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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Verlegevorrichtung zum Verlegen
von Leitungselementen in einer Maschine mit einem ersten Element
und einem zweiten relativ zueinander um eine zugehörige Drehachse
drehbaren Element, welche an den Umfang dieser Elemente angebracht
ist. Die erfindungsgemäße Verlegevorrichtung
wird typischerweise für elektrische
und/oder fluidische Versorgungsleitungen in einem Gelenkteil eines
Industrieroboters verwendet.
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2. Beschreibung des verwandten
Standes der Technik
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FR 25 99 568 , welches als
der nächstliegende
Stand der Technik angenommen wird, beschreibt eine Vorrichtung zum
Verlegen einer Vielzahl elektrischer und fluidischer Leitungen
74a,
74b,
75,
97a und
97b zwischen
einem ersten Element
95 und einem zweiten Element
7,
die in Bezug aufeinander um eine Drehachse YY' drehbar sind. Die Vorrichtung umfasst
ein inneres Rohrelement
77 und ein äußeres Rohrelement, die in einer
allgemein koaxialen Beziehung zueinander angeordnet und miteinander über ein
Kopplungselement
76 gekoppelt sind.
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DE 78 11 316 U1 beschreibt
eine Vorrichtung zum Verlegen einer Vielzahl von Leitungen
11,
12 zwischen
einem ersten Element
22 und einem zweiten Element
21,
die in Bezug aufeinander um eine Drehachse drehbar sind, wobei ein
Halterungselement
19,
20 ein Ende jeder Leitung
hält und
ein Halterungselemente
15,
20 das andere Ende
hält. Die Vorrichtung,
welche eine Doppelrohrstruktur aufweist, besitzt ein inneres Rohrelement
14 und
ein äußeres Rohrelement
18,
die in einer allgemein koaxialen Beziehung zueinander angeordnet
sind.
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Beispielsweise
umfasst ein Gelenkteil eines Industrieroboters (im Folgenden einfach
als ein "Roboter" bezeichnet) eine
Struktur, die mit einem ersten Element und einem zweiten Element
ausgestattet ist, die in Bezug aufeinander um eine Drehachse drehbar sind.
Verschiedene Stand der Technik-Quellen sind zum Verlegen einer oder
mehrerer elektrischer/fluidischer Leitungen im Umfang solcher zueinander
verdrehbaren Elemente bekannt. Typische Beispiele sind in den 1 bis 3 gezeigt.
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In
einem ersten, in den 1A und 1B gezeigten,
Stand der Technik sind ein äußeres Element
A und ein inneres Element B koaxial so angeordnet, dass sie zueinander
um eine gemeinsame Drehachse verdrehbar sind, und ein Kabel (oder
ein Leitungselement) W ist im Innern eines ringzylindrischen zwischen
dem Element A und dem Element B gebildeten, Spaltes U-förmig zum
Aufdrehen ausgelegt. Insbesondere ist ein stationärer Befestigungsteil C
an einem Element (in diesem Fall dem Außenelement A) vorgesehen, während ein
sich bewegender Befestigungsteil D am anderen Element (in diesem Fall
dem inneren Element B) vorgesehen ist. Das Kabel W wird durch den
stationären
Befestigungsteil C und den sich bewegenden Befestigungsteil D gestützt und
weist genug Länge
auf, um sich zwischen sie mit einem zugehörigen U-förmigen gefalteten, innerhalb
des ringförmigen
Spalts gebildeten Abschnitts zu erstrecken.
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In
einigen Fällen
können
ein CableTrack-Baugruppenträger
oder ein Kabelkanal zusammen mit dem obigen Aufbau verwendet werden.
Der U-förmige
gefaltete Teil kann gebildet werden durch umfängliches Drehen des Kabels
in einer Ebene senkrecht zur gemeinsamen Drehachse, wie in 1A gezeigt,
oder durch Drehen des Kabels parallel zur zylindrischen Oberfläche des
inneren Elements B, wie in 1B gezeigt.
Diese Arten des bekannten Standes der Technik sind beispielsweise
im Japanischen Patent Nr. 2647700 und in dem registrierten Japanischen
Gebrauchsmuster Nr. 2597287 beschrieben.
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In
einem zweiten, in 2 gezeigten, Stand der Technik
sind ein äußeres Element
A und ein inneres Element B koaxial angeordnet, um so um eine gemeinsame
Achse in Bezug aufeinander drehbar zu sein, und ein Kabel W ist
so gelegt, dass es sich in Längsrichtung
allgemein parallel zur gemeinsamen Achse erstreckt. Ferner ist ein
stationärer
Befestigungsteil C an einem Element (in diesem Falle dem äußeren Element
A) vorgesehen, während
ein sich bewegender Befestigungsteil D am anderen Element (dem inneren
Element B in diesem Fall) vorgesehen ist. Das Kabel W wird durch
den stationären
Befestigungsteil C und den sich bewegenden Befestigungsteil D gestützt. Das
Kabel W kann sich entweder am stationären Befestigungsteil C oder
am sich bewegenden Befestigungsteil D, oder an beiden, in allgemein
einer 2-Form, einer S-Form oder in einer Z-Form biegen. Diese Art
des Standes der Technik ist beispielsweise in den Japanischen Patentveröffentlichungen
Nrn. 2001-353684 und 08-197482 und im registrierten Japanischen
Gebrauchsmuster Nr. 2553843 beschrieben.
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In
einem dritten, wie in 3 gezeigten, Stand der Technik
sind ein äußeres Element
A und ein inneres Element B koaxial angeordnet, um in Bezug aufeinander
um eine gemeinsame Drehachse drehbar zu sein, und ein Kabel W ist
so verlegt, dass es sich in einer gewendelten Form um die gemeinsame
Drehachse erstreckt. Ferner ist ein stationärer Befestigungsteil C an einem
Element (in diesem Falle dem äußeren Element
A) vorgesehen, während
ein sich bewegender Teil D am anderen Element (dem inneren Element
B in diesem Fall) vorgesehen ist. Diese Art von Stand der Technik
ist beispielsweise in den Japanischen Patentveröffentlichungen Nrn. 05-116090
und 08-112796 beschrieben.
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Jedoch
weisen die obigen Lehren des Stands der Technik die folgenden Probleme
(1)–(3) auf.
- (1) Im Fall der Verwendung der Technik, in
welcher das Kabel W so gelegt ist, dass es sich in einer U-Form
dreht (nach dem ersten Stand der Technik) wird ein großer Raum
zum Verlegen des Kabels als Ganzes benötigt, um einen U-förmig aufgedrehten
Teil mit einer ausreichend kleinen Krümmung zu bilden. Im Fall eines
kleinen Spalts zwischen dem äußeren Element
A und dem inneren Element B wird, falls diese Anordnung auf das Kabel
W angewandt wird, der U-förmig
aufgedrehte Teil davon eine große
Krümmung
aufweisen, was eine große
Last auf das Kabel W aufbringen kann, wodurch ein Problem des Verkürzens der
Lebenszeit des Kabels W erzeugt wird.
- (2) Im Fall der Verwendung der Technik, in welcher das Kabel
W so ausgelegt ist, dass es sich longitudinal und allgemein parallel
zur gemeinsamen Achse erstreckt und seine Enden fest sind (nach
dem zweiten Stand der Technik), wird, solange das Kabel W keine
Länge aufweist,
die ausreicht, um seine Torsion zu absorbieren, die Torsion die
Länge des
Kabels W verkürzen.
Beispielsweise besitzt in einem Roboter ein Armteil davon eine gewisse
Größe, und
es ist einfach, einen Raum sicherzustellen, der lang genug ist,
um die Torsion des Kabels W zu absorbieren, während ein Gelenkteil oder dergleichen
davon zu kurz ist, um einen Leitungsraum sicherzustellen, der lang genug
ist.
- (3) Im Fall der Verwendung der Technik, in welcher das Kabel
W so gelegt ist, dass es sich in einer gewendelten Form erstreckt
(dem dritten Stand der Technik), führt eine kleinere Zahl von Windungen
des gewendelten Kabels zu einer großen Veränderung im Durchmesser des
gewendelten Kabels während
der relativen Drehung zwischen dem äußeren Element A und dem inneren Element
B. Dies kann ein Problem dahingehend bewirken, dass ein großer radialer
Raum benötigt wird.
Eine größere Zahl
von Windungen des gewendelten Kabels umfasst auch ein langes Kabel. Ferner
stößt man für den Fall,
dass das Kabel W viele Leitungen (Kerne) oder eine dicke elektrische
oder fluidische Leitung enthält,
auf das Problem, dass es schwierig ist, das Kabel W in eine gewendelte
Form zu bringen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Daher
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zum Verlegen von Leitungselementen bereitzustellen, welche einfach
auf einen Teil mit einem äußeren Element
und einem inneren Element angewandt werden kann, die in Bezug aufeinander
drehbar sind, wie beispielsweise einen Aufsattelteil eines Roboters,
insbesondere einen Gelenkteil, und welche einen kleinen Raum zum
Einbau benötigt
und eine Anforderung an einen großen Bereich an Relativbewegung
(beispielsweise 360° oder mehr)
zwischen dem äußeren Element
und dem inneren Element befriedigt, um die obigen Probleme des bekannten
Standes der Technik zu lösen.
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Die
obige Aufgabe wird durch die Kombination der Merkmale nach Anspruch
1 gelöst.
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Um
die Aufgabe zu lösen,
wird die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung zum Verlegen
einer Vielzahl von Leitungselementen angewandt, die eine elektrische
Leitung und/oder eine fluidische Leitung aufweisen, und zwar zwischen
einem ersten Element und einem zweiten Element, die in Bezug zueinander um
eine Drehachse drehbar sind, und zwar mit einem Ende jedes Leitungselements
am ersten Element festgehalten und mit dem anderen Ende davon am zweiten
Element festgehalten. Typischerweise können die ersten und zweiten
Elemente Komponenten sein, die einen Teil eines Roboterkörpers darstellen, wie
beispielsweise Komponenten zur Verwendung in einem Gelenkteil eines
Roboters.
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Die
Vorrichtung umfasst eine Doppelrohrstruktur mit einem inneren Rohrelement
und einem äußeren Rohrelement
mit unterschiedlichen Durchmessern und einer Mittelachse, wobei
das innere und das äußere Rohrelement
in einer allgemein koaxialen Beziehung zueinander angeordnet und
miteinander durch ein Kopplungselement gekoppelt sind. Diese Doppelrohrstruktur
ist dazu eingerichtet, am ersten Element angebracht zu werden, und
zwar mit der Mittelachse davon allgemein an der Drehachse ausrichtet.
Die Vielzahl der Leitungselemente ist in eine erste und zweite Gruppe
aufgeteilt. Die erste Gruppe von Leitungselementen wird verlegt,
um sich durch ein inneres Loch des inneren Rohrelements zu erstrecken,
während
die zweite Gruppe von Leitungselementen verlegt wird, um sich durch
einen ringförmigen
Spalt zu erstrecken, der zwischen dem inneren Rohrelement und dem äußeren Rohrelement
gebildet wird.
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Daher
werden die Leitungselemente daran gehindert, sich unnötig frei
innerhalb des Rohrelements zu bewegen, und zwar durch Bilden der Rohrelemente,
welche die Leitungselemente enthalten, als einer Doppelrohrstruktur,
welche die Leitungselemente in eine erste und eine zweite Gruppe aufteilt,
und Verlegen der ersten Gruppe der Leitungselemente so, dass sie
sich durch ein inneres Loch des inneren Rohrelements der Doppelrohrstruktur
erstrecken, und der zweiten Gruppe von Leitungselementen so, dass
sie sich durch den ringförmigen
Spalt erstrecken, der zwischen dem inneren und dem äußeren Rohrelement
gebildet wird. Dies kann verhindern, dass die Leitungselemente,
die eine niedrige Torsionstoleranz aufweisen, sich in Richtung der
Mitte der Rohre bewegen und dadurch früh brechen. Auch kann dies einen
unnatürlichen Abrieb
der Leitungselemente vermeiden, der durch Leitungselemente mit großer Oberflächenreibung
bewirkt wird, die aneinander scheuern.
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In
der obigen Verlegevorrichtung wird die zweite Gruppe von Leitungselementen
am inneren Rohrelement abgewickelt, wenn das erste Element sich
in einer vorbestimmten Drehlage bzw. Rotationsposition relativ zum
zweiten Element befindet; und die, aus Sicht des zweiten Elements,
rechtsdrehend auf die äußere Umfangsoberfläche des
inneren Rohrelements aufgewickelt werden, wenn das erste Element
rechtsdrehend aus der vorbestimmten Drehlage gedreht wird, und linksdrehend
auf die äußere Umfangsoberfläche des
inneren Rohrelements aufgewickelt wird, wenn das Erstelement linksdrehend
aus der vorbestimmten Drehlage gedreht wird.
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Vorzugsweise
weist die zweite Gruppe von Leitungselementen einen kleineren erlaubten
Biegeradius auf als die erste Gruppe von Leitungselementen. Vorzugsweise
mag eine Oberflächenbeschichtung
zumindest teilweise an der inneren und der äußeren Umfangsoberfläche des
inneren Rohrelements als auch an der inneren Umfangsoberfläche des äußeren Rohrelements,
welches die Leitungselemente berühren
kann, vorgesehen sein, und zwar zum Zweck des Verhinderns der Beschädigung oder des
Abriebs der Leitungselemente aufgrund ihrer Reibung. Alternativ
kann zum gleichen Zweck einen Kragen eines Materials mit niedriger
Reibung zumindest teilweise entlang der inneren und äußeren Umfangsoberflächen des
inneren Rohrelements als auch der inneren Umfangsoberfläche des äußeren Rohrelements
eingeführt
werden.
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In
der vorliegenden Anwendung wird ein Ausdruck "elektrische/fluidische Leitung" verwendet, um ein
Leitungselement zu bezeichnen, das die elektrische Leitung und/oder
die fluidische Leitung aufweist. Solch ein Leitungselement umfasst
beispielsweise "ein
Kabel, das eine Vielzahl von elektrischen Leitungen und eine Vielzahl
von fluidischen Leitungen aufweist", "ein
Kabel, das eine Vielzahl von elektrischen Leitungen und eine fluidische
Leitung aufweist", "ein Kabel, das nur
eine Vielzahl elektrischer Leitungen aufweist" und "ein Kabel, das nur eine Vielzahl von
fluidischen Leitungen aufweist",
usw.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
davon unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen klarer, worin:
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1A eine
schematische Ansicht eines Standes der Technik ist, die ein Kabel
darstellt, das in Umfangsrichtung in einer Ebene senkrecht zu einer Drehachse
gewunden ist;
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1B eine
schematische Ansicht des ersten Standes der Technik ist, der ein
Kabel zeigt, das parallel zu einer zylindrischen Ebene gewunden
ist;
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2 eine
schematische Ansicht eines zweiten Standes der Technik ist;
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3 eine
schematische Ansicht eines dritten Standes der Technik ist;
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4 eine
Längssicht
in Querschnittsdarstellung eines Hauptteils einer Verlegevorrichtung zum
Verlegen von Leitungselementen gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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5 eine
Querschnittsansicht ist, die entlang einer Linie V-V von 2 genommen
ist, welche eine Anordnung elektrischer/fluidischer Leitungen darstellt,
welche eine Doppelrohrstruktur der Verlegevorrichtung verwendet,
die in 4 gezeigt ist;
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6A bis 6C schematische
Ansichten einer Anordnung elektrischer/fluidischer Leitungen gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind, welche die Leitungselemente darstellen, wenn
die Doppelrohrstruktur rechtshändig
gedreht wird, die Leitungselemente, wenn die Doppelrohrstruktur
sich in einer neutralen Stellung (Null-Drehung) befindet, bzw. die
Leitungselemente, wenn die Doppelrohrstruktur links herum gedreht
wird;
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7 eine
Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung unter Verwendung eines Kragens eines Materials mit niedriger
Reibung ist;
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8A eine
schematische Ansicht einer Ausführungsform
eines Halterungsteils zum Halten der elektrischen/fluidischen Leitungen
an einem weiteren Element ist, welche die elektrischen/fluidischen Leitungen
darstellt, die mittels eines Einfassbandes gehalten werden;
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8B eine
schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Halterungsteils
zum Halten einer elektrischen/fluidischen Leitung an einem anderen
Element ist, welche die elektrischen/fluidischen Leitungen darstellt,
die durch ein Befestigungselement gehalten werden; und
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9 eine
schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Halterungsteils
zum Halten einer elektrischen/fluidischen Leitung an einem anderen
Element ist, welche die elektrischen/fluidischen Leitungen darstellt,
die durch ein beschränkendes
Element beschränkt
werden.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In
Bezug auf die Zeichnungen werden weiter unten verschiedene Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Zunächst wird
sich auf die 4 und 5 bezogen.
Eine in 4 gezeigte Struktur, die z.B.
in einem Gelenkteil eines Roboters verwendet wird, umfasst ein hohles
scheibenartiges Element (erstes Element), das ein sich bewegendes
Gehäuse 3 darstellt,
als auch ein hohles zylindrisches Element (zweites Element), das
ein stationäres
bzw. feststehendes Gehäuse 2 darstellt.
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Ein
Rohrelement 12 mit einer Mittelachse 1 ist mittels
Befestigungselementen 25, wie beispielsweise Nieten, am
sich bewegenden Gehäuse 3 befestigt
und wird drehbar im zylindrischen feststehenden Gehäuse 2 mittels
Lagern 4 getragen bzw. gehalten. Daher werden das Rohrelement 12 und
das sich bewegende Gehäuse 3 durch
das feststehende Gehäuse 2 getragen,
so dass sie um die Mittelachse 1 drehbar sind.
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Wie
in 5 gezeigt, ist ein weiteres Rohrelement 11 innerhalb
des Rohrelements 12 in einer allgemein koaxialen Beziehung
zum Rohrelement 12 angeordnet, und diese Rohrelemente 11 und 12 sind an
Teilen davon miteinander mittels eines Kopplungselements 13 gekoppelt.
In anderen Worten sind das innere Rohrelement 11 und das äußere Rohrelement 12 miteinander
gekoppelt, um eine Doppelrohrstruktur zu bilden. Die Doppelrohrstruktur,
die durch das innere Rohrelement 11 und das äußere Rohrelement
gebildet wird, die miteinander integriert werden, wird durch das
feststehende Gehäuse 2 mittels
des obigen Trägermechanismus
getragen, um so um die Drehachse 1 drehbar zu sein.
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Die
elektrischen/fluidischen Leitungen erstrecken sich von einem Halterungsteil 23,
das an dem feststehenden Gehäuse 2 angeordnet
ist, zu einem Halterungsteil 24, das an dem sich bewegenden Gehäuse 3 angeordnet
ist, und zwar durch die Doppelrohrstruktur. Die elektrischen/fluidischen
Leitungen, die durch die Bezugsziffer "21" bezeichnet werden, stellen eine erste
Gruppe von Leitungselementen dar, die sich durch das innere Loch
(Hohlteil) des inneren Rohrelements 11 der Doppelrohrstruktur
erstrecken, wie in 5 gezeigt. Andererseits stellen die
elektrischen/fluidischen Leitungen, die durch die Bezugsziffern "22" bezeichnet werden,
eine zweite Gruppe von Leitungselementen dar, die sich durch den
Raum (ringförmiger
Spalt, von dem ein Teil durch das Kopplungselement 13 verdeckt
ist), welcher zwischen dem inneren Rohrelement 11 und dem äußeren Rohrelement 12 der
Doppelrohrstruktur gebildet wird, wie in 5 gezeigt,
erstrecken. Es sollte verstanden werden, dass der Ausdruck "Gruppe", der hierin verwendet
wird, ein oder mehrere Leitungselemente meint.
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Ein
Ende jeder elektrischen/fluidischen Leitung 21, 22 wird
mittels des Halterungsteils 23 am feststehenden Gehäuse 2 gehalten,
und die anderen Enden davon werden mittels des Halterungsteils 24 am
sich bewegenden Gehäuse 3 gehalten.
Die Halterungsteile 23, 24 mögen einen Aufbau aufweisen, in
welchem elektrische/fluidische Leitungen 26 (entsprechend
den elektrischen/fluidischen Leitungen 21, 22)
mittels eines Einfassbands 27 oder eines Befestigungselements 28 zum
Einschränken
der Bewegung der elektrischen/fluidischen Leitungen gehalten werden,
wie in den 8A und 8B gezeigt,
oder mögen
eine Verfassung besitzen, in welcher die elektrischen/fluidischen
Leitungen 26 mittels eines Rückhalteelements 29 zurückgehalten
werden, um so in Längsrichtung
gleitbar und/oder drehbar um eine zugehörige Längsachse zu sein, wie in 9 gezeigt. Die
elektrischen/fluidischen Leitungen 21, 22 erstrecken
sich so, dass jedes Leitungselement ein geeignetes Maß an Spiel
(Extralänge)
aufweist, um die Drehung des sich bewegenden Gehäuses 3 zu ermöglichen,
wie weiter unten beschrieben. Das Verhalten der elektrischen/fluidischen
Leitungen 21, 22 während der Drehung des sich
bewegenden Gehäuses 3 ist
schematisch in den 6A bis 6C gezeigt.
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In
den 6A bis 6C wird
die erste Gruppe von Leitungselementen allgemein durch die Bezugsziffer "21" bezeichnet, und
die zweite Gruppe von Leitungselementen wird allgemein durch die
Bezugsziffer "22" bezeichnet. In einer
neutralen Position in Bezug auf die Drehung (Null-Drehung), die
in 6B gezeigt ist, erstreckt sich die erste, innere Gruppe
von Leitungselementen 21 vom Halterungsteil 23 am
feststehenden Gehäuse 22 durch
das innere Loch des inneren Rohrelements 11 im Allgemeinen
gerade und zum Halterungsteil 24 am sich bewegenden Gehäuse (in
den 6A–6C nicht
gezeigt). Die zweite, äußere Gruppe
von Leitungselementen 22 erstreckt sich vom Halterungsteil 23 am stationären Gehäuse 22 durch
den ringförmigen Spalt
zwischen dem inneren Rohrelement 11 und dem äußeren Rohrelement 12 allgemein
gerade, und zum Halterungsteil 24 am sich bewegenden Gehäuse (in
den 6A–6C nicht
gezeigt). Es sollte angemerkt werden, dass die elektrischen/fluidischen Leitungen 21, 22 in
der neutralen Stellung ein geeignetes Maß an Spiel aufweisen, um die
Drehung des sich bewegenden Gehäuses 3 zu
ermöglichen,
wie oben beschrieben.
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Wenn
von der rechten Seite entlang der Drehachse in 4 aus
gesehen (Seite des sich bewegenden Gehäuses), wird, wenn das sich
bewegende Gehäuse 3 im
Uhrzeigersinn (rechtsdrehend) gedreht wird, die zweite, äußere Gruppe
an Leitungselementen 22 rechtsdrehend bzw. rechtshändig auf das
innere Rohrelement 11, wie in 6A gezeigt, aufgewickelt.
Auf gleiche Weise wird, wenn von der rechten Seite aus gesehen (der
Seite des sich bewegenden Gehäuses
aus) entlang der Drehachse in 4, dann,
wenn das sich bewegende Gehäuse 3 gegen
den Uhrzeigersinn gedreht wird (linksdrehend), die zweite, äußere Gruppe
von Leitungselementen 22 linksdrehend auf das innere Rohrelement 11,
wie in 6C gezeigt, aufgewickelt. Obwohl
die erste, innere Gruppe von Leitungselementen 21 zu diesem
Zeitpunkt die Position leicht verändert, bei der sie durch das
innere Rohrelement läuft,
während der
Halterungsteil 24 sich am sich bewegenden Gehäuse 3 bewegt,
ist das Maß bzw.
die Größe der Positionsveränderung
klein. Wenn jedoch die erste, innere Gruppe von Leitungselementen
eine größere Torsion
als die zweite äußere Gruppe
von Leitungselementen 22 zusammen mit einer Bewegung des Halterungsteils 24 aufbringen
kann, wird es bevorzugt, dass ein Leitungselement mit einer niedrigen Torsionstoleranz
zur zweiten Gruppe gehört.
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Wenn
die Leitungselemente, insbesondere die zweite Gruppe von Leitungselementen 22,
eine ausreichende Menge an Spiel aufweisen, kann ein ausreichend
weiter Bereich an axialer Drehung (beispielsweise ± 360°) vernünftigerweise
erreicht werden. Es sollte jedoch angemerkt werden, dass dann, falls
ein Maß an
Spiel der Leitungselemente zu sehr erhöht wird, um den Bereich axialer
Drehung zu erweitern, die Leitungselemente die Kante oder die äußere Oberfläche des
inneren Rohrelements 11 oder die innere Oberfläche des äußeren Rohrelements 12 usw.
berühren
und daran angreifen können,
wodurch ein Problem im Begrenzen der Bewegung davon erzeugt wird.
Es sollte auch angemerkt werden, dass, sogar falls es möglich ist,
das innere und das äußere Rohrelement 11, 12 zu
bewegen, zu viel Spiel in den Leitungselementen schnell einen Abrieb
in der Kontaktfläche
bewirken könnte,
wodurch eine Lebensdauer der elektrischen/fluidischen Leitungen
verkürzt wird.
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Eine
solche Situation kann beispielsweise vermieden werden durch Befestigen
eines Kragens 14 am Rohrelement 11 oder 12,
das aus einem Material mit einem niedrigen Reibungskoeffizient hergestellt
ist, wie in 7 gezeigt. Alternativ kann dies vermieden
werden durch Bereitstellen einer nicht scheuernden Oberflächenbeschichtung
an den inneren und äußeren Umfangsoberflächen des
inneren Rohrelements 11, der inneren Umfangsoberfläche des äußeren Rohrelements 12 und/oder
anderen Teilen. Ein solches Material mit niedrigem Reibungskoeffizient
und eine solche nicht scheuernde Oberflächenbeschichtung, welche verschiedene
Arten umfasst, sind gut bekannt und daher hier nicht genau beschrieben.
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Erfindungsgemäß werden,
wenn eine Vielzahl von Leitungselementen verlegt wird (elektrische/fluidische
Leitungen), wie beispielsweise Röhren
und/oder Kabel, diese in zwei Gruppen unterteilt. Vorzugsweise weist
die zweite Gruppe von Leitungselementen 22 einen kleineren
erlaubten Biegeradius auf als die erste Gruppe von Leitungselementen 21. Beispielsweise
wird es bevorzugt, dass elektrische/fluidische Leitungen mit einem
größeren erlaubten
Biegeradius (d.h., relativ steif und schwierig zu biegen) so verlegt
werden, dass sie sich durch das innere Loch des inneren Rohrelements 11 erstrecken, und
dass die elektrischen/fluidischen Leitungen mit einem kleineren
erlaubten Biegeradius (d.h., relativ flexibel und einfach zu biegen)
so verlegt werden, dass sie sich durch den ringförmigen Spalt zwischen dem inneren
Rohrelement und dem äußeren Rohrelement 12 erstrecken.
Ferner mag eine Art von elektrischen/fluidischen Leitungen mit einer
hohen Torsionstoleranz so verlegt werden, dass sie sich durch das
innere Loch des inneren Rohrelements erstrecken, während eine
Art von elektrischen/fluidischen Leitungen mit einer niedrigen Torsionstoleranz
so verlegt werden kann, dass sie sich durch den ringförmigen Spalt
erstrecken.
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Vorzugsweise
werden die Gruppen auch so bestimmt, dass die Lebensdauer jedes
Leitungselements so lang wie möglich
ist. Allgemein sollte, da die zweite, äußere Gruppe von Leitungselementen
sich teilweise auf dem inneren Rohrelement 11 aufwickelt und
daher zusätzlich
zur Torsion einer Biegung unterworfen ist, diese eine längere Lebensdauer
aufweisen als diejenigen, die nur einer Torsion unterworfen ist.
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Wie
oben beschrieben, kann die vorliegende Erfindung elektrische/fluidische
Leitungen schützen, die
im Umfang von zwei Elementen (wie beispielsweise einem Gelenkteil
eines Roboters) angeordnet sind, welche in Bezug aufeinander um
eine Drehachse drehbar sind, und zwar vor Ermüdung aufgrund von Biegen und/oder
Torsion, wodurch deren Lebensdauer erhöht wird. Dies erlaubt es einem
Nutzer, die elektrischen/fluidischen Leitungen länger ohne Ersatz zu verwenden,
und kann einen Effekt bringen, Kosten für Ersatzteile und Wartung zu
sparen.
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Während die
Erfindung unter Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben worden
ist, die zum Zwecke der Darstellung, nicht der Beschränkung, ausgewählt worden
sind, sollte es klar sein, dass vom Fachmann viele Modifikationen
oder Variationen daran durchgeführt
werden könnten,
ohne vom Grundkonzept und Umfang der Erfindung abzuweichen, wie
sie in den beiliegenden Ansprüchen
beansprucht wird.