Verschluss-Vorrichtung zur Anbringung an einen Roboter

Die Erfindung betrifft eine Verschluss-Vorrichtung zur Anbringung an einen Roboter, vorzugsweise eine Schnell- Verschluss-Vorrichtung . Die Verschluss-Vorrichtung dient ins besondere zum bis zu mindestens 175, 200 oder 225 mbar über ^¬ druckdichten Verschließen eines Hohlraums des Roboters. Der Roboter ist z. B. ein Lackier- oder Beschichtungsroboter .

Industrieroboter weisen in der Regel Roboter-Gehäuse oder Ro boter-Arme mit Hohlräumen auf. Für eine optimale Steifigkeit und Gewichtsverteilung ist das meiste Material der Roboter- Gehäuse und Roboter-Arme so angeordnet, dass der Kräfte- und Momenten-Verlauf über eine äußere Tragstruktur genutzt wird.

Die Hohlräume sind in der Regel von außen zugänglich und wer den teilweise zum Führen von Kabeln, zum Aufnehmen von Bauteilen (z. B. Motoren, Getriebe usw.) etc. genutzt.

Für Schweiß- oder Handlings-Roboter spielt es in der Regel eine untergeordnete Rolle, ob die Hohlräume zur Außenseite hin offen sind oder nicht.

Werden Roboter allerdings zum Beschichten, speziell zum Lackieren, eingesetzt, ist es vorteilhaft oder sogar zwingend erforderlich, dass die Hohlräume zur Außenseite hin ver ^¬ schlossen sind, z. B. aus Explosionsschutzgründen oder um da rin angeordnete Kabel, Bauteile etc. vor Verschmutzung oder Verschleiß zu schützen. Insbesondere Farb-/Lacknebel, Over- spray und anderer Schmutz stellen für Beschichtungs- und La- ckier-Roboter große Probleme dar.

Eine große Herausforderung ist es, Roboter, insbesondere La- ckierroboter, so zu entwickeln, dass landestypische Explosi ^¬ onsschutz-Anforderungen erfüllt werden. Da es im Lauf der Zeit immer wichtiger wurde, die Prozess- und Reaktionszeiten so schnell und präzise als möglich auszuführen, ist es wich ^¬ tig, die hierzu erforderlichen Regelventile in Räumen so nah wie möglich zum Applikationsgerät zu positionieren. Ebenso können weitere erforderliche Bauteile, wie z. B. Antriebe, Motoren, Stecker, Klemmen usw., in den gleichen Räumen positioniert werden. Diese Räume werden in der Regel durch Abdeckungen luftdicht verschlossen. Durch Erfahrung hat sich herausgestellt, dass landesspezifische Explosionsschutz-Zulassungen meist nur mit einer Überdruckkapselung oder zumindest mit einem luftdichten sowie Staub- und Sprühnebel-resistenten und auch flüssig- keitsdicht Hohlraum (insbesondere Roboter-Gehäuse) möglich sind .

Je besser die konstruktive Ausführung der Abdeckungen zur Abdeckung/Schließung der Hohlräume in Bezug auf die oben ge- nannten erforderlichen Eigenschaften, desto besser ist eine

Wartung durchführbar und desto geringer ist die Fehlerhäufig ^¬ keit.

In der Praxis werden Abdeckungen meist mit flexiblen Abdich- tungen ausgestattet. Eine große Herausforderung bei der Er ^¬ zeugung druckdichter Hohlräume ist, dass die Dichtungen beim Reinigen der Roboter durch Löse- oder Reinigungsmittel nicht angelöst werden oder aufquellen und Farbreste, die ggf. vor- handen sind, nicht in Spalte eintreten und die Dichtungen dadurch zusätzlich verkleben.

Folgende Normen / Anforderungen müssen in Bezug auf den Ex- plosionsschutz mit Überdruckkapselung für Lackierroboter erfüllt werden. Es wird teilweise zwischen verschiedenen Betriebs-Phasen unterschieden:

- Spülphase mit Überdruck zum Freispülen von explosionsfä- higem Gemisch vor dem Betrieb

- Betriebsphase mit leichtem Überdruck

- Im Kompensationsbetrieb bei kleinen Leckagen wird der erforderliche Überdruck durch Ausregeln mit einer Luftregelung und elektronischer Drucküberwachung kompensiert. Je nach Lacksystem und Anforderung sind z. B. nach ATEX-Richtlinie 94 und/oder 95 EG weitere verschie ^¬ dene Normen zu beachten. Teilweise ist eine Redundanz erforderlich.

Alle Anforderungen für den europäischen Betrieb sind durch die Norm DIN EN 60079-2 (Geräteschutz durch Überdruckkapselung „p") geregelt.

Je nach Anforderung und Schutzgrad herrscht während der Spül ^¬ phase ein Überdruck von bis zu 40 mbar, da der Roboter schnell gespült werden soll und ein gewisser Staudruck durch den Luftauslass mit integriertem Rückschlagventil entsteht. Ein Ziel ist es beispielsweise, einen Roboter mit einem Luft ^¬ volumen von 200 Liter Inhalt und verschiedenen verzweigten Luftbereichen in weniger als 3 Minuten mit Luft oder interten Gas durchzuspülen. Zum Erhalt des Schutzes im Betrieb muss je nach Einteilung in der speziellen Gerätegruppe beispielsweise beim vereinfachten System „2py" 50 Pa und beim System „pz" 25 Pa dauerhaft vorhanden sein (Jeweils Kapitel 7.1 in der o.g. Norm) .

Für den amerikanischen Explosionsschutz liegen die Druck- Anforderungen und die Anforderungen an die Dichtheit noch höher . Die amerikanische Vorschrift der Standard fire protection association NFPA 496 - STANDARD FOR PURGED AND PRESSURIZED ENCLOSURES FOR ELECTRICAL EQUIPMENT - schreibt ähnlich der Europäischen Norm eine 5-fache Überdrucksicherheit in Bezug auf den gewählten oder konstruktiv vorgesehenen max . Druck vor. Die Leckage-Rate darf bei dieser Überdruckprüfung zudem einen gewissen Wert nicht überschreiten

Verschiedene andere Normen schreiben folgende weitere Anfor ^¬ derungen vor:

Die DIN EN 60079-0 Abschnitt 20 schreibt z. B. für Abdeckun ^¬ gen von Überdruck-gekapselten Systemen wie beispielsweise Lackierrobotern mit Überdruckkapselung folgendes vor: Das Öffnen von Gehäusen (und Abdeckungen) muss durch den Zwang der Verwendung eines entsprechenden Werkzeuges (z.B. Innensechskantschraube oder Torxschraube) verhindert werden

Die EN 13463-5 - Nicht-elektrische Geräte für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen, Teil 5 -: Schutz durch Kon- struktive Sicherheit „c" schreibt zum Beispiel eine Fallprü ^¬ fung mit einem entsprechenden PrüfWerkzeug vor.

Ähnliche Anforderungen gelten in der oben genannten amerikanischen Verordnung NFPA 496 sowie der NFPA 33. Herausforderungen in Bezug auf die Abdeckungen und deren Montage am Roboter bestehen in erster Linie darin, die oben genannten Normen und deren Bedingungen einzuhalten.

Die Anforderungen sind insbesondere:

A. Abdeckungen zumindest an einem Punkt nur mit einem Werkzeug zu öffnen

B. Hohlräume druckdicht bis zu einem Überdruck von min. 200 mbar ohne nennenswerte Leckage

C. Abdeckung und Dichtungsqualität lebensdauerfest oder Dichtung über einen definierten Zeitraum Alterungs-resistent , siehe NFPA 496

D. Alle Bauteile wie auch Abdeckungen, Verschlüsse usw. müssen einer Fallprüfung mit einem definierten Prüfkörper aus I m aushalten, siehe ATEX-Richtlinie

Weitere Ziele oder spezifische Anforderungen aus verschiede ^¬ nen Erfahrungen in Bezug auf Lackierroboter sind insbesondere :

E. Dichtungen lösemittelfest und zusätzlich von außen geschützt, so dass keine Farbreste die Dichtung erreichen und/oder verkleben F. Dichtungen in einer Abdeckungsnut fixiert, jedoch einfach austauschbar

G. Eindeutiger und definierter Verschluss- und Entriege ^¬ lungsvorgang der Abdeckungen H. Entriegelung und Abnahme von Abdeckelementen, die Zugang für eine schnelle Wartung erfordern, unter 30 Sekunden durch eine Person I. Reduzierung der Verschlüsse je Abdeckung

J. Öffnungs- und Schließbewegung für Abdeckungen mit einer Hand durchführbar K. Öffnungs- und Schließbewegung schnell durchführbar

L. An der Stellung des Verschlusses optisch erkennbar, ob der Verschluss offen oder geschlossen ist. M. Verschlusssystem austauschbar

N. Notentriegelung durch Hilfswerkzeug, falls das Öffnungs ^¬ merkmal durch falschen Gebrauch oder Verschleiß unbrauchbar ist .

In der Praxis werden Abdeckungen üblicherweise mit Schrauben an die Roboter montiert. In Abhängigkeit der Größe der Abde ^¬ ckungen werden meist bis zu 20 oder sogar mehr als 20 Schrauben verwendet. Eine Abdeckung muss in Abhängigkeit der Größe meist mit 2 Händen gehalten werden, wobei eine zweite Bedienperson versucht, die Schrauben in verschiedenen Schritten nacheinander einzuschrauben. Dabei ist zu beachten, dass alle Schrauben jeweils am zugehörigen Gewinde ansetzen müssen. Da das Gewinde meist nicht sichtbar ist, wird von der Bedienper- son eine gewisse Übung, Geschicklichkeit und Erfahrung abver ^¬ langt. Die Schrauben werden in der Regel zunächst nur provisorisch angezogen. In der Folge werden dann alle Schrauben meist mit einem Nennmoment nacheinander angezogen und nochmals kontrolliert. Wird z. B. ein Gewinde beim Anziehen der Schraube beschädigt, so muss das beschädigte Gewinde ersetzt oder repariert werden, wenn überhaupt möglich. Der Schrauben-basierte Montagevorgang benötigt nicht nur viel Zeit und oftmals zwei Bedienpersonen, sondern erfordert auch eine gewisse Übung, Erfahrung und Geschicklichkeit.

In der Praxis sind Dichtungen, insbesondere Flachdichtungen, für die Abdeckungen oftmals aufgeklebt, um ein Verrutschen beim Anziehen der Schrauben zu verhindern. Die Auflagefläche für die Flachdichtung ist meist relativ klein. Die Dichtung wird im Bereich der Schrauben durch die Schraubenlöcher geschwächt. Löcher für die Schrauben sind in der Regel frei ge ^¬ stanzt und durchdringen die Dichtungen. Ist die Dichtung leicht verschlissen, so treten in der Regel Leckagen im Bereich der Schrauben auf. Einige Flachdichtungen altern oft durch zu große Pressung in Folge falscher Deckelmontage und gleichzeitig durch Kontakt im Randbereich durch Lösemittel und UV-Einwirkung.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verschluss- Vorrichtung zur Anbringung an einen Roboter zu schaffen, die eine einfache, schnelle und sichere, insbesondere druckdich ^¬ te, Abdeckung und insbesondere Abdichtung eines Hohlraums ei ^¬ nes Roboters ermöglicht. Darüber hinaus sollen z. B. zumin ^¬ dest eine, aber vorzugsweise alle genannten Kriterien A bis N erfüllt werden können.

Diese Aufgabe kann mit den Merkmalen des Hauptanspruchs ge ^¬ löst werden. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung können den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung bevor- zugter Ausführungsformen der Erfindung entnommen werden.

Die Erfindung betrifft eine Verschluss-Vorrichtung zur Anbringung an einen Roboter, vorzugsweise zum überdruckdichten Verschließen eines Hohlraums des Roboters bis zu einem Über- druck von mindestens 175mbar, 200mbar oder 225mbar, zweckmäßig ohne nennenswerte Leckage, insbesondere bis mindestens zum 5-fachen des Spüldruckes. Die Verschluss-Vorrichtung ist vorzugsweise als Schnell- Verschluss-Vorrichtung ausgeführt .

Der Roboter kann z. B. ein Lackier- oder Beschichtungsroboter sein .

Die Verschluss-Vorrichtung umfasst ein zweckmäßig demontierbares Abdeckelement (z. B. Deckel und/oder Gehäuseplatte) zum Abdecken eines Hohlraums des Roboters (z. B. eines Gehäuses oder Arms des Roboters) und eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung des Abdeckelements an dem Roboter. Die Befesti ^¬ gungseinrichtung umfasst ein drehbares Verschlusselement (z. B. Verschlussbolzen). Die Befestigungseinrichtung kann vorzugsweise auch eine Verschlussbuchse für das Verschlussele ^¬ ment umfassen.

Die Befestigungseinrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie eine Dreh-Schließbewegung zwischen 45° und 215° aufweist und somit durch eine Dreh-Schließbewegung zwischen 45° und 215° in eine vorzugsweise einrastbare und/oder reibungsfixierbare Verschlussstellung gebracht werden kann.

Die Befestigungseinrichtung ermöglicht hierdurch insbesondere die Realisierung einer sicher schließenden Schnell- Verschluss-Vorrichtung.

Es ist möglich, dass die Befestigungseinrichtung eine Dreh- Schließbewegung zwischen 60° und 120°, vorzugsweise 80° und 100°, aufweist und somit durch eine Dreh-Schließbewegung zwi- sehen 60° und 120°, vorzugsweise 80° und 100°, in eine Ver ^¬ schlussstellung gebracht werden kann.

Das Verschlusselement kann zumindest eine Nase aufweisen, wo- bei die zumindest eine Nase zusammen mit dem Verschlussele ^¬ ment drehbar ist. Die zumindest eine Nase dient vorzugsweise zur Befestigung in der Verschlussbuchse der Befestigungseinrichtung. Alternativ oder ergänzend kann die zumindest eine Nase vorzugsweise zur Vorzentrierung des Verschlusselements insbesondere mittels Formgestalt dienen. Durch die zumindest eine Nase kann also ermöglicht werden, dass das Verschlus ^¬ selement durch Formgestalt die jeweils richtige Ausrichtung relativ zur Verschlussbuchse mit Hilfe einer Vorzentrierung selbst finden kann.

Es ist möglich, dass das Verschlusselement einen ersten Anla ^¬ gering und/oder einen zweiten Anlagering aufweist, zwischen denen das Abdeckelement angeordnet werden kann. Der erste und/oder zweite Anlagering kann z. B. im Wesentlichen kreis- ringförmig, im Wesentlichen quadrat- oder rechteckförmig sein etc. und wahlweise z. B. in Umfangsrichtung geschlossen oder offen oder geschlitzt („Schlitzring") ausgebildet sein.

Die Befestigungseinrichtung kann insbesondere eine Ver- schlussbuchse zur abschnittsweisen Aufnahme und Befestigung des Verschlusselements aufweisen.

Die Verschlussbuche ist vorzugsweise an oder in dem Roboter montierbar, zweckmäßig roboterfest, aber vorzugsweise aus- tauschbar.

Die Verschlussbuchse kann insbesondere zumindest eine Stei ^¬ gungskonstruktion (z. B. Rampenkonstruktion) für die zumin- dest eine Nase aufweisen, um einen Schließhub des Verschlus ^¬ selements zu erzeugen.

Im Rahmen der Erfindung ist insbesondere eine einrastbare und/oder reibungsfixierbare Verschlussstellung möglich.

Die zumindest eine Steigungskonstruktion kann z. B. zu einer Arretiervertiefung (z. B. eine Einrastvertiefung) zum Arretieren (z. B. Einrasten) der zumindest einen Nase führen. Al- ternativ oder ergänzend kann z. B. ein Arretieren der zumindest einen Nase in der Verschlussbuchse durch Reibung erzielt werden .

Es ist möglich, dass die zumindest eine Steigungskonstruktion eine Steigung hin zu einem Hoch- oder Wendepunkt (z. B.

Knickpunkt) aufweist. Die zumindest eine Steigungskonstrukti ^¬ on kann z. B. in Schließ-Drehrichtung des Verschlusselements hinter dem Hoch- oder Wendepunkt einen Teilabschnitt mit re ^¬ duzierter oder negativer Steigung aufweisen.

Die zumindest eine Steigungskonstruktion kann z. B. zumindest eine Diskontinuität (z. B. einen Hoch-, Tief- und/oder Wende ^¬ punkt und alternativ oder ergänzend eine Steigungszunahme und/oder Steigungsabnahme) aufweisen, welche beim Passieren der zumindest einen Nase für eine Bedienperson haptisch spürbar ist. Dadurch kann z.B. ermöglicht werden, dass der Bedienperson ein Erreichen der Verschlussstellung (z. B. ein Einrasten) und/oder der Fortschritt des Schließvorgangs während der Drehung des Verschlusselements haptisch spürbar vermit- telt werden kann.

Die zumindest eine Steigungskonstruktion kann vorzugsweise zumindest zwei Diskontinuitäten aufweisen. Die zumindest zwei Diskontinuitäten können z. B. durch den Hoch- oder Wendepunkt und einen zusätzlichen Wendepunkt (z. B. Knickpunkt) in Schließ-Drehrichtung des Verschlusselements hinter dem Teilbereich und/oder in Schließ-Drehrichtung des Verschlusselements vor der Arretiervertiefung ausgebildet werden .

Besonders bevorzugt ist, dass für eine Bedienperson ein Er ^¬ reichen der Verschlussstellung durch ein Einrasten der zumin- dest einen Nase und/oder einen Anschlag für die zumindest ei ^¬ ne Nase haptisch spürbar ist.

Die Arretiervertiefung kann in Schließ-Drehrichtung des Verschlusselements vorzugsweise hinter dem Hoch- oder Wende- punkt, hinter dem Teilabschnitt und/oder hinter dem zusätzlichen Wendepunkt ausgebildet sein.

Die Verschlussbuchse kann zumindest einen Anschlag für die zumindest eine Nase aufweisen, insbesondere zur Begrenzung der Schließ-Drehbewegung des Verschlusselements. Der Anschlag begrenzt vorzugsweise in Schließ-Drehrichtung des Verschlus ^¬ selements die zumindest eine Steigungskonstruktion.

Die Verschlussbuchse kann zumindest eine Zentrieröffnung für die zumindest eine Nase umfassen, zur Vorzentrierung des Verschlusselements. Zu diesem Zweck kann eine Einlassöffnung der Verschlussbuchse mittels der zumindest einen Zentrieröffnung unrund und/oder rotationsunsymmetrisch ausgeformt sein. Die Befestigungseinrichtung kann z. B. ein Beaufschlagungselement zur Erzeugung einer ergänzenden Druckkraft in Richtung des Abdeckelements und somit insbesondere in Richtung des Roboters umfassen. Das Beaufschlagungselement dient somit vorzugsweise als Schließkraftverstärker sowie als Ausgleich- selement um den minimal verringerten Hub nach dem „überschreiten" des oben in Zeile 28 und 30 beschriebenen Wendepunkts auszugleichen Das Beaufschlagungselement kann z. B. eine Feder, eine Spi ^¬ ralfeder, eine Tellerfeder und/oder ein elastisch verformbares Kunststoffbauteil umfassen.

Es ist möglich, dass zwei Nasen, zwei Steigungskonstruktionen und/oder zwei Zentrieröffnungen vorgesehen sind, die vorzugsweise jeweils in entgegengesetzte Richtungen orientiert sind, z. B. um im Wesentlichen 180° versetzt.

Die Verschluss-Vorrichtung kann eine z.B. elastische Dichtung zur Anordnung zwischen dem Abdeckelement und dem Roboter (z. B. Robotergehäuse, Roboterarm usw.) umfassen und die Dichtung kann mittels der Befestigungseinrichtung gepresst werden.

Die Dichtung ist vorzugsweise eine Kunststoffdichtung, z. B. aus einem elastischen Material.

Es ist möglich, dass die Dichtung eine Luftkammerdichtung ist, zumindest eine Dichtlippe aufweist und/oder in einer Nut verläuft. Die Nut kann im Abdeckelement und/oder im Roboter ausgebildet sein.

Das Verschlusselement und/oder die Verschlussbuchse kann zur Erzielung der Verschlussstellung vorzugsweise gewindefrei ausgeführt sein.

Die Dichtung kann z. B. von der Befestigungseinrichtung in einem Abstand angeordnet sein und/oder gegenüber der Außenseite des Roboters durch das Abdeckelement abgeschirmt sein. Es ist möglich, dass das Verschlusselement einen Kopfab ^¬ schnitt mit einer Werkzeugeingriffsstruktur (z. B. 3-Kant, 4- Kant, 5-Kant oder 6-Kant oder andere geeignete Formen) auf ^¬ weist.

Es ist möglich, dass das Verschlusselement einen Schaftab ^¬ schnitt aufweist, wobei die zumindest eine Nase von dem

Schaftabschnitt absteht, der erste Anlagering und/oder der zweite Anlagering um den Schaftabschnitt herum angeordnet ist, und/oder das Beaufschlagungselement um den Schaftab ^¬ schnitt herum angeordnet ist.

Die Befestigungseinrichtung kann z. B. einen Indikator aufweisen, an dessen Stellung optisch erkennbar ist, ob die Be festigungseinrichtung in Schließstellung ist oder nicht.

Die Verschluss-Vorrichtung ist vorzugsweise zur Bildung einer Überdruckkapselung ausgeführt. Das Abdeckelement dient insbe ^¬ sondere zum Abdecken eines Hohlraums des Roboters, z. B. zur Abdeckung und/oder zum Verschluss eines Roboterarms oder Ro ^¬ botergehäuses .

Zu erwähnen ist, dass die zumindest eine Diskontinuität, der Hochpunkt und/oder der Wendepunkt vorzugsweise knick- oder schwellenförmig ausgebildet sein kann, z. B. um für eine Bedienperson als im Wesentlichen abrupter Übergang haptisch gespürt zu werden. Allerdings kann die zumindest eine Diskonti ^¬ nuität, der Hochpunkt und/oder der Wendepunkt auch zweckmäßig durch eine Steigungszunahme und/oder Steigungsabnahme reali- siert werden, z. B. um für die Bedienperson als im Wesentlichen „smoother" (z. B. gleichmäßiger, geschmeidiger, gekrümmter und/oder nicht knickförmiger) Übergang haptisch gespürt werden zu können. Die Befestigungseinrichtung ist vorzugsweise durch eine Dreh- Schließbewegung im Uhrzeigersinn schließbar und durch eine Dreh-Öffnungsbewegung im Gegenuhrzeigersinn offenbar, wobei auch die umgekehrte Variante möglich ist.

Der Hohlraum kann z. B. Teil einer Überdruckkapselung sein.

Die Erfindung umfasst auch einen Roboter, vorzugsweise einen Lackier- oder Beschichtungsroboter, mit zumindest einer Verschluss-Vorrichtung wie hierin offenbart .

Es ist möglich, dass die Verschluss-Vorrichtung mit dem Abdeckelement zur Abdeckung und zum druckdichten Verschluss eines Roboterarms oder Robotergehäuses dient, so dass hierdurch z. B. eine Überdruckkapselung ausgebildet werden kann.

Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind miteinander kombinierbar. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Figuren.

Figur 1 zeigt einen Roboter mit einer Verschluss- Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Figur 2 zeigt den Roboter der Figur 1 mit abmontiertem Abdeckelement,

Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Abdeckele ^¬ ments der Figur 1, Figur 4 zeigt eine Seitenansicht eines Verschlusselements einer Verschluss-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, Figur 5 zeigt eine perspektivische Ansicht des Verschlus ^¬ selements,

Figur 6 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ver ^¬ schlussbuchse der Verschluss-Vorrichtung gemäß ei- ner Ausführungsform der Erfindung,

Figur 7 zeigt eine Seitenansicht der Verschlussbuchse,

Figur 8 zeigt eine Draufsicht auf die Verschlussbuchse,

Figur 9 zeigt eine andere perspektivische Ansicht der Ver ^¬ schlussbuchse,

Figur 10 zeigt eine Schnittansicht der Verschlussbuchse,

Figur 11 zeigt eine perspektivische Schnittansicht der Ver ^¬ schlussbuchse,

Figur 12 zeigt eine andere perspektivische Schnittansicht der Verschlussbuchse,

Figur 13 zeigt eine Schnittansicht des Verschlusselements,

Figur 14 zeigt eine Schnittansicht der Verschlussbuchse, und

Figur 15 zeigt eine Schnittansicht einer Verschluss- Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem montierten Zustand. Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Roboters 100, insbesondere eines Lackier- oder Beschichtungsroboters 100, mit einer Verschluss-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und mit an dem Roboter 100 anmontiertem Abdeckelement 1. Figur 2 zeigt den Roboter 100 mit abmon ^¬ tiertem Abdeckelement 1, wobei Figur 3 eine perspektivische Ansicht des Abdeckelements 1 zeigt. Die Verschluss- Vorrichtung wird nachfolgend unter gemeinsamer Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 beschrieben.

Die Verschluss-Vorrichtung ist als Schnell-Verschluss- Vorrichtung ausgeführt und dient insbesondere zur bis zu min ^¬ destens 200mbar überdruckdichten Abdichtung und Abdeckung eines Hohlraums 101 des Roboters 100 (z. B. ein Robotergehäuse oder ein Roboterarm) . Das Abdeckelement 1 ist mittels sechs Befestigungseinrichtungen 2, 3 an dem Roboter 100 befestigt. Zu Klarheitszwecken sind in den Figur 1 bis 3 nur jeweils zwei Befestigungseinrichtungen mit Bezugszeichen versehen. Die Befestigungseinrichtung 2, 3 umfasst ein drehbares Verschlusselement (Verschlussbolzen) 2 und eine am oder im Roboter 100 montierte Verschlussbuchse 3 für das Verschlussele ^¬ ment 2, insbesondere zur abschnittsweisen Aufnahme und Befes ^¬ tigung des Verschlusselements 2.

Die Befestigungseinrichtung 2, 3 weist eine Dreh- Schließbewegung von im Wesentlichen 90° auf, so dass sie durch eine Dreh-Schließbewegung von im Wesentlichen 90° in eine Verschlussstellung gebracht werden kann. Im Rahmen der Erfindung sind allerdings auch größere und kleinere Dreh- Schließbewegungen möglich. Eine Dreh-Schließbewegung von im Wesentlichen 90° kann z. B. einen Schließhub von ungefähr 3mm erzeugen . Der Montagevorgang des Abdeckelements 1 erfolgt im Wesentli ^¬ chen wie folgt: Das Abdeckelement 1 wird von einer Bedienper ^¬ son (Werker) mit zwei Händen auf dem Roboter 100, insbesondere einem Gehäuse oder Roboterarm des Roboters 100, angesetzt. Die Bedienperson hält dann das Abdeckelement 1 mit einer Hand am Roboter 100 und schließt dann nach und nach die sechs Ver ^¬ schlusselemente 2 mit der anderen Hand mit einer ca. 90°- Umdrehung. Der gesamte Schließvorgang kann unter 30 Sekunden realisiert werden.

Die Figuren 4 und 5 zeigen verschiedene Ansichten des Verschlusselements 2. Die Figuren 6 bis 12 zeigen verschiedene Ansichten der Verschlussbuchse 3. Das Verschlusselement 2 und die Verschlussbuchse 3 werden nachfolgend unter gemeinsamer Bezugnahme auf die Figuren 4 bis 12 beschrieben, wobei in den Figuren 4 bis 12 teilweise zu Klarheitszwecken nicht alle Teile mit Bezugszeichen versehen sind.

Das Verschlusselement 2 umfasst (in Figur 4 und 5 oben) einen Kopfabschnitt mit Werkzeugeingriffsstruktur (z. B. Innen-6- Kant) und (in Figur 4 und 5 darunter) einen Schaftabschnitt.

Zwei Nasen 2.1 stehen von dem Verschlusselement 2 ab, sind zusammen mit dem Verschlusselement 2 drehbar und dienen zur einrast- und/oder reibungsfixierten Befestigung in der Verschlussbuchse 3.

Das Verschlusselement 2 ist mit einem ersten Anlagering 2.2 und einem zweiten Anlagering 2.3 versehen, zwischen denen das Abdeckelement 1 angeordnet wird. Der erste Anlagering 2.2 kann zweckmäßig separat zum Kopfabschnitt oder als Teil des Kopfabschnitts ausgeführt sein. Ein um den Schaftabschnitt herum angeordnetes Beaufschla ^¬ gungselement 2.4 dient zur Erzeugung einer Druckkraft in Richtung des Abdeckelements 1. Außerdem kann ein Axial-Hub durch das Beaufschlagungselement 2.4 z. B. in Bezug auf Tole- ranzen ausgeglichen werden. Das Beaufschlagungselement 2.4 ist vorzugsweise eine Feder, z. B. eine Spiral- oder Teller ^¬ feder, kann aber auch ein elastisch verformbares Kunststoffbauteil sein. Die Verschlussbuchse 3 umfasst zwei Steigungskonstruktionen 3.1 für die zwei Nasen 2.1, wodurch ein Schließhub des Verschlusselements 2 erzeugbar ist.

Die zwei Steigungskonstruktionen 3.1 sind im Wesentlichen baugleich ausgeführt, allerdings um im Wesentlichen 180° versetzt, so dass nachfolgend nur eine Steigungskonstruktion 3.1 beschrieben wird.

Die Steigungskonstruktion 3.1 mündet in einer Arretiervertie- fung 3.5 zum Arretieren, insbesondere Einrasten, der Nase

2.1, wobei alternativ oder ergänzend ebenfalls ein Arretieren der Nase 2.1 durch Reibung möglich ist.

Die Steigungskonstruktion 3.1 umfasst zunächst eine Steigung hin zu einem Hoch-/Wendepunkt 3.2.

In Schließ-Drehrichtung C des Verschlusselements 2 hinter dem Hoch-/Wendepunkt 3.2 ist ein Teilabschnitt 3.3 mit negativer Steigung ausgebildet.

In Schließ-Drehrichtung C des Verschlusselements 2 hinter dem Teilabschnitt 3.3 ist ein weiterer Wendepunkt 3.4 ausgebil ^¬ det . In Schließ-Drehrichtung C des Verschlusselements 2 hinter dem weiteren Wendepunkt 3.4 ist die Arretiervertiefung 3.5 ausgebildet . In Schließ-Drehrichtung C des Verschlusselements 2 hinter der Arretiervertiefung 3.5 ist ein Anschlag 3.6 für die Nase 2.1 ausgebildet und zwar zur Begrenzung der Schließ-Drehbewegung des Verschlusselements 2. Die Steigungskonstruktion 3.1 umfasst durch den Hoch-

/Wendepunkt 3.2 und den weiteren Wendepunkt 3.4 zwei Diskon ^¬ tinuitäten. Die zwei Diskontinuitäten 3.2 und 3.4 sind beim Passieren durch die Nase 2.1 während einer Drehbewegung des Verschlusselements 2 für eine Bedienperson haptisch spürbar. Dadurch kann der Bedienperson der Fortschritt des Schließvorgangs während der Drehung des Verschlusselements 2 haptisch vermittelt werden, insbesondere das Erreichen der Verschluss ^¬ stellung, also insbesondere das Einrasten der Nase 2.1 in der Arretiervertiefung 3.5.

Die Diskontinuitäten 3.2 und 3.4 sind durch die Bedienperson als im Wesentlichen abrupte Übergange haptisch spürbar, wobei im Rahmen der Erfindung auch „smoothe" Übergänge möglich sind, z. B. durch eine gleichmäßige oder kontinuierliche Steigungszunahme oder Steigungsabnahme der Steigungskonstruk ^¬ tion 3.1.

Die zwei Nasen 2.1 dienen zugleich zur Vorzentrierung des Verschlusselements 2 durch Formgestalt, wobei hierzu die Ver- schlussbuchse 3 zwei Zentrieröffnungen 3.7 aufweist.

Die Figuren 13 und 14 zeigen Schnittansichten des Verschlusselements 2 und der Verschlussbuchse 3, wobei zur Erläuterung und zur Vermeidung von Wiederholungen auf die bereits erfolgte Beschreibung verwiesen wird.

Die Figur 15 zeigt eine Schnittansicht eines Roboters 100 mit anmontierter Verschluss-Vorrichtung, die ausgeführt sein kann wie unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 14 beschrieben. In Figur 15 sind der Übersichtlichkeit halber nicht alle Teile mit Bezugszeichen versehen. Figur 15 zeigt neben der Verschluss-Vorrichtung mit insbesondere dem Abdeckelement 1, dem Verschlusselement 2 und der Verschlussbuchse 3 eine als Luftkammerdichtung ausgeführte Dichtung 102. Das Abdeckelement 1 dient zur Abdeckung eines Hohlraums 101 des Roboters 101, z. B. eines Hohlraums 101 eines Roboterge ^¬ häuses oder eines Roboterarms. Dadurch kann zweckmäßig eine Überdruckkapselung ausgebildet werden. Die Dichtung 102 umfasst zwei Dichtlippen und ist zwischen dem Abdeckelement 1 und dem Roboter 100 angeordnet und ver ^¬ läuft in einer Nut im Abdeckelement 1. Die Dichtung 102 wird mittels der Befestigungseinrichtung 2, 3 gepresst (komprimiert) , so dass der Hohlraum 101 trotz einem Überdruck von bis zu mindestens ca. 200 mbar dicht verschlossen ist und zu ^¬ mindest keine nennenswerte Leckage erfolgt.

Die Dichtung 102 hat von der Befestigungseinrichtung 2, 3 eine Distanz und ist gegenüber der Außenseite des Roboters 100 durch das Abdeckelement 1 abgeschirmt.

Die innere Dichtlippe ermöglicht, dass der Überdruck von bis zu 5 fachen des Spüldrucks in der Praxis mindestens 200 mbar nicht nach außen entweicht. Die äußere Dichtlippe schützt vor Eindringen von Schmutz, Flüssigkeit etc., obwohl hier schon das Abdeckelement 1 im Wesentlichen dicht am Roboter 100 (z. B. Gehäuse oder Roboterarm) anliegt. Die äußere Dichtlippe stellt somit zweckmäßig eine Redundanz dar und schützt zu- sätzlich vor einer Druckleckage.

Zu erwähnen ist, dass die Erfindung auch Ausführungsformen mit nur einer Nase 2.1, nur einer Steigungskonstruktion 3.1 und optional nur einer Zentrieröffnung 3.7 umfasst.

Zu erwähnen ist ferner, dass mittels der Verschluss- Vorrichtung vorteilhaft eine, mehrere oder sogar alle der folgenden Anforderungen erfüllt werden können: A. Abdeckelement zumindest an einer Stelle nur mit einem

Werkzeug zu öffnen,

B. Hohlraum / Überdruckkapselung (z. B. Gehäuse oder Arm des Roboters) druckdicht bis zu einem Überdruck von min ^¬ destens 200 mbar ohne nennenswerte Leckage,

C . Abdeckelement und Dichtungsqualität lebensdauerfest

und/oder Dichtung über einen definierten Zeitraum alte- rungs-resistent , siehe z. B. NFPA 496

D. Bauteile, insbesondere Abdeckelement und Befestigungs ^¬ einrichtung, müssen einer Fallprüfung mit einem defi- nierten Prüfkörper aus 1 m standhalten, siehe z. B.

ATEX-Richtlinie,

E. Dichtung lösemittelfest und zusätzlich von außen geschützt, so dass z. B. keine Farbreste die Dichtung er ^¬ reichen und/oder verkleben,

F. Dichtung in einer Nut fixiert, jedoch einfach austauschbar,

G . Eindeutiger und definierter Verschluss- und Entriege ^¬ lungsvorgang, H. Entriegelung und Abnahme des Abdeckelements für eine schnelle Wartung unter 30 Sekunden durch eine einzige Person,

I. Reduzierung der Verschlüsse je Abdeckelement,

J. Öffnungs- und Schließbewegung für Abdeckelement mit ei ^¬ ner Hand durchführbar,

K. Öffnungs- und/oder Schließzustand mit einer einzigen

Hand-Umdrehung realisierbar, z. B. um maximal 215°, vorzugsweise um ca. 90°,

L . An der Stellung des Verschlusses optisch erkennbar, ob

Verschluss offen oder geschlossen ist,

M. Verschlusselement und/oder Verschlussbuchse austausch ^¬ bar, z. B. im Schadensfall,

. Notentriegelung durch Hilfswerkzeug falls das Öffnungs- merkmal (z. B. Werkzeugeingriffsstruktur) durch falschen

Gebrauch oder Verschleiß unbrauchbar ist.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen bevorzug ^¬ ten Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Darüber hinaus beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Merkmalen und Ansprü- chen.

Bezugs zeichenliste

1 Abdeckelement

2 Befestigungseinrichtung, insbesondere Verschlussele- ment, z. B. Verschlussbolzen

2.1 Zumindest eine Nase

2.2 Erster Anlagering

2.3 Zweiter Anlagering

2.4 Beaufschlagungselement

3 Befestigungseinrichtung, insbesondere Verschlussbuchse

3.1 Zumindest eine Steigungs-/Rampenkonstruktion

3.2 Hoch- oder Wendepunkt

3.3 Teilbereich mit reduzierter oder negativer Steigung 3.4 Wendepunkt

3.5 Arretier-/Rastvertiefung

3.6 Anschlag

3.7 Zumindest eine Zentrieröffnung

C Schließ-Drehrichtung des Verschlusselements

100 Roboter, insbesondere Lackier- oder Beschichtungsro- boter

101 Hohlraum, insbesondere Überdruckkapselung, z. B. eines Robotergehäuses oder Roboterarms

102 Dichtung, insbesondere elastische Kunststoffdichtung

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