(57)【要約】溶接トーチを産業ロボット１４に接続するためのツールホルダ１０に関し、ツールホルダは、溶接トーチ１２をツールホルダに固定する第１の取付部１６と、ツールホルダを産業ロボットに固定する第２の取付部１８とを備える。第１及び第２の取付部は、ばね要素２２，２４の作用に逆らって互いに関して変位又は位置変更できる。また、ツールホルダは、所定の変位量又は位置変更量を超えると溶接トーチを不作動化する保護装置２６を備えている。第１の取付部に結合された構成要素２８は、Ｚ方向に位置変更できると共に、第２の取付部に関してＸ及び／又はＹ方向３２，３４に変位できる。Ｘ及び／又はＹ方向に変位するときに、第１ばね要素に負荷がかけられ、Ｚ方向への位置変更中に、第２ばね要素に負荷がかけられる。本発明では、第１ばね要素及び第２ばね要素が直列に配設されるか又は二段になって配設される。【選択図】図４
2004533337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に溶接トーチ又は切断トーチであるツール（１２）を特に産業ロボットである取扱装置（１４）に接続するためのツールホルダ（１０）であって、前記ツール（１２）を該ツールホルダ（１０）に固定するための第１取付部（１６）と、前記ツールホルダ（１０）を前記取扱装置（１４）に固定するためのハウジングのような第２取付部（１８）とを有しており、該第１及び第２取付部（１６，１８）は、ばね要素（２２，２４）のばねセッチングに逆らって互いに関して変位又は位置変更されることができ、また、所定の変位量又は位置変更量を超えると前記取扱装置（１４）及び／又は前記ツール（１２）を不作動化するための保護装置（２６）を有しており、前記第１取付部（１６）に結合された構成要素（２８）は、Ｚ方向（３０）（ツールホルダの長手方向軸線）に位置変更又は駆動されることができると共に、前記第２取付部（１８）に関して、例えば枢回可能又は傾動可能であって、Ｘ及び／又はＹ方向（３２，３４）に変位されることができ、該Ｘ及び／又はＹ方向（３２，３４）への変位の際に、それぞれ第１ばね強度を有する複数の第１ばね要素（２２）のうちの唯１つ又は少数と、前記Ｚ方向（３０）への位置変更の際に、異なる第２ばね強度を有する少なくとも１つの第２ばね要素（２４）とが応力を加えられる前記ツールホルダ（１０）において、単数又は複数の前記第１ばね要素（２２）及び前記少なくとも１つの第２ばね要素（２４）は、直列に又は次々と二段になって配設されている、ことを特徴とするツールホルダ。
【請求項２】
前記第１ばね要素（２２）の全体のばね強度は、前記少なくとも１つの第２ばね要素（２４）のばね強度よりも大きい、ことを特徴とする請求項１に記載のツールホルダ。
【請求項３】
単一の第１ばね要素（２２）のばね強度は、前記少なくとも１つの第２ばね要素（２４）のばね強度よりも小さい、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のツールホルダ。
【請求項４】
前記構成要素（２８）は、特に平ら、板状又は環状である解除フランジ（３６）として具体化されており、前記第２取付部（１８）は、前記解除フランジ（３６）及び前記ばね要素（２２，２４）を受ける好ましくはコップ形のハウジング（２０）として具体化されており、前記ハウジング（２０）は、回して取り付けるキャップ（３８）で好ましくは閉じられることができる、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のツールホルダ。
【請求項５】
中立位置において、前記ばねセッチンングの影響を受けて、前記解除フランジ（３６）は、前記ハウジング（２９）内で環状に特に円環状に配設されるボールのような複数の固定要素（４２）上に、特に外側リング領域（４０）において、配置されている、ことを特徴とする請求項４に記載のツールホルダ。
【請求項６】
前記解除フランジ（３６）は、特に外側リング領域（４０）において、前記固定要素（４２）の位置に対応すると共にそれらを部分的に受ける凹部（４４）を有しており、前記固定要素（４２）は、ボールケージ（４６）のような保持装置により好ましくは保持されている、ことを特徴とする請求項５に記載のツールホルダ。
【請求項７】
前記解除フランジ（３６）は、ばねアセンブリを形成する、特に４個から１２個、好ましくは９個である複数の第１ばね要素（２２）のばねセッチングの作用を受ける、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のツールホルダ。
【請求項８】
前記第１ばね要素（２２）は、前記構成要素（２８）と、前記Ｚ方向（３０）に変位可能又は可動であると共に特に板状であるばねピストン（４８）との間で、該ばねピストンがその下側で前記少なくとも１つの第２ばね要素（２４）の前記ばねセッチングの作用を受けて、締め付けられている、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のツールホルダ。
【請求項９】
前記ばねピストン（４８）は、前記ハウジング（２０）の孔（５２）内で前記Ｚ方向（３０）に変位可能に案内される中央の中空軸状部（５０）を有する、ことを特徴とする請求項８に記載のツールホルダ。
【請求項１０】
穿孔板（５４）が前記構成要素（２８）と前記ばねピストン（４８）との間に配設されており、前記第１ばね要素（２２）は、前記穿孔板（５４）の穿孔（５６）内に若干の遊びを有して受け入れられている、ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のツールホルダ。
【請求項１１】
前記穿孔板（５４）は、前記ハウジング（２０）内、特に前記中空軸状部（５０）内で前記Ｚ方向（３０）に変位可能に案内される中央の軸状部又はピストン（５８）を有している、ことを特徴とする請求項１０に記載のツールホルダ。
【請求項１２】
圧縮ばねが前記ばねピストン（４８）の表側と前記穿孔板（５４）の裏側との間に締め付けられている、ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載のツールホルダ。
【請求項１３】
スイッチ（６４）と連係する突出部（６２）、又はスイッチ要素等が、前記構成要素（２８）又は前記ばねピストン（４８）に、そして好ましくは前記穿孔板（５４）に設けられている、ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のツールホルダ。
【請求項１４】
前記第２ばね要素（２４）の前記ばね強度は、好ましくは９個の第１ばね要素（２２）のうちの単一の第１ばね要素（２２）のばね強度のほぼ３〜４倍と同等である、ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のツールホルダ。
【請求項１５】
前記第１ばね要素（２２）の各々は実質的に同一のばね強度を有している、ことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のツールホルダ。
【請求項１６】
前記ばね要素（２２，２４）は圧縮ばね又は渦巻ばねとして具体化されている、ことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載のツールホルダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
特に溶接トーチ又は切断トーチであるツールを特に産業ロボットである取扱装置に接続するためのツールホルダであって、このツールをツールホルダに固定するための第１取付部とツールホルダを取扱装置に固定するためのハウジングのような第２取付部とを有しており、該第１及び第２取付部は、ばね要素のばねセッチングに逆らって互いに関して変位又は位置変更されることができ、また、所定の変位量又は位置変更量を超えると取扱装置及び／又はツールを不作動化するための保護装置を有しており、第１取付部に結合された構成要素は、Ｚ方向（ツールホルダの長手方向軸線）に位置変更又は駆動されることができると共に、第２取付部に関して、例えば枢回可能又は傾動可能であって、Ｘ及び／又はＹ方向に変位されることができ、Ｘ及び／又はＹ方向への変位の際に、それぞれ第１ばね強度を有する複数の第１ばね要素のうちの１つ以上と、Ｚ方向への位置変更の際に、異なる第２ばね強度を有する少なくとも１つの第２ばね要素とが構成要素により弾性変形される、ツールホルダに関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなツールホルダの一例は、米国特許第４,６３９,１８４号から２つの部分を有するものが既に知られており、該部分は共に互いに関して軸方向に変位可能であると共に枢回可能であって、一方の部分がツールに結合され、他方の部分がロボットアームに結合されている。これらの部分は、４つのばねにより圧縮応力を与えられて中立位置になっており、そのうちの３つの圧縮ばねは、一方の部分の外周にほぼ均等に配置された複数の外側孔に配設されている。もう１つの圧縮ばねは、他方の部分の中央孔に設けられると共に、上側の部分に支えられている。Ｘ又はＹ方向への変位の際に、外周に配置された外側のばねの幾つかと中央のばねは、応力をかけられる。Ｚ方向への変位の際、全てのばねは、同じ方法で一緒に応力をかけられる。中央のばねのセッチング力は、調整ねじにより変更することができ、また、中央のばね及び外周に配置された外側のばねは、随意であるが、異なるばね強度を有していてよい。
【０００３】
別のツールホルダは、例えば、欧州特許出願公開第０２４９７７４号明細書から知られている。それは、互いに弾性的に接続された２つの構成要素を備えて、衝突ガードとして具体化されており、該構成要素は、衝突の際に、位置の変化によりマシン運動即ち取扱装置の運動の中断をトリップする。衝突ガードの重量及び構造長さを減らすと共に、トーチ位置が調整されたときの高い反復精度を達成するために、該構成要素は、力の作用を受ける円錐座として具体化されている。２つの構成要素の間に、３つの圧縮渦巻ばねが１２０度の角度間隔で配設されている。それらは、互いに接して構成要素に圧縮応力を与え、そしてある対象物とのツールの衝突の場合に、それらは、双方の構成要素の変位可能性を許容すると共に、障害が排除された後に、それらは、２つの構成要素を初期位置もしくは中立位置に復帰させる。
【０００４】
一般に、これらのロボット取付部は、ツール及びロボットの衝突ガードとして、ロボットとツールとの間で産業ロボットに装着される。ツールホルダは、衝突の場合に、ツール及びロボットをバランシングすると共に、スイッチを作動して問題もしくは衝突の報告をしてから、問題の排除後に、ツールを衝突前の所定の初期位置に復帰させる課題を有している。
【０００５】
この復帰のために、先行技術からは以下のシステムが知られている。ツールホルダは、全３軸方向Ｘ，Ｙ及びＺの衝突を検出するように考えられている。大きな負荷支持容量が採用されている場合、復帰システムは、それ相応に強化されねばならず、Ｚ成分の不均等化になる。空気式解決策は、取扱装置を経由して圧縮空気を供給する必要があるという欠点を更に有しており、これは、特に溶接分野のツールでは、好ましくないことである。
【発明の開示】
【０００６】
比較すると、本発明の目的は、不釣合いに大きいＺ成分をもつ復帰システムの使用を回避すると共に、Ｘ及びＹ成分に限らずＺ成分の方向における作用力の低下を可能にしながら、追加の圧縮空気供給源の使用を必要することなく大きな負荷支持容量に耐えるため冒頭に言及した特質をもつツールホルダを具体化することである。
【０００７】
冒頭に言及した特質を有するツールホルダにおいて、この目的は、第１ばね要素及び少なくとも１つの第２ばね要素が直列に又は次々と二段になって配設されていることで、本発明に基づいて達成される。この二段構えの性質は、ばね弾性の第１及び第２要素の力の構造的配分により成し遂げられる。その結果、Ｚ方向の衝撃については、先ず第２ばね要素により吸収し、Ｘ及び／又はＹ方向の衝撃については、第１ばね弾性要素の幾つかにより最初に吸収することが可能になる。大きな衝撃力の場合、Ｚ方向の衝撃は、全第１ばね弾性要素の全体により吸収されるが、Ｘ及び／又はＹ方向に作用する大きな力の場合、これらの力は今度は第２ばね要素により吸収される。第一段において、Ｘ及び／又はＹ方向に作用する力は第１ばね弾性要素の幾つかによりこうして吸収され、一方、第二段において、Ｚ方向に作用する力は、第２ばね弾性要素により捕らえられる。
【０００８】
これらの対策の結果として、Ｘ及びＹ成分はもちろんのことＺ成分の方向の作用力の低下が可能であるから、解除力の均一化が起こり、そして大きな力が作用するときには、ばね要素の復帰成分の相互作用が大きな力の吸収を引き起こす。用語・ばね要素は、負荷がかけられると弾性的に変形する種類の機械要素であるとこの出願の文脈の中で理解されるべきであり、それらは、コイルばね又は渦巻ばねの形で、引張ばね又は圧縮ばねとして具体化されるのが好ましい。用語・ばね強度は、規定の形状変化の際にばね要素のばね力及びたわみに関する特性曲線の傾きを意味すると理解されるべきである。特性曲線が線形であれば、ばね強度は、ばね荷重及び関連の形状変化の指数であるばね定数と同義である。
【０００９】
本発明の第１の有利な特徴において、第１ばね要素の全体のばね強度は、少なくとも１つの第２ばね要素のばね強度よりも大きい。この対策で、Ｚ方向へのみの衝突又は力の発揮の際、第２ばね要素がほぼ密着高さになるまで最初に圧縮されることを確実にするように注意が払われており、その後、第１ばね要素もまた押し縮められて最大に圧縮された密着高さになることができる。単一の第２ばね要素の代わりに、複数の第２ばね要素を採用しうることについても留意されたい。その場合、ばね強度を必要な大きさにするために、単一の第２ばね要素のばね強度だけでなく、第２ばね要素の全体のばね強度が採用されるべきである。
【００１０】
単一の第１ばね要素のばね強度が少なくとも１つの第２ばね要素のばね強度又は複数の第２ばね要素のばね強度の総計よりも小さいことが有利であることもまた分かっている。この対策で、Ｘ及び／又はＹ方向への衝撃又は衝突の際、第１ばね要素の幾つかのみがそれらの密着高さに達するまで圧縮され又は応力を加えられる。非常に大きな衝突力がＸ及び／又はＹ方向に作用する際には、第２ばね要素が次いで同様に圧縮される。
【００１１】
特に、衝突力がＸ及び／又はＹ方向に作用する場合に、第１ばね弾性要素の総数のほぼ３分の１になる第１ばね弾性要素が圧縮されうるような方法で第１ばね要素の配列及び実施形態を設計しておくことが有利であることが分かった。
【００１２】
更に、構成要素は、特に平ら、板状又は環状である解除フランジとして具体化されており、第２取付部は、解除フランジ及びばね要素を受ける好ましくはコップ形のハウジングとして具体化されており、そして好適な特徴において、ハウジングは、回して取り付けるキャップで好ましくは閉じられうることが有利であることが分かった。この対策により、ツールホルダは、非常にコンパクトに設計されうると共に、比較的に軽い重量を有する。
【００１３】
本発明の別の有利な改良点において、中立位置において、即ち応力がかけられていない初期位置において、ばねセッチンングの影響を受けて、解除フランジは、ハウジング内で環状に特に円環状に配設されるボール、ローラ等のような複数の固定要素上に、特に外側リング領域に、配置されている。この対策のため、Ｘ及び／又はＹ方向の衝突力が出されるときの解除フランジの枢回又は傾動が、特に衝撃の方向に配置された固定要素の周りに可能である。これらの固定要素は、解除フランジが衝撃の方向に変位、枢回又は傾動されうることがほぼ確実なものになるように、解除フランジのピッチ円上に配分されるのが好ましい。
【００１４】
本発明の有利な改良点において、解除フランジは、特に外側リング領域において、固定要素の位置に対応すると共にそれらを部分的に受ける凹部を有しており、固定要素は、ボールケージ等のような保持装置により好ましくは保持されている。これらの対策により、一方では、衝突の排除又は衝突における障害物の排除後の解除フランジの復帰の際、固定要素が解除フランジの関連の凹みに落ち込む中立位置への解除フランジの正確な位置決めが保証されることを確実にするように注意が払われる。他方では、取付部又はボールケージにより、固定要素は、キャップ又はハウジングに関するそれらの所定位置に確実に保持されるので、復帰後、解除フランジは再びその初期位置に確実に達することができる。ボールケージはまた、傾動後に保持装置を支える、枢回点としての役割も有している。
【００１５】
構成上の有利な特徴において、解除フランジは、ばねアセンブリを形成する、特に４個から１２個、好ましくは９個である複数の第１ばね要素のばねセッチングの作用を受ける。この場合、第２ばね要素のばね強度は、複数の第１ばね要素のうちの単一ばね要素のばね強度のほぼ３〜４倍に達することができる。Ｘ及び／又はＹ方向への衝撃の際、個々の衝撃方向に左右されるが、１〜３個内外に過ぎない第１ばね要素が圧縮されるので、この場合、第２ばね要素は最初のうちは圧縮されない。Ｚ方向への衝撃の際、好ましくは６〜９個前後である第１ばね要素の全体のばね強度は第２ばね要素のばね強度よりも大きいので、その場合、第２ばね要素が最初に圧縮される。
【００１６】
本発明の別の有利な特徴において、第１ばね要素は、構成要素又は解除フランジと、Ｚ方向に変位可能又は可動であると共に特に板状であるばねピストンとの間で、該ばねピストンがその下側で少なくとも１つの第２ばね要素のばねセッチングの作用を受けて、締め付けられている。この構成上の対策により、第１及び第２ばね要素の力配分の二段構えの特質が達成され、Ｘ及び／又はＹ方向の衝撃の際には、解除フランジの傾動又は枢回運動のため、最初に、外側リング領域に係合する第１ばね要素が、或いはそれらの一部が応力を加えられる。Ｚ方向の衝撃の際、全ての第１ばね要素は、応力をかけられると共に、全体としてより大きなばね強度のため、解除フランジ及びばねピストン間の準剛性継手として機能するので、圧縮されるのは第２ばね要素である。
【００１７】
ばねピストンは、ハウジングの孔内でＺ方向に可動又は変位可能に案内される中央の軸状部、特に中空軸状部を有することが好ましい。この対策により、Ｚ方向へのハウジング内側でのばねピストンの確実で正確な可動性が保証される。
【００１８】
本発明の別の有利な特徴において、穿孔板が構成要素又は解除フランジとばねピストンとの間に配設されており、そして第１ばね要素のうちの１つは、この穿孔板の穿孔内に若干の遊びを有して受け入れられていて、その結果、ハウジング内部における第１ばね要素の三次元の固定的位置決めが保証される。
【００１９】
本発明の別の改良点において、穿孔板は、ハウジング内、特に中空軸状部内でＺ方向に変位可能に案内される中央の軸状部又はピストンを有している。この直近の場合、ばねピストンは中空軸状部への中央開口を有しており、その中で、穿孔板の軸状部がＺ方向に変位可能に案内される。
【００２０】
圧縮ばねは、ばねピストンの表側と穿孔板の裏側との間に締め付けられていて、衝突の場合及び衝突における障害物の排除の場合、解放後、穿孔板を中立位置又は初期位置に戻す役を果す。
【００２１】
更に、ハウジングにあるスイッチと連係する突出部、又はスイッチ要素等が構成要素、穿孔板、又はばねピストンに設けられることが有利であることが分かった。衝突の衝撃における力の移入は、いずれの場合も、１つ以上の第１ばね要素、又は第２ばね要素が圧縮されているかどうかに関係なく、同様に解除フランジを介して穿孔板に伝えられるので、穿孔板の所定変位量又は位置変更量が超えられればスイッチ装置を突出部により作動して、取扱装置又はツールの緊急停止を行うことができるように、突出部を特に穿孔板に配置することが有利であることが分かる。
【００２２】
第２ばね要素のばね強度を必要な大きさに決めることに関し、特別な実施形態において、このばね強度は単一の第１ばね要素のばね強度のほぼ３〜４倍と同等とすることが有利であることが分かった。この大きさ決めは、Ｘ及び／又はＹ方向の衝撃の際、第１ばね要素の唯１つ又は幾つかが解除フランジを解して圧縮されるという考え方に基づいている。８〜９個内外の第１ばね要素が使用されていれば、この大きさ決めが有利であることが分かった。もっと多く又はもっと少ないばね要素が組み合わされてばねアセンブリになっていれば、それに応じて第２ばね要素のばね強度の大きさ決めを変えることができる。
【００２３】
工学的理由のため、第１ばね要素の各々が本質的にほぼ同一のばね強度を有していて、第１ばね要素が本質的に互いに同一に好ましくは具体化されうるのが有利であることが分かった。
【００２４】
最後に、ばね要素は、圧縮ばね又は渦巻ばねとして具体化されうるのが好ましい。
【００２５】
本発明の更なる特性、利点、潜在用途及び特徴は、具体的な実施形態についての以下の記載から明らかとなろう。図面に記載され及び／又は明らかにされた全ての特性は、それら自体でも、或いは任意の組合せでも、それらがどの程度特許請求の範囲で概説されているかに関係ないか或いは特許請求の範囲の従属関係に関係ないことも含め、本発明の主題を形成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図において、特に溶接トーチ又は切断トーチのようなツール１２を特に産業ロボットである取扱装置１４に接続するためのツールホルダ１０は、ツール１２をツールホルダ１０に固定するための第１取付部１５とツールホルダ１０を取扱装置１４に固定するための例えばハウジング２０である第２取付部１８とを有して、図示されている。該第１及び第２取付部１６，１８は、ばね要素２２，２４のばねセッチングに逆らって互いに関して変位又は位置変更されることができる。
【００２７】
また、所定の変位又は位置変更を超えると取扱装置１４及び／又はツール１２を不作動化するために、保護装置２６も設けられている。例えば軸状部２９を介して第１取付部１６に結合されているのは、ツールホルダの長手方向軸線に一致するＺ方向３０に変位可能又は可動であると共に、Ｘ及び／又はＹ方向３２，３４に、第２取付部１８に関して、例えば枢回可能又は傾動可能な、変位可能である構成要素２８である。Ｘ及び／又はＹ方向３２，３４への構成要素２８の変位の際に、それぞれ第１ばね強度を有する複数の第１ばね要素２２のうちの１つ又は幾つかと、Ｚ方向３０への構成要素２８の位置変更の際に、異なる第２ばね強度を有する少なくとも１つの第２ばね要素２４とが圧縮される。第１ばね要素２２の全体のばね強度は、少なくとも１つの第２ばね要素２４のばね強度よりも大きい。即ち、複数の第２ばね要素２４が使用されていても、それは第２ばね要素２４のばね強度の和よりも大きい。更に、単一の第１ばね要素２２のばね強度は、少なくとも１つの第２ばね要素２４のばね強度よりも小さい。第１ばね要素２２及び少なくとも１つの第２ばね要素２４は、それらが２段階で解放されうるような仕方で直列に配置されている。好適な実施形態において、構成要素２８は、特に平ら、板状又は環状である解除フランジ３６として具体化されている。第２取付部１８は、好ましくはコップ形状のハウジング２０として具体化されており、これは、解除フランジ３６及びばね要素２２，２４の双方を受ける。ハウジング２０は、回して取り付けるキャップ３８で閉じられることができ、これは開口を有していて、軸状部２９がこの開口を通り突き出て、解除フランジ３６を第１取付部と結合する。軸状部２９は、キャップ３８に取外し可能に固定される封止カバーにより囲まれているのが好ましい。
【００２８】
中立位置にある、換言すれば、衝突力の発揮なしの解除フランジ３６は、外側リング領域４０におけるばねセッチングの影響を受けて、例えばボールとして具体化された複数の環状又は円環状の固定要素４２に押し付けられている。固定要素４２の配列は、特に図３から見ることができる。外側リング領域４０において、頂部側で、解除フランジ３６はまた、固定要素４２の位置付けに対応すると共に部分的にそれらを受ける凹部４４を有している。固定要素４２はまた、ボールケージ４６のような保持装置によりキャップ３８内に保持される。類似の凹部は、キャップ３８の下側にも設けることができ、そして固定要素４２は今度もそれらに部分的に受けられる。
【００２９】
外側リング領域４０において、下側で、解除フランジ３６は、複数個、例示した実施形態においては９個の第１ばね要素２２によるばねセッチングの作用を受ける。これらの第１ばね要素２２はばねアセンブリを形成する。ばねアセンブリを構成する第１ばね要素２２は、構成要素２８又は解除フランジ３６と、特に板状であるばね受けピストン４８との間に据え付けられており、ばね受けピストンは、Ｚ方向に変位可能又は可動であると共に、少なくとも１つの第２ばね要素２４のばねセッチングの作用を下側に受ける。ばね受けピストン４８は、中空軸状部５０として具体化されるのが好ましい軸状部を中央に有しており、この軸状部は、ハウジング２０の穴５２内をＺ方向３０に変位可能に案内される。構成要素２８又は解除フランジ３６と受けピストン４８との間には、実質的に円形の形状とすることができる穿孔板５４が設けられており、その穿孔５６内に、第１ばね要素が若干の遊びを有して受け入れられている。穿孔板５４は、ハウジング２０内、特に中空軸状部５０内をＺ方向３０に変位可能に案内される軸状部もしくはピストン５８を有している。ばね受けピストン４８の上側と穿孔板５４の下側との間には、圧縮ばね６０が据え付けられている。突出部６２、スイッチ要素等は、穿孔板５４に配設されており、そしてハウジングにあるスイッチ６４は、それと連係している。
【００３０】
第２ばね要素２４のばね強度は、単一のばね要素２２のばね強度のほぼ３〜４倍の値を有するのが好ましい。第１ばね要素２２はそれぞれ同一のばね強度を基本的に有している。ばね要素２２，２４は、圧縮ばね又は渦巻ばねとして具体化されているのが好ましい。
【００３１】
ツールホルダ１０の作動中、図５及び図６に表わされているように、衝突事故が起こる可能性があり、その際、ツール１２は、図５においてＸ及び／又はＹ方向に、或いは図６においてＺ方向に衝突力の作用を受けるかもしれなう。ツールホルダ１０がＺ方向３０に作用する衝突力を受けるだけであれば、構成要素２８又は解除フランジ３６はまたＺ方向のみに運動する。図４に示した類の傾動又は枢回運動は起きない。第１ばね要素２２の全体のばね強度は、少なくとも１つの第２ばね要素２４のばね強度よりも大きいので、最初は基本的に第２ばね要素２４のみが圧縮される。解除フランジ３６、穿孔板５４及びばねピストン４８は、ハウジング２０の底部の方向に下向きに、Ｚ方向３０へ一緒に移動されうる。
【００３２】
予め選択可能な移動行程の後、保護装置２６が作動される。突出部２２がスイッチ６４のスイッチレバーを作動又は解放する。スイッチ６４の作動後、取扱装置１４及び／又はツール１２はオフにされる。
【００３３】
非常に大きな衝突力がＺ方向に出されると、最初に第２ばね要素２４がほぼ密着高さになるまで圧縮され、その後、ばねアセンブリの第１ばね要素２２は、それらもその密着高さに達するまで、同様に圧縮される。
【００３４】
簡単に述べるならば、極端に大きな衝突力は、本発明に基づく対策によって吸収されることができる。
【００３５】
衝突の際の障害を排除した後、ばねピストン４８は、第２ばね要素２４の作用のため、そして解除フランジ３６は、第１ばね要素２２の全体のばねセッチングのため、図１に示した中立位置に戻される。穿孔板５４は、圧縮ばね６０の影響を受けて図１の締付け位置に復帰される。解除フランジ３６に設けられた凹部４４のため、解除フランジ３６の中立位置は、精確且つ反復可能に設定される。ボールケージ４６は、固定要素４２又はボールをキャップ３８に関するそれらの所定位置に保持する務めを有しているので、解除フランジ３６の精確且つ反復可能な復帰が達成される。ボールケージ４６はまた、解除フランジ３６に対しそれが傾動又は枢回する際の支えとしての役目も果している。
【００３６】
衝突力がＺ方向だけでなくＸ及び／又はＹ方向にも出されれば、解除フランジ３６は例えば図４に示した位置へと傾動し、そこでは、固定要素又はボールケージ４６のうちの１つ又は少数が傾動又は枢回支持の役目を果す。解除フランジ３６の傾動又は枢回運動の際に、第１ばね要素２２のうちの１つ又は少数のみが圧縮され、そして例えば９個の第１ばね要素２２が使用されていれば、１〜３個前後の第１ばね要素２２が圧縮されることができる。第２ばね要素２４のばね強度は、単一の第１ばね要素２２のばね強度のほぼ３〜４倍と同等であるから、Ｘ及び／又はＹ方向への衝突の際に、先ず、第１ばね要素２２のうちの１つ又は少数が圧縮され、そして次いで穿孔板５４は、Ｚ方向３０のみのその変位可能な案内のため、ハウジング２０の底部の方向に再位置決めされる。解除フランジ３６の傾き運動が顕著であって３個以上又は４個内外の第１ばね要素２２が圧縮される場合に限り、第２ばね要素２４も圧縮の作用を受け、そしていずれの場合も穿孔板５４は、双方のばね要素２２，２４のばね移動量の和だけ移動される。
【００３７】
この場合同様に、穿孔５４の所定の傾動値又は運動距離が超えられると、スイッチ６４が突出部６２により作動されるので、取扱装置及び／又はツール１２は、オフに切り替えられる。障害物又は衝突の原因が排除された後、解除フランジ３６は、図４に示した締付け位置から枢回して、固定要素４２に基づいて疑いなく精確に規定された図１の中立位置に戻される。
【００３８】
スイッチ６４及び関連の突出部６２を備えた複数の保護装置２６はツールホルダ１０にも接続しうることが分かる。
【００３９】
本発明によるばねシステムの二段構えの特質は、第１ばね要素２２及び少なくとも１つの第２ばね要素２４間の力の構成的配分により達成される。その結果、Ｚ方向３０に作用する衝撃については、第２ばね要素２４により吸収し、Ｘ及び／又はＹ方向に作用する衝撃については、１つ又は少数の第１ばね要素２２により吸収することが可能になる。第１ばね要素２２から構成される第１の上段は、Ｘ及び／又はＹ方向３２，３４に作用する力を吸収するのに役立ち、そして少なくとも１つの第２ばね要素２４から構成される下段は、Ｚ方向３０に作用する力を吸収するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のツールホルダの例示的な一実施形態の、図２の線Ａ−Ａに沿って取り出した断面図である。この図において、解除フランジは衝突応力をかけられていない中立位置にある。
【図２】線Ｂ−Ｂに沿って取り出した図１のツールホルダを示す。
【図３】線Ｃ−Ｃに沿って取り出した図１のツールホルダを示す。
【図４】解除フランジが中立位置外に傾動又は枢回した衝突事象中の図１のツールホルダを示す。
【図５】ツール及び部分的にだけ示された取扱装置と組み合わされた本発明のツールホルダで、種々の衝突事象及びそれらに生じる衝突力を例示している。
【図６】ツール及び部分的にだけ示された取扱装置と組み合わされた本発明のツールホルダで、種々の衝突事象及びそれらに生じる衝突力を例示している。
【符号の説明】
【００４１】
１０    ツールホルダ
１２    ツール
１４    取扱装置
１６    第１取付部
１８    第２取付部
２０    ハウジング
２２    第１ばね要素
２４    第２ばね要素
２６    保護装置
２８    構成要素
２９    軸状部
３０    Ｚ方向
３２    Ｘ方向
３４    Ｙ方向
３６    解除フランジ
３８    キャップ
４０    外側リング領域
４２    固定要素
４４    凹部
４６    ボールケージ
４８    ばねピストン
５０    中空軸状部
５２    孔
５４    穿孔板
５６    穿孔
５８    ピストン
６０    圧縮ばね
６２    突出部
６４    スイッチ
【国際公開パンフレット】
2004533337.tif 000003
2004533337.tif 000004
2004533337.tif 000005
2004533337.tif 000006
2004533337.tif 000007
2004533337.tif 000008
2004533337.tif 000009
2004533337.tif 000010
2004533337.tif 000011
2004533337.tif 000012
2004533337.tif 000013
2004533337.tif 000014
2004533337.tif 000015
2004533337.tif 000016
2004533337.tif 000017
2004533337.tif 000018
2004533337.tif 000019
2004533337.tif 000020
2004533337.tif 000021
2004533337.tif 000022
2004533337.tif 000023
2004533337.tif 000024
2004533337.tif 000025
2004533337.tif 000026
2004533337.tif 000027
2004533337.tif 000028
【国際調査報告】
2004533337.tif 000029
2004533337.tif 000030
2004533337.tif 000031
2004533337.tif 000032
2004533337.tif 000033
2004533337.tif 000034