DRUCKGASBEARBEITUNGSSYSTEM

Die vorliegende Erfindung betrifft eine druckgasbetriebene Vorrichtung, welche eine Werkzeugeinheit und eine Aufnahmeeinheit zur Aufnahme der Werkzeug- einheit umfasst, wobei die Werkzeugeinheit einen Stator und einen relativ zu dem Stator unter Beaufschlagung mit Druckgas um eine Drehachse drehbar antreibbaren Rotor umfasst, wobei die Werkzeugeinheit relativ zu der Aufnah- meeinheit aus einer mittels der Aufnahmeeinheit vorgebbaren Ausgangsposi- tion in eine oder mehrere Auslenkungspositionen auslenkbar ist.

Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Druckgasbearbeitungssystem, welches eine druckgasbetriebene Vorrichtung und eine bewegbar ausgebildete und/oder ansteuerbare Halteeinrichtung umfasst.

Für druckgasbetriebene Vorrichtungen existieren unterschiedlichste Anwen- dungsgebiete, insbesondere im Bereich der industriellen Fertigung und Bear- beitung von Werkstücken. Gängig ist der Einsatz von druckgasbetriebenen Vorrichtungen zum Antreiben eines Bearbeitungswerkzeugs. Hierbei sind Schleif-, Polier-, Entgrat- oder Fräswerkzeuge beispielhaft zu nennen. Bekannt sind handgeführte druckgasbetriebene Vorrichtungen ebenso wie die Festle- gung derartiger Vorrichtungen an einer maschinell bewegbaren Halteeinrich- tung wie zum Beispiel einem Roboterarm. Nicht-handgeführte druckgasbetrie- bene Vorrichtungen an maschinell bewegbaren Halteeinrichtungen können in Arbeitsbereichen angeordnet sein, die nicht eingesehen werden können oder die aus konstruktiven Gründen oder aus Gründen des Arbeitsschutzes während des Betriebes nicht zugänglich sind. Eingangs genannte druckgasbetriebene Vorrichtungen haben sich in der Praxis aufgrund ihrer Auslenkbarkeit zur An- passung an Bauteilgeometrien, insbesondere wegen auftretender Bauteiltole- ranzen, bewährt, wobei durch die Auslenkbarkeit der Werkzeugeinheit gegen- über der Aufnahmeeinheit Bauteilungenauigkeiten bei der Bearbeitung kom- pensiert werden können.

Wünschenswert wäre es jedoch, auch fehlerhafte Bauteile, eine Abnutzung eines Bearbeitungswerkzeugs und/oder eine fehlerhafte Bedienung einer druckgasbetriebenen Vorrichtung erkennen zu können.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungs- gemäße druckgasbetriebene Vorrichtung und ein Druckgasbearbeitungssystem bereitzustellen, mit der bzw. mit dem eine erhöhte Prozesssicherheit gewähr- leistet werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer druckgasbetriebenen Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorrichtung eine Sensoreinrichtung zur Ermittlung eines Auslenkungszustands der Werkzeug- einheit relativ zu der Aufnahmeeinheit umfasst.

Bei der erfindungsgemäßen druckgasbetriebenen Vorrichtung kann mittels der Sensoreinrichtung festgestellt werden, ob und vorzugsweise wie weit die Werkzeugeinheit relativ zur Ausgangsposition gegenüber der Aufnahmeeinheit ausgelenkt ist. Dies gibt auf handhabungsfreundliche und zuverlässige Weise die Möglichkeit, nähere Informationen über den Betriebszustand, insbesondere über den Auslenkungszustand, der druckgasbetriebenen Vorrichtung zu erhal- ten. Eine Ermittlung des Auslenkungszustands der Werkzeugeinheit relativ zu der Aufnahmeeinheit ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die druckgas- betriebene Vorrichtung beispielsweise beim Einlernen, dem sogenannten "Teachen", durch einen Benutzer, einen sogenannten "Integrator", entlang einer Bauteilkontur geführt wird und/oder wenn die druckgasbetriebene Vor- richtung im bestimmungsgemäßen Gebrauch mittels einer maschinell beweg- baren Halteeinrichtung wie zum Beispiel einem Roboterarm geführt wird.

Durch Vorsehen der Sensoreinrichtung kann beispielsweise aufgrund des er- mittelten Auslenkungszustands auf eine vorliegende Bauteilqualität, einen Ab- nutzungsgrad eines Bearbeitungswerkzeugs und/oder auf eine fehlerhafte Be- dienung geschlossen werden. Beispielsweise können eine schlechte Bauteil- qualität, ein abgenutztes Bearbeitungswerkzeug (beispielsweise durch das ab- genutzte Bearbeitungswerkzeug erzeugte Rattermarken an einer Bauteilober- fläche) und/oder eine Fehlbedienung, insbesondere durch übermäßige Kraft- beaufschlagung, zu unzulässigen Auslenkungszuständen der Werkzeugeinheit relativ zu der Aufnahmeeinheit führen können.

Als Druckgas für die Vorrichtung kann insbesondere Druckluft verwendet wer- den. Die druckgasbetriebene Vorrichtung ist oder bildet daher insbesondere eine Druckluftspindel.

Vorzugsweise bildet die Aufnahmeeinheit zumindest einen Teil eines Gehäuses der Vorrichtung.

An dem Rotor der Werkzeugeinheit ist insbesondere ein Bearbeitungswerkzeug zum Antreiben desselben festgelegt oder festlegbar, beispielsweise ein Fräs- werkzeug, ein Entgratungswerkzeug oder ein Schleifwerkzeug, insbesondere an einem Anschlussabschnitt des Rotors.

Vorzugsweise bilden der Rotor und der Stator gemeinsam in an sich bekannter Weise einen Druckgasmotor, welcher beispielsweise als Lamellen ausgebildete Antriebselemente umfasst. Statt einer Ausgestaltung des Druckgasmotors als Lamellenmotor ist ferner eine Ausgestaltung als Turbinenmotor denkbar.

Vorzugsweise sind mittels der Sensoreinrichtung Auslenkungszustandsdaten über einen Auslenkungszustand der Werkzeugeinheit relativ zu der Aufnahme- einheit bereitstellbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der druckgasbetriebenen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung einen oder mehrere in der Aufnahmeeinheit längs einer Führungsrichtung bewegbar geführte(n) und mit Druckgas beauf- schlagbare(n) Kolben umfasst. Der eine oder die mehreren Kolben sind dabei insbesondere an der Werkzeug- einheit festgelegt.

Vorzugsweise umfasst die druckgasbetriebene Vorrichtung drei oder mehr als drei, vorzugsweise wenigstens fünf, in der Aufnahmeeinheit der Vorrichtung längs der Führungsrichtung bewegbar geführte und mit Druckgas beaufschlag- bare Kolben, welche bevorzugt senkrecht zur Führungsrichtung kreisförmig angeordnet sind. Vorzugsweise kann somit eine besonders gleichmäßige Ver- teilung der auftretenden Kräfte erreicht werden. Insbesondere kann ein Ver- kanten der Werkzeugeinheit verhindert werden.

Günstig kann es sein, wenn die Drehachse der Werkzeugeinheit in der Aus- gangsposition der Werkzeugeinheit parallel zu der Führungsrichtung des einen oder der mehreren Kolben angeordnet ist.

Von Vorteil ist es, wenn mittels der Sensoreinrichtung eine Auslenkungsposi- tion und/oder eine Auslenkungsrichtung der Werkzeugeinheit relativ zu der Aufnahmeeinheit ermittelbar ist.

Vorzugsweise sind mittels der Sensoreinrichtung Auslenkungspositionsdaten über eine Auslenkungsposition und/oder Auslenkungsrichtungsdaten über eine Auslenkungsrichtung der Werkzeugeinheit relativ zu der Aufnahmeeinheit be- reitstellbar. Die Auslenkungsposition umfasst insbesondere einen Betrag und/oder ein Maß für die Auslenkung der Werkzeugeinheit relativ zu der Auf- nahmeeinheit in Bezug auf die Ausgangsposition.

Als vorteilhaft erweist es sich, wenn die Sensoreinrichtung ein oder mehrere Sensorelemente und ein oder mehrere Wirkelemente umfasst, wobei ein oder mehrere Wirkelemente oder ein oder mehrere Sensorelemente zur Ermittlung einer Auslenkungsposition und/oder Auslenkungsrichtung der Werkzeugeinheit vorzugsweise an einer dem Rotor abgewandten Seite der Werkzeugeinheit an- geordnet sind. Vorzugsweise sind die Wirkelemente als Magnetelemente, ins- besondere als Permanentmagnetelemente, ausgebildet. Ein oder mehrere Sensorelemente sind dabei insbesondere außerhalb eines druckbeaufschlagten Bereichs der Vorrichtung angeordnet.

Günstigerweise umfasst die Sensoreinrichtung zur Ermittlung einer axialen Auslenkung der Werkzeugeinheit relativ zu der Aufnahmeeinheit ein oder meh- rere Sensorelemente, zusätzlich zu den an der dem Rotor abgewandten Seite der Werkzeugeinheit angeordneten Sensorelementen. Alternativ oder ergän- zend dazu ist die axiale Auslenkung der Werkzeugeinheit relativ zu der Auf- nahmeeinheit mittels der Sensorelemente, welche an der dem Rotor abge- wandten Seite der Werkzeugeinheit angeordnet sind, ermittelbar, so dass auf zusätzliche Sensorelemente verzichtet werden kann.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der druckgasbetriebenen Vorrichtung ist vorgesehen, dass ein oder mehrere Wirkelemente an der dem Rotor abge- wandten Seite der Werkzeugeinheit angeordnet sind und dass ein oder mehre- re Sensorelemente an der Aufnahmeeinheit angeordnet sind.

Alternativ dazu ist es denkbar, dass ein oder mehrere Sensorelemente an der dem Rotor abgewandten Seite der Werkzeugeinheit angeordnet sind und dass ein oder mehrere Wirkelemente an der Aufnahmeeinheit angeordnet sind.

Um eine einfache Montierbarkeit der druckgasbetriebenen Vorrichtung errei- chen zu können, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Sensorelemente und/oder die Wirkelemente jeweils an einem gemeinsamen Trägerteil ange- ordnet sind.

Vorzugsweise sind die Wirkelemente auf einer dem Rotor abgewandten Seite der Werkzeugeinheit an einem Flanschabschnitt angeordnet, welcher das ge- meinsame Trägerteil bildet. Der Flanschabschnitt ragt vorzugsweise radial, insbesondere senkrecht, von dem Stator weg und ist an diesem insbesondere festgelegt. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der druckgasbetriebenen Vorrichtung ist vorgesehen, dass Sensorelemente der Sensoreinrichtung an einer Platine oder Leiterplatte (PCB) angeordnet sind.

Die Platine oder Leiterplatte (PCB) bildet vorzugsweise ein Trägerteil für min- destens ein Sensorelement. Wenn mehrere Sensorelemente vorgesehen sind, bildet die Platine oder Leiterplatte (PCB) insbesondere ein gemeinsames Trä- gerteil für die Sensorelemente. Die Platine oder Leiterplatte (PCB) bildet ins- besondere eine Trägerplatine. Vorzugsweise ist die Platine in der Aufnahme- einheit, insbesondere an oder in einem Abdeckteil derselben, angeordnet.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Sensoreinrichtung ein oder mehrere Sen- sorelemente zur Ermittlung einer Position eines oder mehrerer Kolben um fasst, insbesondere zur Ermittlung einer Auslenkungsposition und/oder einer Auslenkungsrichtung der Werkzeugeinheit relativ zu der Aufnahmeeinheit.

Die Ermittlung der Position des einen oder der mehreren Kolben umfasst ins- besondere eine Ermittlung einer Position des einen oder der mehreren Kolben längs der Führungsrichtung. Vorzugsweise kann durch die Ermittlung der Posi- tion des einen oder der mehreren Kolben, welche insbesondere an der Werk- zeugeinheit festgelegt sind, auf eine Auslenkungsposition und/oder Auslen- kungsrichtung der Werkzeugeinheit geschlossen werden. Vorzugsweise um fasst die Sensoreinrichtung dabei ein oder mehrere Sensorelemente und ein oder mehrere Wirkelemente, wobei die Wirkelemente insbesondere an einer dem Rotor abgewandten Stirnseite der Kolben angeordnet sind. Ein oder meh- rere Sensorelemente sind dabei insbesondere in einem druckbeaufschlagten Bereich der Vorrichtung, insbesondere an der Aufnahmeeinheit, angeordnet. Vorzugsweise sind ein oder mehrere jeweils Sensorelemente umfassende Sen- soreinheiten dabei in die Aufnahmeeinheit einschraubbar.

Bei einer Ausgestaltung der druckgasbetriebenen Vorrichtung ist vorgesehen, dass mittels der Sensoreinrichtung eine Drehzahl des Rotors relativ zu dem Stator ermittelbar ist. Vorzugsweise umfasst der Rotor eine die Drehachse definierende Welle, wel- che über Lagerelemente am Stator drehbar gelagert ist, wobei mittels der Sensoreinrichtung eine Drehzahl der Welle relativ zu dem Stator und/oder re- lativ zu der Aufnahmeeinheit ermittelbar ist.

Vorzugsweise sind dabei mittels der Sensoreinrichtung Drehzahldaten bereit- stellbar.

Günstig kann es sein, wenn mittels der Sensoreinrichtung eine Drehzahlüber- wachung im Hinblick auf eine Prozesskontrolle ermöglicht werden kann. Bei- spielsweise kann beim Absinken einer Drehzahl des Rotors gegenüber dem Stator auf eine Abnutzung eines an der druckgasbetriebenen Vorrichtung an- geordneten Bearbeitungswerkzeugs geschlossen werden, bspw. aufgrund an- steigender Andrückkräfte aufgrund des abgenutzten Bearbeitungswerkzeugs. Erforderlichenfalls können Gegenmaßnahmen eingeleitet werden, beispielswei- se auch bei einem Drehzahlabfall infolge zu geringen Druck des Druckgases oder unzureichender Schmierung.

Der Benutzer kann vorzugsweise mit einer Hinweiseinrichtung über den Dreh- zahlabfall informiert werden.

Die Sensoreinrichtung umfasst insbesondere ein an der Welle angeordnetes Wirkelement. Das Wirkelement ist vorzugsweise ein Magnet, insbesondere ein Permanentmagnet. Vorzugsweise umfasst die Sensoreinrichtung ein Sensor- element zum Erfassen des Drehzustands der Welle. Das Sensorelement ist vorzugsweise in Bezug auf die Drehachse radial neben dem Wirkelement an- geordnet. Alternativ oder ergänzend dazu ist das Sensorelement an dem vor- stehend genannten gemeinsamen Trägerteil, insbesondere an der Platine oder Leiterplatte (PCB) angeordnet. Als vorteilhaft erweist es sich ferner, wenn ein Auslenkungszustand der Werk- zeugeinheit relativ zu der Aufnahmeeinheit mittels der Sensoreinrichtung dis- kret oder kontinuierlich ermittelbar ist.

Günstigerweise umfasst die druckgasbetriebene Vorrichtung eine Speicher- einrichtung zur Speicherung eines von der Sensoreinrichtung ermittelten Aus- lenkungszustands und/oder einer von der Sensoreinrichtung ermittelten Dreh- zahl.

Die Sensoreinrichtung umfasst vorzugsweise die Speichereinrichtung. Die Sen- soreinrichtung ist insbesondere gemeinsam mit der Speichereinrichtung an der Platine oder Leiterplatte (PCB) angeordnet, insbesondere an dem Trägerteil für das mindestens eine Sensorelement.

Die Speichereinrichtung ist vorzugsweise zur Speicherung von Auslenkungszu- standsdaten, insbesondere Auslenkungspositionsdaten und/oder Auslenkungs- richtungsdaten, und/oder zur Speicherung von Drehzahldaten ausgebildet. Die Auslenkungszustandsdaten und die Drehzahldaten sind insbesondere Sensor- daten.

Vorzugsweise ist die Speichereinrichtung zur kontinuierlichen oder diskreten Speicherung der Auslenkungszustandsdaten und/oder Drehzahldaten ausge- bildet. Ein Zeitintervall für die diskrete Ermittlung und/oder Speicherung ist vorzugsweise durch einen Benutzer vorgebbar.

Günstigerweise sind die Sensoreinrichtung und/oder die Speichereinrichtung als integrierte Schaltkreise ausgebildet. Die Daten sind insbesondere mittels einer Datenschnittstelle der druckgasbetriebenen Vorrichtung aus der Spei- chereinrichtung auslesbar.

Vorzugsweise ist in der Speichereinrichtung zu den jeweiligen Sensordaten ein Zeitstempel speicherbar. Vorzugsweise kann somit ein zeitlicher Verlauf der Sensordaten protokolliert werden. Alternativ oder ergänzend dazu ist in der Speichereinrichtung eine Betriebsdauer oder eine Laufzeit, insbesondere eine Gesamtlaufzeit, der druckgasbetriebenen Vorrichtung speicherbar.

Günstig kann es sein, wenn mittels der Speichereinrichtung von der Sensor- einrichtung ermittelte Auslenkungszustände und/oder Drehzahlen speicherbar sind, welche einen vorgegebenen Schwellenwert überschreiten und/oder un- terschreiten. Somit kann vorzugsweise eine Drehzahl des Rotors relativ zu dem Stator abgespeichert werden, welche einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, beispielsweise aufgrund eines abgenutzten Werkzeuges, eines zu geringen Druckes des Druckgases oder aufgrund einer nicht ausreichenden Schmierung.

Die gespeicherten Daten, welche insbesondere Auslenkungszustandsdaten, Drehzahldaten und/oder Laufzeitdaten umfassen, sind für eine spätere Aus- wertung oder Fehlerbehebung aus der Speichereinrichtung vorzugsweise aus- lesbar. Günstigerweise können die gespeicherten Daten für Servicezwecke und/oder eine Qualitätskontrolle verwendet werden.

Der Schwellenwert ist vorzugsweise durch einen Benutzer vorgebbar.

Alternativ oder ergänzend dazu ist eine kontinuierliche Speicherung von Aus- lenkungszuständen und/oder Drehzahlen mittels der Speichereinrichtung denkbar. Die Speichereinrichtung umfasst dabei insbesondere einen digitalen Ringspeicher.

Bei einer Ausgestaltung der druckgasbetriebenen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Datenschnittstelle umfasst zur Datenübertragung von Auslenkungszustandsdaten eines durch die Sensoreinrichtung ermittelten Auslenkungszustands der Werkzeugeinheit relativ zu der Aufnahmeeinheit an eine Hinweiseinrichtung.

Vorzugsweise umfasst die druckgasbetriebene Vorrichtung eine Hinweisein- richtung, insbesondere eine optische Hinweiseinrichtung, beispielsweise in Form einer oder mehrerer Leuchtdioden (LED). Diese Hinweiseinrichtung ist vorzugsweise innerhalb der Aufnahmeeinheit und/oder in einem an der Auf- nahmeeinheit angeordneten Abdeckteil angeordnet.

Die Datenschnittstelle ist dabei insbesondere zur Datenübertragung von Aus- lenkungspositionsdaten und/oder Auslenkungsrichtungsdaten ausgebildet. Vorzugsweise ist die Datenschnittstelle auch zur Datenübertragung von Dreh- zahldaten ausgebildet. Die Datenschnittstelle ist vorzugsweise zur kabelge- bundenen und/oder kabellosen Übertragung von Daten ausgebildet und vor- zugsweise an der Platine oder Leiterplatte (PCB), insbesondere an der Träger- platine, angeordnet.

Die Hinweiseinrichtung ist vorzugsweise zur optischen und/oder akustischen Information eines Benutzers über einen Auslenkungszustand ausgebildet, ins- besondere zur optischen und/oder akustischen Information eines Benutzers bei Überschreiten und/oder Unterschreiten eines vorgegebenen Schwellenwer- tes. Die Hinweiseinrichtung umfasst dabei insbesondere eine Anzeigeeinrich- tung, beispielsweise einen Bildschirm eines Personal Computers (PC), eines Smartphones oder eines Tablet-Computers. Beispielsweise umfasst die Hin- weiseinrichtung eine oder mehrere Leuchtdioden (LED).

Vorzugsweise ist die Werkzeugeinheit entgegen einer Kraft einer Rückstell- einrichtung aus der Ausgangsposition in die eine oder die mehreren Auslen- kungspositionen auslenkbar.

Vorzugsweise umfasst die Rückstelleinrichtung einen oder mehrere mit Druck- gas beaufschlagbare Kolben. Die Werkzeugeinheit ist insbesondere entgegen der Kraft eines oder mehrerer mit Druckgas beaufschlagter Kolben aus der Ausgangsposition in die eine oder die mehreren Auslenkungspositionen aus- lenkbar. Alternativ oder ergänzend zu den mit Druckgas beaufschlagbaren Kolben um fasst die Rückstelleinrichtung insbesondere ein oder mehrere Federelemente, beispielsweise Schraubenfedern oder Tellerfedern.

Vorzugsweise ist die Werkzeugeinheit dabei durch Beaufschlagung des einen oder der mehreren Kolben mit Druckgas in die Ausgangsposition bewegbar.

Günstigerweise ist die Werkzeugeinheit in der Ausgangsposition parallel, ins- besondere koaxial, zu einer Längsachse der Aufnahmeeinheit angeordnet.

Es ist denkbar, dass die Werkzeugeinheit in einer oder mehreren Auslenkungs- positionen relativ zu einer Längsachse der Aufnahmeeinheit verkippt und/oder relativ zu der Aufnahmeeinheit axial in Richtung der Längsachse der Aufnah- meeinheit verschoben ist.

Günstigerweise ist die Werkzeugeinheit relativ zu der Längsachse der Auf- nahmeeinheit um einen Winkel von mindestens ungefähr 2° verkippbar. Typi- scherweise ist die Werkzeugeinheit relativ zu der Längsachse der Aufnahme- einheit um einen Winkel von 3° bis 5° verkippbar. Günstig kann es dabei fer ner sein, wenn die Werkzeugeinheit axial relativ zu der Aufnahmeeinheit um mindestens 0,5 mm verschiebbar ist.

Von Vorteil ist es dabei, wenn die Werkzeugeinheit zum Verkippen der Werk- zeugeinheit relativ zu der Längsachse der Aufnahmeeinheit in wenigstens einer Ebene, vorzugsweise in wenigstens zwei insbesondere senkrecht zueinander angeordneten Ebenen, bewegbar ist, insbesondere kegelmantelförmig.

Vorzugsweise ist eine Drehachse der Werkzeugeinheit dabei auf einem Kegel- mantel bewegbar.

Günstigerweise ist die Sensoreinrichtung als induktive, kapazitive, optische und/oder magnetische Sensoreinrichtung ausgebildet. Vorzugsweise umfasst die Sensoreinrichtung dabei ein oder mehrere Magnet- feld-Sensorelemente, vorzugsweise Hall-Sensorelemente, insbesondere 3D- Hall-Sensorelemente.

Vorzugsweise ist mittels eines 3D-Hall-Sensorelements eine Auslenkungsrich- tung und/oder eine Auslenkungsposition der Werkzeugeinheit relativ zu der Aufnahmeeinheit ermittelbar. Insbesondere ist mittels eines 3D-Hall-Sensor- elements zusätzlich eine Drehzahl des Rotors relativ zu dem Stator ermittel- bar.

Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner durch ein erfindungsgemäßes Druckgasbearbeitungssystem gelöst, umfassend eine druckgasbetriebene Vor- richtung der vorstehenden Art und eine bewegbar ausgebildete und/oder an- steuerbare Halteeinrichtung, an welcher die Vorrichtung vorzugsweise über die Aufnahmeeinheit gehalten ist. Die Halteeinrichtung ist beispielsweise maschi- nell bewegbar, etwa in Gestalt eines Roboterarms.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des Druckgasbearbeitungssystems kann eine Steuereinrichtung umfassen, mittels welcher die Halteeinrichtung auto- matisiert ansteuerbar ist und/oder mittels welcher die Halteeinrichtung durch einen Benutzer ansteuerbar ist. Günstigerweise ist die druckgasbetriebene Vorrichtung mittels der Halteeinrichtung somit automatisiert an einem Werk- stück positionierbar, beispielsweise abhängig von einem Datensatz, welcher eine Geometrie und/oder Position des Werkstücks beschreibt. Das Druckgas- bearbeitungssystem umfasst insbesondere eine Bedieneinheit, mittels welcher die Halteeinrichtung beim Einlernen oder "Teachen" durch einen Benutzer oder "Integrator" ansteuerbar ist.

Günstigerweise ist die Halteeinrichtung abhängig von dem von der Sensorein- richtung der druckgasbetriebenen Vorrichtung ermittelten Auslenkungszustand ansteuerbar, insbesondere zum Steuern und/oder Regeln einer Position der druckgasbetriebenen Vorrichtung bei der Bearbeitung eines Werkstücks. Vor- zugsweise ist die Steuereinrichtung des Druckgasbearbeitungssystems zur Kommunikation mit einer Datenschnittstelle der druckgasbetriebenen Vorrich- tung ausgebildet. Insbesondere sind Auslenkungszustandsdaten und/oder Drehzahldaten von der druckgasbetriebenen Vorrichtung an die Steuerungs- einrichtung des Druckgasbearbeitungssystems übertragbar.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des Druckgasbearbeitungssystems kann eine optische und/oder akustische Hinweiseinrichtung umfassen, mittels wel- cher ein Überschreiten und/oder Unterschreiten eines vorgegebenen Schwel- lenwertes für den Auslenkungszustand und/oder für eine Drehzahl des Rotors relativ zu dem Stator an einen Benutzer ausgebbar sind.

Die Hinweiseinrichtung umfasst vorzugsweise eine Anzeigeeinrichtung. Die An- zeigeeinrichtung umfasst beispielsweise einen Bildschirm eines Personal Com- puters (PC), eines Smartphones oder eines Tablet-Computers. Alternativ oder ergänzend dazu umfasst die Hinweiseinrichtung eine oder mehrere Leuchtdio- den (LED).

Vorzugsweise sind mittels einer oder mehrerer Leuchtdioden (LED) verschie- dene Auslenkungszustände durch verschiedene Farben anzeigbar, beispiels- weise grün (innerhalb eines Sollbereichs), gelb (am Rand des Sollbereichs) und rot (außerhalb des Sollbereichs).

Vorzugsweise ist mittels der durch die Sensoreinrichtung der druckgasbetrie- benen Vorrichtung ermittelten Auslenkungszustände ein Steuern und/oder Re- geln einer Druckgasbeaufschlagung der Kolben möglich, so dass eine Rück- stellkraft der Kolben abhängig von einem ermittelten Auslenkungszustand der Werkzeugeinheit relativ zu der Aufnahmeeinheit steuerbar und/oder regelbar ist.

Als vorteilhaft erweist es sich ferner, wenn das Druckgasbearbeitungssystem eine mit der Sensoreinrichtung der Vorrichtung gekoppelte Druckgasbereitstel- lungseinrichtung umfasst, mittels welcher abhängig von einem mittels der Sensoreinrichtung ermittelten Drehzustand die Menge und/oder der Druck an Druckgas einstellbar ist. Vorzugsweise ist eine Steuerung und/oder Regelung der Menge (des Volumenstroms) und/oder des Druckes an Druckgas möglich. Abhängig vom jeweils erfassten Drehzustand und vorzugsweise der Drehzahl kann dadurch der Betriebspunkt der druckgasbetriebenen Vorrichtung ideal eingestellt werden.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zu sammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen :

Figur 1 : eine Längsschnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform

einer erfindungsgemäßen druckgasbetriebenen Vorrichtung in einer Ausgangsposition;

Figur 2: eine Längsschnittansicht der Vorrichtung aus Figur 1 in einer

Auslenkungsposition;

Figur 3: eine vergrößerte Darstellung von Detail III in Figur 2;

Figur 4: eine Längsschnittansicht einer weiteren bevorzugten Aus- führungsform einer erfindungsgemäßen druckgasbetriebenen Vorrichtung in einer Ausgangsposition;

Figur 5: eine Längsschnittansicht einer weiteren bevorzugten Aus- führungsform einer erfindungsgemäßen druckgasbetriebenen Vorrichtung in einer Ausgangsposition; und

Figur 6: eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen

Druckgasbearbeitungssystems, umfassend eine erfindungs- gemäße druckgasbetriebene Vorrichtung.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen in einer Längsschnittansicht eine mit dem Bezugs- zeichen 10 bezeichnete bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen druckgasbetriebenen Vorrichtung. Die Vorrichtung 10 kann zum Bearbeiten eines Gegenstandes bei der industriellen Fertigung eingesetzt werden. Zu die- sem Zweck kann an der Vorrichtung 10 ein in den Figuren 1 bis 3 nicht darge- stelltes Bearbeitungswerkzeug festlegbar oder festgelegt sein, das von der Vorrichtung 10 drehend antreibbar ist und zur Bearbeitung des Gegenstands dient. Auf einen derartigen Einsatz der Vorrichtung 10 wird nachfolgend mit Verweis auf Figur 6 und eine vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungs- gemäßen Druckgasbearbeitungssystems eingegangen.

Die druckgasbetriebene Vorrichtung 10 umfasst eine Werkzeugeinheit 12 und eine Aufnahmeeinheit 14 zur Aufnahme der Werkzeugeinheit 12.

Die Werkzeugeinheit 12 umfasst einen Stator 16 und einen relativ zu dem Sta- tor 16 unter Beaufschlagung mit Druckgas um eine Drehachse 18 drehbar an- treibbaren Rotor 20. Der Rotor 20 der Werkzeugeinheit 12 umfasst insbeson- dere einen Anschlussabschnitt 22, an welchem ein Bearbeitungswerkzeug bei- spielsweise durch Kraft- und/oder Formschluss festlegbar ist, beispielsweise durch Verschraubung, Verklemmung oder Verrastung.

Der Rotor 20 und der Stator 16 bilden gemeinsam einen Druckgasmotor 24. Der Rotor 20 umfasst eine die Drehachse 18 definierende Welle 26, welche in an sich bekannter Weise über Lagerelemente 28 an dem Stator 16 drehbar gelagert ist.

Der Stator 16 begrenzt zwischen den axial voneinander beabstandeten Lager- elementen 28 einen Antriebsraum 30. Der Rotor 20 umfasst im Antriebsraum 30 positionierte und mit der Welle 26 gekoppelte Antriebselemente 32, welche vorliegend als Lamellen 34 ausgestaltet sind. In an sich bekannter Weise kön- nen die Lamellen 34 durch Druckgas im Antriebsraum 30 beaufschlagt werden, so dass eine in Umlaufrichtung der Drehachse 18 wirkende Kraft auf die An- triebselemente 32 wirkt, welche zur Rotation des Rotors 20 auf die Welle 26 übertagen wird. Die Werkzeugeinheit 12 ist relativ zu der Aufnahmeeinheit 14 aus einer mittels der Aufnahmeeinheit 14 in Figur 1 dargestellten Ausgangsposition in eine oder mehrere Auslenkungspositionen auslenkbar (vgl. Figuren 2 und 3).

Die druckgasbetriebene Vorrichtung 10 umfasst vorzugsweise eine Rückstell- einrichtung 33, mittels derer die Werkzeugeinheit 12 aus der einen oder den mehreren Auslenkungspositionen zurück in die Ausgangsposition bewegbar ist.

Die Werkzeugeinheit 12 ist insbesondere entgegen einer Kraft der Rückstell- einrichtung 33 aus der Ausgangsposition in die eine oder die mehreren Aus- lenkungspositionen auslenkbar ist.

Hierzu umfasst die druckgasbetriebene Vorrichtung 10, insbesondere die Rück- stelleinrichtung 33, mehrere in der Aufnahmeeinheit 14 bewegbar geführte und mit Druckgas beaufschlagbare Kolben 36. Die Kolben 36 sind insbesonde- re jeweils in einer in der Aufnahmeeinheit 14 festgelegten Führungshülse 38 bewegbar geführt. Die Kolben 36 sind beispielsweise einen Ends an der Werk- zeugeinheit 12, insbesondere an dem Stator 16, festgelegt. Die Vorrichtung 10 umfasst vorzugsweise drei oder mehr als drei, vorzugsweise mindestens fünf in der Aufnahmeeinheit 14 längs einer Führungsrichtung (vgl. Doppelpfeil 40) bewegbar geführte und mit Druckgas beaufschlagbare Kolben 36. Die Kolben 36 sind bevorzugt senkrecht zur Führungsrichtung 40 kreisförmig angeordnet, wobei vorzugsweise eine besonders gleichmäßige Verteilung der auftretenden Kräfte sowie ein Verklemmen der Kolben 36 verhindert werden kann.

In der in Figur 1 dargestellten Ausgangsposition der Werkzeugeinheit 12 ist die Drehachse 18 der Werkzeugeinheit 12 parallel zur Führungsrichtung 40 der Kolben 36 angeordnet. In der Ausgangsposition der Werkzeugeinheit 12 ist die Drehachse 18 insbesondere koaxial zu einer Längsachse 42 der Aufnahmeein- heit 14 angeordnet. Die Werkzeugeinheit 12 ist zu der Längsachse 42 der Auf- nahmeeinheit 14 verkippbar und/oder relativ zu der Aufnahmeeinheit 14 axial in Richtung der Längsachse 42 der Aufnahmeeinheit 14 verschiebbar. Vorzugs- weise umfasst die druckgasbetriebene Vorrichtung 10 zur Abdichtung zwischen der Werkzeugeinheit 12 und der Aufnahmeeinheit 14 daher zwei aus einem flexiblen Material hergestellte Faltenbälge 44. Die Werkzeugeinheit 12 ist re- lativ zu der Längsachse 42 der Aufnahmeeinheit 14 vorzugsweise um einen Winkel 46 von mindestens 2° verkippbar (vgl. Figuren 2 und 3). Typischer- weise ist die Werkzeugeinheit 12 relativ zu der Längsachse 42 der Aufnahme- einheit 14 um einen Winkel von 3° bis 5° verkippbar. Ferner ist die Werkzeug- einheit 12 axial in Richtung der Längsachse 42 der Aufnahmeeinheit 14 um mindestens 0,5 mm verschiebbar.

Die Werkzeugeinheit 12 ist entgegen einer Kraft der mit Druckgas beauf- schlagten Kolben 36 aus der in Figur 1 gezeigten Ausgangsposition in eine oder mehrere Auslenkungspositionen auslenkbar (vgl. Figuren 2 und 3). Durch Beaufschlagung der Kolben 36 mit Druckgas ist die Werkzeugeinheit 12 wiede- rum in die in Figur 1 gezeigte Ausgangsposition bewegbar.

Bei der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform der druckgasbetrie- benen Vorrichtung 100 sind die Kolben 36 parallel zur Längsachse 42 der Auf- nahmeeinheit 14, insbesondere axial, geführt.

Zur Ermittlung eines Auslenkungszustands der Werkzeugeinheit 12 relativ zu der Aufnahmeeinheit 14, d.h. zur Ermittlung einer Auslenkungsposition und/oder einer Auslenkungsrichtung der Werkzeugeinheit 12 relativ zu der Aufnahmeeinheit 14, und/oder zur Ermittlung einer Drehzahl des Rotors 20 relativ zu dem Stator 16 bzw. relativ zu der Aufnahmeeinheit 14, umfasst die druckgasbetriebene Vorrichtung 10 eine Sensoreinrichtung 48. Die Sensorein- richtung 48 ist beispielsweise als magnetische, induktive, kapazitive und/oder optische Sensoreinrichtung ausgebildet.

Die Sensoreinrichtung 48 der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausfüh- rungsform der druckgasbetriebenen Vorrichtung 10 umfasst insbesondere ein oder mehrere Sensorelemente 50, welche insbesondere als 3D-Hall-Sensor- elemente 52 ausgebildet sind. Es ist auch denkbar, dass die Kolben 36 der Rückstelleinrichtung 33 senkrecht zur Längsachse 42 (in radialer Richtung) der Aufnahmeeinheit 14 geführt sind. Derart geführte Kolben 36 können beispielsweise als Einheit an einer vorderen Seite der Werkzeugeinheit 12, insbesondere am Rotor 20 und beispielsweise an einer benachbart zum Anschlussabschnitt 22 angeordnet werden. Die Vor- richtung kann auf diese Weise mit verhältnismäßig geringer axialer Erstre- ckung gebaut werden.

Wünschenswert ist es jedoch, die Kolben 36 in einem vergleichsweise großen Abstand zu dem Anschlussabschnitt 22 des Rotors 20 anzuordnen und die Sensoreinrichtung 48 zur Ermittlung des Auslenkungszustands der Werkzeug- einheit 12 relativ zu der Aufnahmeeinheit 14 möglichst ebenfalls an einer dem Anschlussabschnitt 22 abgewandten Seite anzuordnen. Dabei kann durch auf- tretende Hebeleffekte vorzugsweise die Genauigkeit bei der Ermittlung des Auslenkungszustands mittels der Sensoreinrichtung 48 erhöht werden.

Es hat sich daher als günstig erwiesen, den Stator 16 vergleichsweise lang auszuführen.

Bei einer Umsetzung der druckgasbetriebenen Vorrichtung 10 in der Praxis kann mittels der Sensoreinrichtung 48 eine Auslenkung der Werkzeugein- heit 12 im Bereich vom ungefähr 0,1 mm bis ungefähr 0,2 mm am Anschluss- abschnitt 22 ermittelt werden. Dies ergibt sich durch eine hohe detektierbare Auflösung des Kippwinkels im Bereich der Sensoreinrichtung 48 bei der druck- gasbetriebenen Vorrichtung 10 von ungefähr 0,04°.

Mittels der Sensoreinrichtung 48 ist ferner vorzugsweise eine Drehzahl des Rotors 20 relativ zu dem Stator 16 ermittelbar, insbesondere eine Drehzahl der Welle 26 relativ zu dem Stator 16 und/oder zu der Aufnahmeeinheit 14.

Die Sensoreinrichtung 48 umfasst hierzu insbesondere ein an der Welle 26 an- geordnetes Wirkelement 54, welches insbesondere als Permanentmagnet 56 ausgebildet ist. Das Wirkelement 54 ist an einem dem Anschlussabschnitt 22 abgewandten Ende der Welle 26 angeordnet. Der an der Welle 26 angeordnete Permanentmagnet 56 ist insbesondere diametral magnetisiert, so dass eine Drehzahl des Rotors 20 relativ zu dem Stator 16 mittels der Sensoreinrich- tung 48 ermittelbar ist.

Die Sensoreinrichtung 48 umfasst ferner als Permanentmagnete 56 ausgebil- dete Wirkelemente 54, welche an einem Flanschabschnitt 58 angeordnet sind, welcher am Stator 16 festgelegt ist und von diesem vorzugsweise radial, ins- besondere senkrecht, in Bezug auf die Drehachse 18 weg ragt. Der Flansch- abschnitt 58 bildet ein gemeinsames Trägerteil 60 für die Wirkelemente 54.

Die an dem Stator 16 festgelegten Permanentmagnete 56 sind vorzugsweise axial magnetisiert.

Die Sensorelemente 50 der Sensoreinrichtung 48 sind an einer Platine 62 oder an einer Leiterplatte (PCB) angeordnet, welche als Trägerplatine 64 für die Sensorelemente 50 ausgebildet ist und somit ein gemeinsames Trägerteil für die Sensorelemente 50 bildet. Die Platine 62 ist insbesondere auf einer dem Aufnahmeabschnitt 22 abgewandten Seite der druckgasbetriebenen Vorrich- tung 10 angeordnet.

Bei der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform der druckgas- betriebenen Vorrichtung 10 sind die Sensorelemente 50 außerhalb eines druckbeaufschlagten Bereichs der Vorrichtung 10 angeordnet.

Die Platine 62 bzw. das gemeinsame Trägerteil ist insbesondere in einem Ab- deckteil 68 der Aufnahmeeinheit 14 festgelegt. Der Abdeckteil 68 ist beispiels- weise mit einem Grundteil 70 der Aufnahmeeinheit 14 verbindbar, beispiels- weise durch Aufschrauben des Abdeckteils 68 auf den Grundteil 70. Das Ab- deckteil 68 ist vorzugsweise aus einem nicht magnetischen Material herge- stellt, beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind beispielsweise vier Sensorelemente 50 vorhanden und vier Wirkelemente 54 am Trägerteil 60 an- geordnet. Diese sind bevorzugt, auch bei einer von vier Stück unterschiedli- chen Anzahl, jeweils in gleichen Winkelabständen voneinander um die Dreh- achse 18 verteilt.

Mittels der Sensoreinrichtung 48 ist durch die an der Platine 62 angeordneten Sensorelemente 50 und die an dem Flanschabschnitt 58 angeordneten Wirk- elemente 54 eine Auslenkungsposition und/oder eine Auslenkungsrichtung der Werkzeugeinheit 12 relativ zu der Aufnahmeeinheit 14 ermittelbar. Insbeson- dere sind mittels der Sensoreinrichtung 48 Auslenkungspositionsdaten über eine Auslenkungsposition und/oder Auslenkungsrichtungsdaten über eine Aus- lenkungsrichtung der Werkzeugeinheit 12 relativ zu der Aufnahmeeinheit 14 bereitstellbar.

Ein Auslenkungszustand der Werkzeugeinheit 12 relativ zu der Aufnahmeein- heit 14 ist mittels der Sensoreinrichtung 48 diskret oder kontinuierlich ermit- telbar.

Mittels der Sensoreinrichtung 48, insbesondere mittels des an der Welle 26 angeordneten Wirkelements 54 und der an der Platine 62 angeordneten Sen- sorelemente 50 ist ferner eine Drehzahl des Rotors 20 relativ zu dem Stator 16 ermittelbar. Insbesondere sind Drehzahldaten über eine Drehzahl mittels der Sensoreinrichtung 48 bereitstellbar.

Die Vorrichtung 10 umfasst vorzugsweise eine Speichereinrichtung 72 zur Speicherung eines von der Sensoreinrichtung 48 ermittelten Auslenkungs- zustands und/oder einer von der Sensoreinrichtung 48 ermittelten Drehzahl. Vorzugsweise umfasst die Sensoreinrichtung 48 die Speichereinrichtung 72.

Die Speichereinrichtung 72 ist insbesondere gemeinsam mit der Sensoreinrich- tung 48 an der Platine 62 bzw. der Leiterplatte (PCB) angeordnet. Die Sensor- einrichtung 48 ist insbesondere als integrierter Schaltkreis ausgebildet.

Die Speichereinrichtung 72 ist zur Speicherung von Auslenkungszustands- daten, insbesondere von Auslenkungspositionsdaten und/oder Auslenkungs- richtungsdaten, und/oder zur Speicherung von Drehzahldaten ausgebildet. Vorzugsweise ist die Speichereinrichtung 72 zur diskreten oder kontinuierli- chen Speicherung der Auslenkungszustandsdaten und/oder der Drehzahldaten ausgebildet. Ein Zeitintervall für die diskrete Ermittlung und/oder Speicherung ist vorzugsweise durch einen Benutzer vorgebbar.

In der Speichereinrichtung 72 sind insbesondere von der Sensoreinrichtung 48 ermittelte Auslenkungszustände und/oder Drehzahlen speicherbar, welche ei- nen vorgegebenen Schwellenwert überschreiten und/oder unterschreiten. Der Schwellenwert ist vorzugsweise ebenfalls durch einen Benutzer vorgebbar. Die Speichereinrichtung 72 umfasst hierzu insbesondere einen digitalen Ringspei- cher. Vorzugsweise sind somit Fehlbedienungen der druckgasbetriebenen Vor- richtung 10 protokollierbar, wobei ein Einsatz der druckgasbetriebenen Vor- richtung 10 für Gewährleistungszwecke überwacht werden kann.

Vorzugsweise ist hierzu in der Speichereinrichtung 72 zu den jeweiligen Sen- sordaten ein Zeitstempel speicherbar, so dass ein zeitlicher Verlauf der Sen- sordaten protokolliert werden kann. Alternativ oder ergänzend dazu ist in der Speichereinrichtung 72 eine Laufzeit, insbesondere eine Gesamtlaufzeit, der druckgasbetriebenen Vorrichtung speicherbar, so dass die Laufzeit überwacht werden kann, insbesondere für einen Servicefall.

Zur Datenübertragung von Auslenkungszustandsdaten und/oder von Dreh- zahldaten umfasst die Vorrichtung 10 eine Datenschnittstelle 74. Mittels der Datenschnittstelle 74 sind Auslenkungszustandsdaten über einen durch die Sensoreinrichtung 48 ermittelten Auslenkungszustand der Werkzeugeinheit 12 relativ zu der Aufnahmeeinheit 14 übertragbar, beispielsweise an eine Hin- weiseinrichtung 75.

Die Hinweiseinrichtung 75 kann vorzugsweise in der Aufnahmeeinheit 14 an- geordnet sein, zum Beispiel in dem Abdeckteil 68. Die Hinweiseinrichtung kann eine oder mehrere Leuchtdioden (LED) umfassen. Die Hinweiseinrichtung 75 ist vorzugsweise auf der Platine 62 und/oder Leiterplatte (PCB) angeordnet. Um optische Signale von der Hinweiseinrichtung 75 für den Benutzer unmittel- bar sichtbar zu machen, umfasst die druckgasbetriebene Vorrichtung 10 vor- zugsweise ein transluzentes Gehäuseelement 77, beispielsweise in Form eines insbesondere plattenförmigen Plexiglaselements 79. Das transluzente Gehäu- seelement 77 ist vorzugsweise zwischen der Aufnahmeeinheit 14 und dem Ab- deckteil 68 angeordnet und kann sich entlang des gesamten Außenumfangs der Aufnahmeeinheit 14 erstrecken.

Mittels der mindestens einen Leuchtdiode (LED) können verschiedene Auslen- kungszustände der Werkzeugeinheit 12 für den Benutzer unmittelbar erkenn- bar an der Vorrichtung 10 selbst angezeigt werden. Vorzugsweise werden hierzu Farben verwendet, beispielsweise grün (innerhalb eines Sollbereichs), gelb (am Rand des Sollbereichs) und rot (außerhalb des Sollbereichs).

Alternativ oder ergänzend können von der Hinweiseinrichtung 75 akustische Hinweise an den Benutzer ausgegeben werden, wobei zum Beispiel beim Über- schreiten eines Sollwertes für die Auslenkung ein Hinweiston ertönt.

Ferner sind beispielsweise Drehzahldaten über eine von der Sensoreinrichtung 48 ermittelte Drehzahl durch die Datenschnittstelle 74 an die Hinweiseinrich- tung übertragbar. Die Datenschnittstelle 74 ist zur kabelgebundenen und/oder kabellosen Übertragung von Daten ausgebildet und insbesondere an der Plati- ne 62 bzw. der Leiterplatte (PCB) angeordnet.

Der Stator 16 der Werkzeugeinheit 12 bildet vorliegend einen Lufteinlass für den Druckgasmotor 24. Dem Lufteinlass ist über eine Einlassöffnung 76 Druck- gas, insbesondere Druckluft, von einer in den Figuren 1 bis 3 nicht gezeigten Druckgasbereitstellungseinrichtung zuführbar. Mittels des über die Einlassöff- nung 76 dem Stator 16 zugeführten Druckgases kann der Rotor 20 über die an der Welle 26 angeordneten Antriebselemente 32 insbesondere in Rotation in Richtung des Pfeils 78 versetzt werden. Zur Druckbeaufschlagung der in der Aufnahmeeinheit 14 geführten Kolben 36 umfasst die Vorrichtung 10 ferner einen Druckgasanschluss 80, mittels wel- chem die Kolben 36 mit Druckgas, insbesondere Druckluft, von der in den Fi guren 1 bis 3 nicht dargestellten Druckgasbereitstellungseinrichtung beauf- schlagbar sind.

Figur 4 zeigt eine Längsschnittansicht einer mit dem Bezugszeichen 100 be- zeichneten weiteren vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen druckgasbetriebenen Vorrichtung. Für gleiche oder gleichwirkende Merkmale und Bauteile der Vorrichtungen 10 und 100 werden identische Bezugszeichen benutzt. Die mit der Vorrichtung 10 erzielbaren Vorteile können bei der Vor- richtung 100 ebenfalls erzielt werden, so dass diesbezüglich auf die voran- stehenden Erläuterungen verwiesen werden kann.

Der Unterschied zwischen den Vorrichtungen 10 und 100 besteht im Wesent- lichen darin, dass die Sensoreinrichtung 48 der Vorrichtung 100 ein oder meh- rere Sensorelemente 50 zur Ermittlung einer Position der Kolben 36 längs der Führungsrichtung 40 umfasst. Durch Ermittlung der Position der Kolben 36, welche an der Werkzeugeinheit 12 festgelegt sind, kann vorzugsweise auf eine Auslenkungsposition und/oder Auslenkungsrichtung der Werkzeugeinheit 12 gegenüber der Aufnahmeeinheit 14 geschlossen werden.

Die Sensoreinrichtung 48 umfasst hierzu als Permanentmagnete 56 ausgebil- dete Wirkelemente 54. Die Wirkelemente 54 sind insbesondere an einer der Werkzeugeinheit 12 abgewandten Stirnseite der Kolben 36 angeordnet.

Die druckgasbetriebene Vorrichtung 100 umfasst eine an der Aufnahmeeinheit 14 anordenbare, insbesondere in dieselbe einschraubbare, Sensoreinheit 82. Die Sensoreinheit 82 umfasst vorzugsweise ein oder mehrere Sensorelemente 50, mittels welcher eine Auslenkung der Kolben 36 ermittelbar ist. Die Sensor- einheit 82 umfasst vorzugsweise ferner eine Speichereinrichtung 72 sowie eine Datenschnittstelle 74. Zur Ermittlung einer Drehzahl des Rotors 20 relativ zu dem Stator 16 umfasst die Sensoreinrichtung 48 der Vorrichtung 100 ein weiteres Sensorelement 50. Das Sensorelement 50 ist in Bezug auf die Drehachse 18 insbesondere radial neben dem als Permanentmagnet 56 ausgebildeten Wirkelement 54 angeord- net, welches an dem Ende der Welle 26 angeordnet ist, welches dem An- schlussabschnitt 22 abgewandt ist.

Die Sensorelemente 50 der Sensoreinrichtung 48 sind bei der druckgasbetrie- benen Vorrichtung 100 insbesondere in einem druckbeaufschlagten Bereich der Vorrichtung 100 angeordnet.

Figur 5 zeigt eine Längsschnittansicht einer mit dem Bezugszeichen 1000 be- zeichneten weiteren vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen druckgasbetriebenen Vorrichtung. Für gleiche oder gleichwirkende Merkmale und Bauteile der Vorrichtungen 10, 100 und 1000 werden identische Bezugs- zeichen benutzt. Die mit den Vorrichtungen 10, 100 erzielbaren Vorteile kön- nen bei der Vorrichtung 1000 ebenfalls erzielt werden, so dass diesbezüglich auf die voranstehenden Erläuterungen verwiesen werden kann.

Der Unterschied zwischen den Vorrichtungen 10 und 1000 besteht im Wesent- lichen darin, dass die Sensoreinrichtung 48 der Vorrichtung 1000 zur Ermitt- lung eines Auslenkungszustands der Werkzeugeinheit 12 relativ zu der Auf- nahmeeinheit 14 Wirkelemente 54 umfasst, welche am Stator 16 an einer dem Rotor 20 abgewandten Seite festgelegt sind und zum Beispiel als schräg zur Drehachse 18 angeordnete Flächen 85 ausgebildet sind.

Hierzu umfasst die Sensoreinrichtung 48 insbesondere einen Ring 87, welcher an dem Stator 16 auf einer dem Aufnahmeabschnitt 22 abgewandten Seite angeordnet ist. Die Flächen 85 sind an einem Umfang des Rings 87 angeord- net. Vorzugsweise umfasst der Ring 87 vier gleichmäßig über den Umfang ver- teilt angeordnete Flächen 85. Die Sensoreinrichtung 48 der Vorrichtung 1000 umfasst ein oder mehrere Sensorelemente 50, welche als induktive Sensorelemente ausgebildet sind.

Die Sensorelemente 50 sind insbesondere in das Abdeckteil 68 der Aufnahme- einheit 14 eingebracht. Vorzugsweise umfasst oder bildet das Abdeckteil 68 dabei eine Sensoreinheit 89. Günstigerweise ist mit jeweils einem Sensorele- ment 50 jeweils ein Abstand zu jeweils einer Fläche 85 ermittelbar, so dass über den ermittelten Abstand auf einen Auslenkungszustand der Werkzeugein- heit 12 relativ zu der Aufnahmeeinheit geschlossen werden kann. Die Sensor- einrichtung 48 umfasst insbesondere dieselbe Anzahl an Flächen 85.

Eine Drehzahl des Rotors 20 gegenüber dem Stator 16 kann bei der Vorrich- tung 1000 mit der Sensoreinrichtung 48 entsprechend der Vorrichtung 100 ermittelt werden. Die Sensoreinrichtung umfasst hierzu insbesondere ein an der Welle 26 angeordnetes Wirkelement 54, welches insbesondere als Perma- nentmagnet 56 ausgebildet ist. Das Wirkelement 54 ist an einem dem An- schlussabschnitt 22 abgewandten Ende der Welle 26 angeordnet.

Bei der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform der druckgasbetriebenen Vorrichtung 1000 sind die Sensorelemente 50 ebenfalls außerhalb eines druckbeaufschlagten Bereichs der Vorrichtung 10 angeordnet.

Ein Beispiel einer Anwendung der druckgasbetriebenen Vorrichtungen 10, 100 oder 1000 wird nachfolgend unter Verweis auf Figur 6 gezeigt, in der eine mit dem Bezugszeichen 84 bezeichnete vorteilhafte Ausführungsform eines erfin- dungsgemäßen Druckgasbearbeitungssystems schematisch dargestellt ist.

Das Druckgasbearbeitungssystem 84 umfasst die druckgasbetriebene Vorrich- tung 10, 100 oder 1000, an deren Anschlussabschnitt 22 ein Bearbeitungs- werkzeug 86 mit der Welle 26 verbunden ist. Die druckgasbetriebene Vorrich- tung 10, 100 oder 1000 dient zum Bearbeiten eines Gegenstandes 88, insbe- sondere eines Werkstücks 90. Das Druckgasbearbeitungssystem 84 umfasst ferner eine Halteeinrichtung 92, welche maschinell angetrieben und bewegbar ist. Die Halteeinrichtung 92 ist im vorliegenden Fall als Roboterarm 94 ausgebildet. Das Druckgasbearbei- tungssystem 84 umfasst zudem eine Steuereinrichtung 96, welche über eine Steuerleitung 98 oder kabellos mit dem Roboterarm 94 gekoppelt ist.

Das Druckgasbearbeitungssystem 84 umfasst ferner eine Druckgasbereitstel- lungseinrichtung 102, die über eine Steuerleitung 104 mit der Steuereinrich- tung gekoppelt ist. Eine Zufuhrleitung 105 für Druckgas verbindet die Druck- gasbereitstellungseinrichtung 102 mit der druckgasbetriebenen Vorrichtung 10, 100 oder 1000.

Die Halteeinrichtung 92 ist automatisiert mittels der Steuereinrichtung 96 an- steuerbar und/oder durch einen Benutzer 106 ansteuerbar, insbesondere durch einen sogenannten Integrator. Das Druckgasbearbeitungssystem 84 umfasst zur Ansteuerung der Halteeinrichtung 92 durch den Benutzer 106 über die Steuereinrichtung 96 eine Bedieneinheit 108, zum Beispiel in Form eines Joysticks, mittels welcher die Halteeinrichtung 92 beim Einlernen, dem sogenannten "Teachen", durch den Benutzer 106 entlang eines zu bearbeiten- den Bereiches des Gegenstands 88 bewegbar ist. Alternativ dazu ist die Halte- einrichtung 92 mit der daran angeordneten druckgasbetriebenen Vorrichtung 10, 100 oder 1000 sowie dem Bearbeitungswerkzeug 86 zum Einlernen oder "Teachen" handgeführt durch den Benutzer 106 bewegbar.

Das Druckgasbearbeitungssystem 84 umfasst ergänzend zur oder alternativ zur Hinweiseinrichtung 75 eine optische und/oder akustische Hinweiseinrich- tung 110. Mittels dieser ist ein Überschreiten und/oder ein Unterschreiten ei- nes vorgegebenen Schwellenwertes für den Auslenkungszustand der Werk- zeugeinheit 12 relativ zu der Aufnahmeeinheit 14 ausgebbar ist und/oder mit- tels welcher ein Unterschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes für eine Drehzahl des Rotors 20 gegenüber dem Stator 16 der Vorrichtung 10, 100 oder 1000 ausgebbar. Die Hinweiseinrichtung 110 umfasst vorzugsweise eine Anzeigeeinrichtung 112 mit einer oder mehreren Leuchtdioden (LED), beispielsweise zur Ausgabe far- biger Hinweise wie vorstehend beschrieben. Die Anzeigeeinrichtung 112 ist beispielsweise an der Steuereinrichtung 96 angeordnet. Alternativ oder ergän- zend dazu umfasst die Hinweiseinrichtung 110 einen Bildschirm 114, beispiels- weise eines Personal Computers (PC) oder einen Bildschirm 116 eines Tablet- Computers 118, welcher durch den Benutzer 106 bedienbar ist.

Vorzugsweise umfasst eine Betriebssoftware des Druckgasbearbeitungssy- stems 84 mehrere verschiedene Berechtigungsstufen, wobei verschiedenen Benutzern 106 verschiedene Berechtigungsstufen zuteilbar sind. Abhängig von einer zugeteilten Berechtigungsstufe kann einem Benutzer 106 insbesondere Zugriff auf unterschiedliche Funktionsumfänge der Betriebssoftware ermöglicht werden.

Durch die Hinweiseinrichtung 110 können verschiedene Betriebszustände der druckgasbetriebenen Vorrichtung 10, 100 oder 1000 an den Benutzer 106 ausgegeben werden. Beim Einlernen oder "Teachen" können beispielsweise durch an der Anzeigeeinrichtung 112 angeordnete Leuchtdioden verschiedene Farben zur Wiedergabe der Betriebszustände dienen. Die Leuchtdioden können beispielsweise grün leuchten, wenn die druckgasbetriebene Vorrichtung 10,

100 oder 1000 in einem Sollbereich betrieben wird, d.h. wenn die Werkzeug- einheit 12 innerhalb eines Sollbereichs gegenüber der Aufnahmeeinheit 14 ausgelenkt ist. Mit einer gelben Farbe kann einem Benutzer 106 mitgeteilt werden, dass die Werkzeugeinheit 12 gegenüber der Aufnahmeeinheit 14 der Vorrichtung 10, 100 oder 1000 bis an den Rand eines Sollbereichs ausgelenkt ist, wobei durch eine rote Farbe beispielsweise mitgeteilt werden kann, dass die Werkzeugeinheit 12 über einen Sollbereich hinaus gegenüber der Aufnah- meeinheit 14 der Vorrichtung 10, 100 oder 1000 ausgelenkt ist.

Somit kann beim Einlernen oder "Teachen" verhindert werden, dass die druck- gasbetriebene Vorrichtung 10, 100 oder 1000 zu stark ausgelenkt wird und somit zerstört wird. Bei einem automatischen Einlernen oder "Teachen" anhand von beispielsweise CAD-Daten eines Werkstücks 90 kann die Halteeinrichtung 92, insbesondere der Roboterarm 94, vorzugsweise automatisiert und vergleichsweise schnell entlang des Werkstücks 90 bewegt werden. Wenn die druckgasbetriebene Vor- richtung 10, 100 oder 1000 insbesondere ein an dieser angeordnetes Bearbei- tungswerkzeug 86, gegen das Werkstück 90 gedrückt wird, wird beispielsweise mittels der Sensoreinrichtung 48 eine Auslenkung der Werkzeugeinheit 12 re- lativ zu der Aufnahmeeinheit 14 ermittelt und/oder kontrolliert.

Vorzugsweise ist eine beim automatischen Einlernen oder "Teachen" ermittelte Auslenkung für den späteren Serieneinsatz speicherbar, so dass eine Bewe- gung der Halteeinrichtung 92 aufgrund der beim automatischen Einlernen oder "Teachen" ermittelten Positionierung der Vorrichtung 10, 100 oder 1000 und Auslenkung der Werkzeugeinheit 12 steuerbar und/oder regelbar ist.

Die Halteeinrichtung 92 ist abhängig von dem von der Sensoreinrichtung 48 der druckgasbetriebenen Vorrichtung 10, 100 oder 1000 ermittelten Auslen- kungszustand mittels der Steuereinrichtung 96 ansteuerbar. Somit können in einem automatisierten Betrieb fehlerhafte Gegenstände 88 oder Werkstücke 90 sowie verschlissene Bearbeitungswerkzeuge 86 erkannt werden sowie eine fehlerhafte Bedienung vermieden werden.

Günstigerweise kann die druckgasbetriebene Vorrichtung 10, 100 oder 1000 als insbesondere dreidimensionale Messeinrichtung verwendet werden, bei- spielsweise zur Überwachung einer Position und/oder eines Zustands eines Werkstücks 90 und/oder zur Überwachung einer Position der druckgasbetrie- benen Vorrichtung 10, 100 oder 1000. Wenn die druckgasbetriebene Vorrich- tung 10, 100 oder 1000 mittels der Halteeinrichtung 92, insbesondere mittels des Roboterarms 94, entlang eines Werkstücks 90 bewegt wird, kann aufgrund einer zu geringen oder einer zu großen ermittelten Auslenkung der Werkzeug- einheit 12 relativ zu der Aufnahmeeinheit 14 auf ein fehlerhaftes Werkstück 90, auf ein falsch positioniertes Werkstück 90 und/oder auf eine fehlerhafte Position der druckgasbetriebenen Vorrichtung 10, 100 oder 1000 geschlossen werden.

Bezugszeichenliste

10 Vorrichtung

12 Werkzeugeinheit

14 Aufnahmeeinheit

16 Stator

18 Drehachse

20 Rotor

22 Anschlussabschnitt

24 Druckgasmotor

26 Welle

28 Lagerelemente

30 Antriebsraum

32 Antriebselement

33 Rückstelleinrichtung

34 Lamelle

36 Kolben

38 Führungshülse

40 Führungsrichtung

42 Längsachse

44 Faltenbalg

46 Winkel

48 Sensoreinrichtung

50 Sensorelement

52 3D- Hall-Sensorelement 54 Wirkelement

56 Permanentmagnet

58 Flanschabschnitt

60 gemeinsames Trägerteil 62 Platine

64 Trägerplatine

68 Abdeckteil 70 Grundteil

72 Speichereinrichtung

74 Datenschnittstelle

75 Hinweiseinrichtung

76 Einlassöffnung

77 transluzentes Gehäuseelement

78 Pfeil

79 Plexiglaselement

80 Druckgasanschluss

82 Sensoreinheit

84 Druckgasbearbeitungssystem

85 Fläche

86 Bearbeitungswerkzeug

87 Ring

88 Gegenstand

89 Sensoreinheit

90 Werkstück

92 Halteeinrichtung

94 Roboterarm

96 Steuereinrichtung

98 Steuerleitung

100 Vorrichtung

102 Druckgasbereitstellungseinrichtung

104 Steuerleitung

105 Zufuhrleitung

106 Benutzer

108 Bedieneinheit

110 Hinweiseinrichtung

112 Anzeigeeinrichtung

114 Bildschirm

116 Bildschirm

118 Tablet-Computer

1000 Vorrichtung