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Die
Erfindung betrifft eine Führungsvorrichtung
zum Führen
eines Schlauches mit einem Führungselement,
in welchem der Schlauch in seiner Längsrichtung beweglich führbar ist,
mit einem Rückholmittel,
welches in einem Widerlager an dem Führungselement gelagert ist
und kraftschlüssig
mit dem Schlauch verbindbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin
einen Industrieroboter mit einer solchen Führungsvorrichtung.
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Eine
derartige Führungsvorrichtung
ist aus der
EP 1 369
211 A1 bekannt und wird eingesetzt, um die bei der Zuführung eines
Schlauches oder einer schlauchförmigen
Versorgungsleitung zu einem beweglichen Maschinenteil notwendige
Längenvariabilität zu gewährleisten.
Insbesondere die Zuführung einer
Versorgungsleitung zu einer Roboterhand erfordert hierbei aufgrund
der vielen Bewegungsfreiheitsgrade eine sehr hohe Längenvariabilität der Versorgungsleitung.
Insbesondere ist die Führungsvorrichtung
hinsichtlich der Gewährleistung
einer sicheren Zuführung
bei hoher Belastung durch Druck, Zug, Verwindung und Abrieb konstruiert.
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Für eine Roboterhand
oder für
ein von der Hand gehaltenes Roboterwerkzeug sind eine Vielzahl von
Versorgungsleitungen notwendig. So müssen der Hand oder dem Werkzeug
elektrische Energie, Steuersignale oder Arbeitsmittel wie Wasser, Öl oder Luft
zugeführt
werden. Aus der
EP
1 369 211 A1 ist es bekannt, die Versorgungsleitungen zu
bündeln und
in einem gemeinsamen Schlauch oder Schutzschlauch zu führen. Der
Schutzschlauch wird in einer Rinne mit durchgehender seitlicher
Längsöffnung in Längsrichtung
beweglich geführt. Über die
seitliche Öffnung
werden die einzelnen Versorgungsleitungen dem Schutzschlauch zugeführt. Der
Schutzschlauch selbst wird von einer diesen umgebenden Spannfeder
gegen die Rinne abgestützt.
Bei Zugbeanspruchung werden der Schutzschlauch und die in diesem angeordneten
Versorgungsleitungen längs
der Rinne gegen die Federkraft nach vorne gezogen. Bei Längenverkürzung durch
entsprechende Bewegung des Roboterarms werden der Schutzschlauch
und die Versorgungsleitungen durch die Federkraft zurückgeholt.
Während
der Schutzschlauch in der Rinne geführt wird, laufen die dem Schutzschlauch
zugeführten
Versorgungsleitungen entlang der seitlichen Öffnung mit.
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Die
Führungsvorrichtung
muss für
einen Roboter oder eine sonstige Maschine unterschiedlichster Bauart
einzusetzen sein. Dies erfordert eine hohe Flexibilität hinsichtlich
der Montageposition auf dem Roboter oder der Maschine. Nachteiligerweise
erlaubt die in der
EP
1 369 211 A1 gezeigte Führungsvorrichtung
nur eine eingeschränkte
Flexibilität
hinsichtlich der Montageposition. Die Rinne ist mit freibleibender
seitlicher Öffnung über eine
Tragplatte mittels Stegen mit dem Roboter oder der Maschine verbunden.
Ein Längsversatz
ist nicht möglich.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Führungsvorrichtung
zum Führen
eines Schlauches anzugeben, die eine besonders einfache und flexible
Montage zulässt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
die Merkmale des Anspruchs 1. Dazu weist die Führungsvorrichtung zum Führen eines
Schlauches ein Führungselement
mit einem geschlossenen Rundrohrabschnitt sowie einen sich daran
anschließenden
Ausgleichsabschnitt auf. Der Ausgleichsabschnitt ermöglicht hierbei
ein – in
Bezug auf die Längsrichtung
de Schlauchs – seitliches
Zuführen von
Versorgungsleitungen zum Schlauch und einen Längenausgleich.
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Die
Erfindung geht dabei von der Überlegung aus,
dass als Längenspielraum
des geführten Schlauches
unter üblichen
Einbaubedingungen nicht die Gesamtlänge der Führungsvorrichtung ausgenutzt
wird. Infolgedessen ist für
die mit dem Schlauch seitlich mitgeführten Versorgungsleitungen
oder Schlauchkomponenten keine durchgehende seitliche Öffnung notwendig.
Dadurch, dass das Führungselement
einen geschlossenen Rundrohrabschnitt aufweist, ist eine in Längsrichtung
stufenlose Einstellung der Montageposition möglich. Auch wird eine einfache Befestigung
der Führungsvorrichtung
mit dem Roboter oder der Maschine mittels den Rundrohrabschnitt
umgreifenden Schellen ermöglicht.
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Die
Führungsvorrichtung
ist prinzipiell zum Führen
eines beliebigen Schlauches geeignet. Der Schlauch kann dabei eine
einzelne Versorgungsleitung sein. Als Schlauch kann aber auch ein
Schutzschlauch geführt
werden, in welchem ein Bündel
von Versorgungsleitungen oder Schlauchkomponenten zusammengefasst
ist. Die Führungsvorrichtung
ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie für unterschiedlich
ausgebildete Maschinen, insbesondere Industrieroboter, einsetzbarist.
Die Führungsvorrichtung
ist daher unabhängig
vom jeweiligen Industrierobotertyp.
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Durch
den geschlossenen Rundrohrabschnitt ist weiter eine bessere Führung des
Schlauches möglich.
Die Gefahr eines seitlichen Ausbrechens einzelner Komponenten ist
vermieden. Vorteilhafterweise ist daher das Rückholmittel innerhalb des Rundrohrabschnitts
angeordnet.
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Das
Rückholmittel
als solches kann beliebig, insbesondere auch elektrisch oder mechanisch,
ausgebildet sein. Bei einer mechanischen Ausführung ist ein Ende des Rückholmittels
mit dem Führungselement
verbunden, während
das andere Ende kraftschlüssig
an dem Schlauch ansetzt. Bei einer aktiven Bewegung des Schlauches
in Längsrichtung
wird das mechanische Rückholmittel
entweder gespannt oder gedehnt. Die dabei gespeicherte mechanische Energie
wird zum Zurückholen
des Schlauches bei Entspannung genutzt. Als ein kostengünstiges
und effektives mechanisches Rückholmittel
wird vorteilhafterweise eine insbesondere metallische Spiralfeder,
die den Schlauch umgibt, verwendet.
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Vorteilhafterweise
ist der Ausgleichsabschnitt als ein hohler Gehäuseabschnitt ausgebildet, in
dem die Versorgungsleitungen geschützt einliegen. Die Versorgungsleitungen
sind daher im hohlen Gehäuseabschnitt
gekapselt. Hierdurch wird eine Führung
einzelner Schlauchkomponenten aus dem Rundrohrabschnitt ohne einen
Schutzschlauch möglich.
Das hintere Ende des hohlen Gehäuseabschnitts begrenzt
die Rückführungsbewegung
des Schlauchs. Innerhalb des hohlen Gehäuseabschnitts sind der Schlauch
und/oder die Schlauchkomponenten zusätzlich vor Verunreinigung geschützt. Der Rundrohrabschnitt
wird daher quasi im hohlen Gehäuseabschnitt
weitergeführt,
wobei der durch den Gehäuseabschnitt
gebildete Innenraum sich seitlich zur Längsrichtung des Schlauches
ausbreitet, so dass in diesem Innenraum die Versorgungsleitungen zum
Längenausgleich
seitlich an den Schlauch herangeführt werden können. Dies
ermöglicht
einen freien Bewegungsablauf.
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Der
hohle Gehäuseabschnitt
weist zweckdienlicherweise eine rechteck- oder U-förmige
Außenkontur
mit einer zwischen den U-Schenkeln aufgespannten Stirnseite auf,
an die sich zum einen der Rundrohrabschnitt anschließt und durch
die zum anderen die Versorgungsleitungen in den Gehäuseabschnitt
eingeführt
werden. Durch die stirnseitige Zuführung werden die Versorgungsleitungen
daher insgesamt um 180° zur
Längsrichtung
des Schlauchs hin gebogen.
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Durch
die Ausgestaltung mit im wesentlichen U-förmigen Querschnitt kann unter
Berücksichtigung des
beabsichtigten Biegeradius der Verlauf des den Rundrohrabschnitt
verlassenden Schlauches oder der Schlauchkomponenten günstig beeinflusst
werden. Der aus dem Rundrohrabschnitt austretende Schlauch oder
die austretenden Schlauchkomponenten (Versorgungsleitungen) werden
durch den U-förmigen
Gehäuseabschnitt
um insgesamt 180° geführt und
werden dann bevorzugt über
eine Schnittstelle fest an die weitergehenden Versorgungsleitungen
eines Roboters oder einer Maschine gekoppelt. Die Schnittstelle
ist hierbei üblicherweise
fest mit dem Roboter verbunden und weist Anschlussadapter auf, wie
beispielsweise Schlauchanschlüsse
für Flüssigkeiten
oder Gase oder Stecker für
eine elektrische Verbindung. Die Rückführbewegungen des Schlauches
werden über
den Biegeradius der Schlauchkomponenten innerhalb des hohlen Gehäuseabschnitts
kompensiert.
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Um
ein Eindringen von Verschmutzungen zu verhindern ist zweckdienlicherweise
die Stirnseite bis auf eine Öffnung
für die
Zuführung
der Versorgungsleitungen geschlossen.
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Bevorzugt
ist in der Öffnung
eine Komponentenführung
vorgesehen, in der die einzelnen Versorgungsleitungen insbesondere
einzelweise geführt werden
und durch die insbesondere eine Abdichtung erfolgt. Dies verhindert
das Eindringen von Schweißstaub,
Schweißspritzer
oder von sonstigen Fremdkörpern.
Die Komponentenführung
ist hierbei vorteilhafterweise zugleich als ein Zugentlastungselement ausgebildet.
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Von
Vorteil ist es, wenn der hohle Gehäuseabschnitt im Anschluss an
seinem mit dem Rundrohrabschnitt fluchtenden Teilbereich eine reduzierte
Innenhöhe
aufweist, so dass für
den Schlauch innerhalb des hohlen Gehäuseabschnitts in Längsrichtung eine
Führung
gebildet ist. Hierdurch kann der Schlauch oder der Führungsadapter
im Führungselement
linear geführt
werden. Ein seitliches Ausbrechen des Schlauches oder des Führungsadapters
in den hohlen Gehäuseabschnitt
wird vermieden. Die reduzierte Innenhöhe ist beispielsweise eine
Abflachung des Gehäuseabschnitts
oder eine Sicke oder dergleichen. Zweckdienlicherweise weist der
fluchtende Teilbereich hierbei einen runden Querschnitt auf, der
an den Querschnitt des Rundrohrabschnitts angepasst ist, so dass
dieser quasi im Teilbereich fortgeführt wird, wobei der Teilbereich
zum restlichen Innenraum des hohlen Gehäuseabschnitts offen ist.
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Da
das Führungselement
einen geschlossenen Rundrohrabschnitt aufweist, ist eine vorteilhafte Ausgestaltung
in Form von zumindest zwei miteinander lösbar verbindbaren Halbschalenelementen
vorgesehen. Dies bedeutet eine enorme Verbesserung hinsichtlich
der Montage der zu führenden
Versorgungsleitungen oder Schläuche.
Ein schneller Austausch der geführten
Komponenten wird möglich.
Die Halbschalenelemente können
bevorzugt mittels seitlich angebrachten Schnellverschlüssen leicht
und schnell geöffnet
und geschlossen werden. Eine lösbare
Verbindung kann auch mittels Schnellverschlüssen und diesen gegen überliegenden
Scharnieren ausgebildet sein. Insbesondere ist hierbei sowohl der Rundrohrabschnitt
als auch der Ausgleichsabschnitt jeweils aus zwei Halbschalenelementen
gebildet. Zueinander korrespondierende Halbschalenelemente des Rundrohrabschnitts
und des Ausgleichsabschnitts können
hierbei als einstückige
Einheit ausgebildet sein.
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Zweckdienlicherweise
ist vorgesehen, dass zumindest eines der Halbschalenelemente des
Ausgleichsabschnitts getrennt vom korrespondierenden Halbschalenelment
des Rundrohrelements ist, um ein Öffnen des Ausgleichsabschnitts
zu ermöglichen, ohne
dass der Rundrohrabschnitt geöffnet
werden muss. Im Installations- oder Wartungsfall brauchen daher
die den Rundrohrabschnitt umgreifenden Schellen nicht entfernt bzw.
gelöst
werden. Es ist daher eine bleibende kraftschlüssige Befestigung der Führungsvorrichtung
mit dem Roboter oder der Maschine sichergestellt.
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Zur
Führung
des Schlauchs in dem Führungselement
ist auf dem Schlauch vorzugsweise ein Führungsadapter befestigt, der
im Inneren des Rundrohrabschnitts in Längsrichtung gleitet. An diesem Führungsadapter
greift ein Ende der Spiralfeder zur kraftschlüssigen Verbindung mit dem Schlauch
an. Durch Verschieben der Montageposition des Führungsadapters in Längsrichtung
des Schlauches ist die Vorspannung der Spiralfeder einstellbar.
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Das
andere Ende der Spiralfeder ist zweckmäßigerweise an der Austrittsöffnung des
Führungselements
mit der Führungsvorrichtung
verbunden. Das Widerlager ist daher gemäß dieser bevorzugten Ausgestaltung
Teil des Führungselement
und im Rundrohrabschnitt integriert. Zugleich bildet es die Austrittsöffnung des
Rundrohrabschnitts, durch die der Schlauch eintritt. Diese Öffnung weist
bevorzugt eine Einführschräge oder
-rundung mit geeignetem Radius auf.
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Alternativ
zu der Integration des Widerlagers im Führungselement ist dieses als
ein externes Widerlager beabstandet vom Rundrohrabschnitt angeordnet
und insbesondere nach Art einer aufklappbaren Schelle ausgebildet.
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Um
die Vorrichtung auch für
unterschiedliche Schläuche
und damit Robotertypen einsetzen zu können ist gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der Innendurchmesser des Widerlagers an
den Außendurchmesser
des Schlauches angepasst, d.h. der Innendurchmesser des Widerlagers
ist variabel einstellbar. Dies wird insbesondere durch das Einlegen
von unterschiedlich ausgebildeten Reduzierstükken erreicht. Bevorzugt ist
auch der Führungsadapter an
unterschiedliche Schlauchdurchmesser anpassbar.
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Weiterhin
ist zweckdienlicherweise vorgesehen, dass das Führungselement und auch die
gesamte Führungsvorrichtung
aus einem nichtleitenden, isolierenden Material, insbesondere aus
Kunststoff, besteht.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in schematischen
und vereinfachten Darstellungen:
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1 eine
an einem Roboter angeordnete Führungsvorrichtung
zur Führung
von Versorgungsleitungen zu einer Roboterhand,
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2 in
dreidimensionaler Darstellung eine Führungsvorrichtung zum Führen eines
Schlauches in Halbschalenausgestaltung, wobei die seitliche Öffnung des
Führungselements
in einen hohlen Gehäuseabschnitt
mündet,
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3 in
dreidimensionaler Darstellung eine Führungsvorrichtung gemäß 2 mit
einer alternativen Ausgestaltung des hohlen Gehäuseabschnitts,
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4 eine
Aufsicht auf die in 3 dargestellte Führungsvorrichtung,
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5 eine
vergrößerte Darstellung
der in 4 mit einem Kreis markierten Austrittsöffnung,
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6 die
in den 3 bis 5 dargestellte Führungsvorrichtung
in einer Explosionsdarstellung zur Illustration der verschiedenen
Halbschalenelemente,
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7 eine
alternative Ausgestaltung der Führungsvorrichtung
mit einem Befestigungsklemmbock zur Aufnahme eines externen Widerlagers,
und
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8 eine
Aufsicht auf einen Roboter mit der Führungsvorrichtung gemäß 7.
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Gleichwirkende
Merkmale sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist
eine Führungsvorrichtung 1 zum Führen eines
Schlauchs für
einen teilweise gezeigten Roboter 2 dargestellt. Der Roboter 2 umfasst
insbesondere eine Schwinge 4, an welcher ein Roboterarm 5 schwenkbar
gelagert ist. Am Ende des Roboterarms 5 ist eine Roboterhand 6 angeordnet,
die gegenüber
dem Roboterarm 5 um zwei Achsen drehbar ist. An der Roboterhand 6 kann
das eigentliche Roboterwerkzeug angeordnet werden. Dabei kann es sich
beispielsweise um ein Schweißgerät handeln. Dem
Roboterwerkzeug werden über
Versorgungsleitungen 8 die benötigte elektrische Energie sowie Steuersignale
und Arbeitsmittel, wie z.B. Schweißgas oder Kühlmittel zugeführt. Die
Versorgungsleitungen 8 sind als Schlauchkomponenten in
einem Schutzschlauch 9 zusammengefasst, der in der Führungsvorrichtung 1 geführt wird.
Da die Versorgungsleitungen 8 fest mit dem Roboterwerkzeug
verbunden sein müssen,
führt eine
Bewegung der Roboterhand 6 zu einer Längenausgleichsbewegung der Versorgungsleitungen 8 und
damit des Schutzschlauches 9. Der Schutzschlauch 9 bewegt
sich in der Führungsvorrichtung 1 entlang
seiner Längsrichtung
entsprechend vor oder zurück.
Diese Bewegung ist durch die Pfeile 10 und 14 verdeutlicht.
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Die
Führungsvorrichtung 1 umfasst
zur Führung
des Schutzschlauches 9 ein Führungselement 11,
in dessen Inneren der Schutzschlauch 9 in seiner Längsrichtung
bewegbar geführt
ist. Das Führungselement 11 umfasst
einen Rundrohrabschnitt 11A sowie einen sich daran anschließenden Umlenk-
oder Ausgleichsabschnitt 11B. Der Rundrohrabschnitt 11A ist über seine
gesamte Länge
vollumfänglich
geschlossen ausgebildet. Lediglich zur Besseren Darstellung des
darin geführten
Schutztschlauchs 9 ist in 1 der Rundrohrabschnitt 11A teilweise
aufgerissen dargestellt. Der Schutzschlauch 9 tritt aus
dem Rundrohrabschnitt 11A in den Ausgleichsabschnitt 11B über. Im
Bereich des Ausgleichabschnitts 11B werden – gekennzeichnet
durch den Pfeil 14 – die Versorgungsleitungen 8 seitlich
weggeführt.
Am Ende des Schutzschlauches 9 treten die Versorgungsleitungen 8 bogenförmig aus
dem Schutzschlauch 9 nach vorne gerichtet aus und werden über eine
Schnittstelle 13 in hier nicht näher dargestellter Weise mit
an der Schwinge 4 des Roboters 2 angeordneten
Leitungen gekoppelt. Diese, durch den Pfeil 15 gekennzeichneten
und ebenfalls nicht näher
dargestellte Leitungen sind in einer Führung 17 entlang der
Schwinge 4 flexibel angeordnet. Die flexible Führung 17 erlaubt
die Schwenkung des Roboterarms 5 gegenüber der Schwinge 4.
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Im
einfachsten Fall ist der Ausgleichsabschnitt 11B gebildet
durch ein an einer Seite offenes, langgestrecktes Gehäuse, welches
nach Art eines seitlich offenen Rohres oder Kanals ausgebildet ist.
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Um
Dreh-, Biege-, Druck- oder Zugbeanspruchungen des Schutzschlauches 9 bei
Bewegungen der Roboterhand 6 oder des Roboterarms 5 zu vermeiden,
weist die Führungsvorrichtung 1 ein
mechanisches Rückholmittel 20 auf.
Das Rückholmittel 20 sorgt
für eine
Zuführung
oder Rückholung
des Schutzschlauches 9 aus bzw. in die Führungsvorrichtung 1 entsprechend
der Bewegung der Roboterhand 6 und hält somit den Schutzschlauch 9 und
die Versorgungsleitungen 8 zwischen Führungsvorrichtung 1 und
Roboterhand 6 in einer gewünschten Spannung. Mit anderen
Worten ermöglicht
das Rückholmittel 20 eine
variable aktive Länge
des Schutzschlauches 9. Die Führungsvorrichtung 1 selbst
ist mittels eines Befesti gungselements 23 am Roboterarm 5 oberhalb
der Schwenkachse zur Schwinge 4 gehalten.
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Das
Rückholmittel 20 ist
zur Stabilisierung in einem geschlossenen Rundrohrabschnitt 22 der
Führungsvorrichtung 1 angeordnet
und umfasst eine metallische Spiralfeder 24 sowie ein im
Führungselement
integriertes internes Widerlager 25A und einen Führungsadapter 27.
Das interne Widerlager 25A ist in einer Austrittsöffnung 30 des
Führungselements 11,
insbesondere des Rundrohrabschnitts 11A, fixiert. Hierzu
greift eine wulstartige Umfangsverdickung des Widerlagers 25 in
eine entsprechende nutartig Ausnehmung des Innenumfangs des Führungselements 11 ein
(vgl. 4 u. 5). Alternativ ist ein externes
Wiederlager 25B vorgesehen, welches in einem außerhalb
des Führungselements 11 angeordneten
Befestigungsklemmblock 26 (vgl. hierzu 7 u. 8).
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Die
Spiralfeder 24 umgreift locker den Schutzschlauch 9 und
ist kraftschlüssig
mit dem ringförmigen
Widerlager 25A, B verbunden. Der Schutzschlauch 9 selbst
gleitet durch das Widerlager 25A, B hindurch. Das andere
Ende der Spiralfeder 24 ist mit dem ebenfalls ringförmigen Führungsadapter 27 verbunden,
der über
den Schutzschlauch 9 geschoben und an der gewünschten
Montageposition mit dem Schutzschlauch 9 fest verbunden
ist. Über
die Montageposition ist dabei die gewünschte Federspannung einstellbar.
Der Außendurchmesser
des Führungsadapters 27 ist
auf den Innendurchmesser des Rundrohrelements 11A sowie
dessen Fortsetzung im Ausgleichsabschnitt 11B abgestimmt,
so dass der Führungsadapter 27 im
Führungselement 11 in
Längsrichtung
gleiten kann. Für
diese Gleitbewegung weist die Spiralfeder 24 einen gegenüber dem
Innendurchmesser des Führungselements 11 oder
des Rundrohrabschnitts 22 kleineren Außendurchmesser auf. Über Führungsadapter 27 mit
verschiedenen Innendurchmessern ist eine einfache Anpassung auf
die Führung
von Schläuchen
mit verschiedenen Außendurchmessern
möglich.
Entsprechend kann auch das Widerlager 25A, B angepasst werden.
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Die
Anordnung des externen Widerlagers 25B ist insbesondere
im Hinblick an eine problemlose Anpassung an unterschiedliche Außendurchmesser
verschiedener Schutzschläuche 9 von
Vorteil. Das Widerlager 25B wird hierzu in einfacher Weise an
den jeweiligen Außendurchmesser
angepasst. Hierzu wird beispielsweise in den Befestigungsklemmblock 26 ein
angepasstes Reduzierstück,
das zugleich die Funktion des Widerlagers 25B übernimmt,
eingelegt.
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Die
Austrittsöffnung 30 des
Führungselements 11 weitet
sich und ist beispielsweise trompetenförmig ausgeführt. Die trompetenförmige Ausführung ist
hierbei vorzugsweise konstruktiv mit der Ausführung des Widerlagers 25 in
einem Teil kombiniert. Die Aufweitung der Austrittsöffnung 30 erlaubt
ein leichtgängiges
Gleiten des Schutzschlauches 9 und begrenzt dessen Biegeradius.
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Um
bei einer Rückholbewegung
der Spiralfeder 24 den Weg des Schutzschlauches 9 zuverlässig zu
begrenzen, ist auf diesem ein Anschlag 34 montiert.
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Verlängert sich
durch eine Dreh- oder Vorwärtsbewegung
der Roboterhand 6 die aktive Länge des Schutzschlauches 9,
so wird die Spiralfeder 24 in dem Führungselement 11 gestaucht.
Es baut sich durch Federspannung eine entgegengerichtete Kraft auf.
Bei Verkürzung
der aktiven Länge
durch Zurückdrehen
oder Zurückbewegen
der Roboterhand 6 entspannt sich die Spiralfeder 24 und
holt den Schutzschlauch 9 über die Austrittsöffnung 30 zurück.
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2 zeigt
eine Führungsvorrichtung
1 zum Führen
eines Schlauches in Halbschalenausgestaltung. Man erkennt zur Führung eines
Schlauches das Führungselement 11 mit
dem geschlossenen Rundrohrabschnitt 11A. Ein im Rundrohrabschnitt 11A angeordnetes
mechanisches Rückholmittel
entsprechend 1 ist zur Vereinfachung nicht
dargestellt. Die Austrittsöffnung 30 ist
wiederum trompetenförmig ausgeführt, um
die Reibung zu minimieren und um den Biegeradius des austretenden
Schlauches zu begrenzen. An den Rundrohrabschnitt schließt sich der
Ausgleichsabschnitt 11B an, der in diesem Ausführungsbeispiel
als ein hohler Gehäuseabschnitt 40 ausgebildet
ist.
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Die
gezeigte Führungsvorrichtung 1 ist
hier in Form von zwei symmetrischen Halbschalenelemente 42A,
B ausgeführt.
Die Halbschalenelemente 42A, B sind über Schnellverschlüsse 45 lösbar miteinander
verbunden. Diese Konstruktion ermöglicht ein schnelles Öffnen und
Schließen
der Führungsvorrichtung 1.
Somit können
im Inneren geführte
Komponenten rasch und einfach ausgetauscht bzw. eingelegt werden.
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Zur
Befestigung der Führungsvorrichtung 1 an
eine Maschine oder einen Roboter sind am Rundrohrabschnitt 11A angeordnete
Rohrschellen 49 vorgesehen. Durch Verschieben des Rundrohrabschnitts 11A gegenüber den
Rohrschellen 49 vor endgültiger Befestigung ist eine
stufenlose Einstellung der Montageposition möglich.
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Der
hohle Gehäuseabschnitt 40 ist
U-förmig ausgestaltet
und schließt
einen zwischen seinen U-Schenkeln offenen Hohlaum 51 ein,
in dem die Versorgungsleitungen 8 geführt und umgelenkt werden. Der
Hohlraum 51 geht in den Rundrohrabschnitt 11A über. Im
Ausführungsbeispiel
ist der Hohlraum 51 zu einer zwischen den U-Schenkeln gebildeten Stirnseite 53 hin
offen. Man erkennt deutlich den Bogen 52 der U-Form, wobei
ein U-Schenkel quasi eine Verlängerung
des Rundrohrabschnitts 11A ist. Durch den zumindest weitgehend
geschlossenen Gehäuseabschnitt 40 werden
die aus dem Rundrohrabschnitt 11A austretenden Komponenten
oder Schläuche
gekapselt und gegen Verunreinigung geschützt. Die Komponenten werden
in einem Bogen innerhalb des hohlen Gehäuseabschnitts 40 nach
vom in Richtung entlang des Führungselements 11 geführt, bevor
sie den Gehäuseabschnitt 40 verlassen.
Der Bogen 52 begrenzt dabei den Biegeradius der Komponenten oder
des Schlauches.
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An
den Rundrohrabschnitt 11A schließt sich ein an den Rundrohrabschnitt 11A angepasster
Teilbereich des hohlen Gehäuseabschnitts 40 an.
Im sich an diesen Teilbereich seitlich anschließenden weiteren Bereich ist
der Gehäuseabschnitt 40 abgeflacht,
d.h. er weist im Vergleich zum Teilbereich eine geringere Innenhöhe auf.
Auf diese Weise wird eine lineare Führung des Schlauches 9 innerhalb
des Führungselements 11 auch
im Bereich des Ausgleichabschnitts 11B erreicht. Um die
Reibung zu minimieren, ist der hohle Gehäuseabschnitt 40 an
seinem Ein-/Ausgang mit gerundeten Führungselementen 54 versehen.
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3 zeigt
eine alternative Führungsvorrichtung 1 in
Anlehnung an die in 2 dargestellte mit einer alternativen
Ausgestaltung des hohlen Gehäuseabschnitts 40.
Im Unterschied zu dem Gehäuseabschnitt 40 gemäß 2 ist
die Stirnseite 53 nunmehr bis auf eine kreisförmige Öffnung 55 geschlossen. Hierdurch
wird das Eindringen von Verunreinigungen und Fremdkörpern verhindert.
In diese kreisförmige Öffnung 55 wird
vorzugsweise eine konstruktiv angepasste Komponentenführung eingelegt,
in welcher die einzelnen Schlauchkomponenten separiert aufgenommen
werden.
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In
den 4 und 5 ist insbesondere der Bereich
der Austrittsöffnung 30 dargestellt.
Die Austrittsöffnung 30 ist
hierbei durch das interne Widerlager 25A gebildet, welches
als ein separat gefertigtes Teil, insbesondere Drehteil, mit dem
Rundrohrabschnitt 11A fest verbunden, insbesondere verschweißt wird.
Dieses Drehteil ist nach Art einer Trompetenöffnung ausgebildet, d.h. seine
Seitenwandung weist eine Rundung 56 mit geeignetem Radius
auf. Das als Drehteil ausgebildete Widerlager 25A weist
weiterhin eine umlaufende Nut 58 auf, in die beispielsweise
ein Reduzierstück
formschlüssig eingesetzt
wird, über
das eine Anpassung an den jeweiligen Außendurchmesser des Schutzschlauches 9 vorgenommen
wird.
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Im
Ausführungsbeispiel
gemäß der 6 ist die
Führungsvorrichtung 11 aus
insgesamt 4 Halbschalenelementen 42A-D gebildet.
Dabei ist sowohl der Rundrohabschnitt 11A als auch der
Ausgleichsabschnitt 11B aus zwei Halbschalenelementen 42C, D
bzw. 42A, B gebildet. Die beiden Halbschalenelemente 42A,
C der oberen Gehäusehälfte können hierbei
einstückig
miteinander verbunden oder ausgebildet sein. Die untere Gehäusehälfte ist
zweistückig
ausgebildet und weist die beiden getrennten Halbschalen 42B,
D auf. Zur passgenauen und formschlüssigen Verbindung der Halbschalenelemente, insbesondere
der Halbschalenele mente 42C, D sind Führungsbolzen 60 vorgesehen,
die in hier nicht näher
dargestellte Führungsbohrungen
eingreifen.
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Durch
die zweiteilige Ausgestaltung der unteren Gehäusehälfte, also die getrennte Ausbildung der
beiden Halbschalen 42B, D, kann der hohle Gehäuseabschnitt 40 zu
Installations- oder Wartungsarbeiten problemlos durch Abnahme des
unteren Halbschalenelements 42B geöffnet werden, ohne das die Rohrschellen 49 (vgl. 2)
geöffnet
werden müssten.
Das Führungselement 11 braucht
daher zu Wartungsabreiten nicht vom Roboter 2 gelöst werden.
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Die 7 und 8 zeigen
eine alternative Ausführungsform
mit dem externen Widerlager 25B. Dieses in der 7 nicht
dargestellte Widerlager 25B ist im nach Art einer Rohrschelle
ausgebildeten Befestigungsklemmblock 26 befestigt. Der
Befestigungsklemmblock 26 ist wiederum auf einer Befestigungsplatte 62 angeordnet.
Auf dieser sind zugleich die Rohrschellen 49 befestigt.
Die Befestigung der gesamten Führungsvorrichtung 1 am
Roboter 2 erfolgt vorzugsweise lediglich über die
Befestigungsplatte 62.
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- 1
- Führungsvorrichtung
- 2
- Roboter
- 4
- Schwinge
- 5
- Roboterarm
- 6
- Roboterhand
- 8
- Versorgungsleitungen
- 9
- Schutzschlauch
- 10,
14, 15
- Pfeil
- 11
- Führungselement
- 11A
- Rundrohrabschnitt
- 11B
- Ausgleichsabschnitt
- 12
- seitliche Öffnung
- 13
- Schnittstelle
- 17
- Führung
- 20
- Rückholmittel
- 23
- Befestigungselement
- 24
- Spiralfeder
- 25A
- internes
Widerlager
- 25B
- externes
Widerlager
- 26
- Befestigungsklemmblock
- 27
- Führungsadapter
- 30
- Austrittsöffnung
- 32
- Führungslippen
- 34
- Anschlag
- 40
- hohler
Gehäuseabschnitt
- 42A-D
- Halbschalenelemente
- 45
- Schnellverschluss
- 49
- Rohrschelle
- 51
- Hohlraum
- 52
- Bogen
- 53
- Stirnseite
- 54
- Führungselement
- 55
- Öffnung
- 56
- Rundung
- 58
- Nut
- 60
- Führungsbohrer
- 62
- Befestigungsplatte