezeigte Roboterschrauber 11 umfasst einen Roboterarm 32 mit einer daran befestigten Schraubglocke 10a. Der Roboterarm 32 weist eine Schraubeinheit 33 zum Drehen der Schraubglocke 10a und dadurch zum Einschrauben der Schraube 13 in das Werkstück 31 auf.
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Die Erfindung lässt neben den dargestellten Ausführungsformen weitere Gestaltungsgrundsätze zu. D.h., die Erfindung soll nicht auf die mit Bezug auf die Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt betrachtet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10a
- Schraubglocke
- 10b
- Schraubglocke
- 11
- Roboterschrauber
- 12
- Schraubenhalter
- 13
- Schraube
- 14
- Linearantrieb
- 15
- Schutzhülse
- 16
- Federeinheit
- 17
- Antriebsgehäuse
- 18
- Antriebszapfen
- 19
- Sensoreinheit
- 20
- erster Mantelsensor
- 21
- zweiter Mantelsensor
- 22
- erster Gegensensor
- 23
- zweiter Gegensensor
- 24
- Glockengehäuse
- 25
- Gehäusevolumen
- 26
- Begrenzungsfläche
- 27
- Anschlagfläche
- 28
- Lagermantel
- 29
- Außenfläche
- 30
- Innenfläche
- 31
- Werkstück
- 32
- Roboterarm
- 33
- Schraubeinheit
- 34
- Halteadapter
- 35
- Steuereinheit
- R1
- Arbeitsrichtung
- R2
- Gegen-Arbeitsrichtung
- S1
- Vorbereitungszustand
- S2
- Arbeitszustand
- F1
- Verstellkraft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0891034 A1 [0002]
- WO 2019/238883 A1 [0002]
